Расчёт мощности и выбора ДЭС

Расчет мощности и выбор ДЭС для электропитания традиционной нагрузки.

Для расчета мощности и выбора ДЭС для электропитания нагрузки общего назначения (традиционной нагрузки) необходимо знать:

1. суммарную мощность нагрузки (потребителей электроэнергии);

2. вид (характер) нагрузки;

3. режим работы (использования) ДЭС;

4. температуру среды, в которой работает ДЭС.

Расчет суммарной мощности нагрузки ДЭС.

Общая расчетная максимальная мощность нагрузки ДЭС рассчитывается по формуле:

P_max = P_эд. + Р _{нагрев.} + Р _осв. + Р _др. (кВт),

где Р _эд. – мощность, потребляемая электродвигателями различных устройств;

Р _{нагрев.} – мощность, потребляемая устройствами электронагрева;

Р _осв. – мощность, потребляемая устройствами освещения;

Р _др. – мощность, потребляемая другими устройствами.

В общем случае:

· Р_эд. = k’_C1Р_лифт+ k’’_C1Р_вент. + k’’’_C1Р _нас. + … (кВт),

где Р_лифт, Р_вент., Р_нас., … — установленная мощность электродвигателей лифтов, вентиляторов, насосов и т.п.;

k’_C1, k’’_C1, k’’’_C1, … — коэффициенты спроса для оборудования, содержащего электродвигатели;

· Р_нагрев = k’_C2Р _печи+ k’’_C2Р _{калориф.} + k’’’_C2Р _обогр. + … (кВт),

где Р_печи, Р_{калориф.}, Р_обогр., … — установленная мощность электропечей, калориферов, других обогревательных устройств и т.п.

k’_C2, k’’_C2, k’’’_C2, … — коэффициенты спроса для устройств электронагрева;

· Р_осв. = k’_C3Р_нар.+ k’’_C3Р_кор. + k’’’_C3Р_{раб. пом.} + … (кВт),

где Р_осв., Р_нар., Р_кор,Р_{раб. пом.}, … — установленная мощность устройств наружного освещения, освещения коридоров, рабочих помещений и т.п.

k’_C1, k’’_C1, k’’’_C1, … — коэффициенты спроса для устройств освещения.

Примечание: Коэффициенты спроса (k_C) вычисляются как отношение мощности одновременно работающих устройств к установленной мощности таких устройств.

Для предприятий и больших учреждений установлены следующие средние значения коэффициента спроса k_C:

· электродвигатели станков

— 1 … 5 шт 0,8;

— 6 … 10 шт 0,7;

более 10 шт 0,6;

· электродвигатели насосов, вентиляторов, 0,75…0,8;

компрессоров, дымососов и т.п.

· электродвигатели лифтов, подъемников (до 3 шт.)0,3…0,4;

· устройства нагрева 0,6…0,7;

· сварочные трансформаторы 0,6…0,7;

· электродвигатели строительных механизмов 0,6…0,65;

· устройства освещения рабочих помещений 0,8…0,9;

· устройства наружного освещения 1.

При расчетах мощности ДЭС нужно также учитывать потери мощности в сетях и на собственные нужды ДЭС. Максимальная расчетная нагрузка ДЭС в этом случае составит

P_{max. расч.} = P_max^.k_пот./k_с.н. (кВт),

где k_пот — коэффициент, учитывающий потери мощности в сетях до 250 В k_пот = 1,1;

до 500 В k_пот =1,05;

k_с.н.— коэффициент, учитывающий расход электроэнергии на собственные нужды ДЭС, k_с.н. = 0,95 …0,97.

Для получения расчетной мощности нагрузки в киловольтамперах (кВА) необходимо мощность P_{max. расч.} разделить на cosj (обычно cosj = 0,8), т.е.

S _{max. расч.} = P _{max. расч.}/0,8 (кВА)

Выбор мощности ДЭС.

По величине расчетной мощности P_{max. расч.} (или S_{max. расч.}) из соответствующих таблиц предварительно выбирается ДЭС так, чтобы ее мощность несколько превышала расчетную мощность.

В зависимости от вида нагрузки выбираемая ДЭС может быть трехфазной или однофазной.

Трехфазная ДЭС требуется обычно тогда, когда среди потребителей электроэнергии имеются устройства с трехфазными асинхронными двигателями (АД).

Если основной нагрузкой ДЭС являются устройства с мощными АД, то выбор ДЭС следует делать с учетом того, что пусковой ток АД в 5 …7 раз больше его номинального значения. Это означает, что для надежного запуска АД мощность ДЭС должна превышать расчетную мощность (мощность АД) в два и более раза, либо необходимо применять дополнительные специальные устройства для запуска АД.

Режим работы и мощность выбираемой ДЭС

В режиме постоянной работы рекомендуемая производителем нагрузка не должна превышать 60 …80% мощности ДЭС из соображений достижения максимального срока службы. А при использовании ДЭС в режиме резерва мощность нагрузки должна лежать в пределах 70 …90% от мощности станции.

Это означает, что мощность выбираемой ДЭС для постоянной работы должна превышать мощность нагрузки в 1,25 …1,67 раза (в среднем – в 1,43 раза), а резервной ДЭС – в 1,11 …1,43 раза (в среднем в 1,25 раза).

Следовательно, расчетное значение мощности (P_{max. расч}. или S_{max. расч.}) увеличивается в указанное выше число раз и, исходя из полученных величин, по таблице окончательно выбирается ДЭС, мощность которой лежит в вычисленном допустимом диапазоне мощностей.

Температура окружающей среды и мощность выбираемой ДЭС

Номинальная мощность ДЭС соответствует температуре +25^о С окружающей среды. При более высокой температуре и постоянстве величины нагрузки выбираемая ДЭС должна иметь большую мощность.

Для генераторов ДЭС температура окружающей среды не должна превышать +40^о С (согласно нормам Международной организации по стандартизации).

Показателем верного выбора мощности ДЭС является температура его генератора. Так у правильно выбранной ДЭС производства фирмы F.G. Wilson при температуре окружающей среды +40^о С предельная температура генератора не должна превышать + 125^о С – при постоянной работе и + 150^о С – при работе в режиме резерва.

Выбор типа (модели) ДЭС

При окончательном выборе конкретного типа ДЭС должна быть принята во внимание следующая дополнительная информация:

· требуемая степень автоматизации ДЭС;

· необходимость дистанционного управления и дистанционного контроля за работой ДЭС;

· требования к ДЭС по шумовым характеристикам;

· условия, при которых будет эксплуатироваться выбираемая ДЭС;

· суточные или сезонные диапазоны изменения уровня напряжения в централизованной электросети;

· требуемый способ питания ДЭС топливом.

Существуют три степени автоматизации ДЭС:

1-я — ручной запуск/останов с автоматической отработкой предпусковых и остановочных операций;

2-я — автоматический запуск/останов при пропадании напряжения в централизованной электросети.

3-я — автоматический запуск ДЭС с автоматической синхронизацией с централизованной электросетью или с другими параллельно работающими ДЭС.

Чем выше степень автоматизации процессов управления ДЭС, тем сложнее дополнительное оборудование, тем больше затрат средств.

Дистанционное управление и дистанционный контроль за работой ДЭС требуют установки дополнительного оборудования. Наличие его обеспечивает, с одной стороны, возможность постоянного контроля технического состояния дизеля и генератора электростанции, а с другой – уменьшение общих затрат на техническое обслуживание ДЭС.

Для снижения уровня шума при работе ДЭС оснащаются специальными шумопоглащающими кожухами или контейнерами (см. выше, глава I).

При оценке предстоящей эксплуатации ДЭС следует учитывать место и способ ее размещения, а именно:

· вне помещения (наружная установка) или в помещении;

· в отапливаемом или в не отапливаемом помещении;

· в условиях повышенной влажности и (или) температуры;

· стационарный или передвижной вариант использования (на шасси или в трейлере).

При наружной установке ДЭС помещают под специальный навес, в кожух или контейнер.

Если температурные условия применения ДЭС будут отличаться от тех, которые учитывались при выборе ее мощности, то необходимо произвести проверку (корректировку) мощности по методике, изложенной в предыдущем параграфе.

При низкой температуре окружающей среды (менее +10^о С) ДЭС должна быть оснащена подогревателем дизеля для обеспечения быстрого и надежного его запуска. ДЭС может комплектоваться дополнительными подогревателями электронного оборудования и генератора.

Изменения уровня напряжения централизованной электросети (в течение суток или сезона) влияют в основном на функционирование коммутирующей аппаратуры при использовании ДЭС как резервного источника электроэнергии. Для устранения возможных в этом случае проблем рекомендуется:

стабилизация напряжения на обмотках соленоидов контакторов;
использование в качестве силовых переключающих устройств односоленоидных двухпозиционных переключателей, обеспечивающих надежную развязку цепей электросети и ДЭС

Каждая ДЭС снабжена основным топливным баком, обеспечивающим ее непрерывную работу в номинальном режиме от 6 до 20 часов в зависимости от модели ДЭС. При необходимости электростанция может быть оснащена дополнительным топливным баком и системой перекачки топлива.