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发电机与 ATS 选型计算工具

列出停电时必须运行的设备,得出能应对电机启动和 UPS 负载的发电机容量 (kVA),以及 ATS 规格和每小时油耗。

发电机需要承载的负载

只填停电时必须运行的部分,不是整栋楼。

W
W
W
W
W

运行总负载: 8.6 kW

供电制式
%

25% 适合大多数办公室;如计划增加空调或冷柜,请提高该比例。

UPS 负载的放大系数

UPS 的电流波形不规则且需同时为电池充电,因此发电机容量须为 UPS 负载的约 1.5–2 倍;老旧 UPS 建议取 2。

燃油

%

并非所有设备会同时运行,通常约为运行总负载的 50–70%。

升

计算结果

建议的发电机(标准规格)

20 kVA

≈ 16 kW

运行 kVA(含 UPS 系数)

11.4kVA

含余量的最低容量

14.2kVA

最大电机启动时的 kVA

18.0kVA

应对该启动所需的容量

17.4kVA

每相额定电流

29A

最低 ATS 规格

40A

耗油量(约) 估算

≈ 2.3 升/小时

满油箱可持续: ≈ 43.0 小时

本例中电机启动电流决定了容量大小,而非运行负载。加装软启动器,或设置延时让电机依次启动,可使用更小的发电机。
UPS 应接在 ATS 之后的负载侧。使用发电机供电时,在线双转换型 UPS 表现最佳。
我们如何计算

1. 运行 kVA = (一般负载 W ÷ 0.8)+(UPS 负载 W ÷ 0.9 × UPS 系数)。

2. 最低容量 = 运行 kVA × (1 + 余量系数),若为 prime 额定再 × 1.1。

3. 最大电机启动:启动 kVA = W ÷ 0.8 × 系数(直接启动 6,软启动 3,变频 1.5)。假设机组可在电压跌落约 20% 的情况下,短时(数秒)承受约 2 倍额定容量,因此所需容量 = (其他负载 kVA)+(启动 kVA ÷ 2)。

4. 选择大于第 2 项和第 3 项结果的下一个标准规格。每相电流 = kVA × 1000 ÷ 230(单相)或 ÷ (1.732 × 400)(三相);ATS 则取高于该电流的下一个标准规格。

5. 燃油消耗 ≈ 每 kWh 约 0.3 升(50–75% 负载时),负载越轻单位耗油越高。实际数据以厂商油耗表为准。

以上结果仅为初步估算,用于协助规划和预算。我们的工程师会在最终设计和设备方案确定前,到现场核实所有数据。

与我们工程师做初步设计时使用的方法相同,足以用于预算估算;最终数据仍需以现场勘察为准。

使用方法与结果解读

我们在老挝现场见到的很多发电机问题,并不是运行负载的问题。发电机带办公室一直正常,直到一台空调启动,灯光一暗,所有 UPS 都切到电池。上面的计算器既按稳定负载、也按这个瞬间来选容量,然后给出 ATS 规格和油耗估算。

kVA、kW 以及各输入项的含义

发电机按功率因数 0.8 标定 kVA,所以 20 kVA 的机组约能输出 16 kW 有功功率。

每台瓦数。 看铭牌。如果铭牌只标电流,用 230 V × 电流可得到偏保守的单相数值。只填停电时必须运行的设备,不是整栋楼。

类型。 决定启动倍数:无电机、直接启动电机(6 倍)、带软启动器的电机(3 倍)、变频驱动或变频空调(1.5 倍),或由 UPS 供电。老式定频空调、冰箱、冷柜和水泵大多是直接启动。

供电制式。 单相 230 V 或三相 400 V,看总配电柜或进线电缆。

余量。 一般办公室 25% 就够;如果计划增加空调或冷柜,就填高一些。

UPS 系数。 UPS 的输入电流有畸变,而且同时在给电池充电,所以发电机要比 UPS 负载大约 1.5–2 倍。老型号 UPS 用 2。

Prime。 如果机组每天作为主电源运行(偏远或离网站点),请勾选。prime 额定功率比 standby 低约 10%,所以工具再加 10%。

计算器如何选容量

  1. 运行 kVA = 普通负载 W ÷ 0.8 + UPS 负载 W ÷ 0.9 × UPS 系数。
  2. 最低容量 = 运行 kVA × (1 + 余量),prime 再 × 1.1。
  3. 电机启动:取单台最大的电机(瓦数 × 倍数),启动 kVA = W ÷ 0.8 × 倍数。机组可在几秒内承受约 2 倍额定功率,电压跌落约 20%,所以所需容量 = 其他负载 kVA + 启动 kVA ÷ 2。
  4. 推荐值取同时大于第 2 步和第 3 步的下一个标准规格。每相电流 = kVA × 1,000 ÷ 230,三相则 ÷ (1.732 × 400);ATS 取高于该电流的下一个标准规格。

计算实例:有两台老式空调的办公室

照明和风扇 500 W,十台电脑每台 150 W,经 UPS 供电的服务器机柜 1,500 W,两台 24,000 BTU 定频空调每台 2,400 W,一台 300 W 冰箱。三相,余量 25%,UPS 系数 1.5,standby。

普通负载:500 + 1,500 + 4,800 + 300 = 7,100 W,7.1 ÷ 0.8 = 8.875 kVA。UPS 负载:1.5 ÷ 0.9 × 1.5 = 2.5 kVA。运行 = 11.4 kVA;加余量 11.375 × 1.25 = 14.2 kVA。最大电机是一台空调:启动时 2.4 ÷ 0.8 × 6 = 18 kVA。其他负载为 11.375 − 3 = 8.375 kVA,所以启动需要 8.375 + 18 ÷ 2 = 17.4 kVA。决定容量的是启动,而不是运行负载。

步骤 直接启动 两台空调都加软启动器
运行 kVA(含 UPS 系数) 11.4 11.4
含 25% 余量的最低容量 14.2 14.2
最大电机启动 kVA 18.0 9.0
应对该启动所需容量 17.4 12.9
推荐机组 20 kVA(16 kW) 15 kVA(12 kW)
400 V 下每相电流 28.9 A 21.7 A
最低 ATS 40 A 40 A
平均负载 60% 时油耗 约 2.3 升/小时 约 2.1 升/小时
100 升油箱可运行 约 43 小时 约 48 小时

核算:20,000 ÷ (1.732 × 400) = 20,000 ÷ 692.8 = 28.9 A。如果是单相,同样 20 kVA 的电流为 20,000 ÷ 230 = 87 A,需要 100 A 的 ATS。勾选 prime 后最低容量升到 15.6 kVA,仍低于 17.4 kVA 的启动值,所以结果仍是 20 kVA。

燃油、油箱时长和轻载运行

柴油消耗分两部分估算:空载部分按机组每 kW 额定功率 0.06 升/小时,加上每输出 1 kWh 消耗 0.25 升。实例中为 16 × 0.06 = 0.96 升/小时,加 5.46 kW × 0.25 = 1.37 升/小时,合计约 2.3 升/小时,即每 kWh 0.43 升。负载 50–75% 时机组约每 kWh 0.3 升;轻载时每 kWh 油耗更高。实际数值以厂家油耗表为准。

平均负载低于 30% 时工具会提示:柴油机长期这样轻载运行会出现积碳湿堆(wet stacking),需要定期带较高负载运行。

我们在老挝现场常见的错误

  • 把整栋楼所有铭牌加起来,买了大一倍的机组,长期轻载、出现 wet stacking。
  • 忽略电机启动。机组带得动运行负载,但冷库压缩机一启动就熄火或电压严重下跌。
  • 老式在线互动式(line-interactive)UPS 接发电机电源时一直不认频率,持续用电池。安装在 ATS 之后负载侧的在线双变换(online double-conversion)UPS 表现最好。
  • ATS 按发电机选型,却装在整栋楼的总配电柜上。ATS 同样要承载市电电流,应按总断路器选型。
  • 雨季道路中断,偏远站点两天进不去,却没有燃油计划。

什么时候计算器不够用

本工具假设机组能输出铭牌额定功率。厂家按参考条件标定发动机(ISO 8528-1 为 25 °C、100 kPa)。高温封闭的机房,或像川圹高原这样海拔约 1,000 m 的高地站点,输出都会下降:请查厂家的降容(derating)表并提高余量。以下情况需要现场勘察:负载超过 500 kVA、机组并联、电梯、大型水泵或破碎机,或发电机需与太阳能逆变器配合。我们的停电应对:UPS、发电机与 ATS 指南说明三者如何配合,发电机、电池与混合太阳能对比比较运行成本。IT 部分请先用 UPS 容量与续航计算器选好 UPS。

下一步:通过 WhatsApp 发来铭牌照片

通过 WhatsApp 发给我们:空调、水泵和 UPS 的铭牌照片,总配电柜及总断路器的照片,以及本计算器结果截图。我们会核查电机启动工况,并告诉您加软启动器或分时重启能否让您选更小的机组。我们的发电机与 ATS 备用电源服务详情见方案页面。

常见问题

发电机的 kVA 和 kW 有什么区别?

kVA 是视在功率,kW 是有功功率,两者之比就是功率因数。发电机按功率因数 0.8 标定 kVA,所以 20 kVA 机组约输出 16 kW。我们的计算器先把以瓦计的负载除以 0.8、UPS 负载除以 0.9 换算成 kVA,再加上余量和电机启动。

一台 24,000 BTU 空调需要多大的发电机?

2,400 W 的定频空调运行时为 3 kVA,直接启动时约 18 kVA。按机组可承受 2 倍额定功率的规则,至少需要 9 kVA,所以只带这一台空调也要选工具中最小的标准规格 10 kVA。加软启动器后启动需求降到 4.5 kVA。别忘了加上同时运行的其他负载。

发电机的 prime 和 standby 额定功率有什么区别?

standby 额定功率用于市电停电时的应急供电,每年运行小时数有限。prime 额定功率用于作为主电源、每天在变化负载下运行的机组,比如矿区营地或偏远站点。同一台机组的 prime 功率约比 standby 低 10%,所以勾选 prime 时计算器会再加 10%。

20 kVA 发电机每小时耗多少柴油?

按我们的估算方法:机组每 kW 额定功率 0.06 升/小时,加上每输出 1 kWh 消耗 0.25 升。20 kVA(16 kW)机组在 8 kW 即半载时约 0.96 + 2.0 = 3.0 升/小时,满载约 0.96 + 4.0 = 5.0 升/小时。轻载时每 kWh 油耗更高。具体型号请务必查厂家油耗表。

发电机需要配多大的 ATS?

先算每相电流:单相为 kVA × 1,000 ÷ 230,三相为 ÷ (1.732 × 400),再选下一个标准 ATS 规格。20 kVA 机组三相时为 28.9 A,选 40 A;单相时为 87 A,选 100 A。如果 ATS 切换的是整个总配电柜,则应按总断路器选型。

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