نحوه انتخاب ژنراتور

راهنمای انتخاب ژنراتور

به خاطر داشته باشید که با مدیریت صحیح می توان از یک ژنراتور کوچک برای انجام هر کار بزرگی استفاده کرد. زیرا هرگز تمامی ابزارآلات و مصرف کننده های برقی در یک زمان کار نمی کنند. هنگام محاسبه توان بایستی آمپر مورد نیاز برای استارت اولیه را مد نظر قرار داد و سپس وسایل دیگر را اضافه نمود.

قانون اهم:

• وات= ولتاژ * آمپر
• آمپر= ولتاژ / وات

برای تعیین دقیق ولتاژ لازم، معمولا باید با کارشناس برق مشورت کرد. کارشناس برق با ارزیابی محیط کاری و بررسی بارهای مختلف تاسیسات یا عملیات مورد نیاز و با در نظر گرفتن ولتاژ لازم برای ساختمان، حداکثر شدت جریان برق، برق خروجی از موتور و غیره، دیزل ژنراتور مناسب را برای نیاز شما انتخاب می کند.

• اولین فاکتور، قبل از انتخاب دیزل ژنراتور، مشخص کردن نوع کاربرد دیزل ژنراتور است. برای این کار باید پیش از انتخاب، لیستی از موارد و اقلامی که به دیزل ژنراتور و برق تولیدی از مولد برق نیاز دارند، تهیه شود.
• دومین فاکتور، تعیین میزان توان شروع به کار دستگاه و همچنین مقدار آن در حین کار است. برای این کار باید بر اساس کاربرد مورد نیاز، توان لازم را بر حسب KVA از روی جداول مربوطه استخراج و مشخص کرد.
• فاکتور سوم هم در نظر گرفتن طول عمر مورد نیاز دستگاه است.

موارد کلیدی در تعیین ولتاژ صحیح برای راه اندازی دیزل ژنراتور

• ولتاژ مورد احتیاج برای تاسیسات و یا برای استفاده توان در مبدل های برق
• در آمریکا و قسمتی از آسیا فرکانس مورد استفاده در برق 60 هرتز و در بقیه نقاط جهان 50هرتز است. بیشتر کشتی های بزرگ و هواپیماها از فرکانس 400 هرتز استفاده می کنند. برای تغییر توان برق به فرکانس های دیگر، می توان از مبدل فرکانس استفاده کرد اما باید عوامل دیگر نیز در نظر گرفته شود. در بیشتر ژنراتورها فرکانس تغییر می یابد. ولی در بعضی از ژنراتورها بعد از تغییر فرکانس، عملکرد دچار مشکل شده و یا احتیاج به اضافه کردن قطعات و تغییرات لازم دارد. برای جزئیات بیشتر باید با شرکت سازنده ژنراتور مشورت کرد.
• اگر حداکثر شدت جریان لازم برای کارکرد تجهیزات را ندارید، با استفاده از آمپرهای آلترناتور توان لازم را بدست آورده و دیزل ژنراتور مناسب را انتخاب کنید.
• شدت جریان برق در راه اندازی موتورهای صنعتی نیز باید درنظر گرفته شود. بیشتر موتورها با توان ثابتی کار می کنند، ولی در حالت راه اندازی توان بیشتری لازم دارند. برای مثال، شما شاید در حالت راه اندازی تاسیسات صنعتی 200 کیلو وات لازم داشته باشید در حالیکه در حالت عادی فقط 90 کیلووات لازم دارد. موتورهای جدید به تازگی، در حال ورود به بازار هستند که شروع نرمتری دارند و باعث کنترل شتاب ولتاژ می شوند. برخی از موتورهای صنعتی تمامی اطلاعات مربوطه را در تگ اطلاعاتی ارائه می کنند.

یکی دیگر از مهمترین فاکتورهای انتخاب ژنراتور نوع کاربرد آن می باشد که در ذیل به شرایط آن پرداخته می شود.

امروزه با توسعه علوم مهندسی در زمینه های مختلف بخصوص برق و مکانیک، تولید دیزل ژنراتور در سطح وسیعی پیشرفت و در اندازه های متنوع و با کاربردهای مختلفی در دسترس می باشند. لازم بذکر است، دیزل ژنراتور با ظرفیت 5 الی 50 KW در بازار برای مصارف خانگی، به راحتی در دسترس می باشد. در حالی که دیزل ژنراتور صنعتی از 50 KW تا 3 MW بصورت ثابت یا قابل حمل (نصب شده بر روی شاسی چرخ دار) نیز وجود دارد. از این رو، دیزل ژنراتورهای صنعتی، اکثرا در مراکز بیمارستانی، ساختمان سازی، راهسازی، کشاورزی، مراکز فناوری اطلاعات و ارتباطات و همچنین در استخراج معادن استفاده می شوند انتخاب نوع و توان و محدوده توان دیزل ژنراتور نیاز به بررسی نوع مصرف و دیگر فاکتورهای موثر دارد.

پیش بینی و طرح مساله:

نوع کاربرد دیزل ژنراتور از نظر اضطراری بودن یا نوع برق موقت مشخص می گردد؟

این سوال به منظور شناسایی میزان قدرت دیزل ژنراتور می باشد.

چه میزان به دیزل ژنراتور نیاز داریم؟

نوع دیزل ژنراتور باید با توجه به شرایط کاری آن تعریف شود، به عبارتی آیا از دیزل ژنراتور به عنوان برق اضطراری ( Standby ) استفاده می شود یا به عنوان یک مولد برق دایم ( Prime Power Source).

محاسبه میزان بار بر حسب KW یا KVA می باشد و در حالت اضطراری می بایست توسط دیزل ژنراتور تامین گردد. دیزل ژنراتور اضطراری الزاما نباید بطور کامل جانشین برق شبکه شود و می تواند تنها بخش های ضروری و انتخابی را برق رسانی نماید.

نوع بار (موتوری، سلفی. .. )، تغییرات میزان بار، رله های حفاظتی موجود در سیستم و نیازهای خاص (کارکرد پارالل، راه اندازی بسیار سریع و غیره) می بایست مورد توجه قرار گیرند و ظرفیت و تجهیزات اصلی و جانبی مناسب در طراحی لحاظ گردند. در انتخاب دیزل ژنراتور باید به نوع مصرف آن از جمله مصارف روشنایی یا جوشکاری توجه شود.

پیش بینی توسعه احتمالی آینده که می تواند سبب افزایش مصرف در حالات اضطراری شود و افزودن یک مولد جدید در آینده بسیار پرهزینه تر از اضافه کردن ظرفیت مولد(های) اولیه است. درجه امنیت، تعیین کننده تعداد و ظرفیت مولدهاست. جهت تامین امنیت بیشتر می توان به جای یک مولد بزرگ از دو مولد کوچکتر استفاده کرد. در این صورت احتمال عدم امکان بهره برداری، به دلیل بروز نقض فنی مولدها کاهش می یابد و امکان سرویس و تعمیر یکی از مولدها و بهره برداری همزمان از مولد دیگر فراهم می شود.

ظرفیت دیزل ها مطابق استاندارد در سه ردیف بهره برداری تعریف شده اند.

ظرفیت اضطراری (standby)

500 ساعت بهره برداری در سال بدون امکان اضافه بار.

ظرفیت قدرت اولیه (prime power)

بدون محدودیت ساعت های بهره برداری، با میانگین کارکرد 60 الی 800 درصد ظرفیت نامی و با امکان اضافه بار 10% به مدت یک ساعت، در هر 12 ساعت کار.

ظرفیت دائم کار (Continuous Base Load)

بدون محدودیت ساعت بهره برداری، بدون محدودیت بارگذاری و با امکان اضافه بار 10% برای یک ساعت کار در هر 12 ساعت می باشد و حدود 10% ظرفیت بار اضافی برای موقعیت های ضروری در آن وجود دارد.

نوع سوخت انتخابی در مصرف دیزل ژنراتور

انتخاب نوع سوخت، نیاز به بررسی شرایط محل نصب و ارزان بودن و در دسترس بودن سوخت مورد نظر دارد.

فضای پیش بینی شده جهت نصب چگونه است؟

یکی از سوالات بسیار مهم، محل نصب دیزل ژنراتور است. باید به مواردی از جمله میزان فضای اشغال شده از سوی دیزل ژنراتور، تهویه هوا، میزان صدا تولید شده آن و غیره توجه کرد.

محفوظ نمودن ارتفاع از سطح دریا و درجه حرارت محیط نصب دیزل ژنراتور نیز بسیار حائز اهمیت است چرا که دیزل ژنراتور به هر دو عامل حساس است. ظرفیت دیزل با توجه به شرایط محل نصب در نقاط مختلف ایران می تواند تا 65% ظرفیت نامی در شرایط ISO کاهش یابد.

نحوه انتخاب باتری شارژر دیزل ژنراتور

با توجه به مشخصه آمپر ساعت باتری دیزل ژنراتور چه باتری شارژری، با چه خروجی و جریانی باید انتخاب کرد؟ به عنوان مثال آیا یک باتری شارژر 5 آمپر برای باتری 120 آمپر ساعت مناسب است؟

یکی از دلایل استفاده از باتری شارژر در مواقعی است که دیزل برای مدت طولانی روشن نمی شود و باتری به دلیل فعل و انفعالات شیمیایی داخلی باعث تخلیه با دشارژ شدن آن نشود و باتری شارژر با تزریق جریانی جزئی باتری را شارژر نگه دارد. باتری که کاملا دشارژ شده است، برای شارژ شدن جریان اولیه حدود 5% ظرفیت باتری را نیازدارد، به این معنی که برای باتری 120 آمپر ساعت، حدود 6 آمپر جریان شارژ اولیه نیاز است که شارژ با خروجی 10 آمپر برای این کار مناسب می باشد. نکته مهم اینجاست که باتری هایی که عمر مفید آنها تمام شده و یا به هر دلیلی آسیب دیده اند، هنگام اتصال باتری شارژر، جریان بالایی را از نزدیک به اتصال کوتاه طلب می کنند و این جریان باعث آسیب دیدن شارژر می شود.

چگونگی سایز کردن ژنراتور:

برای سایز کردن دیزل ژنراتور دانستن بارهای مصرفی در هر سایت الزامی است. لذا گروه مهندسین فرآیند و یا مکانیک در هر پروژه بایستی بارهای موتوری و غیر موتوری مورد نیاز در فرآیند هر پروژه را تحت عنوان مدرکی بنام Power Consumption list ارائه دهند. اطلاعات مورد نیاز در این مدرک شامل موارد ذیل می باشد.

مشخصه توصیفی هر بار و تگ آنها اولین آیتم در این مدرک می باشد. سپس تعداد مورد نیاز برای هر تیپ بار را مشخص می کنند. به طور مثال، P-100A. B. C injection pump نشاندهنده سه عدد پمپ می باشد.

مشخصه بعدی نوع بار از نظر اهمیت آنها می باشد که شامل بارهای نرمال normal emergency و بارهای ویتال vital می باشد که بایستی در این مدرک مشخص شوند.

مشخصه دیگر مدت کارکرد هر بار می باشد که به سه دسته دائم کار continues ، متناوب کار intermittent و حاضر به کار standby تقسیم می شوند و تعیین آنها از لحاظ فرآیندی تاثیر بسزایی در سایز نمودن ابعاد ژنراتور دارد.

تعیین ضریب برای بارهای متناوب کار و همچنین مشخص نمودن ساعت کاری در شبانه روز که ضریب آن برای بارهای دائم کار 100% و برای بارهای متناوب کار بین 0% تا 100% و برای بارهای حاضر به کار حدود 0% تا 20% در نظر گرفته شده است.

مشخص شدن اطلاعات ساعت کاری در شبانه روز برای بارهای متناوب کار در پروژه های بزرگ اهمیت بسزایی دراد که در اکثر پروژ ها به آن پرداخته نمی شود. بهینه بودن سایز تجهیزات باعث دانستن صحیح پیک کاری هر ترانس گشته و باعث صرفه جویی اقتصادی خواهد شد.

مشخصه دیگر، توان جذبی مکانیکی بارها (BHP) می باشد که در جدول موجود بوده و توانی است که گروه مهندسین فرآیند با توجه به پارامترهای فرآیندی از جمله ارتفاع، دبی، حرارت و غیره محاسبه و در اختیار گروه برق قرار می دهند.

اطلاعات توان برای بارهای دیگر از جمله روشنایی، HVAC و ... که خارج از بحث فرآیندی است توسط گروه برق مشخص خواهند شد.

توان بدست آمده برای BHP را در ستونی مجزا قرار می دهیم و سپس باید ضرایب API را بر روی این توان ها اعمال نموده و در ستونی دیگر قرار می دهیم.

ضریب API برابر است:

• برای موتورهای کوچک تر از 5. 22 کیلووات برابر با 25. 1
• برای موتورهای کوچک تر از 55 کیلووات برابر با 15. 1
• برای موتورهای بزرگ تر و مساوی 55 کیلووات برابر با 1. 1

این ضرایب توسط استاندارد API اعلام گردیده و به نوعی ضرایب الکتریکال می باشند که باید لحاظ شوند.

از آنجا که موتورها، بخصوص موتورهای ولتاژ پایین بصورت تیپ های استاندارد ساخته می شوند، باید استاندارد سازی شده و نزدیکترین تیپ استاندارد در ستون دیگر قرار داده شود.

لازم به ذکر است، خرید نهایی این موتورها توسط بخش مکانیک انجام می پذیرد و در انتها بایستی اطلاعات دقیق تر در مدرک لیست بارهای الکتریکی قرار بگیرد.

توان بدست آمده در این مرحله توان P2 یا توان خروجی و یا توان مکانیکی می باشد که بایستی تلفات موتور به آن اضافه شود تا توان ورودی به موتور محاسبه گردد و بتوان کیلو وات مصرفی موتور را بدست آورد و در سایز ژنراتور از آن استفاده نمود. با استفاده از راندمان و رابطه ذیل براحتی می توان به توان P1 یا توان ورودی دست پیدا کرد.

مشخصه دیگر که در لیست بارها استفاده می گردد، نسبت توان جذب شده به توان استاندارد شده می باشد. اختلاف زیاد بین این توان ها در تعداد زیاد بارها مورد قبول نیست چرا که باعث بالا رفتن توان راکتیو نسبت به توان اکتیو می شود. تعیین نوع بار از لحاظ فیدری و موتوری نیز بایستی در ستون جداگانه مشخص گردد.

قدرت دیزل ژنراتور بدست آمده در شرایط متعارف 20 درجه سانتیگراد و ارتفاع از سطح دریا 300 متر و با رطوبت 60 درصد داده می شود. بنابراین در صورت تغییر شرایط بایستی قدرت آن derate گردد. لازم بذکر است دما، ارتفاع و سایر اطلاعات در برگه هایی که به سازنده داده می شود موجود بوده دارد و سازنده موظف است مقدار توان مورد نیاز را با ضرایب تعدیل سازد. جهت محاسبه قدرت ژنراتور پس از اعمال ضرایب derate از رابطه زیر استفاده می گردد:

عواملی که کیفیت کوپله دیزل ژنراتور را مشخص می کنند.

همانطور که اشاره شد موتور دیزل و ژنراتور برای تمام پکیجرها در تمام نقاط دنیا یکسان است. آنچه به طور کلی کیفیت کوپله دیزل ژنراتور را متمایز می کند، در ابتدا دقت اسمبل کردن دیزل و ژنراتور، سپس لوازم جانبی مصرفی به کار رفته در کوپله و تابلو کنترل دیزل ژنراتور است.

از جمله نکات واقعی تمایز کوپله دیزل ژنراتور شرکتهای مختلف می توان به موارد ذیل اشاره کرد:

1. کیفیت قطعات استفاده شده در تابلو کنترل (چینی بودن قطعات به شدت بر روی کیفیت نهایی و قیمت دیزل ژنراتور موثر است).
2. نوع رنگ قطعات فلزی شامل شاسی، فریم تابلو، کوپله دیزل ژنراتور (استفاده از رنگ پودری الکترواستاتیک یا رنگهای متفرقه).
3. نوع و ضخامت ورق به کار رفته در شاسی متناسب با وزن دیزل ژنراتور.
4. استفاده از گلندهای مقاوم به نفوذ آب و گردو غبار جهت تابلو و ژنراتور (قسمتهای الکتریکی).
5. استفاده از چهارچوب Structure مناسب جهت رادیاتور در کوپله دیزل ژنراتور جهت تحمل وزن و جابجا نشدن آن در طول عمر دیزل ژنراتور.

موارد فوق فاکتورهایی هستند که مجموع آنها کیفیت و عمر کوپله دیزل ژنراتور شما را تعیین می کند.

فرمول های محاسبات توان دیزل ژنراتور

فرمول های زیر برای تبدیل واحدهای مختلف مربوط به دیزل ژنراتورها بکار برده می شوند.

۱KW= 1. 341÷ HP

۱HP = 1. 341* KW

۱KVA = 0. 8 ÷ KW

۱KW= 0. 8 * KVA

۱KVA = 1. 44 ÷ A

۱A = 1. 44 * KVA