Công suất máy phát điện và cách chọn cho công trình

Công suất máy phát điện là mức điện máy cấp được cho tải, ghi bằng kVA (công suất biểu kiến) và kW (công suất thực), gồm mức liên tục và mức dự phòng. Chọn công suất theo tải ưu tiên phải chạy khi mất điện và đỉnh khởi động lớn nhất trong các tải đó, không theo tổng tải của công trình.

Lấy một trường học làm ví dụ: cộng mọi thiết bị lại ra 500 kVA, còn tải ưu tiên khi mất điện chỉ 100 kVA. Con số 100 kVA ấy còn phải đem so với đỉnh khởi động lớn nhất trong tải ưu tiên rồi mới chốt cỡ máy. Khi khảo sát công trình, Nhật Trường Minh chọn cỡ máy theo bốn bước, với hệ số khởi động nhân vào dòng định mức của thiết bị nặng nhất lúc khởi động.

Cách chọn công suất máy phát điện qua bốn bước

Muốn biết công trình cần máy bao nhiêu kVA, cần hai con số: kVA chạy ổn định và kVA lúc khởi động. Bốn bước sau cho ra cả hai số.

1. Liệt kê tải ưu tiên được đấu vào máy phát khi mất điện.
2. Cộng kW chạy ổn định của các tải đã liệt kê, rồi chia cho hệ số công suất của tải để ra kVA. Hệ số công suất của tải lấy theo tem thiết bị.
3. Tính đỉnh khởi động: dòng định mức của thiết bị nặng nhất nhân hệ số theo cách khởi động, cộng dòng các tải đang chạy sẵn. Thiết bị nặng nhất là thiết bị có đỉnh khởi động lớn nhất, không phải thiết bị chạy to nhất.
4. Quy dòng đỉnh ra kVA (máy 3 pha 400 V chia cho 1,44, máy 1 pha 220 V chia cho 4,55). Hai số kVA không được vượt công suất liên tục, tức số nhỏ trên tên máy. kW chạy ổn định cũng không được vượt số kW của máy.

Ở máy 3 pha 400 V, mỗi kVA ứng với dòng 1,44 A, nên máy 100 kVA cấp khoảng 144 A, máy 250 kVA khoảng 360 A. Số 4,55 là dòng của 1 kVA ở máy 1 pha 220 V, nên máy 10 kVA 1 pha cấp khoảng 45 A.

Hai bước đầu làm nhanh hơn khi đã có bảng tính công suất phụ tải ghi từng thiết bị và cách khởi động của nó. Muốn tự nhập danh sách thiết bị để ra cả hai số, dùng công cụ tính công suất máy phát điện.

Bước 3 thường quyết định cỡ máy. Cùng một thiết bị, hệ số khởi động trực tiếp gấp chín lần khởi động qua biến tần, nên đọc nhầm cách khởi động của một chiếc bơm là chọn nhầm cỡ máy.

Hệ số khởi động ×9, ×3,5, ×1 nhân vào đâu

Hệ số khởi động nhân vào dòng định mức (A) ghi trên tem thiết bị, không nhân vào kW hay kVA. Mức hệ số đi theo cách thiết bị khởi động.

Hệ số trong bảng là mức Nhật Trường Minh dùng khi chọn máy cho công trình.

Không rõ thiết bị khởi động kiểu gì thì xem tủ điện của thiết bị, nơi ghi sao – tam giác hay biến tần. Không xem được thì tính theo khởi động trực tiếp và coi kết quả là ước tính.

Ví dụ minh họa: bơm có dòng định mức 40 A, khởi động trực tiếp, cần 40 × 9 = 360 A, tức khoảng máy phát điện 3 pha 250 kVA. Cùng bơm đó đấu sao – tam giác chỉ cần 40 × 3,5 = 140 A, khoảng 97 kVA, nên máy phát điện 3 pha 100 kVA đã đủ cho lúc khởi động, nếu lúc đó chưa có tải nào chạy sẵn.

Tài liệu ngành hay ghi dòng khởi động trực tiếp gấp 6–7 lần, nhưng đó chỉ là dòng. Máy phát còn bị chặn bởi sụt áp ở đầu phát và sụt tần số ở động cơ, bộ điều tốc, nên hệ số chọn máy lớn hơn hệ số dòng. Dùng ×9 thì không nhân thêm hệ số an toàn 1,2–1,5, vì ×9 đã gộp biên dư. Nhân thêm lần nữa thì máy chọn ra dư khoảng 20–50 % so với nhu cầu, nên dễ chạy non tải.

Thiết bị có khởi động mềm (soft starter) cũng giảm được đỉnh khởi động, nhưng hệ số cho loại này lấy khi khảo sát công trình. Trong các tải có đỉnh, bơm chữa cháy là thiết bị cần soi trước tiên.

Bơm chữa cháy thường quyết định cỡ máy

Công trình có bơm chữa cháy chạy điện phải tính riêng bơm này trước. Theo QCVN 06:2022/BXD (Sửa đổi 1:2023) điều 3.1.10, các thiết bị điện của hệ thống bảo vệ chống cháy của nhà phải được cấp điện ưu tiên từ hai nguồn độc lập (một nguồn điện lưới và một nguồn máy phát điện dự phòng). Bơm chạy bằng động cơ đốt trong là một cách khác, không lấy điện từ máy phát.

Máy phải khởi động được bơm chữa cháy, vì nguồn điện dự phòng cho hệ thống chữa cháy là yêu cầu kỹ thuật bắt buộc của quy chuẩn PCCC. Từ kinh nghiệm hiện trường, chuyên gia kỹ thuật Hiệp Connect – Nguyễn Tiến Hiệp khuyên hỏi đúng cách khởi động ghi trong hồ sơ thiết kế rồi mới nhân hệ số. Cách khởi động của bơm đi theo công suất bơm:

• Bơm dưới 10 kW: khởi động trực tiếp, nhân 9.
• Bơm từ 10 kW tới 15 kW: tùy thiết kế từng dự án.
• Bơm trên 15 kW: đa số đấu sao – tam giác, nhân 3,5.

Một công trình năm 2020 có máy 250 kVA không khởi động được bơm chữa cháy 75 kW lúc nghiệm thu, dù đã chỉnh nhiều cách giảm dòng khởi động. Tính lại theo hệ số thì thấy ngay: bơm 75 kW có dòng định mức khoảng 145 A, đấu sao – tam giác cần khoảng 500 A, đấu trực tiếp khoảng 1.300 A, còn máy chỉ cấp khoảng 360 A.

Nhóm tải chữa cháy (tính cả lúc bơm khởi động) lớn hơn các tải ưu tiên khác thì cỡ máy lấy theo riêng nhóm này, với điều kiện các tải khác được ngắt ra khi bơm chữa cháy chạy. Việc ngắt này do tủ ATS có chế độ ưu tiên bơm chữa cháy làm; tủ ATS không có chế độ này thì cần người trực sẵn để ngắt các tải đó.

Không ngắt được thì máy gánh cùng lúc cả bơm lẫn các tải khác, nên phải cộng hai nhóm rồi mới chọn máy. Cách kê hai nhóm tải nằm trong bảng tính công suất phụ tải.

Đừng chọn máy quá to: ngưỡng non tải 35 %

Máy quá to so với tải lúc máy chạy thì chạy non tải. Chạy dưới 35 % tải trong thời gian dài sinh muội than, hại động cơ; tài liệu một số hãng ghi ngưỡng 30 %.

Vậy có hai ngưỡng chặn hai phía: máy phải kéo nổi đỉnh khởi động, còn tải chạy ổn định lúc mất điện không nên dưới 35 % công suất máy.

Hai ngưỡng này hay vênh nhau khi tải ưu tiên có một chiếc bơm khởi động trực tiếp. Bơm 40 A đấu trực tiếp đẩy cỡ máy lên khoảng 250 kVA chỉ vì lúc khởi động. Máy chọn theo đỉnh đó mà tải lúc máy chạy nhỏ thì dễ chạy dưới 35 %.

Cách giảm cỡ máy là đổi cách khởi động của bơm: đấu sao – tam giác thì cùng bơm đó chỉ cần khoảng 97 kVA, còn qua biến tần thì đỉnh gần bằng dòng định mức. Ví dụ có đủ số cho một công trình nhiều tải nằm trong bảng tính công suất phụ tải.

Cả hai ngưỡng đều tính trên công suất của máy, nên còn phải đọc đúng hai con số ghi trên tên máy.

Công suất liên tục, dự phòng và công suất danh định

Tên máy thường ghi hai số, ví dụ 100/110 kVA hay 450/500 kVA: số nhỏ là công suất liên tục, số lớn là công suất dự phòng. Công suất dự phòng bằng khoảng 110 % công suất liên tục.

Chạy dự phòng là cách dùng máy, còn công suất dự phòng là định mức. Máy ở Việt Nam đa số dùng chạy dự phòng khi mất lưới, nhưng số kVA tính ra ở bốn bước vẫn so với công suất liên tục.

Theo TCVN 9729-1:2013 (ISO 8528-1:2005), chế độ dự phòng khẩn cấp chạy tối đa 200 giờ mỗi năm và không được quá tải. Chế độ prime, thị trường gọi là liên tục, chạy được không giới hạn số giờ với tải biến thiên.

Công suất danh định là mức công suất ghi trên nhãn máy, phải đọc kèm chế độ liên tục hay dự phòng mới so được với tải. Cách dùng từng chế độ có trong bài so sánh công suất liên tục và công suất dự phòng.

Đọc công suất bằng kVA, kW và mã lực

Hệ số công suất (cosφ) là tỷ số giữa kW và kVA, thường lấy 0,8 với máy phát điện công nghiệp. Lấy cosφ theo catalogue hoặc nhãn của chính máy; thiếu catalogue thì máy 3 pha lấy 0,8, máy 1 pha lấy 1,0.

• kW = kVA × cosφ, kVA = kW ÷ cosφ: máy 3 pha 250 kVA là 200 kW.
• Dòng điện 3 pha: I = kVA × 1.000 ÷ (1,73 × U), với U là điện áp dây.
• Dòng điện 1 pha: I = kVA × 1.000 ÷ U, với U là 220 V.
• 1 mã lực (HP) ≈ 0,746 kW: tem động cơ hay ghi mã lực, còn dòng định mức thì đọc tem hoặc catalogue.

Bỏ số 1,73 trong công thức 3 pha thì dòng tính ra lệch 1,73 lần, dẫn tới chọn sai cáp và aptomat. Bảng đổi từng mức có trong bài quy đổi kVA sang kW và ampe.

Chọn máy cho công trình: ATS, vỏ máy, nhiên liệu

Có con số kVA rồi, còn ba thứ đi cùng máy cần chọn một lượt.

• Tủ ATS chuyển nguồn tự động chọn theo dòng của phụ tải đi qua tủ; chưa biết phụ tải thì lấy dòng định mức của máy × 1,25 rồi chọn cấp tủ kế trên.
• Cùng một công suất, máy vỏ trần và máy phát điện chống ồn có kích thước khác nhau, nên đo chỗ đặt máy trước khi chốt loại vỏ.
• Bồn dầu tính theo mức tải lúc máy chạy, dựa trên định mức tiêu hao nhiên liệu máy phát điện của cỡ máy đã chọn.

Máy về tới công trình thì việc cuối là kiểm xem máy có phát đủ công suất ghi trên nhãn.

Kiểm công suất khi nhận máy bằng tải giả

Cách kiểm công suất máy phát điện khi nhận máy là thử tải bằng tải giả, đóng từng cấp theo dãy 0 → 25 → 50 → 75 → 100 → 110 %, mỗi cấp cách nhau 3–5 phút. Mỗi bậc ghi điện áp, dòng từng pha, hệ số công suất, tốc độ và áp suất dầu.

Máy đạt khi mỗi lần đóng thêm cấp tải, sụt áp tối đa 15 % và điện áp phục hồi trong 3–5 giây. Chạy không tải hằng tuần không chứng minh máy kéo được tải.

Nhật Trường Minh có tải giả riêng tới 1.000 kW; máy lớn hơn thì ghép nhiều bộ. Từng bước thử nằm trong bài quy trình thử tải máy phát điện.

Câu hỏi thường gặp

Nhật Trường Minh khảo sát và chọn máy cùng bạn tại công trình

Nhật Trường Minh nhập khẩu và phân phối máy phát điện công nghiệp chạy dầu. Công ty khảo sát, tư vấn miễn phí tại công trình để lập bảng tải ưu tiên trước khi chọn máy.

Máy do Nhật Trường Minh bán được bảo hành 12 tháng hoặc 1.000 giờ chạy, mốc nào đến trước. Chỉ riêng giai đoạn 2024–2026 đã có hơn 370 tổ máy bàn giao. Máy nhỏ nằm ở danh mục máy phát điện gia đình dưới 15 kVA, còn lại ở danh mục máy phát điện công nghiệp từ 15 kVA.

Câu hỏi kỹ thuật gửi qua trang liên hệ hoặc hotline 0965.10.8899 để gặp chuyên gia kỹ thuật Hiệp Connect. Muốn có người tới tận nơi chọn công suất máy phát điện cho công trình, gửi yêu cầu khảo sát công trình kèm danh sách thiết bị và dòng định mức ghi trên tem.