مقاله ها

محاسبه ظرفیت دیزل ژنراتور

مهندس پژمان تراکمه

15 دقیقه مطالعه

محاسبه ظرفیت دیزل ژنراتور

دیزل ژنراتور دستگاهی است که از طریق احتراق گازوئیل، سوخت را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. سوخت دیزل، چگالی انرژی بالایی دارد به این معنا که می توان انرژی بیش تری از دیزل در مقایسه با همان حجم بنزین استخراج کرد. سوخت دیزل ژنراتور در مقایسه با بنزین در دمای بالاتری می سوزد، از این رو کارآمدتر بوده و قدرت بیش تری را برای ژنراتور تضمین می کند. دیزل ژنراتورها برای عملکرد صحیح به تعمیر و نگه داری منظمی نیز احتیاج دارند.

 

دیزل ژنراتور چگونه کار می کند؟

هوای فشرده و سوخت دیزل به صورت تزریقی، وارد ژنراتور دستگاه می شوند. ترکیبی از دو فرایند فشرده سازی هوا و تزریق سوخت، به تولید گرما (شدید) که موجب احتراق سوخت می شود؛ کمک خواهد کرد. به این ترتیب سوختن آغاز شده و سبب راه اندازی ژنراتور می شود. در نهایت، ژنراتور انرژی الکتریکی لازم جهت توزیع را با توجه به نیاز تجهیزات متصل به آن و یا مکانی که در آن قرار دارد، تأمین می کند.

لازم به ذکر است که از دیزل ژنراتورها می توان در زمان های بسیار طولانی استفاده کرد. می توان آن ها را ساعت ها و یا هفته ها به سادگی روشن نگاه داشت تا این که جریان برق اصلی در مدار برقرار شود. به همین دلیل است که باید مطمئن شد، انرژی در این دستگاه ها به درستی ذخیره شده است تا موجب بالا رفتن بهره وری گردد.

 از آن جا که این نوع ژنراتورها برای مدتی بسیار طولانی در حال کار هستند، لازم است به روشی صحیح نگه داری شوند تا قطعات این دستگاه، عمر طولانی تری داشته باشند. بازرسی دوره ای موتور ژنراتور، نگه داری از آن و رسیدگی به روانکاری آن از اهمیت زیادی برخوردار است، زیرا این موتور ساعت ها به طور مداوم کار می کند و برای حفظ کارایی به این مراقبت ها نیاز دارد.

دیزل ژنراتور نوعی ژنراتور است که از نظر اقتصادی مزیت بسیار بالایی داشته و در مواردی کاربرد دارد که منبع تغذیه به هر علتی از مدار خارج شده است. این دستگاه با کارایی بسیار بالا برای سیستم هایی با توان بالا هم چون صنایع بزرگ کاربرد دارد.

از سوی دیگر، سوخت دیزل این دستگاه به دلیل ضرورت در بهره وری، حائز اهمیت است. زیرا این سوخت، بهترین عملکرد موتور را تضمین می کند. این سوخت است که وظیفه تحریک ژنراتور را پس از احتراق، بر عهده خواهد داشت، آغاز احتراق سوخت، موجب حرکت محور مرکزی می شود و در نهایت، انرژی مکانیکی با کمک دینام به انرژی الکتریکی تبدیل شده و دیزل ژنراتور را به کار می افتد.

 

دیزل ژنراتور

شکل (1). دیزل ژنراتور شرکت کاترپیلار (Caterpillar)

 

توان دیزل ژنراتور

اولین قدم درک در این باره، رابطه بین کیلووات (kW)، کیلوولت آمپر (kVA) و ضریب توان (PF) در ژنراتورها است.

  • کیلووات (kW): برای اندازه گیری توان الکتریکی واقعی تولید شده توسط ژنراتور، که در کنار دستگاه و تجهیزاتی که در صنایع استفاده می شود، به کار گرفته می شود.
  • کیلوولت آمپر (kVA): توان ظاهری را اندازه گیری می کند. این توان شامل توان واقعی (کیلووات) و توان راکتیو (کیلو ولت) است که به وسیله دستگاه هایی هم چون موتور و ترانسفورماتور تولید می شوند. توان راکتیو مصرف نمی شود و در مقابل، بین منبع تغذیه و بار به گردش در می آید.
  • ضریب توان (PF): نسبت بین توان واقعی و توان ظاهری است. اگر در یک ساختمان 900 کیلووات و 1000 کیلو ولت انرژی مصرف کند، ضریب قدرت 0.90 یا 90 درصد است.

گرچه در پلاک هر دیزل ژنراتور، مقادیرkW، kVA و PF درج شده است، با این حال، شرایط کار توسط بار دستگاه متصل به دیزل ژنراتور تعیین می شود، نه خود دستگاه دیزل ژنراتور. برای اطمینان در این کار، بهترین توصیه محاسبه اندازه واحد جانمایی دستگاه است.

 


بخوانید: محاسبه ظرفیت استاندارد ترانسفورماتور


 

ظرفیت دیزل ژنراتور

برای محاسبه اصولی ظرفیت ژنراتور با واحدهای KVA، KW و یا اسب بخار لازم است اطلاعات مختلفی گردآوری گردد تا توان مصرفی صحیح برای انتخاب ژنراتور صورت گیرد.

  • نکته اول استفاده طولانی در محدوده توانی کم تر از 30 درصد توان اسمی به صورت طولانی مدت آسیب جدی به آن وارد می کند. همان طور که استفاده طولانی مدت در محدوده توانی بیش تر از توان اسمی برای دستگاه مضر است.
  • نکته دوم دسته بندی بارهای مصرفی موتوری با راه اندازی های مختلف و اعمال ضریب 2 برای بزرگ ترین مصرف کننده با راه انداز ستاره مثلث و 3 برای بزرگ ترین مصرف کننده با راه اندازه مستقیم و با راه اندازی سافت استارتر می باشد.

هدف از این کار، تاثیر مصرف لحظه استارت (استارت اولیه) در محاسبه ژنراتور می باشد و در این محاسبات فرض بر این است که در یک زمان چند بار موتوری هم زمان با هم استارت نمی شوند. بنابراین با فرض روشن بودن تمام بارهای مصرفی ژنراتور به جز بزرگترین بار با احتساب ضریب 2 (برای بار با راه انداز ستاره مثلث) و ضریب 3 (برای بار با راه انداز مستقیم یا سافت استارتر) باید ظرفیت دیزل ژنراتور، امکان آن را داشته باشد.


راه اندازی موتور با راه اندازهای مختلف توسط اپلیکیشن رایگان ELECONDESIGN


 

  • گام اول: محاسبه توان الکتریکی از روی توان مصرفی موتوری

محاسبه دقیق برای ظرفیت دیزل ژنراتور با توجه به این که در بارهای مصرفی موتوری در عمل توان اعلامی، توان مکانیکی روی شافت موتورها دیده می شود. لذا می بایست راندمان بارهای مصرفی موتوری، نیز در محاسبات، توان مصرفی لحاظ گردد تا توان الکتریکی مصرفی محاسبه شود. اگر این کارانجام نگیرد باید راندمان متوسط برای کلیه بارها در نظر گرفته شده تا توان الکتریکی از روی آن به دست بیاید.

 

  • گام دوم: برآورد توان مصرفی

در جهت دستیابی به ظرفیت دیزل ژنراتور، محاسبه مجموع تمامی توان های پیوسته مصرفی به علاوه بزرگ ترین بار با ضریب مرتبط در راه اندازی ستاره مثلث، یا مستقیم و یا سافت استارتر می باشد.

 

  • گام سوم: محاسبه اثر دمای محیط و اثر ارتفاع از سطح دریا

در کاتالوگ دیزل ژنراتورها، ظرفیت نامی دستگاه در شرایط متعارفی (دمای 25 درجه سانتی گراد و ارتفاع از سطح دریا و تهویه مناسب) اعلام شده است. اما در دمای محیط می بایست ضریب اثر دمای محیط در ظرفیت اعمال گردد.

این ضریب دما در محیط از رابطه زیر به دست می آید:

KT = 1 - (Ta - 25°C) / 500

 

که در آن Ta حداکثر دمای محیط بر حسب سانتی گراد در نظر گرفته شده است. اگر Ta کم تر از 25 درجه سانتی گراد باشد، ضریب KT را یک در نظر می گیریم. هم چنین ضریب ارتفاع از رابطه زیر به دست می آید:

KH = 1 - (Ha - 1000) / 10,000

 

که در آن Ha ارتفاع نصب دیزل ژنراتور بر حسب متر می باشد. اگر Ha کم تر از 1000 متر باشد، ضریب KH را یک در نظر می گیریم.

 

  • گام چهارم: ظرفیت رزرو

اگر قرار است دیزل ژنراتور دائم کار کند بهتر است با بیش از 80 درصد توان کار نکند. این ضریب می بایست در محاسبه به لحاظ ظرفیت امن، محاسبه گردد. اما در صورت نیاز به پیش بینی رشد مصرف در آینده، بخشی از ظرفیت دستگاه می تواند به صورت رزرو در نظر گرفته شود که محاسبه آن به صورت:

ضریب رزرو

 

می باشد که ضریب 1.25، در حقیقت استفاده 80% از ظرفیت دیزل ژنراتور و ضریب SP (درصد رزرو) میزان رزرو برای دستگاه می باشد.

گام آخر: محاسبه توان ظاهری بر حسب KVA از روی توان مصرفی محاسبه شده

پیروی از گام اول و اعمال کلیه ضرایب فوق، جهت برآورد ظرفیت مورد نیاز دستگاه که تمامی آن ها در زیر برآورد شده است:

محاسبه توان ظاهری

 


طراحی سیستم برق صنعتی با نیکسا


 

برچسب ها:

محاسبه ظرفیت دیزل ژنراتورمحاسبه توان دیزل ژنراتوربار مصرفی موتوری

دیدگاه شما