Generatoriaus galios skaičiuoklė: kokio galingumo generatoriaus reikia
Pasirinkite prietaisus, kurie veiks kartu, – šaldytuvą, katilą, vandens siurblį, apšvietimą ar statybos įrankius. Parodysime nuolatinę apkrovą kW ir kVA, didžiausią variklio paleidimo šuolį ir kokios vardinės bei maksimalios galios generatoriaus reikia. Trifaziam – fazių apkrovą ir disbalansą; išplėstiniame režime – atsargą, aukštį ir temperatūrą, kurą ir savo generatoriaus patikrą.
- Vardinė galia
- ≥ 3,55 kVA3,55 kW; su 20 % atsarga, lemia pilnoji galia
- Maksimali galia
- ≥ 5,7 kVAkai įsijungia „Vandens siurblys, hidroforas (1 AG)“, kiti veikia
- Nuolatinė apkrova
- 2,5 kW2,95 kVA, cos φ 0,85
Rinkitės generatorių, kurio vardinė (nuolatinė) galia ne mažesnė kaip 3,55 kVA (3,55 kW), o maksimali (trumpalaikė, paleidimui) – ne mažesnė kaip 5,7 kVA.
Katilo valdikliui, kompiuteriui ar televizoriui tinkamesnis inverterinis generatorius – jo įtampa stabili, be šuolių (Honda). Įprastą generatorių rinkitės su automatiniu įtampos reguliatoriumi (AVR) ir pasitikrinkite katilo gamintojo reikalavimus.
| Prietaisas | kW | kVA | Paleid. × | + šuolis, kVA |
|---|---|---|---|---|
| Šaldytuvas, šaldiklis | 0,7 | 0,88 | 3 | 1,75 |
| Šildymo katilo automatika ir cirkuliacinis siurblys | 0,3 | 0,38 | 3 | 0,75 |
| Vandens siurblys, hidroforas (1 AG) | 1,1 | 1,38 | 3 | 2,75 |
| Apšvietimas (100 W lemputė) × 4 | 0,4 | 0,4 | 1 | 0 |
Skaičiavimo eiga
- Kiekvienas prietaisas: pilnoji galia S = P / cos φ; suminė S = √(ΣP² + ΣQ²) = √(2,5² + 1,58²) = 2,95 kVA.
- Paleidimo šuolis: „Vandens siurblys, hidroforas (1 AG)“ (3 − 1) × 1,38 kVA = 2,75 kVA; 2,95 kVA + 2,75 kVA = 5,7 kVA.
- Vardinė: max(S 2,95 kVA; P / 1 = 2,5 kVA) = 2,95 kVA × 1,2 = 3,55 kVA; kW = kVA × 1 = 3,55 kW.
- Maksimali: 5,7 kVA, bet ne mažiau už vardinę = 5,7 kVA.
Tipinės prietaisų galios – iš Honda, SDMO ir Generac lentelių (šaltiniai – puslapio apačioje). Savo prietaiso galią ir paleidimo srovę tikslinkite pagal jo lentelę; dideliems varikliams ir dažnio keitikliams patartina gamintojo atstovo dydžio parinkimo programa.
Kaip skaičiuojama
- Kiekvienam prietaisui: darbinė galia P = kiekis × vardinė galia, pilnoji galia S = P / cos φ. Kelių prietaisų S = √(ΣP² + ΣQ²), kur Q = √(S² − P²). Kaitinimo prietaisų ir lempučių cos φ = 1, varikliams ir elektronikai, jei nežinoma, – 0,8 (SDMO).
- Paleidimo šuolis: paleidžiant variklį srovė padidėja k kartų – asinchroniniams (siurbliai, kompresoriai, šaldytuvai) k = 3, įrankiams su šepetėliais k = 1,2 (SDMO); Generac lentelės prietaisams k = (darbinė + papildoma paleidimo galia) / darbinė.
- Blogiausias atvejis – didžiausias variklis paleidžiamas, kai kiti jau veikia (Cummins): S + (k − 1) × S₁. Jei viskas įsijungia vienu metu (pvz. grįžus elektrai), sudedami visų prietaisų šuoliai.
- Vardinė galia = didžiausia iš S, P / generatoriaus cos φ (vienfazis – 1, trifazis – 0,8, Cummins) ir trifaziam – 3 × labiausiai apkrautos fazės S, padauginta iš atsargos (20 % – SDMO, Honda siūlo ~10 %). Maksimali – ne mažesnė už paleidimo šuolį.
- Aukštis ir temperatūra: benzininiam nešiojamam – −3,5 % kas 300 m (Honda EU2200i vadovas), dyzeliniam – Doosan G60–G500 koeficientai pagal aukštį ir temperatūrą; pagal Doosan lentelę iki 1 000 m ir 40 °C generatoriaus galia nemažėja, tad Lietuvoje (iki ~300 m) dyzeliniam jos mažinti paprastai nereikia. Kuras – tik pagal jūsų įvestas l/kWh.
Pavyzdžiai
Namas: šaldytuvas 700 W, katilo automatika ir siurblys 300 W, hidroforas 1 100 W (visi cos φ 0,8, paleidimas × 3) ir 4 lemputės po 100 W. P = 2,5 kW, Q = 0,75 × 2,1 = 1,575 kvar, S = √(2,5² + 1,575²) = 2,95 kVA. Didžiausias šuolis – hidroforas: (3 − 1) × 1,1 / 0,8 = 2,75 kVA, tad paleidžiant reikia 5,7 kVA. Vienfazis generatorius: vardinė ≥ 2,95 kVA × 1,2 = 3,55 kVA, maksimali ≥ 5,7 kVA. Jei visi trys varikliai įsijungtų kartu – maksimalios reikėtų 8,2 kVA.
Statybvietė, trifazis: betono maišyklė, kampinis šlifuoklis 230 mm, perforatorius, suvirinimo aparatas, kompresorius, 2 prožektoriai. Iš viso 9,72 kW ir 11,72 kVA, bet L1 fazėje (maišyklė ir suvirinimo aparatas) – 6,03 kVA, todėl reikia 3 × 6,03 kVA × 1,2 = 21,69 kVA (17,35 kW) vardinės galios – 7,11 kVA daugiau nei tolygiai paskirsčius. Paleidžiant suvirinimo aparatą L1 fazė pakyla iki 14,78 kVA – maksimali galia ≥ 44,33 kVA. Perkėlus „Betono maišyklė“ į L3 fazę, vardinės užtektų 15,75 kVA.
Tipinės prietaisų galios – iš gamintojų lentelių ir yra apytikslės; savo prietaiso galią rasite ant jo lentelės. Dideliems varikliams, dažnio keitikliams ir automatiniam rezerviniam maitinimui patartina pasitarti su generatorių tiekėju ar elektriku.
Kabelio skerspjūviui nuo generatoriaus – kabelio skaičiuoklė, saulės elektrinei – saulės elektrinės skaičiuoklė.
Dažni klausimai
Kokio galingumo generatoriaus reikia namui?
Sudėkite prietaisų, kurie veiks kartu, galią ir pridėkite didžiausio variklio paleidimo šuolį. Pavyzdžiui, šaldytuvas (700 W), katilo siurblys (300 W), hidroforas (1 100 W) ir 4 lemputės po 100 W – 2,5 kW nuolatinė apkrova. Su 20 % atsarga reikia 3,55 kVA vardinės galios, o paleidžiant hidroforą – 5,7 kVA maksimalios. Jei grįžus elektrai viskas įsijungia vienu metu, maksimalios reikia 8,2 kVA.
Kuo skiriasi kW ir kVA?
kW – naudingoji (aktyvioji) galia, kurią prietaisas paverčia šiluma ar darbu. kVA – pilnoji galia, nuo kurios priklauso srovė generatoriaus laiduose. Varikliai ir elektronika ima daugiau srovės, nei atrodytų iš kW, – santykis kW / kVA vadinamas galios koeficientu cos φ. Kaitinimo prietaisams jis lygus 1, varikliams, jei nežinoma, imama 0,8 (SDMO). Trifaziai generatoriai vertinami esant cos φ 0,8, todėl 10 kVA trifazis duoda 8 kW, o vienfaziai – esant 1 (Cummins).
Kodėl variklį paleisti reikia daug didesnės galios?
Paleidžiant variklį, kol jis įsibėgėja, srovė kelis kartus didesnė nei dirbant. SDMO nurodo, kad siurbliams, šaldytuvams, kompresoriams paprastai reikia 3–3,5 karto darbinės galios, įrankiams su šepetėliais (kampiniam šlifuokliui, gręžtuvui) – tik nedidelio priedo (× 1,2); Honda – kad šaldytuvams 2–5 kartų. Šį šuolį turi atlaikyti generatoriaus maksimali (trumpalaikė) galia.
Vienfazis ar trifazis generatorius?
Trifazio reikia, jei turite trifazių prietaisų (pvz. 400 V betono maišyklę ar trifazį šilumos siurblį) arba norite maitinti visą trifazį namą. Trifazio generatoriaus kiekviena fazė duoda tik trečdalį galios, todėl vienfazius prietaisus reikia paskirstyti fazėms kuo tolygiau (Cummins). Skaičiuoklė parodo fazių apkrovą ir pasiūlo, kurį prietaisą perkelti.
Ar rinktis inverterinį generatorių?
Inverterinis generatorius tiekia stabilią įtampą be šuolių, todėl tinkamesnis kompiuteriams, televizoriams ir katilų valdikliams (Honda). Jis tylesnis ir lengvesnis, bet jo maksimali galia dažnai tik nedaug didesnė už vardinę (Honda EU2200i – 2,2 ir 1,8 kVA), tad varikliams paleisti tikrinkite maksimalią galią.
Ką reiškia vardinė, maksimali, PRP ir standby galia?
Vardinė (rated, PRP – „prime“) – galia, kurią generatorius gali tiekti nuolat; maksimali (max, standby, LTP) – tik trumpai: Honda brošiūroje – iki 20 min, o pagal ISO 8528-1 riboto laiko galia naudojama iki 500 h per metus be perkrovos rezervo. PRP generatoriaus vidutinė apkrova per parą neturėtų viršyti 70 %, leidžiama 10 % perkrova 1 h per 12 h (Ausonia duomenų lapas). Rinkitės pagal vardinę galią.
Kiek kuro sunaudos generatorius?
Kuro sąnaudos nurodomos generatoriaus techniniuose duomenyse (l/h esant tam tikrai apkrovai). Padalinkite l/h iš tos apkrovos kW – gausite l/kWh, įveskite ją išplėstiniame režime. Skaičiuoklė pati kuro sąnaudų neįrašo, nes jos labai skiriasi tarp modelių; mažai apkrauto generatoriaus sąnaudos kWh paprastai didesnės.
Šaltiniai
- gamintojas Cummins Power Generation, Power topic #7007 „How to size a genset“ (J. Iverson, PT-7007, 2007) (EN) – 1 psl.: neapkrauti mažiau nei 30 % vardinės galios; budėjimo (standby) generatoriai paprastai neturi perkrovos rezervo, nuolatinio darbo (prime) – bent 10 %; aukštis ir temperatūra didina reikiamą galią. 2 psl.: trifaziai generatoriai vertinami esant cos φ 0,8, vienfaziai – 1,0; vienfazes apkrovas paskirstyti fazėms kuo tolygiau; didelio variklio paleidimo srovė paprastai 6 kartus didesnė už darbinę. 3 psl.: dažnio keitiklių apkrova < ~50 % generatoriaus galios. 4 psl.: dažnai visos apkrovos įjungiamos vienu žingsniu; besijungiantį didžiausią variklį skaičiuoti paleidžiamą paskutinį, kai kitos apkrovos jau įjungtos
- gamintojas Honda (UK) Power Equipment, brošiūra „Leisure generators and pump range“ (portableEnergy.pdf) (EN) – 8–9 psl. (PDF 5 psl.) „Choosing the ideal generator“ ir lentelė „Typical appliance power requirements“: sudėti kartu veikiančių prietaisų galias su paleidimo galia ir rinktis generatorių, kurio vardinė galia ne mažesnė už sumą + apie 10 %; šaldytuvams paleisti reikia 2–5 kartų darbinės galios, pjūklų ir grąžtų („reactive loads“) paleidimo galią skaičiuoti iki 5 kartų darbinės; prietaisai be variklio – „varžinė apkrova“ (paleidimo ir darbo srovė vienoda); vardinė galia – nuolatiniam darbui, maksimali – iki 20 min. Lentelės W: fluorescencinė lempa 60, lemputė 100, centrinio šildymo siurblys 300, gręžtuvas 450, prožektorius 500, kampinis šlifuoklis 4" 550, šaldytuvas / šaldiklis 700, 600 W mikrobangų krosnelė 1 500, šildytuvas 1 500. 6–7 psl. (PDF 4 psl.): inverterinis generatorius tiekia stabilią įtampą be šuolių, kurie gali sugadinti kompiuterius
- gamintojas Honda EU2200i generatoriaus naudotojo vadovas 00X31-Z44-6020 (2019) (EN) – 32 psl. „AC Applications“: maksimali galia 2,2 kVA, nuolatiniam darbui neviršyti vardinės 1,8 kVA; reikia vertinti visų prijungtų prietaisų pilnąją galią (VA); daugumai variklių paleisti reikia daugiau nei jų vardinė galia. 70 psl. „Carburetor Modification for High Altitude Operation“: net ir pakeitus karbiuratorių, variklio galia mažėja apie 3,5 % kas 300 m aukščio (be pakeitimo – daugiau)
- gamintojas antrinis SDMO „Which generator do I buy?“ – generatoriaus parinkimo vadovas (JK, 230 V) (EN) – 1 psl.: sudėti kartu veikiančių prietaisų galias su variklių paleidimu ir pridėti 20 % (nepatartina generatoriaus nuolat apkrauti visa galia); asinchroniniams (indukciniams) varikliams – siurbliams, šaldytuvams, inverteriniams suvirinimo aparatams, kompresoriams – paleisti paprastai reikia 3–3,5 karto darbinės galios (1 AG 1 100 W → 3 300 W); įrankiams su kolektoriniu (šepetėliniu) varikliu – nedidelis priedas, pvz. 2 200 W kampinis šlifuoklis × 1,2. 2 psl.: kVA = kW / 0,8, kai galios koeficientas nežinomas; lentelė „Application“ (W): kompiuteris 400, spalvotas TV 250, 13 mm smūginis gręžtuvas 600, kampinis šlifuoklis 5" 750, cemento maišyklė 1 320, grandininis pjūklas 1 500, virdulys 2 500, atskėlimo plaktukas 3 000, elektrinio lanko suvirinimo aparatas 130 A 3 500
- gamintojas antrinis Generac XG serijos brošiūra, Bulletin 0182210SBY Rev. 08.12 (JAV, 120 V) (EN) – lentelė „How much power do you need?“: darbinė galia W ir papildoma paleidimo galia W; metodas – sudėti darbines galias ir pridėti vieno prietaiso didžiausią papildomą paleidimo galią (prietaisai paleidžiami ne vienu metu). Eilutės: drenažinis siurblys 1/2 AG 1 050 + 2 150, šilumos siurblys 4 700 + 4 500, elektrinis vandens šildytuvas 2 000 + 1 000, viryklės 8" kaitvietė 2 100, skalbimo mašina 1 150 + 2 300, diskinis pjūklas 7-1/4" 1 400 + 2 300. JAV prietaisų vertės – apytikslės; patikrinkite savo prietaiso lentelę
- gamintojas antrinis ISO 8528-1 galios rūšys – pagal Ausonia S.r.l. generatoriaus FI0600SWD techninių duomenų lapą (EN) – 2 psl. „Rating according ISO 8528“: PRP (nuolatinio darbo, kintama apkrova, neribotai valandų) – vidutinė galia per 24 h ne daugiau 70 % PRP, 10 % perkrova 1 h per 12 h; LTP (riboto laiko) – iki 500 h per metus, perkrovos rezervo nėra. Ten pat: galios koeficientas 0,8, kuro sąnaudos 87 l/h esant 75 % PRP (480 kW). Pačio ISO 8528-1 teksto viešai neradome
- gamintojas Doosan Infracore Portable Power, Service Letter SL 30004 „Generators derating versus ambient temperature and altitude“ (2011), G60–G500 (EN) – 1 psl.: varikliui – 0,5 % kas 5,5 °C virš 40 °C ir 4 % kas 300 m virš aukščio be galios mažinimo (G60–G160 – 2 300 m, G200 – 1 800 m, G250–G500 – 1 500 m, 3 psl.). 3 psl. generatoriaus (alternatoriaus) koeficientai: 0–1 000 m – 25 °C 1,045, 40 °C 1, 45 °C 0,97, 50 °C 0,94, 55 °C 0,91, 60 °C 0,88; 1 000–1 500 m – 1,01 / 0,97 / 0,94 / 0,91 / 0,88 / 0,85; 1 500–2 000 m – 0,98 / 0,94 / 0,91 / 0,88 / 0,85 / 0,83; 2 000–2 500 m – 0,95 / 0,91 / 0,88 / 0,86 / 0,83 / 0,8; 2 500–3 000 m – 0,91 / 0,87 / 0,84 / 0,82 / 0,79 / 0,77. Skaičiuoklė koeficientų > 1 nenaudoja ir ima artimiausią aukštesnės temperatūros stulpelį
- geometrija Pilnoji, aktyvioji ir reaktyvioji galia – S = P / cos φ, Q = √(S² − P²); kelių prietaisų S = √(ΣP² + ΣQ²) (laikoma, kad visų srovė atsilieka – variklių, transformatorių); varžinių prietaisų (kaitinimo elementų, lempučių) cos φ = 1. Paleidimo šuolis sumuojamas aritmetiškai (S + (k − 1) × S₁) – tai šiek tiek didesnė, atsargesnė vertė
- geometrija Trifazio generatoriaus fazių apkrova – trifazio generatoriaus kiekviena fazė (apvija) skirta trečdaliui vardinės galios, todėl reikalinga vardinė galia ne mažesnė už 3 × labiausiai apkrautos fazės S. Trifaziai prietaisai skirstomi po 1/3 į kiekvieną fazę. Disbalansas = didžiausias fazės nuokrypis nuo vidurkio / vidurkis. Leidžiamo disbalanso ribos gamintojai nurodo skirtingai – žr. savo generatoriaus vadovą
- praktika Kuro sąnaudos – iš generatoriaus techninių duomenų – l/kWh = l/h ÷ kW esant tai apkrovai (pvz. Ausonia FI0600SWD: 87 l/h ÷ (0,75 × 480 kW) = 0,24 l/kWh). Mažai apkrauto generatoriaus l/kWh paprastai didesnės. Skaičiuoklė kuro sąnaudų neįrašo