Snaga generatora za elektromotore

U objektu koji se napaja iz generatora većina problema ne nastaje zbog trajnog opterećenja, već u trenutku pokretanja motora. Pumpa koja u radu vuče 30 kVA u prvim sekundama traži nekoliko puta više. Ako generator ne može da podnese taj nagli zahtev, napon pada, kontaktori otpuštaju, motor ne uspeva da se pokrene ili se zaustavljaju drugi uređaji na istom vodu. U ovom tekstu korak po korak objašnjavamo kako se proverava snaga generatora za motorna opterećenja. Za opšte korake sabiranja opterećenja pogledajte naš tekst Koliko kVA treba da ima generator?.

Šta se dešava pri pokretanju?

Kada asinhroni motor miruje, rotor se ne kreće, a namotaji se ponašaju gotovo kao kratak spoj. Zato u prvom trenutku motor vuče struju 5–8 puta veću od nominalne. Faktor snage te struje je nizak (oko 0,3–0,4); dakle, od generatora se traži pretežno reaktivna snaga. Reaktivnu snagu obezbeđuje alternator, a dizel motor mora da odgovori na nagli porast opterećenja kako broj obrtaja ne bi pao.

Kao rezultat, pokretanje motora izaziva dva efekta:

• Pad napona (voltage dip): Zavisi od vremena odziva alternatora i regulatora napona (AVR).
• Pad frekvencije: Zavisi od sposobnosti dizel motora da primi nagli priraštaj opterećenja i od regulatora broja obrtaja.

Od natpisne pločice motora do polaznog kVA

Za proračun su dovoljna tri podatka sa natpisne pločice motora: snaga (kW), stepen iskorišćenja i faktor snage. Radni kVA se približno dobija ovako:

Radni kVA = kW ÷ (stepen iskorišćenja × faktor snage)

Na primer, za motor od 22 kW sa stepenom iskorišćenja 0,92 i faktorom snage 0,85 radni kVA iznosi oko 28 kVA. Polazni kVA je višestruka vrednost ovog broja, zavisno od načina puštanja u rad:

Način puštanja u rad	Polazna struja (u odnosu na nominalnu)	Približni polazni kVA za motor od 22 kW
Direktno (DOL)	6–7 puta	170–200 kVA
Zvezda-trougao	oko 2–2,5 puta	55–70 kVA
Soft starter	oko 2,5–3,5 puta (zavisno od podešavanja)	70–100 kVA
Frekventni regulator (VFD)	oko 1–1,5 puta	28–42 kVA

Ove vrednosti su orijentacione; tačna polazna vrednost uzima se iz podataka o zakočenom rotoru koje daje proizvođač motora. U tabeli upada u oči da za isti motor direktan start od generatora traži oko pet puta više trenutne snage nego frekventni regulator.

Prihvatljiv pad napona

Pri izboru generatora pitanje nije „da li će se motor pokrenuti?”, već „koliko će napon pasti pri pokretanju?”. Uobičajene granice u praksi su:

• Opšta motorna opterećenja: 15–20%
• Liftovi, upravljačka kola sa mnogo kontaktora: oko 15%
• Motori koji rade na istoj sabirnici sa osetljivim elektronskim potrošačima: 10% ili manje

Ako napon padne za više od 25–30%, kalemovi kontaktora mogu da otpuste; motor ne može da se pokrene i iznova pokušava da se uključi. Tehnički listovi generatora sadrže polazni kVA (motor starting kVA) koji alternator može da da pri određenom padu napona. Pri izboru se ova vrednost poredi sa polaznim kVA najvećeg motora.

Sekvencijalno pokretanje: isti posao sa manjim agregatom

Ako postoji više motora, nije potrebno da se svi pokrenu istovremeno. Pomoću vremenskih releja dodatih u upravljački sistem ili izlaza kontrolera, motori se mogu uključivati u razmacima od 5–10 sekundi. Pravilo je jednostavno:

1. Najveći motor pokrenite prvi.
2. Ostale motore poređajte od većeg ka manjem.
3. U svakom koraku proverite zbir opterećenja koje je već na generatoru i polaznog kVA novog motora.

Primer: u sistemu za navodnjavanje postoje tri pumpe od 30 kW, 15 kW i 7,5 kW, sve sa direktnim startom. Ako se sve tri pokrenu istovremeno, nastaje trenutni zahtev veći od 400 kVA. Kod sekvencijalnog pokretanja najkritičniji korak je pokretanje pumpe od 30 kW, oko 230–270 kVA. Kada se pumpa od 30 kW pušta u rad zvezda-trougao spojem, najkritičniji korak postaje pokretanje pumpe od 15 kW dok pumpa od 30 kW radi, a zahtev pada na oko 150–170 kVA. Tako izabrani agregat postaje znatno manji. Ovaj proračun je prikazan približno; u projektu ga treba proveriti pomoću natpisnih pločica motora i tehničkog lista agregata.

Potrošači sa frekventnim regulatorima i harmonici

Frekventni regulatori u velikoj meri rešavaju problem pokretanja, ali donose novu temu: harmonijske struje. Struja koju vuče šestopulsni regulator nije sinusna. Pošto je unutrašnja impedansa generatora veća od impedanse mreže, harmonici više izobličavaju talasni oblik napona. Na šta treba obratiti pažnju:

• Ako je više od polovine ukupnog opterećenja na frekventnim regulatorima, alternator se može izabrati za jednu veličinu veći.
• Na strani pogona može se koristiti mrežna prigušnica ili filter harmonika.
• Alternatori sa opcijom pobude sa permanentnim magnetom (PMG) stabilnije održavaju regulaciju pri izobličenom naponu.
• U objektima sa mnogo UPS uređaja i frekventnih regulatora treba pri puštanju u rad proveriti podešavanje AVR-a i tačnost merenja kontrolera.

Kontrolna lista za motorna opterećenja

• Da li su navedeni snaga, način puštanja u rad i redosled rada svakog motora?
• Da li je polazni kVA najvećeg motora upoređen sa polaznim kVA iz tehničkog lista agregata?
• Da li je prihvatljiv pad napona određen prema vrsti potrošača?
• Da li je istovremeno pokretanje zaista potrebno ili je moguće sekvencijalno pokretanje?
• Da li su procenjeni udeo potrošača sa frekventnim regulatorima u ukupnom opterećenju i uticaj harmonika?
• Da li su za kritične motore, kao što su protivpožarne pumpe, posebno provereni zahtevi odgovarajućeg standarda?

Sledeći korak

Unosom liste potrošača u alat za proračun snage odmah možete videti prvu procenu. Kod projekata sa pretežno motornim opterećenjem, ako uz upit za ponudu pošaljete natpisne pločice motora i redosled rada, izabraćemo veličinu alternatora i kontroler agregata prema tim potrošačima. Za odgovarajuće modele pogledajte naše stranice o agregatima otvorene izvedbe i u kabini.