Agregaty prądotwórcze

Transkrypt

1 Agregaty prądotwórcze W przypadku wystąpienia przerw w zasilaniu w energię elektryczną albo tam, gdzie nie ma stałych źródeł zasilania można zastosować agregaty prądotwórcze. Wytwarzają prąd o napięciu 230 lub 400 V i częstotliwości 50 Hz. Urządzenia te znajdują zastosowanie w różnych sektorach i dziedzinach gospodarki. Dotyczy to również gospodarstw rolnych, zwłaszcza wówczas, gdy nawet krótkotrwała przerwa w dostawie energii elektrycznej może zakłócić ich prawidłowe funkcjonowanie. Wentylacja lub ogrzewanie pomieszczeń, przygotowanie paszy, dojenie krów, schładzanie mleka itp. muszą być prowadzone albo w sposób ciągły albo ściśle cykliczny. Agregaty prądotwórcze znajdują również zastosowanie w sadownictwie, hodowli, na fermach drobiarskich oraz w deszczowaniu roślin lub warzyw. Jakie agregaty? Na rynku dostępna jest szeroka gama agregatów prądotwórczych o różnej mocy i sposobie zasilania generatora. Firmy, specjalizujące się w produkcji tych urządzeń, oferują agregaty prądotwórcze małej mocy (do kva), zasilane najczęściej silnikami benzynowymi oraz dużej mocy, których generatory współpracują z silnikami wysokoprężnymi. Na rynku znajdują się również jednostki zasilane gazem i najbardziej leżące w zakresie zainteresowania posiadaczy ciągników - napędzane za pośrednictwem WOM. Generatory napędzane od WOM ciągnika Przykładowo, agregaty prądotwórcze, napędzane od wału odbioru mocy ciągnika, oferowane są przez Przedsiębiorstwo Robót Wodociągowych i Kanalizacyjnych w Gdańsku o mocy znamionowej kav zawieszane na TUZ i 10-31,5 kva wykonywane na podwoziu. Firma Usługowo-Handlowa EWALDI w Toruniu oferuje agregaty prądotwórcze zawieszane na TUZ o mocy kva, a Andoria-Mot Sp. z o.o. w Andrychowie zespoły o mocy kva (tab. 1). Jak dobrać agregat Przy doborze zespołu prądotwórczego, w zależności od ilości i rodzaju zasilanych jednocześnie urządzeń, należy ustalić sumaryczne zapotrzebowanie na moc zainstalowanych odbiorników, a tym samym pośrednio moc zespołu. Przykładowe wartości mocy pobieranej przez urządzenia domowe zestawiono w tabeli 2. Wskazane jest również podzielenie odbiorników na omowe (rezystancyjne, np. żarówki, grzałki itp.) i indukcyjne (silniki elektryczne, elektronarzędzia, transformatory itp.). Konieczne jest również uwzględnienie rodzaju pracy urządzeń, gdyż przy pracy okresowej lub sporadycznej można wybrać agregaty prostsze, a w przypadku pracy ciągłej powinny być profesjonalne, z lepszym wyposażeniem i lepiej zabezpieczone. Moc odbiorników najłatwiej określić przez odczytanie wartości z tabliczki znamionowej każdego urządzenia. Jeśli chcielibyśmy mieć większą pewność powinniśmy dokonać okresowego pomiaru energii elektrycznej, która jest pobierana przez nasze odbiorniki podczas wykonywania typowych prac w gospodarstwie. Ostatecznie, bezpieczniej jest mieć pewien zapas mocy. Dlatego moc dobieranego agregatu prądotwórczego powinna być większa o 30-40% od przybliżonego zestawienia mocy zainstalowanych odbiorników. Dla odbiorników omowych wystarczy przyjąć teoretyczną obciążeniową moc agregatu o 10-20% większą od mocy tych odbiorników, gdyż przy ich zasilaniu praktycznie nie występują prądy rozruchu.

2 Tabela 1. Parametry techniczne agregatów prądotwórczych napędzanych od WOM ciągnika oferowane przez wybranych dystrybutorów Moc Obroty Cena, Symbol Moc ciągnika, kw kg Masa, Firma agregatu, WOM, Rama Euro agregatu kva obr/min +VAT Przedsiębiorstwo Robót Wodociągowych i Kanalizacyjnych, WPR- WiK SA, Gdańsk Firma Usługowo- Handlowa EWALDI, Toruń Andoria-Mot Sp. z o.o., Andrychów STEP 20T 20 29,4 TUZ STEP 25T 25 47,8 TUZ STEP 31T 31 58,9 TUZ STEP 40T 40 66,2 TUZ STEP 50T 50 73,6 TUZ STEP 60T 60 88,3 TUZ STEP 10T 10 17,7 podwozie STEP 12,5T 12,5 22,1 podwozie STEP 16T 31 29,4 podwozie STEP 20T 40 33,1 podwozie STEP 27T 50 40,5 podwozie STEP 31,5T 60 51,5 podwozie FT 2 SAS 12 29,8 370 TUZ FT 2 MBS 16 37,7 370 TUZ GT 2 MAS 22 53,6 370 TUZ GT 2 MBS 27 64,5 370 TUZ GS 140 A 31,5 74,6 430 TUZ GS 140 B 38 89,4 430 TUZ TR ,4 480 TUZ TR ,7 480 TUZ TR ,7 480 TUZ TR ,0 480 TUZ TR ,6 480 TUZ TR ,4 480 TUZ Przy odbiornikach indukcyjnych, zwłaszcza silników indukcyjnych klatkowych, które charakteryzują się wysokim prądem rozruchowym moc agregatu musi być znacznie większa od mocy znamionowej tych urządzeń, szczególnie wówczas, gdy są one często uruchamiane pod obciążeniem (pompy, sprężarki). Należy również pamiętać o spadku napięcia na linii zasilającej, a także zapewnić sobie pewną rezerwę mocy na skutek wzrostu mechanizacji. Biorąc pod uwagę te wszystkie uwarunkowania, moc dobieranego zespołu prądotwórczego powinna być 2-krotnie większa od sumarycznego zapotrzebowania mocy zainstalowanych odbiorników, które zamierzamy podłączyć do agregatu. Przy podłączeniu silników indukcyjnych jednofazowych należy pamiętać, że posiadają one prąd rozruchu pięciokrotnie lub więcej razy większy od znamionowego. Takie silniki stosuje się m.in. do napędu pomp cieczy brudnych, hydroforów i lodówek. W tych i innych przypadkach przy doborze odpowiedniego zespołu prądotwórczego należy się posłużyć instrukcją obsługi danego urządzenia. Producenci podają moc agregatów w kilovoltoamperach (kva), tzw. moc pozorną, bierną. Dla urządzeń wytwarzających prąd jednofazowy moc podana w kva równa jest mocy w kw. Aby określić w kw moc (tzw. użyteczną, czynną) urządzenia wytwarzającego prąd trójfazowy, trzeba moc podaną w kva przemnożyć przez współczynnik zmniejszający równy 0,8. Jeżeli, np. producent podaje moc agregatu równą 5 kva, to moc czynna wówczas będzie wynosić 5 kva x 0,8 = 4 kw. 2

3 Tabela 2. Przykładowe wartości mocy pobieranej przez typowe urządzenia gospodarstwa domowego Urządzenie Moc, W Urządzenie Moc, W świetlówka poduszka elektryczna 80 żarówka magnetowid 70 szlifierka oscylacyjna 175 kuchenka elektryczna 200 mikser 200 telefax 200 radioodbiornik 200 telewizor kolorowy 150 pompa centralnego ogrzewania 300 wentylator 350 drukarka 350 wyrzynarka 400 odkurzacz 400 rzutnik do przeźroczy 500 ogrodowy rozpylacz cieczy 600 wiertarka elektryczna 600 zamrażarka 700 chłodziarka 700 suszarka do włosów 1000 żelazko 1000 toster 1000 ekspres do kawy 1000 frytkownica 1000 kosiarka do trawy 1000 pilarka tarczowa S127 mm 1000 wiertarka elektryczna 12mm 1000 dogładzarka oscylacyjna 1000 szlifierka taśmowa 1000 żelazko z nawilżaczem 1200 termowentylator 1300 rożno 1500 maszynka do gotowania 1500 pilarka łańcuchowa 1500 betoniarka 1500 kuchenka mikrofalowa 1500 kaloryfer olejowy 1500 kserograf 1600 sprężarka 2200 szlifierka kątowa 2500 wiertarka udarowa 2500 czajnik elektryczny 2500 nagrzewnica oporowa 3000 młot udarowy 3000 myjnia ciśnieniowa 3500 pralka elektryczna 4000 Ogólnie, jedno- i trójfazowe agregaty prądotwórcze można dynamicznie obciążyć mocą nie większą niż 60% mocy znamionowej, a następnie dociążać odbiornikami do 80% ich mocy znamionowej. Odbiorniki najlepiej zasilać sekwencyjnie, jeden po drugim, w niewielkim odstępie czasowym. Pierwszy winien być zasilany odbiornik o największym poborze mocy, a po nim kolejno następne. W trójfazowych agregatach prądotwórczych o małej mocy, w przypadku jednoczesnego zasilania odbiorników jednofazowych i trójfazowych może wystąpić asymetria obciążeń na poszczególnych fazach. Dopuszczalna jest asymetria do 30%. Powyżej tego wskaźnika faza mniej obciążona będzie mieć wyższe napięcie, co może spowodować uszkodzenie zasilanego odbiornika lub prądnicy. W związku z tym należy się starać nie korzystać z tego rodzaju zasilania. Przy zasilaniu odbiorników jednofazowych z agregatu trójfazowego można odebrać moc nie większą niż 60% jego mocy znamionowej, np. z agregatu o mocy trójfazowej 10 kva można odebrać moc jednofazową nie większą niż 6 kw. Jeżeli posiada się tylko odbiorniki jednofazowe, mimo że w budynku jest instalacja trójfazowa rozdzielona na poszczególne kondygnacje, nie należy korzystać z zespołu trójfazowego. Dobór ciągnika Z zestawieniowych danych, zawartych w tabeli, wynika, że wymagana moc ciągnika do współpracy z agregatem prądotwórczym powinna być średnio ponad 2-krotnie większa niż znamionowa moc zespołu. Agregaty łączone z ciągnikiem przez trzypunktowy układ zawieszenia (TUZ) muszą podczas pracy spoczywać na ziemi. Zawieszenie zespołu na TUZ stwarza niebezpieczeństwo dla obsługi - z powodu braku uziemienia agregatu, który jest odizolo- 3

4 wany od ziemi przez gumowe koła ciągnika. Jednocześnie, jeśli podczas pracy agregat jest ustawiony na ziemi, to zmniejsza się przenoszenie drgań wytwarzanych przez wirnik generatora na ciągnik i zmniejsza się ryzyko jego uszkodzenia. Jeżeli nie ciągnik, to... Źródłem napędu generatora może być silnik spalinowy benzynowy lub wysokoprężny. Silniki benzynowe o małej mocy mogą być uruchamiane ręcznie, a większej mocy elektrycznie. W tym ostatnim przypadku agregat musi być wyposażony w akumulator i urządzenie rozruchowe. Pamiętajmy o bezpieczeństwie W czasie działania urządzenia należy przestrzegać przepisów BHP: metalowe części urządzenia powinny być uziemione, a tablica rozdzielcza (jeżeli jest) zamknięta w czasie pracy. Podczas eksploatacji urządzenia trzeba przestrzegać wszystkich zaleceń producenta zawartych w instrukcji obsługi, którą koniecznie trzeba przeczytać jeszcze przed uruchomieniem zespołu. Aby agregat mógł rozpocząć wytwarzanie prądu, trzeba włączyć silnik ciągnika i ustawić ręczną dźwignią dawkowania paliwa wymagane obroty WOM ciągnika. Ponieważ prędkość obrotowa wirnika generatora jest większa niż prędkość obrotowa WOM ciągnika, dlatego też zespoły są wyposażone w multiplikator przekładnię zwiększającą obroty. W związku z tym należy bezwzględnie sprawdzać poziom oleju w skrzyni przekładniowej, którego zadaniem jest zarówno smarowanie, jak i chłodzenie silnie obciążonych elementów obrotowych. Do pobierania prądu z agregatu służą gniazda. Mogą to być gniazda wyłącznie jednofazowe, wyłącznie trójfazowe lub jedne i drugie. W celu zapobieżenia ewentualnym uszkodzeniom podłączanych odbiorników, zespoły prądowe wyposażono w systemy podwójnego zabezpieczenia, tj. termiczne w przypadku zbyt wysokiej temperatury generatora i przeciążeniowe, gdy pobór prądu przewyższa możliwości agregatu. W przypadku stosowania agregatów w trudnych warunkach, np. prace wykonywane na wysokości, wykopy, wilgotne otoczenie, należy zwrócić uwagę na wyposażenie w zabezpieczenie przeciwporażeniowe, zapewniające wyższe bezpieczeństwo w takich warunkach pracy. Oznakowanie składa się ze znaku literowego IP i dwóch cyfr, przy czym pierwsza cyfra (w zakresie 0-5) informuje o ochronie przeciw ciałom obcym i przed dotknięciem, a druga (w zakresie 0-5) o ochronie przed dostaniem się wody. W skrajnych przypadkach cyfry zero oznaczają, że agregat nie ma ochron, a cyfry 5 wskazują na ochronę przed kurzem i wodą lejącą się ze wszystkich stron. Przykładowo, oznaczenie IP 23 informuje użytkownika, że agregat jest zabezpieczony przed ciałami obcymi większymi niż 12 mm i przed wodą pryskającą skośnie do 60 0 od pionu. Jest to często minimalne zabezpieczenie dla agregatów prądotwórczych. Natomiast agregaty oznaczone symbolem IP 54, które mają maksymalne zabezpieczenie przed ciałami obcymi i przed wodą tryskającą ze wszystkich kierunków, mogą być używane m.in. przez straż pożarną lub podczas deszczowania pól. Przy doborze agregatu należy uwzględnić również fakt bliskości przebywania osób podczas pracy agregatu, gdyż niektóre rozwiązania konstrukcyjne nie spełniają wymagań wytycznych odnoszących się do poziomu emisji hałasu. Uwaga na podróbki Agregaty prądotwórcze są urządzeniami technicznymi o podwyższonym ryzyku obsługi i ich produkcja wymaga dobrej wiedzy i dużego doświadczenia. Dlatego też wyroby te są wytwarzane przez firmy, które mają duże umiejętności w produkcji tego typu urządzeń. Na rynku spotyka się jednak wiele podróbek. Należy bardzo uważnie sprawdzić, czy mamy do czynienia z wyrobem oryginalnym, o właściwym oznakowaniu, z logo producenta. Podróbki, mimo, że są tańsze są zawodne i, co jest szczególnie istotne niebezpieczne. Nieuczciwi producenci instalują okablowanie o mniejszym przekroju, które nie spełnia wymagań, bark jest w takich wyrobach stosownych zabezpieczeń przeciążeniowych. Może to grozić przegrzaniem, zwarciem lub spaleniem urządzenia, bądź porażeniem prądem ludzi obsługujących taki agregat 4

5 prądotwórczy. Gorszej jakości materiały, niedotrzymywanie reżimu technologicznego dla odlewów, słabej jakości połączenia spawane, zastępcze elementy łącznikowe (śruby, nakrętki itp.) oraz niesolidny montaż przyczyniają się do szybszej awarii i trwałego uszkodzenia agregatu prądotwórczego, co w konsekwencji prowadzi do większych nakładów ekonomicznych, gdyż żywotność podróbek jest znacznie krótsza niż oryginałów. Prof. dr hab. inż. Aleksander Lisowski Katedra Maszyn Rolniczych SGGW w Warszawie 5