Pemilihan generator dan motor listrik yang saling cocok

Baru-baru ini, seorang pelanggan datang kepada kami. Mereka sedang mengerjakan proyek pabrik pengolahan di luar negeri. Kapasitas jaringan listrik setempat tidak mencukupi dan pasokan listrik tidak stabil. Oleh karena itu, mereka perlu membawa genset sendiri sebagai sumber daya utama. Masalah terbesar yang dihadapi pelanggan adalah adanya beberapa motor listrik di pabrik tersebut, termasuk crusher, kipas, dan konveyor. Mereka khawatir bahwa jika genset terlalu kecil, daya tidak akan tersedia, sedangkan jika terlalu besar, akan terjadi pemborosan biaya. Mereka bertanya kepada saya bagaimana cara mencocokkan genset dengan motor listrik.

Masalah ini sangat umum dalam proyek industri, yaitu penyesuaian antara genset dan motor listrik. Jika genset hanya dicocokkan berdasarkan daya nominal motor listrik, maka akan timbul masalah. Alasan utamanya adalah arus kejut pada saat motor mulai beroperasi jauh lebih besar daripada arus selama operasi normal.

Ketika motor mulai beroperasi, diperlukan untuk mengatasi inersia rotasi rotor dan hambatan beban guna mempercepat putaran dari keadaan diam hingga mencapai kecepatan nominal. Dalam proses ini, arus stator motor akan meningkat tajam. Ketika motor asinkron tiga fasa dihidupkan secara langsung, arus awalnya biasanya mencapai 5 hingga 7 kali arus nominal. Artinya, kebutuhan arus pada sumber daya listrik untuk motor 30 kW dapat mencapai 150 hingga 210 ampere pada saat penghidupan langsung, dan kebutuhan daya yang bersangkutan jauh lebih tinggi daripada daya nominal motor.

Ketika generator Jika rangkaian ini mengalami benturan tersebut, indikator utamanya adalah laju penyesuaian tegangan sementara dan waktu pemulihan. Di bawah pengaruh arus tinggi, tegangan di ujung generator akan turun secara instan. Jika penurunan terlalu besar atau pemulihan terlalu lambat, hal ini akan menyebabkan kontaktor menjadi tidak stabil, perangkat proteksi beroperasi secara keliru, dan generator akan dimatikan secara langsung. Oleh karena itu, penyesuaian antara generator dan motor listrik pada dasarnya merupakan keseimbangan antara kapasitas output daya transien generator dan kebutuhan daya kejut motor.

Metode penghidupan motor listrik memberikan dampak terbesar terhadap pemilihan generator.

Benturan saat penghidupan langsung merupakan yang paling besar dan kelipatan arus penghidupannya tinggi, sehingga cocok untuk motor berdaya kecil atau peralatan dengan persyaratan tinggi terhadap torsi penghidupan. Dengan menggunakan penghidupan langsung, generator Daya biasanya 2,5 hingga 3,5 kali daya motor. Kelipatan spesifik tergantung pada kinerja sistem eksitasi generator. Respons transien unit dengan eksitasi magnet permanen atau penyesuaian eksitasi digital lebih baik, sehingga kelipatan tersebut dapat dikurangi secara proporsional.

Start tegangan rendah merupakan metode umum yang digunakan untuk mengurangi dampak, termasuk start segitiga-bintang dan start tegangan rendah dengan transformator auto-kopling, dll. Start segitiga-bintang dapat mengurangi arus start menjadi sekitar sepertiga dari start langsung, namun torsi start juga berkurang secara proporsional, sehingga cocok untuk perangkat yang dijalankan tanpa beban atau dengan beban ringan. Dengan cara ini, daya generator umumnya dikonfigurasi pada 1,5 hingga 2 kali daya motor.

Saat ini, soft starter banyak digunakan. Melalui pengaturan tegangan silikon yang dapat dikendalikan, tegangan dapat naik secara halus. Arus awal dapat dikendalikan pada kisaran 2 hingga 3 kali arus pengenal. Proses start-up stabil dan dampaknya terhadap generator kecil. Ketika dilengkapi soft starter, daya generator harus 1,2 hingga 1,5 kali daya motor.

Penggerak konverter frekuensi merupakan metode start-up yang menimbulkan dampak paling kecil. Arus awal pada dasarnya tidak melebihi arus pengenal motor, sehingga hampir tidak menimbulkan dampak terhadap generator. Namun, sebagai beban nonlinier, konverter frekuensi akan menghasilkan harmonisa. Saat memilih, perlu diperhatikan kinerja AVR (Automatic Voltage Regulator) generator, serta pemasangan filter harmonisa jika diperlukan.

Selain metode start-up, sifat beban juga sangat penting. Peralatan start-up beban berat, seperti kompresor udara, penghancur, dan pompa air, membawa beban selama proses start-up, sehingga berdampak lebih besar dibandingkan start-up tanpa beban. Dalam kasus beberapa motor yang beroperasi secara bersamaan, daya masing-masing motor tidak dapat sekadar dijumlahkan. Perlu mempertimbangkan koefisien operasi bersamaan serta memeriksa kondisi kerja paling tidak menguntungkan—misalnya situasi di mana beberapa motor melakukan start-up secara bersamaan.

Faktor lingkungan juga harus diperhitungkan. Untuk setiap kenaikan ketinggian 1.000 meter, daya keluaran generator berkurang sekitar 10%, karena tipisnya udara memengaruhi pembuangan panas dan proses pembakaran. Ketika suhu lingkungan melebihi 40℃, daya juga perlu dikurangi. Di lingkungan khusus seperti wilayah pesisir dan gurun, tingkat proteksi serta tingkat anti-korosi juga harus ditingkatkan secara proporsional.

Kembali ke pabrik pengolahan pelanggan, kami membantunya mengatur: sebuah crusher 45 kW, start beban berat, dilengkapi konverter frekuensi; sebuah kipas 22 kW, start tanpa beban, menggunakan soft starter; dan beberapa motor konveyor berdaya kecil, start langsung. Di saat yang sama, koefisien operasi adalah 0,8, dengan mempertimbangkan urutan start dalam kondisi kerja paling tidak menguntungkan, sehingga akhirnya dipasang genset 120 kW dengan eksitasi magnet permanen dan regulasi tegangan digital. Umpan balik dari pelanggan setelah proses debugging menyatakan bahwa peralatan dapat distart dengan lancar, fluktuasi tegangan berada dalam kisaran yang dapat diterima, serta operasi stabil.

Secara umum, kunci dalam mencocokkan generator dan motor adalah penilaian yang akurat terhadap dampak awal pengoperasian motor serta penyesuaian yang wajar terhadap kemampuan respons transien generator. Mode start-up, sifat beban, kondisi lingkungan, dan koordinasi antar-banyak mesin merupakan faktor yang tak terpisahkan. Jika pemilihan dilakukan secara cermat, maka akan lebih sedikit masalah yang muncul di lokasi.