تأثیر تکفاز یا سهفاز بودن دیزلژنراتور بر محاسبه توان
همچنین در ژنراتورهای سهفاز، بالانس بار اهمیت دارد و اگر بار بین فازها نامتعادل شود، توان واقعی قابل استفاده کاهش پیدا میکند و فشار بیشتری به ژنراتور وارد میشود. بنابراین نوع فاز ژنراتور هم بر نحوه محاسبه توان اثر دارد و هم بر مقدار توان قابل استفاده و نوع باری که میتوان به آن متصل کرد. به طور خلاصه، تکفاز یا سهفاز بودن ژنراتور یکی از عوامل اصلی در محاسبه و انتخاب توان مناسب است، زیرا مستقیماً به ظرفیت خروجی، راندمان و سازگاری با بارهای مختلف مربوط میشود.
دیزلژنراتور تکفاز و موارد استفاده
P توان واقعی یا فعال (Active Power) به وات یا کیلووات
V ولتاژ فاز به نول، یعنی ولتاژ خروجی بین فاز و نول (۲۲۰–۲۳۰ ولت معمولاً)
I جریان عبوری از ژنراتور یا مصرفکنندهها (آمپر)
PF ضریب توان (Power Factor)؛ نشاندهنده نسبت توان واقعی به توان ظاهری، معمولاً بین ۰.۸ تا ۱
دیزلژنراتور سهفاز و موارد استفاده
P توان واقعی یا فعال (Active Power) به وات یا کیلووات
V ولتاژ فاز به نول، یعنی ولتاژ خروجی بین فاز و نول (۲۲۰–۲۳۰ ولت معمولاً)
I جریان عبوری از ژنراتور یا مصرفکنندهها (آمپر)
PF ضریب توان (Power Factor)؛ نشاندهنده نسبت توان واقعی به توان ظاهری، معمولاً بین ۰.۸ تا ۱
محاسبه توان مورد نیاز مجموعه با کلمپمتر
شرایط لازم برای اندازهگیری با کلمپ متر برای اینکه اندازهگیری جریان با کلمپمتر دقیق باشد، مجموعه باید شرایط زیر را داشته باشد:
- بار در وضعیت طبیعی کار خود باشد: دستگاهها و موتورها در حالتی که معمولاً کار میکنند، روشن باشند. اندازهگیری زمانی که تنها بخش کوچکی از بار روشن است، منجر به محاسبه کمتر توان مورد نیاز میشود.
- پیک مصرف لحاظ شود: بهترین حالت اندازهگیری در زمان اوج مصرف یا در شروع روز کاری است تا بیشترین جریان لحظهای ثبت شود.
- تمام فازها اندازهگیری شوند: در سیستم سهفاز، جریان هر فاز باید جداگانه اندازهگیری شود تا توزیع بار صحیح مشخص گردد.
- توجه به موتورهای در حال راهاندازی: اگر موتورهای الکتریکی موجود باشند، باید جریان لحظه راهاندازی آنها ثبت شود یا ضریب راهاندازی اعمال شود.
- ثبات ولتاژ شبکه: اندازهگیری زمانی که ولتاژ ناپایدار است، ممکن است نتایج نادرست بدهد.
اندازه گیری جریان :
با استفاده از کلمپ متر، جریان هر فاز (در سیستم سهفاز) اندازهگیری میشود. برای دقت بیشتر، جریان باید در زمان اوج مصرف اندازهگیری شود.
- محاسبه توان مصرفی لحظهای
فرمول محاسبه توان سهفاز:
P(kW) = 1.732 × V × I × PF ÷ 1000
- ولتاژ معمولاً 400 ولت سهفاز
- PF ضریب توان (معمولاً 0.8 برای بارهای صنعتی)
مثال کاربردی :
اگر جریان هر فاز 50 آمپر باشد:
P = 1.732 × 400 × 50 × 0.8 ÷ 1000 ≈ 27.7 kW
عدد 1.732 همون جذر ۳ هست و برای سیستم سهفاز استفاده میشه.
چرا؟ چون تو برق سهفاز، ولتاژ بین دو خط (ولتاژ خط) کمی بیشتر از ولتاژ هر فازه و نسبتش تقریباً √3 برابر ولتاژ فازه.
وقتی جریان و ولتاژ خط رو داریم و میخوایم توان واقعی مصرفی رو حساب کنیم، باید این 1.732 رو ضرب کنیم تا عدد درست به دست بیاد.
به عبارت دیگه:
تو سیستم سهفاز، برای اینکه جریان و ولتاژ واقعی رو به توان برقی تبدیل کنیم، عدد 1.732 (√3) رو ضرب میکنیم.
- اضافه کردن ضریب اطمینان
برای نوسانات و افزایش بار آینده معمولاً ۱۰ تا ۳۰ درصد به توان محاسبهشده اضافه میگردد.
ی دکمه ویرایش کلیک کنید. لورم ایپسوم متن ساختگی با تولید سادگی نامفهوم از صنعت چاپ و با استفاده از طراحان گرافیک است.
نکات مهم در محاسبه ضریب راهاندازی موتورهای الکتریکی
موتورهای الکتریکی در لحظه راهاندازی چندین برابر جریان نامی خود، جریان میکشند. این مقدار باید در انتخاب دیزل ژنراتور محاسبه شود.
| نوع موتور | ضریب راهاندازی |
|---|---|
| موتور معمولی (Direct Online) | 3 تا 7 برابر جریان نامی |
| موتورهای با سافت استارتر | 1.5 تا 2 برابر |
| موتورهای اینورتردار | تقریباً برابر جریان نامی |
محاسبه توان لازم برای موتور :
توان موتور (kW) = (HP × 0.746) / راندمان
سپس جریان نامی محاسبه میشود:
I = (P(kW) × 1000) / (1.732 × V × PF)
و جریان راهاندازی برابر است با:
I(start) = I(nominal) × K
که K همان ضریب راهاندازی است.
مثال کاربردی :
یک موتور 20 اسب بخار، راندمان 0.9، PF = 0.8
P = 20 × 0.746 ÷ 0.9 = 16.5 kW
I = 16500 ÷ (1.732 × 400 × 0.8) ≈ 29.7 A
اگر راهاندازی DOL باشد:
I(start) ≈ 29.7 × 5 = 148 A
بنابراین ژنراتور باید توان تحمل این جریان لحظهای را داشته باشد.
توان پرایم (Prime Power)، استندبای (Standby Power) و توان دائم (Continuous Power)
توان Continuous Power (COP) یا توان «دائمکار واقعی» بالاترین سطح پایداری توان در دیزل ژنراتور است که در برخی استانداردها مانند ISO8528 تعریف شده و معمولاً توسط برندهای معتبر مانند Cummins, Caterpillar, MTU ارائه میشود.
ویژگیهای توان COP:
- ژنراتور میتواند به صورت ۲۴ ساعته و بدون هیچ محدودیت زمانی در این توان کار کند.
- هیچ بار اضافه (Overload) در این مدل تعریف نمیشود.
- COP معمولاً پایینتر از PRP است زیرا برای بالاترین سطح دوام طراحی میشود.
- مناسب کاربردهایی که ژنراتور تنها منبع برق است، مثل:
- سایتهای نفت و گاز
- معادن
- کمپهای ساختمانی
- کارخانهها یا مزارعی که برق شبکه ندارند
| نوع توان | محدودیت زمانی | قابلیت اورلود | کاربرد |
|---|---|---|---|
| ESP استندبای | فقط هنگام قطع برق | ندارد | استفاده اضطراری |
| PRP پرایم | دائمکار با بار متغیر | دارد (۱۰٪ برای مدت محدود) | کار مداوم با بار متغیر |
| COP دائم واقعی | دائم ۲۴ساعته | ندارد | کار دائم با بار ثابت |
توان Prime Power (PRP) :
توان پرایم یا Prime Rated Power توان قابل ارائه دیزل ژنراتور در حالت کار دائم و پیوسته است؛ نکات مهم درباره توان پرایم:
- دیزل ژنراتور در حالت پرایم در کل روز میتواند کار کند.
- ژنراتور در حالت پرایم میتواند ۱۰٪ بار اضافه محدود را برای مدت کوتاهی (معمولاً یک ساعت در هر ۱۲ ساعت) تحمل کند.
- مقدار PRP معمولاً ۱۰٪ کمتر از توان استندبای است.
- برای کاربردهایی مانند کارگاههای دائمکار، معادن، پروژههای راهسازی و مناطقی که برق شهری ندارند، توان پرایم معیار اصلی انتخاب است
مثال کاربردی :
مثال روشنکننده توان پرایم:
اگر ژنراتور 100kVA Prime باشد:
- میتواند 100kVA را دائماً تأمین کند.
- میتواند حدود 110kVA را برای مدت کوتاه تحمل کند.
توان Prime Power (PRP)
توانی است که دیزل ژنراتور میتواند به طور دائم و بدون محدودیت زمانی تأمین کند. مقدار آن معمولاً ۱۰٪ کمتر از توان استندبای است.
توان Standby Power (ESP)
توانی است که ژنراتور فقط در زمان قطع برق استفاده میشود. این توان ۱۰٪ تا ۲۰٪ بیشتر از توان پرایم است ولی نمیتواند به صورت دائم استفاده شود.
رابطه بین PRP و ESP
اگر توان پرایم مشخص باشد:
ESP ≈ PRP × 1.1
و اگر توان استندبای مشخص باشد:
PRP ≈ ESP ÷ 1.1
تفاوت توان موتور (Engine Power) و توان آلترناتور (Alternator Power) توان موتور دیزل (HP یا kW Mechanical)
توانی که موتور تولید میکند و از طریق کوپلینگ به آلترناتور منتقل میشود.
این توان همیشه بیشتر از توان خروجی ژنراتور است، زیرا بخشی از انرژی به صورت حرارت و اصطکاک تلف میشود.
رابطه تبدیل اسببخار به کیلووات:
1HP = 0.746 kW
توان الکتریکی آلترناتور (kW Electrical)
توان واقعی قابل تحویل به مصرف کننده است.
راندمان آلترناتور:
معمولاً بین 88% تا 94% است.
رابطه توان موتور و توان آلترناتور:
Engine kW = Alternator kW ÷ راندمان
مثال کاربردی :
اگر آلترناتور 100kW خروجی داشته باشد و راندمان 0.9 باشد:
Engine kW = 100 ÷ 0.9 = 111 kW
مثال جامع انتخاب یک دیزل ژنراتور
فرض کنیم میزان مصرف اندازهگیری شده با کلمپ متر: 80 آمپر در هر فاز.
P = 1.732 × 400 × 80 × 0.8 ÷ 1000 ≈ 44.3 kW
مصرف آینده + ضریب اطمینان 25٪ → حدود 55 kW
همچنین دو موتور 10 اسب بخار داریم با راهاندازی DOL:
هر موتور:
P = 10 × 0.746 = 7.46 kW
I ≈ 7.46 × 1000 ÷ (1.732 × 400 × 0.8) ≈ 13.5 A
I(start) ≈ 13.5 × 5 = 67 A
دو موتور → 134A هنگام استارت
بنابراین ژنراتور باید تحمل جریان لحظهای را داشته باشد → انتخاب ژنراتور ۸۰ تا ۱۰۰ کیلو ولت آمپر منطقی است.
| توان بر حسب اسب بخار (HP) | توان بر حسب کیلو وات (Kw) |
|---|---|
| 1HP | 0.746kW |
| 10HP | 7.46kW |
| 20HP | 7.46kW |
| 30HP | 7.46kW |
| 50HP | 37.3kW |
| توان تقریبی (kVA) با PF=0.8 | جریان مصرفی سهفاز (آمپر) |
|---|---|
| 20–25 kVA | 30A |
| 35–40 kVA | 50A |
| 60–70 kVA | 80A |
| 80–100 kVA | 100A |
| 120–150 kVA | 150A |
| نوع راهاندازی | ضریب جریان راهاندازی (K) | توضیحات |
|---|---|---|
| DOL (مستقیم) | 3 تا 7 | مناسب موتورهای کوچک و متوسط |
| سافت استارتر | 1.2 تا 2 | کاهش تنش الکتریکی هنگام استارت |
| اینورتر (VFD) | 1 | جریان تقریباً برابر نامی |
| نوع توان | ضریب جریان راهاندازی (K) | توضیحات |
|---|---|---|
| Prime (PRP) | توان قابل استفاده دائم | 100٪ توان پایه |
| Standby (ESP) | توان اضطراری در مدت محدود | حدود ۱۰٪ بیشتر از پرایم |
جمعبندی
- برای محاسبه توان مورد نیاز، جریان مصرفی واقعی با کلمپ متر بهترین معیار است.
- ضریب راهاندازی موتورهای الکتریکی نقش بسیار مهمی در انتخاب توان ژنراتور دارد.
- توان Prime برای کار دائم و توان Standby برای کار اضطراری است.
- توان موتور دیزل همیشه بزرگتر از توان الکتریکی خروجی ژنراتور است.
- تبدیل صحیح بین HP، kW و kVA برای انتخاب ژنراتور دقیق ضروری است.
استعلام قیمت، ثبت سفارش و درخواست مشاوره خود را برایمان ارسال کنید
در کمترین زمان با شما تماس خواهیم گرفت.
بسیار عالی ممنون از مقاله خوبتون
برای یک ساختمون 12 واحد نیاز به دیزل ژنراتور داریم و براورد توان انجام ندادیم هنوز