7 Faktoren, die bei der Auswahl einzelner oder paralleler Generatoren zu berücksichtigen sind

What Is Sociology?: Crash Course Sociology #1 (April 2019).

Anonim

7 Faktoren bei der Entscheidung zu berücksichtigen

Parallelling ist der synchrone Betrieb von zwei oder mehr Generatorsätzen, die auf einem gemeinsamen Bus miteinander verbunden sind, um gemeinsame Lasten mit Strom zu versorgen, wie in Abbildung 1 gezeigt.

7 Faktoren, die bei der Auswahl einzelner oder paralleler Generatoren berücksichtigt werden müssen (auf dem Foto: Standby-Stromversorgungssystem mit drei Cummins 1400-kVA-Generatoren; Kredit: cumminscommentary.wordpress.com)

Bei der Entscheidung, ob ein einzelner oder mehrere Generatoren installiert werden sollen, müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden:

  1. Zuverlässigkeit
  2. Performance
  3. Kosten
  4. Generator und Raumgröße
  5. Effizienz
  6. Lastvariation
  7. Flexibilität

1. Zuverlässigkeit

Zuverlässigkeit ist der Hauptgrund für die Entscheidung, Parallelschaltungen in den meisten Not- / Bereitschaftsanwendungen wie Krankenhäusern, Rechenzentren und Pumpstationen zu verwenden. wo die Zuverlässigkeit der Stromversorgung wichtig ist, da die angeschlossenen Verbraucher kritisch sind.

In diesen Fällen ermöglicht die Verwendung von mehreren Generatorsätzen und das priorisierte Laden des Systems, dass die kritischeren Lasten auf Kosten von weniger kritischen Lasten bedient werden.

Abbildung 1 - Parallelgeneratoren mit ATS (Kredit: Emerson)

In Systemen, in denen alle Lasten für einen ordnungsgemäßen Betrieb erforderlich sind - Redundante Stromaggregate werden bereitgestellt, so dass ein Ausfall eines Stromaggregats die Anlage nicht deaktiviert.

Die Parallelschaltung erfordert normalerweise die Fähigkeit, Lasten stufenweise zu sequenzieren, und die Möglichkeit, Lasten abzuwerfen, damit die Generatoren im Falle eines Generatorausfalls innerhalb ihrer Belastungswerte arbeiten können.

Eine Installation mit mehreren Sets sollte so dimensioniert sein, dass ein Generatorsatz für routinemäßige Wartung oder Reparatur aus dem System genommen werden kann, ohne die Versorgung der Last zu gefährden.

Gehe zurück zum Index ↑

2. Leistung

Die Leistung des Vor-Ort-Stromversorgungssystems kann beim Parallelschalten von Generatoren eher mit dem Versorgungsdienst vergleichbar sein, da die Kapazität der aggregierten Generatorsätze relativ zu den einzelnen Lasten viel größer ist als bei einzelnen Stromaggregaten, die separate Lasten versorgen.

Da die Buskapazität größer ist, wird der Einfluss der transienten Lasten, die von den einzelnen Lasten auf die Stromaggregate einwirken, minimiert.

Kannst du dieses Video nicht sehen? Klicken Sie hier, um es auf Youtube zu sehen.

Gehe zurück zum Index ↑

3. Kosten

Im Allgemeinen kosten mehrere parallel geschaltete Generatorsätze mehr als ein einzelnes Generatoraggregat derselben Kapazität, es sei denn, die Kapazitätsanforderung zwingt das Design zu Maschinen, die bei weniger als 1500 U / min arbeiten .

Die Kosten eines Systems sollten als Total Cost of Ownership bewertet werden und Faktoren wie die folgenden berücksichtigen:

  • Der verfügbare Bauraum,
  • Zusätzliche Rauch- und Leitungsarbeiten,
  • Layout von Kabeln,
  • Schaltgeräteanforderungen und
  • Eine Systemsteuerung für mehrere Installationen.

Die geforderte Zuverlässigkeit und der damit verbundene Nutzen müssen den erhöhten Kosten gegenübergestellt werden.

Die Wartungskosten sind ein Schlüsselfaktor bei Stromaggregaten, die für Primärenergie- oder Kraft-Wärme-Kopplungs-Systeme laufen. Obwohl ein einzelner großer Satz scheinbar hohe Kapitalkosten haben kann, kann dies durch andere Faktoren gemildert werden, die mit den Installationskosten eines Mehrfachgeneratorsystems verbunden sind.

HINWEIS // Bei der Bewertung der Gesamtbetriebskosten wirkt sich die Kritikalität der Installation auf die Entscheidung über den Grad der Redundanz aus, die in das System eingebaut ist. Einige lokale Vorschriften und Normen erfordern eine kontinuierliche Bedienung der gesetzlich vorgeschriebenen Lasten, und die kritische Natur einiger Einrichtungen kann ähnliche Service-Bestimmungen erfordern.

Wenn Generatorsätze parallel geschaltet werden, können die Wartungskosten und die temporäre Ausfallzeit, die mit temporären Generatorsätzen verbunden sind, vermieden werden. Diese Überlegungen können sich auch auf die Anzahl der für die Installation erforderlichen Sätze auswirken.

Gehe zurück zum Index ↑

4. Generator und Raumgröße

Generator- und Raumgröße können kritische Faktoren sein und eine Entscheidung für einzelne oder mehrere Installationen erzwingen . Ein einzelner Generatorsatz ist typischerweise beträchtlich schwerer als eine entsprechende Maschine, die in einer Parallelschaltung verwendet wird.

Generatorraum (Bildnachweis: practicepulse.net)

Für Dachinstallationen oder wo das Gerät in einen Keller oder einen anderen engen Raum manövriert werden muss, kann dies unerschwinglich sein, was zu einer Entscheidung für kleinere, leichtere Generatoren führt.

Zwischen den Maschinen einer Mehrfachinstallation muss jedoch Platz für Zugang und Wartung gelassen werden, und diese verbrauchen unvermeidlich mehr Raumvolumen pro erzeugte elektrische Kilowatt .

Gehe zurück zum Index ↑

5. Effizienz

Effizienz ist ein entscheidender Faktor, wenn das Stromerzeugungssystem Grundlaststrom erzeugt oder wenn es zur Tarifreduzierung oder Kraft-Wärme-Kopplung verwendet wird.

Die Vielseitigkeit des Parallelisierungssystems, mit dem Generatoraggregate bei optimaler Last und maximaler Effizienz betrieben werden können, zahlt oft die anfänglich höheren Installationskosten in Hauptstromsituationen in kurzer Zeit zurück.

Kannst du dieses Video nicht sehen? Klicken Sie hier, um es auf Youtube zu sehen.

Gehe zurück zum Index ↑

6. Last Variation

Die Last ist entscheidend für die Entscheidung über die Art der erforderlichen Installation. Ein einzelner Generator ist typischerweise die wirtschaftlichste Wahl für Lasten unter etwa 2000 kW, da die Kosten der Parallelsteuerungs- und Schaltausrüstung im Vergleich signifikant sind
zu den Kosten des Generators.

Für kleine, aber wichtige Installationen, bei denen der Schutz von zwei Generatoren wichtig ist, aber die Kosten der Parallelschaltung unerschwinglich sind. Eine gegenseitige Standby-Installation kann eine gute Alternative sein, bei der ein Generator als Reserve für den anderen fungiert.

Bei größeren Lasten ist die Auswahl weniger einfach und es sind Lösungen mit einem oder mehreren Generatoren verfügbar. Oberhalb von 3 MW sind fast immer mehrere Generatoranlagen zu wählen.

Hinweis //

Obwohl auf den ersten Blick wirtschaftlicher, ist eine einzelne Generatorlösung auch am wenigsten vielseitig und kann insbesondere bei Teillasten und langen Betriebsstunden weniger kosteneffektiv sein. In Hochleistungsanwendungen können Hochgeschwindigkeits-Dieselaggregate geringere Gesamtlebenszykluskosten aufgrund höherer Effizienz und niedrigerer Wartungskosten als größere Maschinen mit niedrigerer Geschwindigkeit bereitstellen.

Lastvariationen sollten bei jeder Entscheidung für einen Generator berücksichtigt werden, da viele Anwendungen große Unterschiede zwischen Tag und Nacht und zwischen Sommer- und Winterlastprofilen aufweisen.

Eine große Produktionsstätte kann eine Tageslast von 2-3 MW haben ; In der Nacht kann die Last, wenn sie nicht für eine kontinuierliche Prozessanwendung verwendet wird, auf einige hundert kW oder sogar weniger fallen . Die Installation eines einzelnen großen Generators in dieser Anwendung könnte zu vielen Stunden leichter Belastung führen, was für den Motor schädlich ist.

Kannst du dieses Video nicht sehen? Klicken Sie hier, um es auf Youtube zu sehen.

Eine typische Anlage dieses Typs kann vier 1000 kW Generatoren mit einem 500 kW Generator in einem Parallelschema verwenden, wobei die Taglast drei der vier Sätze verwendet und in denen nachts nur der kleinere Satz benötigt wird. Transiente Lasten haben einen großen Einfluss auf die erforderliche Größe eines Generators und es ist wichtig, bei jeder Berechnung alle Kombinationen von transienten und stationären Lasten zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass die Stromqualität erhalten bleibt.

Beachten Sie, dass einige Lasten die Leistung des führenden Leistungsfaktors auf die Generatorsätze übertragen, und dies muss auch bei der Auslegung des Generatorsatzes und der Betriebssequenz für das System berücksichtigt werden.

Gehe zurück zum Index ↑

7. Flexibilität

Flexibilität kann eine wichtige Überlegung sein, wenn sich eine Installation in Zukunft ändern kann.

Eine Installation eines einzelnen Generatorsatzes ist in der Regel schwierig zu ändern, während Sätze zu einer Installation mit mehreren Sets relativ einfach hinzugefügt werden können, vorausgesetzt, dass das ursprüngliche Design berücksichtigt wurde.

Dieses Schulungsvideo zeigt, wie eine Parallelisierungslösung mit dem Atlas Copco Qc4002-Controller und fünf QAS-Generatoren eingerichtet und konfiguriert wird.

Kannst du dieses Video nicht sehen? Klicken Sie hier, um es auf Youtube zu sehen.

Gehe zurück zum Index ↑

Risiken //

Mit dem parallelen Betrieb von Stromaggregaten sind Risiken verbunden ; sowohl zwischen den Sets als auch mit dem Versorgungsnetz, und diese Risiken sollten mit den Vorteilen in Einklang gebracht werden.

Die Risiken sind:

# 1

Wenn kein ausreichender Lastabwurf vorgesehen ist oder die Last auf einem hohen Niveau gehalten wird, besteht die Gefahr, dass bei einem Ausfall eines Generators die verbleibenden Generatoren des Systems die Systemlast möglicherweise nicht unterstützen können.

Der Lastabwurf sollte immer in ein paralleles Erzeugungsschema integriert werden, und die Reservekapazität sollte zu jedem Zeitpunkt während des Betriebs der Last entsprechen, die akzeptiert werden kann, wenn ein laufender Generator ausfällt.

# 2

Nicht alle Generatoren können parallel geschaltet werden - wenn Sätze eines anderen Herstellers oder einer deutlich anderen Größe parallel geschaltet werden sollen, wenden Sie sich an den lokalen Cummins-Händler, bevor Sie fortfahren.

#3

In Verbindung mit dem Dienstprogramm wird der Generator effektiv Teil des Utility-Systems. Wenn der Betrieb parallel zur Stromversorgung festgelegt wird, ist ein zusätzlicher Schutz für den Schutz der Verbindung zwischen Generator und Versorgungssystem erforderlich. Dieser Schutz wird üblicherweise vom Versorgungsdienstanbieter festgelegt und genehmigt.

Konsultieren Sie immer die örtlichen Vorschriften und Normen, wenn Sie den Parallelbetrieb von Versorgungsleitungen in Betracht ziehen.

Gehe zurück zum Index ↑

Referenz // Anwendungshandbuch - Flüssiggekühlte Stromaggregate (Kapitel 5 - Elektrisches Design) - Cummins Power Generation

Verwandte elektrische Anleitungen und Artikel

SUCHE: Artikel, Software und Anleitungen