對于初次涉足通信電源系統(tǒng)領(lǐng)域的人士來說,對電信發(fā)電機(jī)功率容量的計(jì)算通常是最為令人犯難的部分。若所選尺寸偏小,在關(guān)鍵時(shí)期無法帶動負(fù)載;若所選尺寸過大,不僅造成成本浪費(fèi),還會占據(jù)空間。實(shí)際上只要透徹領(lǐng)會若干關(guān)鍵參數(shù),依照步驟依次操作,即使毫無基礎(chǔ)之人也能夠輕松地開始使用。

了解核心概念:功率與容量
計(jì)算之前,我們先分清兩個(gè)常見術(shù)語:有功功率(kW) 和 視在功率(kVA)。電信設(shè)備大多屬于非線性負(fù)載,實(shí)際消耗的是有功功率,但發(fā)電機(jī)輸出的容量是視在功率。兩者之間的關(guān)系由 功率因數(shù)(PF) 決定:
| 參數(shù) | 說明 | 單位 |
|------|------|------|
| 有功功率 | 設(shè)備實(shí)際做功的功率 | kW |
| 視在功率 | 發(fā)電機(jī)輸出的總功率 | kVA |
| 功率因數(shù) | 有功功率 ÷ 視在功率,范圍0~1 | 無單位 |
電信基站所使用的常見設(shè)備,其功率因數(shù)通常處于0.8到0.9的區(qū)間范圍之內(nèi)。舉個(gè)例子標(biāo)注10kW的基站設(shè)備,若其功率因數(shù)為0.8,它所需的視在功率等于10除以0.8,結(jié)果是12.5kVA。這便是選取發(fā)電機(jī)時(shí),kVA數(shù)值大于kW數(shù)值的原因所在。
計(jì)算步驟解析
當(dāng)已經(jīng)牢固掌握基本概念,便可以按照既定流程計(jì)算發(fā)電機(jī)所需的功率容量。
第一步:列出所有負(fù)載的功率清單
將基站中所有需要電力供給的設(shè)備全部羅列出來,其中包括主設(shè)備,空調(diào),照明以及監(jiān)控等裝置。每一臺設(shè)備均明確標(biāo)注出額定功率(單位為kW)以及啟動電流的倍數(shù)。請注意如圖空調(diào),壓縮機(jī)這類電機(jī)類負(fù)載在啟動時(shí)的電流可能達(dá)到其額定電流的3到7倍不等,對于這類情況絕對有必要單獨(dú)予以考量。
第二步:計(jì)算總負(fù)載功率
將各個(gè)設(shè)備的額定功率逐一相加,以此獲取總功率P總,其單位為千瓦(kW)。接下來乘以一個(gè)同步系數(shù),該系數(shù)一般選定在0.8到1.0的區(qū)間內(nèi),原因是并非所有設(shè)備都會在同一時(shí)刻處于滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。舉例來說基站所配備的總設(shè)備功率為20kW,其同時(shí)系數(shù)是0.9,經(jīng)計(jì)算其功率為18kW。
第三步:考慮啟動沖擊
在總體功率的基礎(chǔ)上,篩選出啟動電流為最大值的那幾臺設(shè)備,進(jìn)而測算它們的啟動沖擊功率。例如空調(diào)啟動時(shí),可能達(dá)到額定功率的五倍,且這種情況會持續(xù)數(shù)秒鐘。發(fā)電機(jī)所具備的短時(shí)過載能力需足以涵蓋此部分的沖擊狀況。通常情況下會給出如下建議:發(fā)電機(jī)的容量不應(yīng)少于最大單臺設(shè)備啟動功率的1.2倍。
第四步:折算為視在功率
用總有功功率除以平均功率因數(shù)(一般選取0.8),進(jìn)而獲取所需的視在功率S(單位為kVA)。例如18千瓦除以0.8等于22.5千伏安的情況。隨后再添加占比為10%至20%的預(yù)留多余量,此部分用于應(yīng)對未來的擴(kuò)展需求或處于極端狀況的時(shí)候。最終所推薦的容量大致為22.5乘以1.2,其結(jié)果約為27千伏安。
實(shí)戰(zhàn)案例與注意事項(xiàng)
我們以一個(gè)小型通信基站為例:
- 主設(shè)備:5kW
- 空調(diào):3kW(啟動電流6倍)
- 照明:1kW
- 監(jiān)控:0.5kW
- 總功率:9.5kW,同時(shí)系數(shù)0.9 → 8.55kW
- 空調(diào)啟動沖擊:3×6=18kW(持續(xù)1秒)
- 最大沖擊:取8.55kW與18kW中較大值18kW
- 平均功率因數(shù)0.85:所需視在功率=8.55÷0.85≈10.06kVA
- 考慮沖擊:18kW對應(yīng)視在功率18÷0.85≈21.18kVA,取較大值21.18kVA
- 加20%余量:21.18×1.2≈25.4kVA
最終所選取的發(fā)電機(jī)組為25kVA或30kVA的那一款。
在此案例中,若輕率地依據(jù)總功率9.5kW來選用10kVA發(fā)電機(jī),在啟動空調(diào)時(shí)便極有可能出現(xiàn)跳閘的情況。正確的行為應(yīng)該是像我們這樣逐一進(jìn)行解析。在華全動力的選型手冊中,詳盡羅列了不同負(fù)載狀態(tài)下的啟動系數(shù)以及相應(yīng)的推薦配套方案,初入此領(lǐng)域的新手可直接予以參考。此外在機(jī)房規(guī)劃期間,華全動力的工程師會依據(jù)實(shí)際散熱狀況調(diào)整余量比例,以此避免在高溫環(huán)境中出現(xiàn)功率損耗的情況。
最后,提醒幾個(gè)容易忽略的點(diǎn):
- 海拔每升高1000米,發(fā)電機(jī)輸出功率下降約3%~5%;
- 環(huán)境溫度超過40℃時(shí),功率也會下降,需查廠家降額曲線;
在進(jìn)行定期維護(hù)時(shí),可采用華全動力提供的負(fù)載測試儀來驗(yàn)證實(shí)際的帶載能力,這是一個(gè)值得推薦的做法。
一旦掌握這套方法,當(dāng)今后遇到電信發(fā)電機(jī)的選型問題時(shí),便有能力自行快速計(jì)算出可靠結(jié)果。多進(jìn)行幾次實(shí)踐操作,便可察覺到,功率容量的計(jì)算并非如臆想的那般困難重重。
