Как рассчитать мощность дизель-генератора для объекта

Ошибка в расчёте мощности дизель-генератора редко прощается объекту: заниженная ДГУ глохнет при пуске насоса, завышенная жжёт ресурс на малой нагрузке. Разбираем методику расчёта по шагам, от суммарной нагрузки потребителей до итоговой цифры с запасом.

«Заказчик часто берёт мощность генератора на глаз, по старому оборудованию или по совету продавца. Через несколько месяцев энергоцентр либо работает в перегрузе, либо треть ресурса уходит впустую». Так говорит инженерная команда ООО «Оптэнергосбыт», дилера Weichai Power.

Почему важен точный расчёт мощности ДГУ

Расчёт мощности определяет, выдержит ли дизель-генератор нагрузку объекта без перегрузок и простоев. Заниженная мощность приводит к перегрузке при пуске электродвигателей и насосов: напряжение проседает, автоматика отключает генератор, а ресурс двигателя сокращается. Производители ограничивают режим эксплуатации: нельзя превышать 110% номинальной мощности и постоянно держать ДГУ ниже 30% от номинала. Завышенная мощность даёт обратный эффект, генератор работает на малой доле своей мощности и дороже обходится при покупке. Точный расчёт задаёт рабочую точку, в которой энергоцентр служит дольше.

От чего зависит мощность дизель-генератора для объекта

Итоговая мощность ДГУ складывается из пяти шагов: нагрузка потребителей, их пусковые токи, коэффициент одновременности, запас мощности и выбор модели в линейке производителя.

Суммарная нагрузка подключаемых потребителей

Первый шаг: сложить номинальную мощность каждого потребителя. Электродвигатели маркируются в кВт, а генераторные установки в кВА, поэтому значения переводятся по формуле S (кВА) = P (кВт) / cos φ. При cos φ дизель-генератора 0,8 это равносильно умножению на 1,25. Без пересчёта сумма потребителей даёт заниженную оценку мощности.

Пусковые токи электродвигателей, насосов и сварочного оборудования

Электродвигатель на старте потребляет кратно больше тока, чем в номинальном режиме, и генераторная установка должна выдержать этот бросок без критической просадки напряжения. Практика называет кратность в среднем 6 крат от номинального тока, у высокоэффективных двигателей бросок достигает 10 крат и выше. Насосы при открытой задвижке требуют такого же запаса. Для сварочного оборудования норматива нет: закладывают запас от 2 до 5 раз от мощности аппарата.

Коэффициент одновременности

Не все потребители объекта включаются одновременно, и это снижает расчётную нагрузку относительно простой суммы мощностей. Сварочный пост работает одновременно с насосной станцией лишь часть смены, а резервное освещение включается только при аварии. Единой нормативной таблицы коэффициента одновременности именно для промышленных объектов с ДГУ не существует: действующие нормативы по коэффициентам спроса описывают жилые и общественные здания, а не производство. Вместо этого на практике применяют более старую отраслевую методику расчёта электрических нагрузок, которая задаёт общее снижение расчётной нагрузки в пределах от 15 до 30%.

Какой запас мощности нужно заложить

Сверх расчётной нагрузки закладывается запас мощности, который покрывает погрешности расчёта и будущий рост энергопотребления. Источники расходятся в базе расчёта: один подход берёт запас от 20 до 30% от суммарной нагрузки, другой закладывает от 10 до 20% от мощности генератора. На практике нижней границы запаса достаточно для нагрузки без мощных электродвигателей, а верхнюю границу закладывают там, где в нагрузке есть насосы, компрессоры или сварочное оборудование с заметными пусковыми токами, либо ожидается рост энергопотребления объекта. Стандарт ISO 8528-1:2018 (в России ему близок по содержанию ГОСТ Р 53987-2010 для более ранней редакции) делит генераторные установки по режиму применения на три класса: непрерывный, пиковый и резервный. Рабочий режим ДГУ при этом не должен уходить выше 110% от номинала и ниже 30% постоянно.

Пример расчёта мощности ДГУ для промышленного объекта

Методику проще увидеть на условном примере: производственный объект с насосной станцией, конвейерным приводом, сварочным постом и дежурным освещением. Цифры потребителей условные, они нужны только для демонстрации методики.

Сумма номинальных мощностей всех потребителей, 50 кВт. Для пиковой нагрузки номинал самого требовательного потребителя, конвейерного привода, 22 кВт, заменяют его пусковой мощностью, 132 кВт: 15 плюс 132 плюс 8 плюс 5 равно 160 кВт. С коэффициентом одновременности 0,8 это даёт 160 умножить на 0,8 равно 128 кВт расчётной нагрузки. Запас 20% поднимает итог до 128 умножить на 1,2 равно примерно 154 кВт, этому соответствует генератор на 160 кВт, ближайший номинал в линейке производителя. Расчёт здесь ведётся в кВт по стороне нагрузки, при необходимости итог переводят в кВА генератора делением на cos φ.

Типичные ошибки при расчёте мощности ДГУ

Большинство ошибок при расчёте мощности повторяются от объекта к объекту.

Важно: недооценка пусковых токов мощного оборудования, одна из главных причин перегрузки и аварийного отключения ДГУ на старте. Защита срабатывает в первые секунды после пуска, и объект остаётся без питания в момент включения оборудования.

Вторая ошибка: расчёт нагрузки без коэффициента одновременности. Третья ошибка: выбор генератора по паспортному максимуму без запаса, из-за чего установка сразу работает на пределе.

Как подобрать ДГУ по результату расчёта

Расчётная мощность с запасом, это минимальная планка, а не точная цифра для заказа. Следующий шаг: округлить результат вверх до ближайшей модели в линейке производителя.

Из нашего опыта: при расширении энергоцентра для агрохолдинга в Курской области мощность наращивали поэтапно, пересчитывая суммарную нагрузку и запас на каждом шаге, по мере роста нагрузки производства, без остановки работы, от двух установок по 330 кВт до блока на 760 кВт с контроллером параллельной работы SmartGen HGM9560. Тот же принцип применим и при подборе ДГУ: мощность не обязана закрываться одной крупной машиной, а расчёт стоит повторять при каждом значимом росте нагрузки объекта.

Условия эксплуатации меняют итоговый выбор: высота над уровнем моря, температура и запылённость площадки снижают паспортную отдачу двигателя. Расчёт стоит доверить инженеру, если среди потребителей крупные электродвигатели, а дальнейшее сервисное обслуживание ДГУ лучше планировать сразу вместе с подбором модели. Инженерная команда ООО «Оптэнергосбыт», официального дилера Weichai Power, проектирует энергоцентры от 50 кВт до 36 МВт, от расчёта нагрузки до сдачи в Ростехнадзор.