Suurempi generaattori ei aina ole parempi ratkaisu

Teollisen generaattorin rinnankytkentäjärjestelmän ratkaisu

1. Teollisuuden ongelmat

Projekteihin, joissa vaaditaan iso tuotantokapasiteetti (kuten 1 MW tai enemmän ), luonnollinen valinta on usein määritellä yksi suurempi dieselgeneraattori. Kuitenkin suurempi yksittäinen generaattori ei välttämättä ole taloudellisin tai käytännöllisin ratkaisu.

Monissa teollisuussovelluksissa projektikuorma vaihtelee päivän aikana. Yhden liian suuren generaattorin on kuitenkin edelleen pyörittävä kattamaan vaadittu kuorma, vaikka todellinen kysyntä olisi huomattavasti pienempi. Tämä voi johtaa korkeampaan polttoaineenkulutukseen hyödyllisen tehon yksikköä kohden ja tehottomampaan toimintaan.

On myös luotettavuus- ja huoltokysymyksiä. Yhden suuren generaattorin tapauksessa vakava vika tai suunniteltu huolto voi poistaa koko tuotantokapasiteetin käytöstä. Kriittisissä sovelluksissa tämä muodostaa yhden vianlähdekohteen.

Hankinta ja logistiikka voivat myös monimutkaistua, kun generaattorin koko kasvaa. Erittäin suuri yksikkö saattaa vaatia suurempaa kuljetuskapasiteettia, suurempaa nostovälinettä, enemmän asennustilaa ja vaativampia paikan pääsyolosuhteita.

Toinen yleinen väärinkäsitys on, että suurin generaattori tarjoaa automaattisesti parhaan arvon. Korkean tehon projekteissa parempi kysymys on, tarjoavatko yksi suuri yksikkö vai useat pienemmät yksiköt vaadittavan kokonaistehon alhaisemmin elinkaaren kustannuksin ja suuremmalla käyttöjoustavuudella.

Siksi erityisesti yli 1 MW:n sovelluksissa kannattaa verrata yhtä suurta generaattoria hyvin suunniteltuun usean generaattorin rinnankytkettyyn järjestelmään ennen lopullista laitetarpeen valintaa.

2. Ratkaisu: Useita generaattoreita rinnankytkettyinä yhden suuren generaattorin sijaan

Ratkaisu ei ole yksinkertaisesti vaihtaa yhtä generaattoria useilla generaattoreilla. Avainasemassa on suunnitella generaattorin kapasiteetti projektin todellisen kuormituskäyrän ja toimintastrategian mukaan.

Muuttuvan kuorman tai korkean luotettavuuden sovelluksissa useita generaattoriryhmiä voidaan käyttää rinnakkain yhteisen väylän kautta. Synkronointi- ja kuormanjakojärjestelmä koordinoi yksiköitä siten, että jännite, taajuus ja tehotuotto pysyvät vaaditulla toiminta-alueella.

Kun kuorma on alhainen, vain vähemmän generaattoriryhmiä voi olla käytössä. Kun kysyntä kasvaa, lisäyksiköt voivat käynnistyä automaattisesti, synkronoida itsensä väylän kanssa ja jakaa kuorman. Tämä modulaarinen lähestymistapa mahdollistaa tuotantokapasiteetin säätämisen tarkemmin vastaamaan todellista kysyntää.

Täydellinen rinnakkaistoimintaratkaisu tulisi sisältää myös koordinoitua suojausta, piirinkatkaisijat, väyläsuunnittelun, valvontajärjestelmän ja kuormanhallinnan. Lopullinen konfiguraatio tulisi perustua projektin kuormaluetteloon, moottorien käynnistysvaatimuksiin, jännitteeseen, taajuuteen, oikosulkutasoon, vaadittavaan turvavaraukseen ja tulevaan laajentamissuunnitelmaan.

Miksi verrata kahta arkkitehtuuria?

3. Konfiguraatioluettelo ja esimerkkiprojekti: 7,2 MW:n MTU-generaattoririnnakkaistoimintajärjestelmä

Käytännön esimerkki on 7,2 MW:n tehokas projekti, jossa neljä MTU-dieselgeneraattoria toimii rinnakkain.

Järjestelmä koostuu neljästä 1 800 kW:n generaattorista, joilla on yhteensä asennettu teho 7 200 kW. Yksiköt on integroitu erityiseen synkronointi- ja rinnakkaistoimintajärjestelmään, mikä mahdollistaa tuotetun sähkötehon hallinnan yhtenä koordinoituna voimajärjestelmänä.

Sivuston kuormitustarpeen mukaan eri määrä generaattoriryhmiä voidaan ottaa käyttöön. Kun suurempaa tehoa vaaditaan, lisäyksiköt voivat synkronoida yhteiseen väylään ja jakaa kuorman. Tarkka käynnistys/sammutusjärjestys ja varmuuskäyttöstrategia on määriteltävä projektin kuormituskäyrän ja toimintavaatimusten perusteella.

Projektin konfiguraatio osoittaa, kuinka monigeneraattorirakennetta voidaan käyttää käytännöllisenä vaihtoehtona yhdelle hyvin suurelle generaattorille, kun kokonaistehovaatimus saavuttaa useita megawatteja.

Suositeltu konfiguraatio

Tekninen huomautus: Tarkan generaattorin tehon, kytkinlaitteiston tehon, jännitetaso, väyläkapasiteetti, suojauksen asetukset, kaapelointien mitoitus ja kuormanhallintastrategia on vahvistettava projektin sähkökuormaluettelosta, jännitteestä, taajuudesta, oikosulkutasona, moottorien käynnistysvaatimuksista ja käyttöfilosofiasta.

Tekninen yhteenveto

Oikea generaattoriratkaisu ei välttämättä ole suurin yksittäinen generaattori. Suurtehoisissa sovelluksissa yhden suuren yksikön vertaaminen usean generaattorin rinnankytkettyyn järjestelmään voi paljastaa merkittäviä eroja hankintakustannuksissa, polttoaineenkulutuksessa, saatavuudessa, huollon joustavuudessa ja tulevassa laajennettavuudessa.

Tavoitteena on valita arkkitehtuuri, joka tarjoaa vaaditun tehon parhaan tasapainon saavuttaen investointikustannusten, käyttökustannusten, luotettavuuden ja joustavuuden välillä.