გენერატორის სიმძლავრე ელექტროძრავებისთვის

გენერატორით კვებულ ობიექტში პრობლემების უმეტესობა მუდმივი დატვირთვიდან კი არა, ძრავების გაშვების მომენტიდან წარმოიქმნება. ტუმბო, რომელიც მუშაობისას 30 kVA-ს მოიხმარს, პირველ წამებში ამაზე რამდენჯერმე მეტს მოითხოვს. თუ გენერატორი ამ უეცარ მოთხოვნას ვერ აკმაყოფილებს, ძაბვა ეცემა, კონტაქტორები ითიშება, ძრავა ვერ ეშვება ან იმავე ხაზზე მიერთებული სხვა მოწყობილობები ჩერდება. ამ სტატიაში ეტაპობრივად განვიხილავთ, როგორ შევამოწმოთ გენერატორის სიმძლავრე ძრავიანი დატვირთვებისთვის. დატვირთვების შეჯამების ზოგადი ნაბიჯებისთვის იხილეთ სტატია რამდენი kVA უნდა იყოს გენერატორი?

რა ხდება გაშვებისას?

როცა ასინქრონული ძრავა გაჩერებულია, მისი როტორი უძრავია, გრაგნილები კი თითქმის მოკლე ჩართვასავით იქცევა. ამიტომ პირველ მომენტში ის ნომინალურ დენზე 5–8-ჯერ მეტ დენს მოიხმარს. ამ დენის სიმძლავრის კოეფიციენტი დაბალია (დაახლოებით 0,3–0,4); ანუ გენერატორისგან მოთხოვნილი სიმძლავრე ძირითადად რეაქტიულია. რეაქტიულ სიმძლავრეს ალტერნატორი უზრუნველყოფს, ძრავის მხარე კი დატვირთვის უეცარ ზრდას უნდა უპასუხოს, რათა ბრუნთა რიცხვი არ დაეცეს.

შედეგად, ძრავის გაშვება ორ ეფექტს იწვევს:

• ძაბვის ვარდნა (voltage dip): დამოკიდებულია ალტერნატორისა და ძაბვის რეგულატორის (AVR) რეაგირების დროზე.
• სიხშირის ვარდნა: დამოკიდებულია დიზელის ძრავის მიერ უეცარი დატვირთვის მიღების უნარსა და ბრუნთა რიცხვის რეგულატორზე.

ძრავის ფირნიშიდან გაშვების kVA-მდე

გაანგარიშებისთვის საკმარისია ძრავის ფირნიშზე მითითებული სამი მონაცემი: სიმძლავრე (kW), მქკ და სიმძლავრის კოეფიციენტი. სამუშაო kVA დაახლოებით ასე განისაზღვრება:

სამუშაო kVA = kW ÷ (მქკ × სიმძლავრის კოეფიციენტი)

მაგალითად, 22 kW ძრავისთვის, რომლის მქკ 0,92-ია, ხოლო სიმძლავრის კოეფიციენტი 0,85, სამუშაო kVA დაახლოებით 28 kVA-ია. გაშვების kVA კი გაშვების მეთოდის მიხედვით ამ მნიშვნელობის ჯერადია:

გაშვების მეთოდი	გამშვები დენი (ნომინალთან შედარებით)	დაახლოებითი გაშვების kVA 22 kW ძრავისთვის
პირდაპირი ჩართვა (DOL)	6–7-ჯერ	170–200 kVA
ვარსკვლავი-სამკუთხედი	დაახლოებით 2–2,5-ჯერ	55–70 kVA
რბილი გამშვები (soft starter)	დაახლოებით 2,5–3,5-ჯერ (პარამეტრებზე დამოკიდებული)	70–100 kVA
სიხშირის გარდამქმნელი (VFD)	დაახლოებით 1–1,5-ჯერ	28–42 kVA

ეს მნიშვნელობები საორიენტაციოა; გაშვების ზუსტი მნიშვნელობა აიღება ძრავის მწარმოებლის მიერ მოწოდებული დამუხრუჭებული როტორის მონაცემებიდან. ცხრილში აღსანიშნავია, რომ ერთი და იმავე ძრავისთვის პირდაპირი ჩართვა გენერატორისგან დაახლოებით ხუთჯერ მეტ მყისიერ სიმძლავრეს მოითხოვს, ვიდრე გარდამქმნელი.

დასაშვები ძაბვის ვარდნა

გენერატორის შერჩევისას მთავარი კითხვა არის არა „გაეშვება თუ არა ძრავა?“, არამედ „რამდენით დაეცემა ძაბვა გაშვებისას?“. პრაქტიკაში გავრცელებული ზღვრებია:

• ზოგადი ძრავიანი დატვირთვები: 15–20%
• ლიფტები, კონტაქტორებზე დაფუძნებული მართვის წრედები: დაახლოებით 15%
• ძრავები, რომლებიც მგრძნობიარე ელექტრონულ დატვირთვასთან ერთ სალტეზე მუშაობს: 10% ან ნაკლები

თუ ძაბვა 25–30%-ზე მეტით დაეცემა, კონტაქტორების კოჭები შეიძლება გაითიშოს; ძრავა ვერ ეშვება და განმეორებით ცდილობს ჩართვას. გენერატორის მონაცემთა ფურცლებში მითითებულია გაშვების kVA (motor starting kVA), რომელსაც ალტერნატორი გარკვეული ძაბვის ვარდნისას იძლევა. შერჩევისას ეს მნიშვნელობა ყველაზე დიდი ძრავის გაშვების kVA-ს შედარდება.

თანმიმდევრული გაშვება: იგივე სამუშაო უფრო მცირე დანადგარით

თუ რამდენიმე ძრავაა, ყველას ერთდროულად გაშვება საჭირო არ არის. მართვის სისტემაში დამატებული დროის რელეებით ან კონტროლერის გამოსასვლელებით ძრავები შეიძლება 5–10 წამის ინტერვალით ჩაირთოს. წესი მარტივია:

1. პირველ რიგში გაუშვით ყველაზე დიდი ძრავა.
2. დანარჩენი ძრავები დაალაგეთ დიდიდან პატარისკენ.
3. ყოველ ნაბიჯზე შეამოწმეთ გენერატორზე უკვე არსებული დატვირთვისა და ახალი ძრავის გაშვების kVA-ს ჯამი.

მაგალითი: სარწყავ ობიექტზე სამი ტუმბოა — 30 kW, 15 kW და 7,5 kW, ყველა პირდაპირი ჩართვით. თუ სამივე ტუმბო ერთდროულად გაეშვება, მყისიერი მოთხოვნა 400 kVA-ს აღემატება. თანმიმდევრული გაშვებისას ყველაზე კრიტიკული ნაბიჯი 30 kW ტუმბოს გაშვებაა, რაც დაახლოებით 230–270 kVA-ია. თუ 30 kW ტუმბო ვარსკვლავი-სამკუთხედით ეშვება, ყველაზე კრიტიკული ნაბიჯი ხდება 15 kW ტუმბოს გაშვება მომუშავე 30 kW ტუმბოს პარალელურად, მოთხოვნა კი დაახლოებით 150–170 kVA-მდე მცირდება. ამგვარად, დანადგარის ზომა შესამჩნევად მცირდება. ეს გაანგარიშება მიახლოებითია; პროექტში ის ძრავების ფირნიშებითა და დანადგარის მონაცემთა ფურცლით უნდა დადასტურდეს.

გარდამქმნელიანი დატვირთვები და ჰარმონიკები

სიხშირის გარდამქმნელები გაშვების პრობლემას დიდწილად წყვეტს, მაგრამ ახალ საკითხს წარმოშობს: ჰარმონიკულ დენებს. ექვსიმპულსიანი გარდამქმნელის მიერ მოხმარებული დენი სინუსოიდური არ არის. რადგან გენერატორის შიდა წინაღობა ქსელთან შედარებით მაღალია, ჰარმონიკები ძაბვის ტალღის ფორმას უფრო მეტად ამახინჯებს. გასათვალისწინებელია:

• თუ ჯამური დატვირთვის ნახევარზე მეტი გარდამქმნელიანია, ალტერნატორი შეიძლება ერთი ზომით დიდი კორპუსით შეირჩეს.
• ამძრავის მხარეს შეიძლება გამოყენებულ იქნას ხაზური დროსელი ან ჰარმონიკული ფილტრი.
• მუდმივმაგნიტიანი აგზნების (PMG) ოფციის მქონე ალტერნატორები დამახინჯებულ ძაბვაზე რეგულირებას უფრო სტაბილურად ინარჩუნებს.
• UPS-ებითა და გარდამქმნელებით დატვირთულ ობიექტებში ექსპლუატაციაში გაშვებისას უნდა შემოწმდეს AVR-ის პარამეტრები და კონტროლერის გაზომვის სიზუსტე.

საკონტროლო სია ძრავიანი დატვირთვებისთვის

• ჩამოწერილია თუ არა ყოველი ძრავის სიმძლავრე, გაშვების მეთოდი და მუშაობის თანმიმდევრობა?
• შედარდა თუ არა ყველაზე დიდი ძრავის გაშვების kVA დანადგარის მონაცემთა ფურცელში მითითებულ გაშვების kVA-ს?
• განისაზღვრა თუ არა დასაშვები ძაბვის ვარდნა დატვირთვის ტიპის მიხედვით?
• მართლა საჭიროა ერთდროული გაშვება, თუ შესაძლებელია თანმიმდევრული გაშვება?
• შეფასდა თუ არა გარდამქმნელიანი დატვირთვების წილი ჯამურ დატვირთვაში და მათი ჰარმონიკული გავლენა?
• შემოწმდა თუ არა ცალკე შესაბამისი სტანდარტის მოთხოვნები ისეთი კრიტიკული ძრავებისთვის, როგორიცაა სახანძრო ტუმბო?

შემდეგი ნაბიჯი

დატვირთვების სია შეიტანეთ სიმძლავრის კალკულატორში და პირველ შეფასებას მაშინვე მიიღებთ. ძრავიანი დატვირთვებით დომინირებულ პროექტებში, თუ ძრავების ფირნიშის მონაცემებსა და მუშაობის თანმიმდევრობას კომერციული წინადადების მოთხოვნასთან ერთად გამოგვიგზავნით, დანადგარის ალტერნატორის კორპუსსა და კონტროლერს ამ დატვირთვების მიხედვით ერთად შევარჩევთ. შესაფერისი მოდელებისთვის იხილეთ ღია ტიპის და კაბინიანი გენერატორების გვერდები.