Jak obliczyć, jakiego rozmiaru generatora potrzebujesz

Aby obliczyć, jakiego rozmiaru generatora potrzebujesz, dodaj moc roboczą wszystkich urządzeń pracujących jednocześnie, uwzględnij obciążenia rozruchowe silnika i uwzględnij odpowiedni margines wydajności. W przypadku zastosowań komercyjnych i przemysłowych należy przeliczyć wymaganą moc z kilowatów (kW) na kilowoltoampery (kVA), stosując odpowiedni współczynnik mocy.

Jednak dobór generatora obejmuje coś więcej niż tylko moc elektryczną. Jeśli planujesz instalację generatora, równie ważne jest zrozumienie rozmiaru agregatu w stopach , w tym jego długości, szerokości, wysokości i wymaganej przestrzeni instalacyjnej.

W tym przewodniku wyjaśniono, jak obliczyć moc generatora, porównać typową moc znamionową, oszacować wymiary fizyczne i zaplanować przestrzeń instalacyjną dla systemów zasilania w budynkach mieszkalnych, komercyjnych i przemysłowych.

Jakiego rozmiaru generatora potrzebujesz?

Właściwy rozmiar generatora zależy od sprzętu elektrycznego, który ma być obsługiwany, maksymalnego jednoczesnego zapotrzebowania na moc i przewidywanych warunków pracy generatora.

Rozmiar generatora jest ogólnie opisywany na dwa sposoby:

Na przykład generator o mocy 100 kVA i współczynniku mocy 0,8 zwykle odpowiada 80 kW znamionowej mocy rzeczywistej. Jego rzeczywiste wymiary fizyczne zależą jednak od modelu silnika, alternatora, obudowy, chłodnicy i układu zbiornika paliwa.

Podstawowy wzór doboru generatora:

Wymagany kW generatora = jednoczesne obciążenie robocze × (1 + margines rezerwy)

Wymagany generator kVA = Wymagany generator kW ÷ Znamionowy współczynnik mocy

Równania te zapewniają wstępne oszacowanie. Przed potwierdzeniem ostatecznej wartości znamionowej należy również ocenić wydajność rozruchu silnika, charakterystykę obciążenia i warunki w miejscu instalacji.

Jeśli jesteś nowy w terminologii generatorów, nasz artykuł na temat znaczenie agregatu prądotwórczego wyjaśnia, w jaki sposób silniki, alternatory i systemy wspomagające współpracują ze sobą w celu wytworzenia energii elektrycznej.

Jak obliczyć wielkość generatora w kW i kVA

Obliczenie wielkości generatora wymaga czegoś więcej niż tylko zsumowania mocy każdego urządzenia lub maszyny. Należy określić, które obciążenia działają jednocześnie, ile energii zużywają i czy ich wymagania rozruchowe przekraczają normalne wymagania operacyjne.

Krok 1: Oblicz całkowitą moc roboczą

Waty bieżące reprezentują moc elektryczną wymaganą do utrzymania działania sprzętu w normalnych warunkach.

Zacznij od wyszczególnienia sprzętu, który musi być zasilany z generatora, w tym oświetlenia, silników, pomp, systemów klimatyzacji, komputerów i maszyn przemysłowych.

Dla podstawowego jednofazowego obciążenia prądu przemiennego:

Waty = napięcie (V) × prąd (A) × współczynnik mocy

W przypadku zbalansowanego sprzętu trójfazowego:

kW = √3 × napięcie (V) × prąd (A) × współczynnik mocy ÷ 1000

Jeżeli na tabliczce znamionowej urządzenia podana jest już moc wejściowa w kW lub watach, należy użyć tej wartości, a nie szacować ją na podstawie samego prądu.

Przykład: Obciążenie działające w obiekcie komercyjnym

W tym przykładzie obiekt wymaga mocy 65 kW, gdy wszystkie wymienione urządzenia działają jednocześnie.

W przypadku obiektów o zmiennym harmonogramie działania należy obliczyć realistyczne maksymalne jednoczesne zapotrzebowanie, zamiast zakładać, że każde zainstalowane urządzenie działa z pełną wydajnością w sposób ciągły.

Krok 2: Rozlicz waty początkowe

Niektóre urządzenia wymagają znacznie większego prądu podczas uruchamiania niż podczas normalnej pracy.

Typowymi przykładami są silniki elektryczne, sprężarki powietrza, systemy chłodnicze i duże pompy wodne.

Zapotrzebowanie na rozruch zależy od typu silnika, metody rozruchu, momentu obciążenia i układu elektrycznego.

Na przykład:

• Całkowite jednoczesne obciążenie robocze: 65 kW

• Dodatkowe zapotrzebowanie na moc czynną podczas największego rozruchu silnika: 20 kW

• Szacowane zapotrzebowanie na moc czynną podczas zdarzenia rozruchowego: 85 kW

Ten uproszczony przykład ilustruje, jak pojedyncze zdarzenie początkowe może tymczasowo zwiększyć popyt.

Jednak sama moc rozruchowa nie jest wystarczająca do ostatecznego doboru generatora. Inżynierowie muszą także ocenić początkową moc kVA silnika, prąd rozruchowy, spadek napięcia generatora i reakcję przejściową.

Jak wyjaśniono w Schneider Electric przewodnik konfiguracji rozruszników silnika , różne metody rozruchu mogą mieć wpływ na zachowanie silnika podczas rozruchu i wymagania układu elektrycznego.

Tam, gdzie jest to praktyczne, rozruch silnika naprzemienny lub zastosowanie odpowiedniego sprzętu rozruchowego o obniżonym prądzie może pomóc w zarządzaniu szczytowym zapotrzebowaniem na rozruch.

Krok 3: Przelicz kW na kVA

Generatory przemysłowe są powszechnie podawane w kVA, ponieważ alternator musi dostarczać zarówno moc rzeczywistą, jak i bierną.

Związek jest następujący:

kVA = kW ÷ współczynnik mocy

Na przykład obciążenie wymagające 80 kW przy współczynniku mocy 0,8 odpowiada:

80 ÷ 0,8 = 100 kVA

Poniższa tabela przedstawia typowe konwersje przy współczynniku mocy 0,8.

Są to przeliczenia matematyczne przy współczynniku mocy 0,8, a nie lista zalecanych modeli generatorów.

Współczynnik mocy wpływa na zależność pomiędzy mocą rzeczywistą i pozorną. firmy Schneider Electric monitorowanie generatora i przewodnik po współczynniku mocy dostarczają dalszych informacji technicznych na temat warunków pracy generatora i skutków specjalnych obciążeń elektrycznych.

Więcej szczegółów znajdziesz w naszym przewodniku na temat dlaczego agregaty prądotwórcze są podawane w kVA zamiast w kW.

Krok 4: Uwzględnij odpowiedni margines pojemności

Generatora nie należy dobierać wyłącznie na podstawie dopasowania jego wartości znamionowych do obliczonego obciążenia w stanie ustalonym.

Margines planowania może pomóc w uwzględnieniu rozsądnych wahań obciążenia, przyszłej rozbudowy i niepewności operacyjnej.

Załóżmy na przykład:

• Całkowite obciążenie robocze: 65 kW

• Rezerwa wstępna: 25%

• Znamionowy współczynnik mocy generatora: 0,8

Obliczenie:

Wymagane kW = 65 × 1,25 = 81,25 kW

Wymagane kVA = 81,25 ÷ 0,8 = 101,56 kVA

Wstępne wymagania w stanie ustalonym wynoszą około 102 kVA.

Następnym krokiem jest sprawdzenie dostępnych mocy generatora i potwierdzenie, że wybrany sprzęt może wytrzymać największe obciążenie rozruchowe bez niedopuszczalnych odchyleń napięcia i częstotliwości.

Margines 25% jest raczej poglądowym założeniem planistycznym niż uniwersalną zasadą inżynierską. Rzeczywiste wymagania zależą od profilu obciążenia, obciążenia generatora, warunków otoczenia i specyfikacji projektu.

Przykłady wymiarowania generatorów dla różnych zastosowań

Różne zastosowania mają różne charakterystyki obciążenia elektrycznego. Generator odpowiedni dla biura handlowego może nie nadawać się do zakładu produkcyjnego o dużym obciążeniu silnika, nawet jeśli obliczona moc robocza jest podobna.

Przykład doboru komercyjnego generatora

Rozważmy budynek komercyjny o zmierzonym maksymalnym jednoczesnym obciążeniu rezerwowym wynoszącym 90 kW.

Zakładając przykładową marżę rezerwy na poziomie 20%:

90 kW × 1,20 = 108 kW

Przy znamionowym współczynniku mocy generatora wynoszącym 0,8:

108 ÷ 0,8 = 135 kVA

Daje to wstępne zapotrzebowanie generatora na poziomie 135 kVA.

Ostateczny generator należy sprawdzić pod kątem dostępnych parametrów znamionowych i wydajności producenta, szczególnie jeśli w budynku znajdują się windy, duże silniki HVAC lub inny sprzęt o dużym zapotrzebowaniu na rozruch.

W przypadku komercyjnych i przemysłowych projektów energetycznych zapoznaj się z ofertą DIYPOWER generatory diesla niskiego napięcia w celu przeglądu konfiguracji wytwarzania energii dla różnych zastosowań.

Czy możesz obliczyć rozmiar generatora na podstawie powierzchni budynku?

Powierzchnia piętra budynku może zapewnić użyteczny kontekst dla wczesnego planowania, ale nie zastępuje niezawodnego obliczenia obciążenia elektrycznego.

Dwa budynki o tej samej powierzchni mogą wymagać bardzo różnych mocy generatorów.

Na przykład magazyn o powierzchni 20 000 stóp kwadratowych, w którym wykorzystuje się głównie oświetlenie LED, może mieć znacznie niższe obciążenie elektryczne niż zakład produkcyjny o powierzchni 20 000 stóp kwadratowych obsługujący sprężarki, przenośniki i sprzęt produkcyjny.

W przypadku doboru generatora komercyjnego należy nadać priorytet:

• Historyczne szczytowe zapotrzebowanie na energię elektryczną

• Niezbędne obciążenia podczas przestoju

• Wymagania dotyczące rozruchu silnika

• Wymagana konfiguracja napięcia i fazy

• Oczekiwany harmonogram działania

Powierzchnię budynku należy traktować jako informację pomocniczą, a nie podstawową metodę określania mocy generatora.

Rozmiar agregatu prądotwórczego w stopach: Tabela wymiarów generatora

Rozmiar agregatu prądotwórczego w stopach odnosi się do fizycznej długości, szerokości i wysokości agregatu prądotwórczego. Różni się od doboru generatora elektrycznego, który mierzy się w watach, kW lub kVA.

Przemysłowe generatory diesla różnią się znacznie pod względem wielkości w zależności od silnika, alternatora, obudowy, układu paliwowego, elementów chłodzących i mocy znamionowej.

Wymiary fizyczne generatora są ogólnie wyrażane jako:

Długość × szerokość × wysokość (dł. × szer. × wys.)

Zrozumienie tych pomiarów pomaga inżynierom i nabywcom ocenić układ pomieszczeń ze sprzętem, wymagania transportowe, wymiary fundamentów i dostęp konserwacyjny.

Typowe wymiary agregatu prądotwórczego według mocy znamionowej

Poniższa tabela zawiera odniesienia wymiarowe w oparciu o wybrane konfiguracje generatorów przemysłowych. Nie należy jej traktować jako ustandaryzowanej tabeli rozmiarów dla każdego generatora w ramach określonej mocy znamionowej.

Ważne: Są to przybliżone wymiary z wybranych konfiguracji referencyjnych, a nie rozmiary standardowe lub zweryfikowane specyfikacje produktu DIYPOWER. Rzeczywiste wymiary należy uzyskać z arkusza danych technicznych odpowiedniego modelu. Tabela zawiera różne konfiguracje i ma na celu zilustrowanie różnic w rozmiarach fizycznych.

Generator o większej wydajności niekoniecznie jest szerszy lub wyższy niż każdy model o niższej wydajności. Opakowanie sprzętu i konstrukcja obudowy mogą znacząco wpłynąć na wymiary całkowite.

Jak duży jest generator 150 kVA w stopach?

Przemysłowy generator diesla o mocy 150 kVA może mieć około 8,2 stopy długości, 4,3 stopy szerokości i 5,3 stopy wysokości w jednej referencyjnej konfiguracji typu otwartego.

Przy znamionowym współczynniku mocy 0,8:

150 kVA × 0,8 = 120 kW

Oznacza to, że generator o mocy 150 kVA odpowiada 120 kW znamionowej mocy rzeczywistej przy tym współczynniku mocy.

Jednakże dwa generatory o mocy 150 kVA mogą mieć różne wymiary fizyczne.

Otwarty agregat prądotwórczy ma na ogół inne wymagania dotyczące przestrzeni i obudowy niż zestaw generatora wyciszonego.

Inne czynniki wpływające na wymiary to:

• Układ silnika i alternatora

• Projekt obudowy akustycznej

• Zintegrowana pojemność zbiornika paliwa

• Konfiguracja chłodnicy i układu chłodzenia

• Urządzenia do kontroli spalin i emisji

Przed planowaniem transportu lub instalacji należy zawsze sprawdzić dokładną długość, szerokość, wysokość, wagę i sposób podnoszenia.

Jak przekonwertować wymiary generatora z metrów na stopy

Arkusze danych generatorów przemysłowych często określają wymiary w milimetrach lub metrach.

Aby przekonwertować pomiary:

Stopy = milimetry ÷ 304,8

Stopy = metry × 3,28084

Rozważmy na przykład generator o następujących wymiarach fizycznych:

• Długość: 3000 mm

• Szerokość: 1200 mm

• Wysokość: 1600 mm

Po konwersji:

Dlatego generator mierzy w przybliżeniu:

9,84 stopy × 3,94 stopy × 5,25 stopy

Pomiary te opisują fizyczną obudowę sprzętu, a nie cały obszar instalacji.

Wymiary generatora typu otwartego i cichego

Konstrukcja obudowy generatora może mieć znaczący wpływ na całkowity rozmiar i przygotowanie miejsca.

Porównując wymiary generatora w stopach, należy sprawdzić, czy opublikowane wymiary obejmują obudowę, podstawowy zbiornik paliwa i inne akcesoria.

Ile miejsca potrzebuje generator?

Fizyczny ślad generatora to tylko jedna część wymagań instalacyjnych.

Komercyjne i przemysłowe instalacje generatorów muszą także zapewniać odpowiednią przestrzeń do wentylacji, konserwacji, układów wydechowych, połączeń elektrycznych i układów zasilania paliwem.

Oblicz ślad generatora w stopach kwadratowych

Podstawowy wzór na ślad to:

Powierzchnia generatora (stopa kwadratowa) = długość (stopa) × szerokość (stopa)

Przykładowo generator mierzący:

• Długość: 10 stóp

• Szerokość: 4 stopy

• Wysokość: 5 stóp

posiada ślad sprzętowy:

10 × 4 = 40 stóp kwadratowych

Jednakże obszar instalacji o powierzchni 40 stóp kwadratowych zazwyczaj nie zapewnia wystarczającego dostępu dla systemów konserwacji lub wsparcia.

Przykład: Obliczanie przestrzeni instalacyjnej generatora

Załóżmy, że wstępny układ wyposażenia obejmuje dodatkowe 3 stopy z każdej strony dla celów ilustracyjnego planowania.

Wynikowe wymiary przestrzeni będą wynosić:

Wymagana długość = 10 + 3 + 3 = 16 stóp

Wymagana szerokość = 4 + 3 + 3 = 10 stóp

Szacowany prostokątny obszar planowania:

16 × 10 = 160 stóp kwadratowych

Ten przykład pokazuje różnicę między powierzchnią generatora a całkowitą przestrzenią do planowania.

Naddatek 3 stóp nie jest uniwersalnym odstępem bezpieczeństwa lub konserwacyjnym. Rzeczywiste wymagania dotyczące dostępu zależą od rysunku instalacyjnego producenta, ścieżki powietrza chłodzącego, układu wydechowego, obowiązujących przepisów i procedur serwisowych.

Wymagania dotyczące pomieszczenia generatora i instalacji

Ze względu na ogólne względy bezpieczeństwa OSHA publikuje wytyczne dot bezpieczne korzystanie z przenośnych generatorów . Niniejsze wytyczne są przeznaczone przede wszystkim do użytku z przenośnym generatorem; Instalowane na stałe przemysłowe generatory diesla wymagają wymagań instalacyjnych specyficznych dla modelu oraz obowiązujących lokalnych przepisów elektrycznych, mechanicznych i przeciwpożarowych.

Kompletna instalacja generatora przemysłowego może również obejmować automatyczny przełącznik zasilania (ATS). Dowiedz się więcej o czym jest ATS dla generatora diesla i jak wspiera automatyczne zasilanie rezerwowe.

Najczęstsze błędy w doborze generatora, których należy unikać

Problemy z doborem generatora często wynikają z przeoczenia charakterystyki zapotrzebowania na energię elektryczną lub wymagań instalacji fizycznej.

Mylenie kW z kWh

Kilowaty mierzą moc, a kilowatogodziny mierzą zużycie energii w czasie.

Na przykład podzielenie miesięcznego zużycia energii elektrycznej przez całkowitą liczbę godzin daje średnią moc, a nie maksymalne zapotrzebowanie na energię elektryczną.

Pomiary obciążenia szczytowego są bardziej przydatne przy określaniu wydajności generatora.

Ignorowanie obciążeń rozruchowych silnika

Generator może wytrzymać normalne obciążenie robocze, ale podczas uruchamiania dużego silnika może wystąpić nadmierny spadek napięcia.

Należy wziąć pod uwagę prąd rozruchowy, kolejność obciążenia i stan przejściowy generatora.

Wybór wielkości generatora na podstawie samego obszaru zabudowy

Powierzchnia podłogi nie odzwierciedla bezpośrednio zapotrzebowania na energię elektryczną.

Biuro handlowe, fabryka i magazyn mogą mieć podobną powierzchnię, ale znacząco różnić się wymaganiami dotyczącymi zasilania.

Ignorowanie parametrów obciążenia generatora

Wartości znamionowe w trybie gotowości, gotowości i pracy ciągłej opisują różne warunki pracy.

Prawidłowe parametry muszą odpowiadać zamierzonemu obciążeniu, oczekiwanym godzinom pracy i dozwolonym warunkom obciążenia.

Więcej informacji na temat konfiguracji sprzętu i wymagań operacyjnych można znaleźć w naszym przewodniku na temat jak wybrać odpowiedni agregat prądotwórczy.

Z widokiem na wymiary fizyczne i prześwit

Sama moc elektryczna nie gwarantuje, że generator będzie pasował do dostępnego miejsca.

Przed zakupem należy sprawdzić wymiary agregatu wyrażone w stopach, masę sprzętu, układ fundamentów, wymagania dotyczące wentylacji i dostęp konserwacyjny.

Często zadawane pytania dotyczące doboru generatora

Jaki jest pierwszy krok w określeniu prawidłowego rozmiaru generatora?

Pierwszym krokiem jest identyfikacja wszystkich urządzeń elektrycznych, które muszą działać jednocześnie. Zapisz normalne zużycie energii przez każde obciążenie, wymagania rozruchowe, napięcie, fazę i harmonogram pracy. Skorzystaj z tych informacji, aby ustalić maksymalne oczekiwane zapotrzebowanie.

Jak obliczyć, jakiego rozmiaru generatora potrzebuję?

Dodaj jednoczesne obciążenia robocze, rozważ największe zdarzenie związane z uruchomieniem silnika, uwzględnij odpowiedni margines planowania i, jeśli to konieczne, przelicz wymagane kW na kVA. Ostateczna ocena musi zostać zweryfikowana pod kątem wydajności generatora i wymagań eksploatacyjnych.

Jaki jest typowy rozmiar agregatu prądotwórczego w stopach?

Wymiary agregatu prądotwórczego różnią się w zależności od mocy znamionowej, modelu silnika i obudowy. Jedna referencyjna konfiguracja o mocy 150 kVA ma około 8,2 stopy długości, 4,3 stopy szerokości i 5,3 stopy wysokości, podczas gdy niektóre duże konfiguracje przemysłowe przekraczają 5,5 m długości. Zawsze zapoznaj się z rysunkiem wymiarowym wybranego modelu.

Jak duży jest generator 200 kVA?

Jeden z załączonych generatorów referencyjnych o mocy 200 kVA ma około 3,9 m długości, 3,7 m szerokości i 5,5 m wysokości. Rzeczywiste wymiary mogą się znacznie różnić w zależności od modelu i typu obudowy.

Jaka jest różnica między wielkością generatora w kVA a stopami?

Rozmiar generatora w kVA opisuje pozorną moc elektryczną. Rozmiar generatora w stopach opisuje fizyczną długość, szerokość i wysokość. Obydwa są istotne przy planowaniu instalacji generatorów przemysłowych.

Jak obliczyć wielkość generatora dla budynku komercyjnego?

Oblicz maksymalne jednoczesne zapotrzebowanie na niezbędny sprzęt, w tym oświetlenie, HVAC, windy, pompy i systemy IT. Uwzględnij wymagania dotyczące rozruchu silnika i przelicz wymaganą moc rzeczywistą na odpowiednią moc znamionową generatora.

Ile miejsca potrzeba wokół generatora diesla?

Wymagany prześwit zależy od modelu generatora, rozmieszczenia grzejników, paneli dostępowych, układu wydechowego i przepisów instalacyjnych. Aby określić ostateczny przydział miejsca, należy skorzystać z rysunków producenta i obowiązujących wymagań lokalnych.

Czy generator może być za duży?

Tak. Generator, który jest znacznie przewymiarowany w stosunku do normalnego obciążenia roboczego, może działać nieefektywnie i mogą wystąpić problemy związane z niskim obciążeniem, w zależności od konstrukcji silnika i warunków pracy.

Obciążenie generatora wpływa również na koszty operacyjne i zużycie paliwa. Nasz artykuł nt Sprawność generatora diesla wyjaśnia związek pomiędzy poziomami obciążenia a wydajnością generatora.

Uzyskaj profesjonalną pomoc w doborze generatora od DIYPOWER

Wybór odpowiedniego generatora wymaga dokładnego zrozumienia zapotrzebowania na energię elektryczną, warunków rozruchu silnika, obowiązków eksploatacyjnych i wymagań dotyczących instalacji fizycznej.

DIYPOWER dostarcza agregaty prądotwórcze z silnikiem wysokoprężnym i rozwiązania w zakresie wytwarzania energii do zastosowań komercyjnych, przemysłowych i innych wymagających.

Nasz zespół może pomóc w sprawdzeniu:

• Wymagana moc generatora w kW i kVA

• Konfiguracja napięcia, częstotliwości i fazy

• Wymagania dotyczące trybu gotowości, działania podstawowego lub ciągłego

• Wymiary generatora i przestrzeń montażowa

• Konfiguracje silnika, alternatora i obudowy

• Dokumentacja techniczna dotycząca konkretnego projektu