49

5/2002

www.elektro.info.pl

generator

pr¹dotwórczy

obiektów, w których zastoso-
wanie urz¹dzeñ zasilania rezer-
wowego jest konieczne, np.
szpitale, s³u¿by ratownicze,
wojsko, policja i s³u¿by spe-
cjalne.

dobór

agregatu

pr¹dotwórczego

Decyzja w sprawie zakupu

konkretnego urz¹dzenia musi
byæ rozpatrywana w kontekœ-
cie kilku istotnych kryteriów.
Pierwszym z nich jest oczywiœ-
cie moc zespo³u pr¹dotwór-
czego. Jest to na tyle wa¿ny
parametr, ¿e powinien byæ
analizowany bez udzia³u pro-
jektanta instalacji elektrycz-
nych. Podstaw¹ jest oczywiœ-
cie bilans mocy urz¹dzeñ, któ-
re bêd¹ rezerwowane agrega-
tem. I o ile samo zestawienie
nie jest rzecz¹ trudn¹, o tyle
odpowiedŸ na pytanie, jaki bê-
dzie charakter obci¹¿enia, mo-
¿e byæ bez decyzji specjalisty
niemo¿liwa.

Okreœlenie mocy urz¹dzenia

nie jest jedynie wynikiem al-
gebraicznej sumy mocy odbio-
rów z niego zasilanych. Nale¿y
jeszcze sprecyzowaæ, jaki jest

W

tym artykule
chcia³bym omówiæ
jedno z podstawo-

wych urz¹dzeñ, bêd¹cych re-
zerwowymi Ÿród³ami zasila-
nia, a mianowicie generator
pr¹dotwórczy.

Przyczyn¹ stale wzrastaj¹-

cego znaczenia urz¹dzeñ zasi-
lania rezerwowego jest rozwój
technologii informatycznych
i telekomunikacyjnych, a prze-
de wszystkim ich funkcjo-
nowania komercyjnego. Opera-
torzy telekomunikacyjni i firmy
zarz¹dzaj¹ce portalami inter-
netowymi s¹ coraz czêœciej
zobligowani do zapewnienia
dzia³ania sieci i dostêpu do
danych w sposób nieprzerwa-
ny, nawet w przypadku czês-
tych zaników napiêcia zasila-
nia z sieci energetyki zawodo-
wej. Niespe³nienie tego wa-
runku skutkuje zawsze dotkli-
wymi dla przedsiêbiorstwa
startami finansowymi. Drugim
aspektem jest oczywiœcie bez-
pieczeñstwo techniczne urz¹-
dzeñ teleinformatycznych,
transmisyjnych lub innych, któ-
rych wy³¹czenie bez odpo-
wiedniej procedury mo¿e spo-
wodowaæ trwa³e ich uszkodze-
nie, nawet z utrat¹ danych.
Jest oczywiœcie wiele innych

gatu musi dobierana z odpo-
wiednim zapasem. Trudno tu
oczywiœcie wymagaæ sztyw-
nych regu³, poniewa¿ jest to
uzale¿nione od konkretnych
urz¹dzeñ. Mo¿na jednak sfor-
mu³owaæ ogólny wniosek:
„Moc agregatu pr¹dotwórczego
musi byæ tak dobrana, aby
pokrywa³a maksymalne zapot-
rzebowanie na czas rozruchu
urz¹dzeñ i zapotrzebowanie
w czasie pracy z parametrami
znamionowymi – przy spe³nie-
niu warunku ekstremalnego,
tzn. pracuj¹cych wszystkich
zainstalowanych w obiekcie
odbiorników.”

Przy zasilaniu urz¹dzeñ te-

leinformatycznych nale¿y braæ
równie¿ pod uwagê problem
wy¿szych harmonicznych i ich
wp³yw na moc Ÿród³a. W po-
przednich numerach „elekt-
ro.info” by³y ju¿ wyjaœniane
podstawowe zale¿noœci wyni-
kaj¹ce z tego zjawiska. Tak
wiêc teraz ograniczymy siê do
ogólnego wniosku, ¿e du¿a
iloœæ odbiorników powoduj¹-
cych powstawanie wy¿szych
harmonicznych zmusza do
przewymiarowania zespo³u
pr¹dotwórczego – niekiedy na-
wet o 100% – w stosunku do
mocy znamionowej odbiorów.

nieniem potrzeb w przysz³oœ-
ci. Najczêœciej przyjmuje siê
wspó³czynnik rozwoju na po-
ziomie 20%-30% bie¿¹cego
zapotrzebowania – je¿eli oczy-
wiœcie potrzeby energetyczne
na przysz³oœæ nie s¹ jasno
zdefiniowane. Nale¿y jeszcze
zwróciæ uwagê na efektyw-
noœæ pracy agregatu i jego ¿y-
wotnoϾ.

Producenci i instalatorzy s¹

zgodni co do tego, ¿e agregat
nie powinien pracowaæ z ob-
ci¹¿eniem mniejszym ni¿
25%-30% mocy znamionowej,
a jednoczeœnie maksymalne
obci¹¿enie robocze zespo³u
spalinowo – elektrycznego nie
powinno byæ wy¿sze od 80%
mocy znamionowej. Ogranicze-
nia wynikaj¹ oczywiœcie z kal-
kulacji ekonomicznych, ale
równie¿ z tego, ¿e maszyna
elektryczna osi¹ga swoj¹
sprawnoϾ przy odpowiednim
poziomie obci¹¿enia. Wiemy
równie¿, ¿e zbyt d³uga praca
silnika spalinowego na biegu
ja³owym skraca jego ¿ywot-
noœæ. Ograniczenia wynikaj¹
tak¿e z lepszej kontroli zu¿ycia
paliwa oraz ze wzglêdów bez-
pieczeñstwa i w tym przypad-
ku pozostawiamy sobie margi-
nes na niespodziewane skoki

in¿. Andrzej Kowalczyk

charakter tych odbiorów. Dla
urz¹dzeñ o charakterze rezys-
tancyjnym – i jedynie dla ta-
kich – mo¿na mówiæ o zale¿-
noœci 1:1. Je¿eli zasilane bê-
d¹ urz¹dzenia o du¿ym pr¹-
dzie rozruchowym, moc agre-

Przy doborze mocy agregatu
warto jeszcze wzi¹æ pod uwa-
gê rozwój przedsiêbiorstwa
i potrzeby, które mog¹ wynik-
n¹æ w przysz³oœci. Ekono-
micznie uzasadnione jest do-
bieranie agregatu z uwzglêd-

F

50

www.elektro.info.pl

5/2002

obci¹¿enia wynikaj¹ce np.
z awarii w instalacji odbiorczej,
które mog¹ spowodowaæ prze-
ci¹¿enia generatora skutkuj¹ce
jego niew³aœciwym wy³¹cza-
niem, a co za tym idzie skróce-
niem ¿ywotnoœci.

Kolejnym kryterium jest wy-

bór miejsca instalacji agregatu
i wynikaj¹cy z tego typ urz¹-
dzenia oraz koniecznoϾ wy-
konania instalacji dodatko-
wych. Mamy tutaj do wyboru
dwie mo¿liwoœci:

t

Instalacja agregatu w odpo-
wiednim pomieszczeniu –
mo¿na tu zastosowaæ agre-
gat w wersji nie obudowanej
– w ofercie wielu producen-
tów okreœlana jako COM-
PACT.

t

Instalacja agregatu na po-
wietrzu lub pod wiat¹ – ko-
nieczne jest tu stosowanie
wersji obudowanej, gdzie
obudowa jest jednoczeœnie
wyg³uszeniem pracy urz¹-
dzenia.
Miejsce instalacji czêsto bê-

dzie zdeterminowane warunka-
mi zabudowy, lokalizacji przy-
³¹czy czy te¿ organizacji ruchu
na danym terenie. Nie mo¿na
tu formu³owaæ jednoznacz-
nych regu³, ale z pewnoœci¹
trzeba po prostu stosowaæ obo-
wi¹zuj¹ce normy, przepisy
i dobr¹ sztukê in¿yniersk¹.
Nale¿y jednak zwróciæ uwagê
na pewne zale¿noœci ekono-

staram siê przybli¿yæ proble-
my, które nale¿y braæ pod
uwagê. Jak ju¿ zosta³o zazna-
czone wczeœniej, z wyborem
okreœlonego typu agregatu
wi¹¿e siê wykonanie wielu ro-
bót towarzysz¹cych. Zawsze
wtedy, kiedy u¿ytkownik decy-
duje siê na zakup agregatu
w wersji COMPACT musi wyko-
naæ instalacje technologiczne
zapewniaj¹ce jego w³aœciw¹
pracê. Jest to przede wszyst-
kim instalacja wentylacji i wy-
rzutu spalin. Ta pierwsza ma na
celu zapewnienie w³aœciwego
ch³odzenia urz¹dzenia. Mamy
tu do czynienia z sytuacj¹ od-
wrotn¹ ni¿ ta, która znana jest
z ch³odzenia silnika w samo-
chodzie. Œwie¿e powietrze
przez odpowiedni kierunek ob-
rotów wentylatora jest zasysa-
ne przez czerpniê, a nastêpnie
obmywa ca³y generator i przez
ch³odnicê jest wyrzucane na
zewn¹trz. Zarówno czerpnia,
jak i wyrzutnia, to kana³y wen-
tylacyjne z zamontowan¹ prze-
pustnic¹ wielop³aszczyznow¹,
która w zale¿noœci od szczegó-
³owych rozwi¹zañ mo¿e byæ
sterowana si³ownikiem. O ile
czerpnia z regu³y jest wykony-
wana jako pewien odcinek ka-
na³u zawsze otwarty, o tyle
wyrzutnia jest kana³em szczel-
nie po³¹czonym z ch³odnic¹
tak, aby powietrze zu¿yte nie
miesza³o siê z powietrzem
œwie¿ym. Od prawid³owego
doboru parametrów wentyla-
cyjnych dla danego agregatu
zale¿y jego sprawnoœæ i odpor-
noϾ na przegrzew. Rysunek 2
pokazuje przepustnicê wielop-
³aszczyznow¹, stosowan¹
w czerpniach i wyrzutniach.

Z prac¹ silnika spalinowego

wi¹¿e siê powstawanie spalin
i dlatego monta¿ agregatu jest
zwi¹zany równie¿ z koniecz-
noœci¹ wykonania odpowied-
niej instalacji wyrzutu spalin,

miczne, wynikaj¹ce z wyboru
okreœlonego wariantu. W pier-
wszym przypadku koszt agre-
gatu jest nieco ni¿szy, ale
jednoczeœnie wzrastaj¹ nak³a-
dy na przygotowanie tzw. inf-
rastruktury, czyli na wykonanie
instalacji wentylacji i wyrzutu
spalin.

Wariant drugi powoduje za-

kup dro¿szego urz¹dzenia
(przy tych samych parametrach
nominalnych), ale mo¿na w tej
sytuacji unikn¹æ wykonywania
opisanych powy¿ej instalacji.

W obu przypadkach na

pewno musi byæ spe³nionych
wiele wymagañ formalno-
prawnych, które ka¿dorazowo
bêd¹ okreœlane przez w³aœci-
wy organ administracji pañst-
wowej lub administratora
obiektu. Chodzi tu miêdzy
innymi o wykonanie operatów
œrodowiskowych, inwentaryza-
cjê terenu, pozwolenie na trwa-
³e posadowienie zespo³u spa-
linowo-elektrycznego, uzgod-
nienia dokumentacji czy te¿
zgodê administratora na zains-
talowanie agregatu, u³o¿enie
instalacji wyrzutu spalin na ele-
wacji budynku i wiele innych
formalnoœci, wynikaj¹cych
z uwarunkowañ lokalnych.

Kolejnym problemem, jaki

nale¿y szczegó³owo rozwa-
¿yæ, jest wyposa¿enie dodat-
kowe agregatu i warunki jego
pracy. W chwili obecnej wszys-
cy producenci oferuj¹ agregaty
pr¹dotwórcze z pe³n¹ automa-
tyk¹ pracy i startu lub rozru-
chem rêcznym. Nabywca musi
rozwa¿yæ, jaki bêdzie tryb pra-
cy agregatu i konsekwencje
z tego wynikaj¹ce. Z doœwiad-
czenia autora wynika, ¿e pomi-
mo nieco wy¿szych nak³adów
inwestycyjnych, u¿ytkownicy
niemal zawsze wybieraj¹ opcje
automatyki.

Innym wa¿nym elementem

wyposa¿enia dodatkowego

agregatu pradotwórczego jest
zewnêtrzna instalacja paliwo-
wa. Nowoczesne agregaty pr¹-
dotwórcze wyposa¿one s¹
w tzw. zbiorniki podstawowe,
montowane w ramie noœnej
urz¹dzenia. Czas pracy urz¹-
dzenia jest wiêc zale¿ny od
wypadkowej pojemnoœci zbior-
nika i wielkoœci obci¹¿enia.
Dla tych u¿ytkowników potrze-
buj¹cych d³ugiego czasu auto-
nomii, siêgaj¹cego kilkunastu
lub kilkudziesiêciu godzin, po-
leca siê instalacje paliwowe
zewnêtrzne, sk³adaj¹ce siê
z dodatkowych zbiorników i od-
powiedniej pompy. S¹ to jed-
nak zawsze instalacje nietypo-
we, projektowane i wykonywa-
ne pod indywidualne potrzeby
u¿ytkownika.

Oprócz opisanych wy¿ej in-

stalacji i uk³adów, producenci
i importerzy proponuj¹ tak¿e
inne elementy: panele monito-
ruj¹ce pracê agregatu, bloki
samoczynnego za³¹czenia re-
zerwy (tzw. SZR maj¹cy zasto-
sowanie przy pracy agregatu
w automatyce). Bardziej za-
awansowane rozwi¹zania prze-
widuj¹ równie¿ monitoring
i zarz¹dzanie prac¹ agregatu
przy pomocy odpowiedniego
oprogramowania. Na zakoñ-
czenie rozwa¿añ dotycz¹cych
kryteriów doboru agregatu pr¹-
dotwórczego warto przeœle-
dziæ, zaprezentowany na
rys. 1, algorytm postêpowania
przy realizacji zadania inwesty-
cyjnego, jakim jest zakup i ins-
talacja agregatu pr¹dotwórcze-
go.

instalacja

Wybór i instalacja odpo-

wiedniego zespo³u pr¹dotwór-
czego nie jest rzecz¹ ³atw¹,
szczególnie dla tych, którzy nie
maj¹ doœwiadczenia, wiêc po-

Rys. 2 Przepustnica

wielop³aszczyznowa, któr¹

mo¿na sterowaæ si³ownikiem

51

5/2002

www.elektro.info.pl

redukuj¹cej w pewnym zakre-
sie ha³as zwi¹zany z wyrzutem
spalin. Istotnym problem jest
tutaj szczelnoϾ instalacji, po-
niewa¿ nie mo¿na dopuœciæ,
aby spaliny miesza³y siê z po-
wietrzem zasysanym przez filtr
powietrza silnika spalinowego.
Prowadzi to bowiem do zabu-
rzeñ spalania, a w konsekwen-
cji do uszkodzenia silnika. Opi-
sane wy¿ej instalacje musz¹
byæ zaprojektowane i wykona-
ne przez specjalistów z zakresu
in¿ynierii sanitarnej. Ponadto
nale¿y pamiêtaæ równie¿ o ko-
niecznoœci wykonania eksper-
tyz i odpowiedniego fundamen-
tu. Pomimo i¿ agregat pr¹do-
twórczy jest aktywnym elemen-
tem systemu elektroenergetycz-
nego, tzn. s³u¿y do wytwarza-
nia energii elektrycznej, to mu-
simy pamiêtaæ, ¿e podczas
pracy w trybie oczekiwania na-
le¿y zapewniæ zasilanie pot-
rzeb w³asnych, tj. podgrzewa-

nia bloku silnika i do³adowy-
wania akumulatora. S¹ to niez-
bêdne elementy zapewniaj¹ce
pewny start urz¹dzenia w sytu-
acji awaryjnej. Rys. 3 obrazuje
zakres dodatkowych instalacji
i urz¹dzeñ zwi¹zanych z prac¹
agregatu.

za³¹czanie

rezerwy

Bloki SZR maj¹ zastosowa-

nie wszêdzie tam, gdzie ko-
nieczne jest automatyczne re-
zerwowanie obiektu lub przy-
najmniej jego czêœci. W prak-
tyce wystêpuje bardzo wiele
odmian tych uk³adów – w za-
le¿noœci od warunków pracy
i stopnia skomplikowania sys-
temu zasilania oraz od poziomu
mocy rezerwowanych urz¹-
dzeñ. W tym krótkim artykule,
który mia³ na celu zapoznanie
czytelników z ogóln¹ problema-

tyk¹ instalacji agregatów pr¹-
dotwórczych, nie sposób jest
przedstawiæ wszystkie zagad-
nienia zwi¹zane z uk³adami
SZR.

Nale¿y na zakoñczenie

przypomnieæ o jednej bardzo
istotne sprawie. Agregat pr¹-
dotwórczy jest elementem sys-

temu elektroenergetycznego,
ale nie mo¿e byæ traktowany
na równi z transformatorem.
Niestety wielu projektantów
zdaje siê nie dostrzegaæ tej
ró¿nicy, co prowadzi bardzo
czêsto do powa¿nych konsek-
wencji.

q

Rys. 3 Struktura instalacji elektrycznych i sterowania zwi¹zanych z agregatem