ในการกำหนดขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับปั๊มน้ำ ให้เริ่มต้นจากป้ายข้อมูลจำเพาะของมอเตอร์ปั๊มและวิธีการสตาร์ท ไม่ใช่ดูแค่แรงม้าของปั๊มเท่านั้น ให้บันทึกค่าแรงดันไฟฟ้าพิกัด เฟส ความถี่ กระแสไฟฟ้าที่โหลดเต็ม ประสิทธิภาพหรือกำลังไฟฟ้าเข้า ตัวประกอบกำลัง กระแสไฟฟ้าขณะโรเตอร์ล็อกหรือกระแสสตาร์ท และเวลาเร่งความเร็วที่คาดไว้ ให้รวมโหลดทุกตัวที่สามารถทำงานพร้อมกันได้ ตัดสินใจว่าโหลดตัวใดจะสตาร์ทก่อน จากนั้นตรวจสอบทั้งกิโลวัตต์/กิโลโวลต์แอมป์ขณะทำงานต่อเนื่องและความสามารถในการรองรับแรงดันไฟฟ้าตกช่วงสั้นๆ ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า อุปกรณ์ปรับความถี่รอบมอเตอร์ ตัวสตาร์ทแบบนุ่มนวล ตัวสตาร์ทแบบ direct-on-line หรือตัวสตาร์ทแบบลดแรงดันไฟฟ้า จะเป็นตัวเปลี่ยนความต้องการกระแสไฟฟ้าขณะสตาร์ท ดังนั้นการเลือกเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขั้นสุดท้ายจึงต้องได้รับการยืนยันจากผู้จำหน่ายเครื่องกำเนิดไฟฟ้า มอเตอร์ ตัวสตาร์ท และระบบปั๊มสำหรับหน้างานจริง.
คู่มือนี้เป็นกรอบการทำงานด้านวิศวกรรมและการจัดซื้อในระยะเริ่มต้น โปรดตรวจสอบค่าที่คำนวณได้ ขีดจำกัดในการปฏิบัติงาน ข้อกำหนดด้านความปลอดภัย และข้อผูกพันทางกฎหมายทุกประการกับเอกสารโครงการที่เป็นปัจจุบัน ข้อมูลของผู้ผลิตที่ได้รับการอนุมัติ และการตรวจสอบของวิศวกรผู้รับผิดชอบ ก่อนที่จะเลือกอุปกรณ์หรือเปลี่ยนแปลงระบบที่มีการติดตั้งอยู่แล้ว.
ทำไมแรงม้าของปั๊มถึงไม่เพียงพอ
แรงม้าของปั๊มจะอธิบายถึงกำลังกลไกที่เพลา ในขณะที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจ่ายกำลังไฟฟ้าเข้าสู่มอเตอร์และอุปกรณ์ประกอบทั้งหมด ประสิทธิภาพของมอเตอร์หมายความว่ากำลังไฟฟ้าเข้าจะสูงกว่ากำลังออกที่เพลา และตัวประกอบกำลังหมายความว่า kVA ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอาจสูงกว่า kW ได้ การสตาร์ทเพิ่มข้อจำกัดประการที่สอง: มอเตอร์เหนี่ยวนำสามารถดึงกระแสไฟฟ้าได้มากกว่าปกติหลายเท่าจนกว่าจะเร่งความเร็ว ตัวคูณที่แน่นอนขึ้นอยู่กับการออกแบบมอเตอร์ สตาร์ทเตอร์ ความเฉื่อยของโหลด แรงดันไฟฟ้า และความแข็งของระบบ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่รองรับโหลดขณะทำงานอยู่อาจยังคงประสบปัญหาระดับแรงดันไฟฟ้าหรือความถี่ตกที่ไม่เป็นที่ยอมรับในระหว่างการสตาร์ท ระดับที่ตกลงนั้นสามารถป้องกันไม่ให้มอเตอร์เร่งความเร็ว ทริปอุปกรณ์ควบคุม หรือรบกวนโหลดอื่นๆ ได้ สำหรับการเลือกที่เชื่อถือได้ ให้แยกความต้องการขณะทำงาน ความต้องการขณะสตาร์ท ลําดับการทำงาน ค่าความต่างที่ยอมรับได้ และเวลาในการคืนตัว อย่าแปลงแรงม้าเป็น kW ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยตัวคูณสากลเพียงตัวเดียวแล้วคิดว่าผลลัพธ์นั้นสมบูรณ์แล้ว.
รวบรวมอินพุตทางไฟฟ้าและไฮดรอลิก
เริ่มต้นด้วยจุดทำงานของปั๊มที่ได้รับอนุมัติ เนื่องจากปั๊มที่มีขนาดใหญ่เกินไปหรือจุดทำงานที่ไม่ถูกต้องอาจเพิ่มภาระให้กับมอเตอร์ได้ รับค่ากำลังไฟฟ้าพิกัด แรงดันไฟฟ้า จำนวนเฟส ความถี่ กระแสไฟฟ้าโหลดเต็ม ตัวประกอบการใช้งาน (service factor) ถ้ามี ประสิทธิภาพ ตัวประกอบกำลัง ตัวอักษรแสดงรหัสหรือกระแสโรเตอร์ล็อก และวิธีการสตาร์ท บันทึกความยาวสายไฟ อุณหภูมิโดยรอบ ระดับความสูง ชนิดของเปลือกหุ้ม และระบุว่ามอเตอร์เชื่อมต่อกับ VFD หรือ soft starter อยู่แล้วหรือไม่ รายการควบคุม เครื่องทำพัดลมระบายอากาศ ระบบไฟส่อง sáng เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ วาล์ว อุปกรณ์จ่ายสารเคมี และปั๊มตัวที่สองที่อาจทำงาน ทำเครื่องหมายแต่ละรายการว่าเป็นแบบต่อเนื่อง แบบเป็นช่วงๆ หรือแบบฉุกเฉิน จากนั้นกำหนดลำดับการสตาร์ท: ทีละมอเตอร์ การสลับการทำงาน/สำรองโดยอัตโนมัติ หรือการรีสตาร์ทพร้อมกันหลังไฟฟ้าดับ ลำดับการทำงานนี้มักจะเป็นวิธีที่ประหยัดที่สุดในการลดขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยไม่ลดทอนข้อกำหนดในการสูบน้ำ.
คำนวณโหลดขณะทำงาน
สำหรับมอเตอร์สามเฟส การตรวจสอบที่เป็นประโยชน์คือ กิโลวัตต์ขาเข้า = √3 × แรงดันไฟฟ้าระหว่างสาย × กระแสไฟฟ้าในสาย × ตัวประกอบกำลัง ÷ 1000 kVA ขาเข้าคือ √3 × แรงดันไฟฟ้า × กระแสไฟฟ้า ÷ 1000 หากทราบเฉพาะกำลังเพลาและประสิทธิภาพ ให้ประมาณ kW ขาเข้าเป็น kW ของเพลาหารด้วยประสิทธิภาพ จากนั้นใช้ตัวประกอบกำลังของมอเตอร์เพื่อประมาณค่า kVA การคำนวณเหล่านี้เป็นการคำนวณเบื้องต้น ไม่ใช่สิ่งทดแทนข้อมูลบนแผ่นป้ายชื่อและข้อมูลจากผู้ผลิต ให้บวกภาระงานเสริมโดยใช้เงื่อนไขการทำงานที่เกิดขึ้นพร้อมกัน และนำตัวประกอบภาระงานต่อเนื่องหรือตัวประกอบตามมาตรฐานที่โครงการกำหนดมาใช้ แยกคอลัมน์ kW และ kVA ออกจากกัน ชุดเครื่องยนต์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าต้องจ่ายกำลังจริง ในขณะที่กระแสไฟฟ้าและการปรับแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขึ้นอยู่กับกำลังปรากฏและกำลังรีแอกทีฟเป็นอย่างมาก ให้ตรวจสอบความสอดคล้องของกระแสไฟฟ้าที่คำนวณได้กับแผ่นป้ายชื่อก่อนดำเนินการต่อ.
ตารางตัดสินใจโครงการ
| อินพุต | ทำไมจึงสำคัญ | หลักฐานที่ต้องขอ |
|---|---|---|
| กระแสไฟฟ้าขณะโหลดเต็มพิกัดและตัวประกอบกำลังของมอเตอร์ | การกำหนดค่ากิโลโวลต์-แอมป์ขณะทำงาน | ป้ายชื่อมอเตอร์และแผ่นข้อมูลทางเทคนิค |
| กระแสขณะโรเตอร์ถูกล็อกหรือกระแสเริ่มต้นที่คาดไว้ | กำหนดความต้องการกระแสไฟชั่วขณะของอัลเทอร์เนเตอร์ | ข้อมูลมอเตอร์และสตาร์ทเตอร์ |
| วิธีการและลำดับการเริ่มต้น | สามารถลดหรือปรับเปลี่ยนกระแสไฟกระชากได้ | ไดอะแกรมการควบคุมและไดอะแกรมเส้นเดียว |
| ภาระทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นพร้อมกันอื่นๆ | เปลี่ยนแปลงการสำรองข้อมูลขณะทำงานและขณะเริ่มต้นระบบ | กำหนดการโหลด |
| ระดับความสูงและอุณหภูมิ | ลดพิกัดเครื่องยนต์และกระแสไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ | เงื่อนไขการออกแบบหน้าเว็บไซต์ |
| การตกของแรงดันไฟฟ้า/ความถี่ที่ยอมรับได้ | กำหนดว่าการควบคุมยังคงมีเสถียรภาพหรือไม่ | เกณฑ์โครงการและการศึกษาพฤติกรรมชั่วขณะของซัพพลายเออร์ |
ประเมินการสตาร์ทมอเตอร์และแรงดันตกวูบ
การสตาร์ทแบบต่อตรง (Direct-on-line) มักจะทำให้เกิดกระแสกระชากสูงที่สุด แต่เป็นการสตาร์ทที่สั้นและง่ายที่สุด ส่วนการสตาร์ทแบบสตาร์-เดลต้า, ออโตทรานสฟอร์เมอร์, ซอฟต์สตาร์ทเตอร์ และ VFD สามารถลดกระแสในสายได้ แต่แต่ละแบบก็มีข้อจำกัดในการใช้งาน และอาจทำให้เกิดประเด็นเรื่องฮาร์มอนิกหรือการควบคุมได้ ควรสอบถามผู้ผลิตมอเตอร์หรือสตาร์ทเตอร์เกี่ยวกับกระแสและแรงบิดในการสตาร์ทที่คาด ณ์ไว้ ณ แรงดันไฟฟ้าจริง ให้ข้อมูลแก่ผู้ผลิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเกี่ยวกับค่า kVA การสตาร์ทมอเตอร์, แรงบิดของโหลด, ความเฉื่อยหรือเวลาเร่งความเร็วเมื่อมีข้อมูล, แรงดันไฟฟ้าและความถี่ที่อนุญาตให้ตกได้, โหลดอื่นๆ ที่ต่ออยู่ และลำดับการทำงานที่ ตั้งใจไว้ ผู้ผลิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้าควรทำการตรวจสอบการเกิดชั่วครู่หรือการสตาร์ทมอเตอร์สำหรับอัลเทอร์เนเตอร์และเครื่องยนต์ที่เลือก หากค่าความตกที่คาดการณ์ไว้สูงเกินไป ตัวเลือกต่างๆ ได้แก่ การสตาร์ทแบบเรียงลำดับ, การเปลี่ยนอุปกรณ์สตาร์ท, เพิ่มกำลังการผลิตของอัลเทอร์เนเตอร์, ลดอิมพีแดนซ์ของแหล่งจ่าย, หรือทบทวนการเร่งความเร็วของปั๊ม โดยไม่ใช่เพียงแค่เพิ่มเปอร์เซ็นต์ตามอำเภอใจ.
ตรวจสอบไซต์และระบบควบคุม
กำลังการผลิตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นเพียงองค์ประกอบหนึ่งของชุดอุปกรณ์ที่ใช้งานได้จริงเท่านั้น จงยืนยันเรื่องพื้นที่จัดเก็บเชื้อเพลิงและเวลาในการทำงาน การระบายอากาศ การเดินท่อไอเสีย การหมุนเวียนอากาศระบายความร้อน ขีดจำกัดเสียง การป้องกันสภาพอากาศ ฐานราก การแยกการสั่นสะเทือน การเดินสายไฟ การต่อลงดินและการเชื่อมประสานโครงสร้าง การจัดวางสวิตช์โอนแหล่งจ่ายไฟ ปุ่มหยุดฉุกเฉิน และการเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษา ระบุให้ชัดเจนว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าใช้สำหรับงานหลัก งานสำรอง หรือใช้งานในภาวะฉุกเฉิน และโหลดใดบ้างที่จะต้องถูกตัดออก โครงการปั๊มดับเพลิงอาจมีกฎระเบียบพิเศษที่แตกต่างจากการติดตั้งเพื่อการประปาหรือการระบายน้ำทั่วไป VFD (อินเวอร์เตอร์) อาจไม่เป็นที่ยอมรับในทุกการใช้งานฉุกเฉิน วิศวกรไฟฟ้าของโครงการควรประสานงานระบบป้องกันเพื่อให้การสตาร์ทมอเตอร์ไม่ทริปโดยไม่จำเป็น ในขณะที่ยังคงเคลียร์ความผิดพร่องได้อย่างปลอดภัย การทดสอบการเดินระบบต้องรวมถึงการสตาร์ทจริงภายใต้ภาระทางไฮดรอลิกที่เป็นตัวแทนของการใช้งานจริง ไม่ใช่แค่การเดินเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบไม่มีโหลดเท่านั้น.
ตรวจสอบความถูกต้องก่อนการจัดซื้อและการว่าจ้างระบบ
ส่งกำหนดการโหลดเดี่ยวให้ซัพพลายเออร์แทนที่จะเป็นรายการอุปกรณ์ที่แยกส่วนกัน โดยควรระบุโหมดการทำงานปกติและฉุกเฉิน ลำดับการสตาร์ท มอเตอร์ขนาดใหญ่ที่สุด ประเภทสตาร์ทเตอร์ โหลดที่ทำงานพร้อมกัน สภาวะแวดล้อม แรงดันและความถี่ ระยะเวลาการทำงานที่ต้องการ และค่าแรงดันตกที่ยอมรับได้ ขอข้อมูลพื้นฐานพิกัดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิกระแสสลับ สมรรถนะในช่วงชั่วครู่ ขีดจำกัดการโอเวอร์โหลด ข้อมูลเซอร์กิตเบรกเกอร์และชุดควบคุม และสมมติฐานการลดพิกัด ในระหว่างการทดสอบเดินระบบ ให้บันทึกแรงดันและความถี่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก่อนสตาร์ท ค่าต่ำสุดระหว่างการเร่งความเร็ว เวลาในการกู้คืน กระแสของมอเตอร์ สภาวะการปล่อยน้ำของปั๊ม และสถานะของโหลดอื่นๆ ทำการทดสอบซ้ำสำหรับลำดับการทำงานอัตโนมัติที่แย่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ หากค่าที่อ่านได้แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากการออกแบบ ให้หาสาเหตุก่อนที่จะเปลี่ยนการตั้งค่าการป้องกันหรือประกาศว่าจำเป็นต้องเพิ่มขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า.
วิธีเปรียบเทียบข้อเสนอจากซัพพลายเออร์
เมื่อได้รับใบเสนอราคา ให้เปรียบเทียบเกณฑ์การให้เรตติ้งก่อนที่จะเปรียบเทียบตัวเลขบนป้ายชื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ยืนยันว่าใบเสนอราคาแต่ละฉบับใช้การใช้งานแบบสำรอง (standby) แบบใช้งานหลัก (prime) หรือแบบต่อเนื่อง (continuous duty), ตัวประกอบกำลังที่ระบุ, อุณหภูมิโดยรอบและความสูงจากระดับน้ำทะเล, การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิกระแสสลับ (alternator temperature rise), และเกณฑ์การตกของแรงดันไฟฟ้า (voltage-dip criterion) ที่เหมือนกัน ขอให้ซัพพลายเออร์ระบุการสตาร์ทมอเตอร์ขนาดใหญ่ที่สุดที่ใช้ในการตรวจสอบ และแสดงว่ามีโหลดใดบ้างที่ทำงานอยู่แล้ว ตรวจสอบขนาดเบรกเกอร์ (frame) และการตั้งค่าทริป, อินพุตและเอาต์พุตของคอนโทรลเลอร์, ระบบแบตเตอรี่, เครื่องชาร์จ, ระยะเวลาสำรองน้ำมันเชื้อเพลิง, ตู้ครอบ, ตัวเก็บเสียง, และขอบเขตการทดสอบจากโรงงาน ข้อเสนอที่มี kVA สูงกว่าไม่ได้แปลว่ามีความสามารถมากกว่าเสมอไป หากกำลังของเครื่องยนต์ (kW), ระบบกระตุ้น, หรือการตอบสนองต่อภาวะชั่วครู่ (transient response) แตกต่างกัน ในทางกลับกัน ชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีขนาดใหญ่เกินไปอาจทำงานไม่มีประสิทธิภาพเมื่อมีโหลดน้อย และเพิ่มต้นทุนด้านเงินลงทุนและการบำรุงรักษา บันทึกการชี้แจงลงในตารางเปรียบเทียบเดียวและกำหนดให้มีแผ่นข้อมูล (data sheet) ที่แก้ไขแล้วเมื่อใดก็ตามที่มีการเปลี่ยนแปลงสมมติฐานสำคัญ กำหนดการที่ยอมรับขั้นสุดท้ายควรเป็นเอกสารฉบับเดียวกันกับที่ใช้สำหรับการเขียนโปรแกรมควบคุมและการทดสอบหน้างาน.
คู่มือนี้เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ BORRAPUMP อย่างไร
บทความนี้สนับสนุนการทบทวนโครงการตั้งแต่เนิ่นๆ สำหรับ วิธีเลือกขนาดเครื่องปั๊มน้ำสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า สายผลิตภัณฑ์ แต่ยังไม่ได้กำหนดรุ่นสุดท้าย โปรดส่งเงื่อนไขการทำงาน ข้อมูลของเหลว แหล่งจ่ายไฟ แบบแปลนการติดตั้ง ระบบควบคุม จำนวน และปลายทาง เพื่อตรวจสอบการกำหนดค่าผลิตภัณฑ์ให้สอดคล้องกับโครงการจริง.
คู่มือวิศวกรรม BORRAPUMP ที่เกี่ยวข้อง
- พื้นฐานการออกแบบบูสเตอร์ปั๊ม
- การตรวจสอบแผนผังปั๊มดับเพลิงชนิดไฟฟ้า
- การควบคุมการแก้ไขแบบงานโครงการปั๊ม
แหล่งข้อมูลที่เชื่อถือได้และการศึกษาเพิ่มเติม
กระทรวงพลังงานสหรัฐอเมริกา ระบบปั๊ม แนวปฏิบัติงานด้านไฟฟ้าของ OSHA สิ่งพิมพ์เกี่ยวกับคาร์บอนมอนอกไซด์ของ OSHA. แหล่งข้อมูลเหล่านี้สร้างบริบททางวิศวกรรม ความปลอดภัย หรือกฎระเบียบทั่วไป โดยที่กฎเกณฑ์ที่นำมาใช้ในปัจจุบัน คู่มืออุปกรณ์ และการอนุมัติโครงการยังคงมีผลบังคับใช้อย่างเหนือกว่า.
วิดีโอเพื่อการศึกษาโดย The Engineering Mindset: หลักการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้า: มอเตอร์เหนี่ยวนำไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส. เอกสารนี้อธิบายหลักการเบื้องต้นและไม่ได้ใช้แทนคำแนะนำเฉพาะของโครงการ.
คำถามที่มักถูกถาม
เราสามารถเลือกขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากแรงม้าของปั๊มเพียงอย่างเดียวได้หรือไม่
เลขแรงม้าไม่รวมถึงประสิทธิภาพของมอเตอร์, เพาเวอร์แฟกเตอร์, กระแสสตาร์ท, วิธีการสตาร์ท, อุปกรณ์ประกอบ และการลดพิกัดตามสภาพหน้างาน.
ควรระบุขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็น kW หรือ kVA
ตรวจสอบทั้งสองอย่าง ความสามารถของเครื่องยนต์มักแสดงเป็นกิโลวัตต์ (kW) ในขณะที่กระแสไฟฟ้าของอัลเทอร์เนเตอร์และการสตาร์ทมอเตอร์มีความเกี่ยวข้องอย่างมากกับกิโลโวลต์-แอมป์ (kVA).
เครื่องแปลงความถี่ (VFD) ช่วยให้สามารถใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กลงได้เสมอไปหรือไม่
VFD สามารถลดกระแสเริ่มต้นได้ แต่ฮาร์มอนิกทางด้านอินพุต การชาร์จประจุใน DC-bus พฤติกรรมการควบคุม และการอนุมัติการใช้งานยังคงต้องได้รับการตรวจสอบจากผู้จำหน่าย.
ควรวัดอะไรบ้างในระหว่างการทดสอบระบบและการเดินเครื่อง (Commissioning)?
บันทึกแรงดันไฟฟ้า, ความถี่, กระแสไฟฟ้ามอเตอร์, แรงดันตกต่ำสุด, เวลาฟื้นตัว, ระยะเวลาการสตาร์ท, สภาพไฮดรอลิก และโหลดอื่นๆ ที่เชื่อมต่ออยู่.
จุดตรวจสอบการจัดซื้อขั้นสุดท้าย
ก่อนทำการสั่งซื้อ ให้ตรวจสอบความถูกต้องตรงกันของอากรและแบบที่ได้รับการอนุมัติ กับกราฟของซัพพลายเออร์ มอเตอร์หรือไดรฟ์ วัสดุ ขนาด น้ำหนัก การเชื่อมต่อ ระบบควบคุม อุปกรณ์เสริม การทดสอบ เอกสาร อะไหล่ ขอบเขตการส่งมอบ และข้อกำหนดเกี่ยวกับปลายทาง บันทึกข้อสมมติฐานทุกข้อที่ยังค้างคาอยู่ การติดตั้ง งานไฟฟ้า การจัดการของเหลวอันตราย งานป้องกันอัคคีภัย งานขุดเจาะ และการทดสอบที่มีกระแสไฟฟ้า ต้องดำเนินการโดยบุคลากรที่มีคุณสมบัติเหมาะสมภายใต้ขั้นตอนที่ได้รับการอนุมัติและกฎระเบียบที่เกี่ยวข้อง.