Partnerzy
serwisu

Partnerzy
Merytoryczni

Rodzaje agregatów prądotwórczych i ich instalacja
EPS-System

Rodzaje agregatów prądotwórczych i ich instalacja

Rodzaje agregatów prądotwórczych, które są dostępne na rynku pozwalają na zapewnienie awaryjnego zasilania nie tylko w obiektach, gdzie przerwa w dostawie energii wiąże się z zagrożeniem zdrowia i życia ludzkiego lub dużymi stratami ekologicznymi bądź finansowymi (np. szpitale, lotniska, zakłady produkcyjne, oczyszczalnie i przepompownie ścieków), ale także na stacjach benzynowych, w bankach, marketach, hotelach, pensjonatach czy nawet w domach prywatnych.

Rodzaje agregatów prądotwórczych

Rodzaje agregatów prądotwórczych dostępnych na rynku wynikają z przyjętego kryterium podziału tych urządzeń. Mając to na uwadze, agregaty prądotwórcze można podzielić ze względu na:

  • rodzaj silnika napędowego:
    – benzynowe – agregaty od najmniejszych mocy do 12–15 kW, powszechnie dostępne jednostki chłodzone powietrzem, znamionowa prędkość obrotowa 3000 obr./min.,
    – wysokoprężne (diesla) – modele o mocy od kilku kilowatów do kilku megawatów, wersje do kilkudziesięciu kilowatów dostępne są z chłodzeniem powietrzem, a w pełnym zakresie – z chłodzeniem cieczą, do ok. 20–25 kW dostępne są jednostki o znamionowej prędkości obrotowej 3000 obr./min, a w pełnym zakresie – o prędkości obrotowej 1500 obr./min,
    – z silnikami zasilanymi gazem, biogazem – agregaty w pełnym zakresie mocy, stosowane do pracy ciągłej, w większości przypadków wraz z jednoczesną produkcją energii cieplnej, tzw. kogeneracją;
  • rodzaj prądnicy:
    – jednofazowe – powszechne modele, o mocy do 10 kW,
    – trójfazowe – agregaty prądotwórcze o mocy od ok. kilku kilowatów do kilku megawatów.
    Zarówno jedno-, jak i trójfazowe rodzaje agregatów prądotwórczych małej mocy do kilku kilowatów dostępne są w wykonaniu asynchronicznym, natomiast już od najmniejszych aż do kilku megawatów – w wykonaniu synchronicznym.
  • sposób zabudowy:
    – nieobudowane – modele przeznaczone do zabudowy w pomieszczeniach, pod wiatami, w kontenerach itp.,
    – obudowane wyciszone – mogą być zabudowywane na podwoziach jezdnych stanowiąc mobilne źródło energii, nie należy zapominać o wymaganej homologacji dla podwozia jezdnego w przypadku, gdy agregat prądotwórczy będzie transportowany po drogach publicznych,
    – odporne na warunki atmosferyczne;
  • rodzaj sterowania:
    – ręczne – linka rozruchowa (do kilku kilowatów),
    – ręczne – stacyjka z kluczykiem (wyposażone w rozrusznik i akumulator),
    – uruchamiane automatycznie,
    – z układem SZR (Samoczynnego Załączenia Rezerwy).

 

Najważniejsze parametry agregatów prądotwórczych

Poniższe istotne dla użytkownika parametry (poza takimi jak moc czy też napięcie wyjściowe) powinny zostać umieszczone przez producenta na tabliczce znamionowej urządzenia (zgodnie z wymaganiami normy PN ISO 8528):

  • moc znamionowa i rodzaj podanej mocy – moc podstawowa bez limitu motogodzin PRP (ang. Prime Power) lub moc awaryjna ograniczona czasowo (500 mtg w roku) LTP (ang. Limited Power),
  • klasa wykonania – informująca jak dokładne napięcie wytwarza dany agregat (amplituda, kształt, częstotliwość – wartość oraz stabilność tych parametrów) i decydująca o tym, jaką grupę odbiorników agregat może zasilać. Dostępne powszechnie klasy to G1, G2 i G3, im jest ona wyższa, tym lepszej jakości agregat. Do zasilania elektroniki powinno się stosować agregat klasy nie niższej niż G2. Klasa wykonania G3 wiąże się przede wszystkim z zastosowaniem elektronicznej regulacji prędkości obrotowej silnika i napięcia prądnicy.

 

Rodzaje agregatów prądotwórczych a ich instalacja

Niektóre rodzaje agregatów prądotwórczych są stosunkowo proste w instalacji, np. w przypadku urządzeń obudowanych wyciszonych lokalizowanych na zewnątrz budynków. Agregaty takie ustawia się na przygotowanym fundamencie o wymiarach podanych przez producenta/dostawcę agregatu, jednak nie jest on niezbędny, jeżeli montaż odbywa się na silnie utwardzonych podłożach, np. zbrojonych wylewkach betonowych. Przy opracowywaniu koncepcji posadowienia należy uwzględnić późniejszą konieczność wprowadzenia kabli do agregatu, natomiast nie są tu istotne kwestie związane z wentylacją, a konieczność wykonania instalacji wydechowej zdarza się niezmiernie rzadko – wyłącznie w sytuacjach bezpośredniego sąsiedztwa wysokiego budynku, kiedy to układ wydechowy należy poprowadzić po elewacji lub w szachcie kominowym ponad dach.

W przypadku lokalizacji agregatów w pomieszczeniach montaż jest bardziej skomplikowany. Należy przewidzieć czerpnię świeżego powietrza (do chłodzenia i spalania), wyrzutnię powietrza ciepłego (ogrzanego pracującą jednostką) oraz wydech spalin. Zaleca się wybór takiego pomieszczenia, które ma minimum dwie ściany zewnętrzne, a jeżeli dostępna jest tylko jedna ściana to musi być możliwie największa. Jest to istotne, ponieważ brak ścian zewnętrznych wiąże się z koniecznością prowadzenia długich kanałów wentylacyjnych czerpni i wyrzutni powietrza. Ponadto, musi istnieć możliwość poprowadzenia takich kanałów poprzez sąsiednie pomieszczenia, np. dla agregatu o mocy ok. 100–120 kW wymagane są kanały o powierzchni przekroju ok. 1 m². Strop i dach również mogą być wykorzystane do wykonania tych otworów. Stanowi to większy problem (konstrukcja stropów, uszczelnienia), jednak ogranicza hałas wokół budynku (który wydostaje się z pomieszczenia przede wszystkim przez otwory czerpni i wyrzutni powietrza).

Rodzaje agregatów prądotwórczych - przykład zabudowy w pomieszczeniu
Rys. 1. Przykład zabudowy agregatu w pomieszczeniu – dwie ściany zewnętrzne, EPS-System
Rodzaje agregatów prądotwórczych - przykład zabudowy w pomieszczeniu
Rys. 2. Przykład zabudowy agregatu w pomieszczeniu – widok z góry, EPS-System
Rodzaje agregatów prądotwórczych - przykład zabudowy w pomieszczeniu
Rys. 3. Przykład zabudowy agregatu w pomieszczeniu piwnicznym, EPS-System
Rodzaje agregatów prądotwórczych - przykład zabudowy w pomieszczeniu
Rys. 4. Przykład zabudowy agregatu w pomieszczeniu z wentylacją dachową, EPS-System

Pomiędzy otworami czerpni i wyrzutni powietrza należy zachować możliwie największą odległość (minimum 4–5 m od osi otworów), aby uniemożliwić pobór ciepłego powietrza, które jest wyrzucane z agregatorni. Lokalizacja otworu czerpni musi umożliwiać powietrzu „opłynięcie” prądnicy i silnika zanim poprzez wentylator i chłodnicę wydostanie się ono wyrzutnią na zewnątrz pomieszczenia. Nie dotyczy to zabudowy agregatu obudowanego  wyciszonego usytuowanego w pomieszczeniu (rys. 5), gdyż konstrukcja obudowy gwarantuje prawidłowy obieg powietrza wokół zespołu prądotwórczego. W przypadku modeli chłodzonych powietrzem konieczne jest zainstalowanie w otworze wyrzutni wentylatora wyciągowego zasilanego silnikiem elektrycznym (wentylator uruchamiany podczas pracy agregatu – rys. 6).

Rodzaje agregatów prądotwórczych - przykład zabudowy w pomieszczeniu
Rys. 5. Przykład zabudowy agregatu obudowanego w pomieszczeniu, EPS-System
Rodzaje agregatów prądotwórczych - przykład zabudowy w pomieszczeniu
Rys. 6. Przykład zabudowy agregatu chłodzonego powietrzem w pomieszczeniu, EPS-System

Częstym wymaganiem inwestora jest niewychładzanie pomieszczenia agregatu przez otwarte otwory wentylacyjne, co wiąże się z koniecznością zastosowania tzw. przepustnicy wielopłaszczyznowej sterowanej automatycznie siłownikiem. W przypadku modeli chłodzonych cieczą stosuje się ją zwłaszcza na czerpni, gdyż otwór wyrzutni jest oddzielony od wnętrza pomieszczenia kanałem prowadzonym od chłodnicy do otworu wyrzutu powietrza. Na wyrzutni można zastosować dodatkowo tzw. żaluzję otwieraną grawitacyjnie pędem powietrza. Zabudowa agregatu prądotwórczego w bardzo dużym pomieszczeniu (np. w hali produkcyjnej) może zapewnić uproszczenie układu wentylacji, jednak należy to skonsultować to z dostawcą agregatu.

Bardzo ważnym elementem jest wyprowadzenie spalin na zewnątrz budynku. Najprostszym sposobem jest wyprowadzenie rury wydechowej poziomo przez ścianę i zakończenie jej ścięciem pod kątem 45°. Należy zwrócić uwagę, aby wylot spalin nie był skierowany w miejsce, gdzie mogą przebywać ludzie, a dodatkowo, najlepiej, gdy będzie znajdować się na wysokości minimum 2,5–3 m nad poziomem gruntu. Z kolei odległość od innych budynków z oknami w stronę wydechu nie powinna być mniejsza niż 10 m. Najlepszym rozwiązaniem jest poprowadzenie rury wydechowej po elewacji lub w szachcie kominowym ponad dach budynku. W przypadku długich odcinków prowadzonych na zewnątrz budynku (ryzyko skraplania powietrza) lub odcinków mogących pozostawać w zasięgu osób postronnych (ryzyko oparzenia) zaleca się wykonanie układu wydechowego z rury dwupłaszczowej z izolacją między płaszczami. Układ wydechowy jednopłaszczowy wykonuje się z rury stalowej czarnej (wymaga okresowej konserwacji) lub nierdzewnej.

Podłączenie agregatów prądotwórczych do instalacji elektrycznej

Niezależnie od rodzaju agregatów prądotwórczych mogą one być wyposażone w różne panele sterowania. Najprostszy układ to ręczne uruchomienie linką rozruchową – po ustabilizowaniu się parametrów pracy podłącza się odbiorniki poprzez załączenie wyłącznika głównego prądnicy (rys. 7). W przypadku, gdy taki agregat stanowi awaryjne zasilanie budynku najlepiej zainstalować przy rozdzielnicy głównej przełącznik trójpozycyjny I, 0, II (I – obiekt zasilany z sieci, 0 – obiekt niezasilany, II – obiekt zasilany z agregatu (rys. 8)).

Agregat prądotwórczy pracujący samodzielnie zasilający wydzieloną grupą odbiorników
Rys. 7. Agregat pracujący samodzielnie zasilający wydzieloną grupą odbiorników, EPS-System
Agregat prądotwórczy uruchamiany ręcznie, zasilający grupę odbiorników po zaniku napięcia
Rys. 8. Agregat uruchamiany ręcznie, zasilający grupę odbiorników po zaniku napięcia, EPS-System

Rodzaje agregatów prądotwórczych sterowane ręcznie, ale wyposażone w rozrusznik i akumulator rozruchowy włącza się do sieci analogicznie. Sam proces uruchamiania jest zbliżony do uruchamia samochodu – stacyjka z kluczykiem. Rozruchu ręcznego nie należy kojarzyć z koniecznością ustawiania parametrów, takich jak częstotliwość czy napięcie – te procesy w nowoczesnych jednostkach zachodzą automatycznie nawet przy zmianach obciążenia (regulatory napięcia i częstotliwości).

W przypadku pracy automatycznej sam proces uruchamiania nie wymaga obecności operatora – automatyka uruchamia rozrusznik i sprawdza czy urządzenie rozpoczęło pracę (jeśli nie to ponawia próbę). Liczba prób rozruchu jest programowalna, podobnie jak czasy pomiędzy nimi, a agregat wymaga jedynie dostarczenia informacji o konieczności uruchomienia. Najprostszym sposobem jest wykorzystanie do tego celu styku bezpotencjałowego – zwarty – urządzenie ma pracować, rozwarty – urządzenie powinno być wyłączone. Stykiem tym może sterować dowolny nadrzędny system, np. automatyka rozdzielni głównej, automatyka ppoż. czy zewnętrzna automatyka Samoczynnego Załączenia Rezerwy (SZR) (rys. 9).

Na rynku dostępne są również agregaty prądotwórcze wyposażone w sterownik automatyczny realizujący również funkcję Samoczynnego Załączenia Rezerwy (rys. 10.). Sterownik tego typu powinien umożliwiać ustawienie wszelkich czasów związanych z pracą systemu, a także progów napięciowych dla SZR (np. zasilanie sieciowe odłączane jest przy spadku napięcia do 195 V trwającym ponad 5 sekund, po 2 sekundach startuje agregat, po 5 sekundach od pojawienia się prawidłowego napięcia agregatu następuje załączenie zasilania agregatu). Takie rodzaje agregatów prądotwórczych ułatwiają obsługę oraz eliminują konieczność zestrajania ze sobą kilku systemów automatyki.

Agregat prądotwórczy sterowany automatycznie stykiem bezpotencjałowym
Rys. 9. Agregat sterowany automatycznie stykiem bezpotencjałowym, EPS-System
Agregat prądotwórczy wyposażony w sterownik automatycznego rozruchu z funkcją SZR
Rys. 10. Agregat wyposażony w sterownik automatycznego rozruchu z funkcją SZR, EPS-System

Istotnym elementem w agregatach tego typu jest oczywiście sam element wykonawczy realizujący odłączenie zasilania z sieci i załączenie zasilania z zespołu prądotwórczego, może mieć postać:

  • dwóch styczników zblokowanych mechanicznie,
  • przełącznika z napędem silnikowym (konstrukcja eliminuje konieczność stosowania blokady mechanicznej – nie ma możliwości zwarcia zasilania z sieci z zasilaniem z generatora),
  • rozłączników/wyłączników z napędami silnikowymi, zabudowanych na specjalnej podstawie z blokadą mechaniczną. Poza blokadą mechaniczną wymagane jest stosowanie blokady elektrycznej w układach połączeniowych wykorzystując odpowiednie styki pomocnicze.

 

Wspomniane układy muszą spełniać wymagania normy PN-EN-60947-6-1:2009 dotyczącej Automatycznych Urządzeń Przełączających i powinny zostać odebrane przez właściwy terenowo Rejon Energetyczny, a także sprawdzone pod kątem obecności blokady mechanicznej i elektrycznej, które muszą zapewniać pełną gwarancję, że napięcie z agregatu nie zostanie podane w kierunku sieci energetycznej. Istnieje wiele innych możliwych układów wpięcia agregatu zależnie od struktury obiektu, liczby źródeł podstawowych i rezerwowych oraz tego czy wszystkie czy jedynie wybrane odbiorniki są przewidziane do awaryjnego zasilania. Sposób podłączenia najlepiej skonsultować z dostawcą agregatu.

Publikacja artykułu: kwiecień 2022 r.

Ocena:

4.7/5 - (23 ocen)

MOŻE CI SIĘ SPODOBAĆ

W POZOSTAŁYCH SERWISACH

hale przemysłowe plus

Serwis branżowy poświęcony zagadnieniom związanym z halami przemysłowymi, na które składają się m.in. budowa i wynajem, instalacje, automatyka i logistyka czy wyposażenie.

inwestycje plus

Serwis internetowy poświęcony zagadnieniom z branży budowlano-instalacyjnej, na które składają się m.in. projektowanie, budowa, instalacje, wyposażenie czy przepisy budowlane.