Vergelijking van de voor- en nadelen van dieselgeneratorsets met midden- en hoogspanning

Kernvoordelen van midden- en hoog-dieselgeneratorsets (gewoonlijk 6,3 kV/10,5 kV/13,8 kV): laag lijnverlies, stroomtransmissie over lange- afstanden, grote capaciteit, apparatuur-besparend, eenvoudig parallel te schakelen, geschikt voor gecentraliseerde stroomvoorzieningsscenario's met hoog- vermogen, lange- afstanden.

 

 

Ⅰ. Extreem laag transmissieverlies (meest kritiek)
- Wanneer de stroom vast is, geldt: hoe hoger de spanning, hoe lager de stroom (P=√3UIcosφ).
- Lijnverlies is evenredig met het kwadraat van de stroom (P_loss=I²R); het halveren van de stroom vermindert het verlies tot een-vierde.
- 10kV-lijnverlies is 70% lager dan 400 V, waardoor een hoge transmissie-efficiëntie over lange afstanden (tot 50 km) wordt bereikt.
- De kabeldoorsnede-kan aanzienlijk worden verminderd, waardoor de materiaal- en constructiekosten worden verlaagd.

 

Ⅱ. Grote capaciteit en voeding voor lange afstanden.-
- Het vermogen van één-eenheid kan enkele duizenden kW bereiken, wat geschikt is voor datacentra, grote fabrieken, mijnen, olievelden en havens.
- Geeft rechtstreeks 10 kV af, waardoor er geen step{2}}transformatoren nodig zijn, en kan rechtstreeks worden aangesloten op het- hoogspanningsnet, waardoor wordt bespaard op investeringen in apparatuur en infrastructuur.
- Ondersteunt gecentraliseerde energieruimten, met meerdere eenheden (tot 32) parallel geschakeld voor uitbreiding, waardoor efficiënt beheer wordt gegarandeerd.

 

Ⅲ. Vereenvoudigd distributiesysteem, lagere investeringen
- Geen behoefte aan grote aantallen laag-verdeelkasten met lage spanning of kabels met grote dwarsdoorsnede-; de investeringen in distributieapparatuur worden met 30% verminderd.
- De bescherming aan de hoge- zijde is uitgebreider, waardoor de impact van fouten wordt geminimaliseerd en een betrouwbare stroomvoorziening wordt gegarandeerd.

 

Ⅳ. Economische werking, betrouwbaar en duurzaam
- Hoog-motoren met hoge spanning zijn efficiënter en verbruiken minder brandstof/olie, wat resulteert in lagere- operationele kosten op de lange termijn.
- Hoge isolatiegraad (klasse F), bestand tegen schokken, lange levensduur en langere onderhoudscycli.
- Goede spanningsgolfvorm, nauwkeurigheid van de hoge spanningsregeling, groot laadvermogen en snelle dynamische respons.

 

Ⅴ. Geschikte typische scenario's
- Grote datacentra, communicatiehubs
- Metallurgische, chemische, mijnbouw- en oliebedrijven
- Luchthavens, havens, spoorvervoer
- Grote nieuwe energiecentrales (wind- en zonne-energie) in het netintegratie

 

Samenvatting
Midden- en hoog-eenheden blinken uit in efficiëntie, kostenbesparingen, stabiliteit en uitbreidingsgemak, waardoor ze de voorkeur verdienen voor scenario's met hoog-vermogen, lange- afstanden en hoge- betrouwbaarheid.

Laten we vervolgens de nadelen van dieselgeneratorsets met midden- en hoogspanning bespreken:

1. Hoge uitrustingskosten en grote initiële investeringen
- Hoog-hoogspanningsmotoren, hoog-spanningsschakelaars, hoog-stroomonderbrekers, transformatoren en hoog-hoogspanningsisolatiecomponenten zijn veel duurder dan laag-eenheden.
- De machinekamer vereist gespecialiseerde hoog- stroomdistributiefaciliteiten en beveiligingsapparatuur, wat resulteert in hogere totale infrastructuurkosten.

 

2. Hoge technische drempel en complexe installatie en inbedrijfstelling
- Hoog--spanningsisolatie, bestand tegen spanningstests, relaisbescherming en aanpassing van de net-aansluiting vereisen sterke professionele expertise.
- De installatie vereist een strikte naleving van de afstanden, isolatieafstanden, aarding en bescherming tegen stof en vocht, waarbij de constructienormen veel hoger zijn dan voor laag-eenheden.

 

3. Hoge bedienings- en onderhoudsproblemen, waarvoor bekwaam personeel vereist is
- Er moeten gecertificeerde hoog-elektriciens zijn toegewezen; gewone elektriciens kunnen niet werken.
- Routine-inspecties, weerstandsspanningstests, isolatiecontroles en beveiligingsverificatieprocedures zijn omslachtig, wat resulteert in hogere onderhoudskosten.
- Het oplossen van problemen is moeilijk, componenten zijn weinig uitwisselbaar en de doorlooptijden voor aanschaf zijn lang.

 

4. Hogere veiligheidsrisico's
- Het risico op elektrische schokken met hoge- spanning en boogexplosies is veel groter dan bij laag- systemen met lage spanning.
- Machinekamers moeten beschikken over strenge eisen op het gebied van brandbeveiliging,-mishandeling, vergrendeling en veiligheidsprocedures; elk managementtoezicht brengt veiligheidsrisico's met zich mee.

 

5. Niet geschikt voor kleine stroom of ladingen over korte- afstanden
- Het gebruik van hoge spanning in toepassingen met een kleine capaciteit is overdreven, met een zeer lage kosteneffectiviteit.
- De eindapparatuur is meestal voorzien van 380 V, waardoor extra stap-transformatoren nodig zijn, waardoor de apparatuur en de verliezen toenemen.

 

6. Vereisten voor grote afmetingen en vloeroppervlak
- Hoog-hoogspanningsmotoren, schakelapparatuur, railbruggen en veiligheidsafstanden voor isolatie nemen aanzienlijke ruimte in beslag, waardoor veel grotere machinekamers nodig zijn dan laag-eenheden.

 

7. Strengere beperkingen voor parallelle werking en netaansluiting
- Parallelle en net-gekoppelde werking van meerdere hoog-eenheden met hoge spanning vereist nauwkeurige synchronisatie van fasevolgorde, frequentie, spanning en beveiligingsinstellingen.
- Het aanpassen van het systeem, de circulatiestroomregeling en het ontwerp van de bescherming tegen foutrelais zijn complex, en fouten in het ontwerp kunnen tot grote ongelukken leiden.

 

8. Grotere startimpact en systeemeffecten
- Hoog-eenheden met een hoge spanning veroorzaken sterkere impact op het elektriciteitsnet en spanningsschommelingen wanneer ze worden ingeschakeld of grote belastingen dragen, waardoor complexe maatregelen voor spanningsstabilisatie en zachte netwerkverbindingen- nodig zijn.

Hieronder vindt u een volledige vergelijkingstabel met de voor- en nadelen van hoog-generatorsets versus laag-generatorsets met lage spanning.

 

Toepasselijke spanningen: midden-hoge spanning 6 kV/10,5 kV; Laagspanning 400V/230V.

 

Vergelijkingsdimensie	Midden- en hoogspanningsgeneratorset	Laagspanningsgeneratorset-
Capaciteit van één-eenheid	800 kW tot enkele duizenden kW, geschikt voor gecentraliseerde voeding met hoog-vermogen	Minder dan of gelijk aan 800 kW, speciaal voor klein en middelgroot vermogen, kleine belasting
Transmissie afstand	Voeding over lange- afstanden, lage spanningsval, laag verlies	Beperkt tot binnen een straal van 200 meter is het lijnverlies over lange- afstanden groot en is de spanningsval duidelijk zichtbaar
Transmissieverlies	Lage stroomsterkte, extreem laag lijnverlies, meer energie-besparing bij langdurig gebruik-	Hoge stroomsterkte, hoog lijnverlies over lange afstanden en grote energieverspilling
Initiële kosten	De apparatuur, hoog{0}}hoogspanningskasten en infrastructuur brengen hoge kosten met zich mee, waardoor een grote eenmalige- investering nodig is.	De complete machine en toebehoren zijn goedkoop, wat resulteert in lage initiële investeringskosten.
Kabel kosten	De kabel heeft een kleine doorsnede-, bespaart materiaal en de constructie- en aanlegkosten zijn laag.	Vereist kabels met een grote doorsnede-, bedrading en constructiekosten zijn relatief hoog
Voetafdruk van de machinekamer	Vereist een veiligheidsafstand met hoge- spanning en neemt een groot oppervlak in beslag	Gestroomlijnde structuur, minder ondersteunende kasten, kleinere voetafdruk
Distributieapparatuur	Het systeem is uitgerust met hoog-spanningsschakelapparatuur en relaisbeveiliging en is complex	Een standaard laagspanningsverdeelkast is voldoende, het systeem is eenvoudig.
Installatie en foutopsporing	Zeer specialistisch, met lastige constructie en inbedrijfstelling, en hoge eisen	Zeer gespecialiseerd, met lastige bouw en inbedrijfstelling en hoge eisen
Exploitant	Vereist gecertificeerde hoog-elektriciens, hoge arbeidskosten	Gewone laag-elektriciens zijn voldoende en de arbeidskosten zijn laag.
Dagelijks onderhoud	Het onderhoudsproject is professioneel complex en kent hoge operationele kosten.	Eenvoudig onderhoud, compatibele onderdelen, lage bedrijfskosten
Veiligheidsrisico	Het risico op elektrische schokken door hoogspanning is hoog en de veiligheidscontrole is streng	Laagspanningsveiligheid, laag operationeel risico, eenvoudig beheer
Terminalaanpassing	Vereist een neerwaartse transformator-, geschikt voor 380 V-belasting	Direct aansluiten op 380V-apparatuur, geen spanningsconversie nodig
Parallelle werking van meerdere machines	Kan sterk worden geparallelliseerd, heeft een hoge technische drempel en is complex om te debuggen	Kleine eenheden zijn gemakkelijk parallel te schakelen en de besturingstechnologie is volwassen.
Toepasselijke scenario's	Grote fabrieken, mijnen, datacentra, gecentraliseerde stroomvoorzieningsscenario's	Wooncomplexen, kantoorgebouwen, kleine bouwplaatsen, noodgevallen Kleine lading

 

Tot slot een korte samenvatting voor de selectie:

1. Voor een enkele eenheid met een vermogen groter dan of gelijk aan 800 kW, een voedingsafstand van meer dan 200 meter, of gecentraliseerde belastingen met hoge- hoge capaciteit → het kiezen van een midden- tot hoge- spanningseenheid is kosteneffectiever-.

 

2. Voor een laag stroomverbruik, stroomvoorziening in de buurt, een beperkt budget of eenvoudige dagelijkse onderhoudsbehoeften → het selecteren van een laag-spanningsapparaat biedt de beste prijs-kwaliteitverhouding.

 

 

U kunt uw vereisten beschrijven en op basis van uw geschatte stroomsterkte, voedingsafstand en of meerdere eenheden parallel zullen werken, kunnen we u adviseren of u een hoog-spannings- of laag-laagspanningsapparaat moet kiezen, zodat u een referentieadvies kunt krijgen.