دیزل ژنراتور, مقالات
سایز کردن دیزل ژنراتور و تعیین توان مناسب آن
دسامبر
تعاریف و مفاهیم توان جهت سایز کردن صحیح در دیزل‌ژنراتور
نحوه سایز کردن دیزل‌ژنراتور و انتخاب هوشمندانه توان دیزل‌ژنراتور مطابق با نیاز سایت و لود باعث تطابق بهتر تجهیزات حهت کارکرد های تعریف شده تجهیزات ، بهینه تر کردن عمردستگاه های برقی و بهتر شدن قابلیت اطمینان سیستم های برقی می‌شود.
تعاریف توانی دیزل‌ژنراتور ها ممکن است که پیجیده و گمراه کننده به نظر برسند ولی هدف اصلی آنها ساده است: تامین نیازهای مصرفی با بهینه ترین قابلت اطمینان سیستم ، کارایی و هزینه. سایزینگ اشتباه دیزل‌ژنراتور به معنای خرید دزل ژنراتور بزرگتر از نیاز و یا دیزل‌ژنراتور کوچکتر از توان مورد نیاز می‌باشد که باعث عمر کمتر دیزل برای اورهال (Diesel Overhaul) ، تعمیرات بیشتر و مدت زمان خرابی بیشتر (ِDowntime) می‌باشد.
تعریف توان دیزل‌ژنراتور در سال های اخیر تغییر کرده است و می‌توان سوئیچینگ های(Switchgear) پیچیده تری را به دیزل‌ژنراتور ها متصل کرد. این به معنای انعطاف بیشتر برای تعیین دیزل‌ژنراتور جهت نیاز های خاص و پیچیده مورد نیازمیباشد. درک کامل نوع کاربرد (Application) ،کلید و راه حل انتخاب بهترین توان برای دیزل‌ژنراتور می‌باشد. این به تنهایی فقط به معنی دانستن نوع بارگیری(Duty) نمی‌باشد بلکه باید سوالات زیر هم پاسخ داده شود:
- بار ماکسیمم چقدر می‌باشد؟
- در سال دیزل‌ژنراتور چند ساعت کار می‌کند؟
- دیزل‌ژنراتور به صورت سنکرون با شبکه کار می‌کند ویا به صورت تکی و جدا؟
تعریف توان ها در دیزل‌ژنراتور
پنج نوع توان برای سایز کردن مناسب در دیزل‌ژنراتور ها تعریف می‌شود که شامل
- Emergency Standby Power(ESP)
- Standby
- Mission Critical Standby
- Prime
- Continuous
(این تعاریف مربوط به دیزل‌ژنراتور CAT می‌باشد و کمی با تعاریف استاندارد صنعتی ISO8528-1 متفاوت می‌باشد)
————————————————————–
————————————————————–
Standby (توان استندبای):
برای سایزیگ دیزل‌ژنراتور در حالت استندبای، دیزل‌ژنراتور قادر است توان اظطراری بکاپ در توان اسمی در پلاک (nameplate rating) در طول قطعی برق تامین کند. بار متوسط در حالت Standby نباید از 70 درصد توان اسمی بیشتر باشد و همچنین دیزل‌ژنراتور باید به بار متغیر متصل گردد.
یک دیزل‌ژنراتور در توان استند بای حداکثر 500 ساعت می‌تواند استفاده شود. حالت استندبای برای کاربردهای سنکرون با شبکه نباید استفاده‌گردد.
برای مثال یک دیزل‌ژنراتور با توان اسمی استندبای 3 MW، توان را در طول قعطی برق تامین می‌کند. این دیزل‌ژنراتور باید حداکثر 500 ساعت در سال کار کند و حداکثر بار متوسط 2.1MW را داشته‌باشد.
(Emergency Standby Power (ESP
توان ESP فقط در تعداد ساعت مجاز کارکرد در طول سال با توان استند بای تفاوت دارد . توانESP اجازه می‌دهد حداکثر 200 ساعت در سال با بار متغیر و متوسط 70 درصد توان اسمی دیزل‌ژنراتور کار کند. توان Standby و توان ESP در نمودار زیر نمایش داده شده اند.
Mission Critical Standby:
برای سایز کردن دیزل‌ژنراتور در حالت بحرانی ، دیزل‌ژنراتور قابلت تامین توان اظطرای بکاپ در مقدار نامی(The nameplate rating ) در طول قطعی برق را دارد. بار متوسط درتوان mission critical standby یک دیزل‌ژنراتور نباید بیشتر از 85 درصد توان اسمی mission critical باشد.در این حالت دیزل‌ژنراتور می‌تواند حداکثر 500 ساعت در سال کار کند. معمولا حداکثر توان مصرفی (بار گیری از دیزل‌ژنراتور )در این حالت توان 100 درصد اسمی در 5 درصد زمان کارکد می‌باشد. توان نامی mission critical standby برای استفاده در حالت سنکرون با شبکه امکان پذیر نمی‌باشد. یک نمونه از توان mission critical standby rating در منحنی زیر نشان داده‌شده‌است.
برای مثال یک دیزل‌ژنراتوربا توان اسمی mission critical standby 3MW می‌تواند توان را فقط در زمان قطعی برق تامین کند.
در این حالت در سال حداکثر باید 500 ساعت بارگیری شود و حداکثر دارای بار متوسط 2.55 MW باشد
توان پرایم (Prime) دیزل‌ژنراتور
برای سایزینگ دیزل‌ژنراتور در حالت پرایم، دیزل‌ژنراتور قابلیت تامین توان برای بار متغیر در مدت زمان نا محدود در طول یک سال را دارد. یک دیزل‌ژنراتور در توان پرایم قابلیت تامین بار کامل پرایم را برای یک دوره ی زمانی دارا می‌باشد ولی باید متوسط بار بیشتر از 70 درصد توان پرایم دیزل‌ژنراتور نشود. 10 درصد اضافه بار برای حداکثر 1 ساعت در 12 ساعت کارکرد و ماکسیمم 25 ساعت در سال حالت های اظطراری امکان پذیر است.
توان پرایم هم قابل برای استفاده در حالت پارالل(موازی ) با شبکه و هم به صورت تنها (Isolated) قابل استفاده است.
برای مثال ، یک دیزل‌ژنراتور با توان نامی پرایم 2.7MW ممکن است توان نامی اش را در زمان های کوتاهی تحویل دهد ولی باید حداکثر بار متوسط آن 1.89MW باشد. دیزل‌ژنراتور می‌تواند 3MW توان در حالت های اظطراری که در بالا گفته شد تحویل دهد. یک مثال از توان پرایم در شکل زیر نشان داده‌شده‌است(شکل 3)
مدیریت بار
یک دیزل‌ژنراتور با توان نامی پرایم برای کاربرد های مدیرت بار اجازه می‌دهد تا دیزل‌ژنراتور با شبکه به صورت سنکرون کارکند. یک دیزل‌ژنراتور در شرایط مدیرت بار می‌تواند حداکثر 500 ساعت در سال کار کند. این دیزل‌ژنراتور همان توان نامی پرایم را دارد ولی می‌تواند بار متوسط 100 درصد را تحویل دهد. در این حالت(مدیرت بار) نمی‌توان از دیزل‌ژنراتور اضافه بار 10 درصدی گرفت. برای مثال، در این حالت یک دیزل‌ژنراتور 2.7MW (توان نامی پرایم) می‌تواند 2.7MW حداکثر 500 ساعت در سال تحویل دهد.
شرایط های مدیریت بار
2 نوع شرایط مدیریت بار وجود دارد: Base loading و Peak Shaving . در مدیریت بار Base Loading ، دیزل‌ژنراتور در یک توان ثابت کار می‌کند، و شبکه توان های پیک مورد نیاز را تامین می‌کند. در این سناریو کاربر ، درحالتی که دیزل‌ژنراتور بتواند توان بیشتری از مقدار مورد نیاز بارها تولید کند این توان اضافی را به شبکه بفروشد و می‌توان یک قرارداد با شبکه برای فروش توان اجرا کرد. یک نمونه از بیس لودینگ یا باگیری پایه ای در شکل 4 نمایش داده‌شده‌است.
در حالت Peak Shaving، شبکه یک بار ثابت فراهم می‌کند و در صورت وجود پیک های باری دیزل‌ژنراتور این پیک توانی را تامین می‌کند. Peak Shaving را می‌توان در طول سال زمانی که شبکه توانایی تامین بار به علت درخواست زیاد بار ندارد را استفاده‌کرد. در این حالت، شبکه مشوق هایی را پیشنهاد می‌دهد تا کاربران از Peak Shaving استفاده کنند تا مقدار بار را از روی شبکه کم کنند. یک نمونه از Peak Shaving در شکل 5 نمایش داده‌شده‌است.
Continues (دائم کار) در دیزل‌ژنراتور
سایز کردن دیزل‌ژنراتور در حالت دائم کار، دیزل‌ژنراتور قابلیت تامین توان را برای بار نا متغیر بدون محدودیت زمانی را دارا می‌باشد. با متوسط خروجی دیزل‌ژنراتور بین 70 تا 100 درصد توان نامی دائم کار آن می‌باشد. این توان برای تامین 100 درصد بار در 100 در صد کارکرد طراحی شده‌است. معمول کاربرد توان کانتینوس برای Base Loading در حالت موازی و سنکرون با شبکه و تولید مشترک توان که در بالا توضیح داده‌شد می‌باشد. یک نمونه از آن در شکل زیر نمایش داده‌شده‌است.
اجرای کاربردهای چند تایی
با استفاده‌هوشمندانه از تعریف‌های توانی بالا می‌توانید از این تعاریف در مدیریت بارها استفاده‌بهینه بکنید. در اینجا، کلید زنی‌های پیشرفته (Advanced switchgear) یک بخش از معادله می‌باشد. در تعدادی از کاربری‌ها ممکن‌است تمایل برای استفاده از دیزل‌ژنراتور بکاپ جهت استفاده‌در مدیرت بار باشد تا مقداری از سرمایه آنها برگردد.
اگرچه، دیزل‌ژنراتور استندبای برای کاربرد موازی با شبکه نیستند. در حالت سنکرون با شبکه می‌توان از توان پرایم با مدیریت بار و یا کانتینیوس استفاده‌کرد. باید سایز کلید‌های قدرت و تعیین دقیق توان پرایم دیزل‌ژنراتور در حالت مدیرت بار را در نظر بگیرید . کنترل کلید زنی باعث افزایش انطباق پذیری سیستم می‌شود و اجازه می‌دهد تا دیزل با شبکه سنکرون شود. با کنترلر و کلید‌های قدرت می‌توان بار را روی دیزل‌ژنراتور کنترل و مقدار بار تحویلی به شبکه را تعیین کرد. این کار باعث می‌شود دیزل بار مناسب با تعریف توانی مانند توان دائم کار را به شبکه تحویل بدهد و از حد مجاز و ساعت کارکرد تعیین‌شده بر اساس استاندارد سازنده تخطی نکنند.
نتیجه:
بدون توجه به نوع کاربرد، تعاریف توانی دیزل کمک می‌کند تا نیازهای مشتری‌ها تامین شود و تجهیزات از خرابی و سوکارکرد بیمه شوند. انتخاب توان مناست به معنی انتخاب مناسب بین ساعت کارکرد، بار پیک و بار متوسط‌می‌باشد. انتخاب توان مناسب به معنی کمترین هزینه و دریافت بهتری حالت کاری‌می‌باشد.
توان دیزل‌ژنراتور
Nominal Voltage: What is it? (vs. Operating & Rated Voltage)
ولتاژ اسمی – ولتاژ کار و ولتاژ نامی