Мощность ДГУ: кВт и кВА, основная и резервная, расчёт для предприятия

Мощность ДГУ указывают в кВт (активная) и кВА (полная): у трёхфазных станций каталога ТСС cos φ = 0,8, поэтому АД-100С-Т400 — это 100 кВт, 125 кВА и номинальный ток 180 А, а максимальная мощность у него 110 кВт. Подбирают станцию по номинальной мощности: считают расчётную нагрузку предприятия с коэффициентами спроса, проверяют пуск самого крупного двигателя и добиваются, чтобы рабочая нагрузка ДГУ лежала в коридоре примерно 40–80% номинала. На условном складе с цехом это даёт 58,5 кВт расчётной нагрузки и станцию на 100 кВт, а не на 80, — из-за пуска компрессора. Котельной на 29 кВт хватает 40 кВт с автозапуском, но только если сетевые насосы стоят на частотниках.

Мощность ДГУ в кВт и кВА: как читать карточку

В каждой карточке дизельной станции четыре цифры мощности: номинальная и максимальная, в кВт и в кВА. Киловатты — активная мощность, её ограничивает двигатель. Киловольт-амперы — полная мощность, её ограничивает альтернатор: ток, который выдерживают обмотки. Связывает их коэффициент мощности cos φ: кВт = кВА × cos φ. Подробно с бытовыми примерами это разобрано в статье как рассчитать мощность генератора для дома, здесь — значения по ступеням мощности из карточек каталога.

Из таблицы следует правило, которым удобно пользоваться при выборе автоматов и кабеля: ток трёхфазной станции при 400 В и cos φ 0,8 — около 1,8 А на киловатт.

Есть второй cos φ — у вашей нагрузки. Станция выдаёт номинальные кВт, только если нагрузка не «тяжелее» 0,8. Если на объекте много асинхронных двигателей без компенсации и средний cos φ, скажем, 0,7, то ограничение наступит по кВА: 80 кВт нагрузки при cos φ 0,7 — это 114 кВА, больше 100 кВА у станции на 80 кВт. Поэтому в расчёте ДГУ считают и кВт, и кВА, а cos φ берут из паспортов двигателей или замеров анализатором сети.

Номинальная мощность ДГУ и максимальная: что написано в каталоге

Номинальная мощность ДГУ — та, которую станция отдаёт длительно. Именно она стоит в обозначении модели: АД-100 — 100 кВт. Максимальная — кратковременный режим. В каталоге соотношение почти везде одинаковое: из 1431 модели у 1351 максимальная равна номинальной × 1,1, у остальных отличие от 6 до 20%.

Как эти две цифры связаны с международными режимами, по карточкам можно сказать не для всех моделей. Часть описаний прямо называет режимы:

• у АД-300С-Т400-1РМ26 серии Prof — 300 кВт основной мощности и 330 кВт резервной;
• у АД-1000С-Т400-1РМ9 серии Premium — 1000 кВт основной и 1100 кВт резервной;
• у АД-1008С-Т400-1РМ8 — Prime 1008 кВт и Standby 1109 кВт.

Такие формулировки есть в описаниях моделей Prof с двигателями TSS Diesel, Yuchai и Weichai и у части Premium. У серии Standart таких формулировок нет: в 263 описаниях из 274 станция названа просто «для резерва».

Основная и резервная мощность ДГУ по ISO 8528-1: PRP, ESP, LTP, COP

Стандарт ISO 8528-1 «Электроагрегаты генераторные переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания» описывает режимы, в которых производитель гарантирует мощность. Определения ниже сверены по тексту ISO 8528-1:2018 и методическим материалам производителей двигателей по этому стандарту.

Что такое резервная мощность ДГУ на практике: это мощность, которую станция отдаёт, пока нет сети, с ограничением по часам в год и по средней загрузке. Если поставщик пишет «резервная 110 кВт», это не значит, что сутки можно держать 110 кВт: средняя за 24 часа по ESP — не выше 77 кВт, а перегрузки сверх 110 кВт не предусмотрено.

Отсюда два практических вывода.

1. Станция — основной источник (объект без сети, вахта, стройка): считайте по основной мощности, и среднесуточная нагрузка не должна превышать 70% от неё. Пики до 100% допустимы, сутки на 100% — нет.
2. Станция — резерв (сеть есть, отключения редкие): расчётная нагрузка должна укладываться в номинал с запасом на пуски, а суммарная наработка в год — в десятки, а не тысячи часов. Если отключения на вашей линии длятся неделями, режим уже ближе к основному.

Нагрузка ДГУ: верхняя и нижняя граница

Рабочий коридор, на который ориентируются при подборе, — примерно 40–80% номинала. Верхняя граница оставляет запас на пуск двигателей и наброс нагрузки, нижняя защищает сам дизель.

Почему вредна долгая работа на малой нагрузке. При 10–30% номинала в цилиндрах низкая температура, топливо сгорает не полностью. Несгоревшее топливо и масло оседают на кольцах, форсунках, в турбокомпрессоре и выпускном тракте, кольца закоксовываются, масло разжижается топливом, из выхлопной трубы капает чёрная жидкость. Это общая инженерия дизелей, а точная граница и допустимое время работы на малой нагрузке для конкретной модели — в руководстве по эксплуатации; в статье какой дизельный генератор выбрать приведён ориентир 30–40% номинала.

Что с этим делают:

• не берут станцию «на вырост» с двукратным запасом;
• при сильно меняющейся нагрузке ставят две станции на параллель и включают вторую только на пик — как это устроено, в статье параллельная работа генераторов;
• на регламентных проверках дают станции поработать под нагрузкой — от объекта или нагрузочного модуля. Какие операции входят в обслуживание — в статье ТО дизельной электростанции.

Расход в карточках дан для трёх точек — 50, 75 и 100% нагрузки: у АД-100С-Т400 это 13,3, 20 и 26,6 л/ч. Сколько часов подряд станция может так работать и что ограничивает её кроме бака — в статье сколько может работать генератор без остановки, как режим нагрузки влияет на моторесурс — в статье ресурс генератора.

Расчёт ДГУ для предприятия: метод

Бытовой расчёт — список приборов и сумма — для предприятия не годится: установленная мощность оборудования почти никогда не работает вся сразу. Порядок расчёта мощности ДГУ такой.

1. Перечень нагрузок. Таблица по группам: освещение, вентиляция, насосы, компрессоры, станки, подъёмное оборудование, IT. Для каждой группы — установленная мощность, количество, режим работы, способ пуска (прямой, УПП, частотный преобразователь) и cos φ из паспорта. Резервные насосы и двигатели, которые работают только вместо основного, в сумму не включают.
2. Коэффициент спроса и одновременности. Коэффициент спроса — доля установленной мощности группы, которая реально потребляется в расчётный час. Одновременности — насколько пики разных групп совпадают по времени. Значения берут из проекта электроснабжения объекта, из справочников по проектированию для конкретного типа производства или, лучше всего, из замеров. Если у объекта есть счётчик с профилем мощности, максимум получасовой мощности за год — уже готовая расчётная нагрузка.
3. Расчётная мощность в кВт и кВА. Сумма установленных мощностей групп, умноженных на коэффициенты; кВА — эта сумма, делённая на средний cos φ.
4. Проверка пуска. Пиковая нагрузка = всё, что уже работает, + пусковая мощность самого крупного двигателя (номинал × кратность пуска по паспорту двигателя или пускового устройства). Её сравнивают с максимальной мощностью станции. Кратности пуска и способы её снизить — в статье пусковые токи двигателей и выбор генератора.
5. Запас. Номинал выбирают так, чтобы расчётная нагрузка попала в коридор 40–80%, а для основного режима — чтобы среднесуточная не превышала 70%.

Важная деталь для пункта 4: компрессоры и насосы запускаются сами — по давлению или температуре, — пока всё остальное уже работает. Порядок пуска вручную здесь не выстроишь, поэтому худший случай — пуск самого крупного двигателя при полной остальной нагрузке.

Однофазные потребители раскидывают по фазам равномерно: при перекосе станцию ограничивает самая нагруженная фаза, и «свободные» киловатты на двух других не помогают.

Пример 1. Склад с цехом: почему 100 кВт, а не 80

Условный объект — склад с небольшим механическим участком, резерв на время отключений сети. Коэффициенты в таблице условные, для иллюстрации метода; для своего объекта берите их из проекта или замеров.

При среднем cos φ 0,8 это около 73 кВА. По расчётной нагрузке подходит станция на 80 кВт: 58,5 кВт — 73% номинала, в коридоре.

Теперь пуск компрессора, когда работает всё остальное — 43,5 кВт. При прямом пуске с кратностью 6 он добавит 90 кВт, итого 133,5 кВт: больше максимальной мощности и 80-киловаттной станции (88 кВт), и 100-киловаттной (110 кВт). С УПП, если по его паспорту пуск ограничен тремя номиналами, — 45 кВт и итого 88,5 кВт. Для станции на 80 кВт это ровно её максимум без запаса, для станции на 100 кВт — 80% от максимальной.

Вывод: ДГУ на 100 кВт, рабочая нагрузка 58,5% номинала. Варианты из каталога, цены на момент публикации:

• АД-100С-Т400, открытое исполнение для помещения, — 1 105 520 ₽, бак 260 л, расход 13,3 л/ч при 50% и 20 л/ч при 75%. При 58,5 кВт расход по интерполяции около 15,6 л/ч — это примерно 16 часов на баке, оценка, а не паспортная цифра;
• АД-100С-Т400 в шумозащитном кожухе для установки на улице — 1 288 417 ₽, бак 200 л, 15 часов при 75% нагрузки;
• АД-80С-Т400 за 893 007 ₽ — если компрессор переводят на частотный преобразователь и пусковой бросок исчезает. Тогда экономия на станции — 212 513 ₽.

Обе станции на 100 кВт — со степенью автоматизации 1, ручной запуск. Если склад должен подхватывать питание сам, смотрите ДГУ 100 кВт с автозапуском и блок АВР по току: для 180 А подходит блок АВР 90–120 кВт СТАНДАРТ (250 А) за 66 200 ₽. Подбор АВР — в статье АВР для генератора.

Станции и АВР для примера со складом

Арт. 024740В наличии

Дизельный генератор ТСС АД-100С-Т400

1 017 078 ₽1 105 520 ₽−8%/шт.

В корзину

Арт. 024739В наличии

Дизельный генератор ТСС АД-100С-Т400 в шумозащитном кожухе

1 185 344 ₽1 288 417 ₽−8%/шт.

В корзину

Арт. 025447В наличии

Дизельный генератор ТСС АД-80С-Т400

821 567 ₽893 007 ₽−8%/шт.

В корзину

Арт. 010109В наличии

Блок АВР 90-120 кВт СТАНДАРТ (250А)

58 256 ₽66 200 ₽−12%/шт.

В корзину

Пример 2. Котельная: 40 кВт с автозапуском и летний режим

Условная газовая водогрейная котельная на три котла. Станция здесь — резерв, который обязан включиться без людей: остановка котельной зимой на несколько часов грозит размораживанием сетей.

Зимой — 29,2 кВт и около 37 кВА. Станция на 40 кВт загружена на 73%. Пуск сетевого насоса через частотный преобразователь — это примерно номинальный ток, без кратного броска: даже если по паспорту преобразователя заложить полтора номинала, пик — 18,2 + 16,5 = 34,7 кВт при максимальной мощности станции 44 кВт.

Без частотников картина другая: прямой пуск 11 кВт с кратностью 6 даёт 66 кВт сверху, пик 84 кВт — это уже станция на 80 кВт. Зимой она будет загружена на 36%, летом — около 12%. Дешевле и правильнее поставить преобразователи или УПП на сетевые насосы, чем покупать вдвое более мощную станцию и потом бороться с нагаром.

Летний режим нужно проверить отдельно. Летом работает один котёл на ГВС: горелка 2,2 кВт, котловой насос 1,5 кВт, насос ГВС 3 кВт, автоматика 3 кВт — около 10 кВт, 25% номинала. Если летние отключения на линии короткие, это допустимо; если могут длиться сутками — обсудите с менеджером допустимое время на малой нагрузке или прогрузку станции.

Подходят станции со степенью автоматизации 2 — ДГУ 40 кВт с автозапуском, цены по запросу:

• АД-40С-Т400 с АВР — открытое исполнение для установки в помещении котельной, бак 110 л, 13,5 часа при 75% нагрузки;
• АД-40С-Т400 в шумозащитном кожухе с АВР — для улицы, бак 160 л, 19,7 часа;
• АД-40С-Т400 в контейнере с АВР — отдельное здание станции, 2110 кг.

Номинальный ток станции — 72 А, переключение нагрузки — блок АВР 30–50 кВт СТАНДАРТ (100 А) за 46 074 ₽ на момент публикации. Входит ли блок в поставку конкретной станции, уточняйте при заказе. Для котельной важна и автономность: норматив 2-й степени автоматизации — 16 или 24 часа без обслуживания, и 13,5 часа открытой модели его не закрывают без дополнительного бака. Что нужно для дежурного режима — подзаряд АКБ, подогрев двигателя — в статье степени автоматизации ДЭС.

ДГУ 40 кВт с автозапуском и АВР для котельной

Арт. 025339В наличии

Дизельный генератор ТСС АД-40С-Т400 с АВР

Цена по запросу

Запросить цену

Арт. 025348В наличии

Дизельный генератор ТСС АД-40С-Т400 в шумозащитном кожухе с АВР

Цена по запросу

Запросить цену

Арт. 025344В наличии

Дизельный генератор ТСС АД-40С-Т400 в контейнере с АВР

Цена по запросу

Запросить цену

Арт. 010106В наличии

Блок АВР 30-50 кВт СТАНДАРТ (100А)

40 545 ₽46 074 ₽−12%/шт.

В корзину

кВт двигателя и кВт станции

В характеристиках станции есть строка «Двигатель», и у двигателя своя мощность — механическая, на валу. Она всегда больше электрической мощности станции: часть уходит на потери в альтернаторе и на вентилятор радиатора. У АД-100С-Т400 стоит TSS Diesel TDK 110 6LT мощностью 110 кВт, а станция — 100 кВт. Тот же двигатель стоит и в АД-80С-Т400 в шумозащитном кожухе: мощность станции определяет не только мотор, но и альтернатор и исполнение. Поэтому с нагрузкой сравнивают только электрическую мощность станции. Отношение кВт двигателя к кВт станции по другим моделям и маркам — в статье двигатель для генератора.

Чек-лист: что подготовить для подбора ДГУ

1. Перечень нагрузок по группам с установленной мощностью, cos φ и способом пуска двигателей.
2. Коэффициенты спроса из проекта или, лучше, профиль мощности со счётчика за год.
3. Самый крупный двигатель, который может запуститься при полной остальной нагрузке, и есть ли у него УПП или частотный преобразователь.
4. Режим: резерв на отключения или основной источник; ожидаемая наработка в часах за год.
5. Минимальная нагрузка — летняя, ночная, выходных дней — и сколько часов станция может в ней работать.
6. Нужен ли автозапуск, сколько часов без дозаправки, где ставить станцию: в помещении, на улице, в контейнере.

С этими данными расчёт ДГУ для предприятия сводится к выбору из двух-трёх моделей. Все серии — в разделе дизельные электростанции: TSS Standart для резерва, TSS Prof и TSS Premium — для длительной наработки. PROTSS — официальный дилер ТСС: счёт для юрлиц, закупки по 44-ФЗ и 223-ФЗ, доставка по России, сервисные центры ТСС в Москве, Екатеринбурге, Самаре, Ростове-на-Дону и Симферополе и скидки до 30% для юридических лиц.