Дизель-генератор. особенности и принципы работы

Где используются

По своему функциональному предназначению рассмотренные электростанции бывают основными или главными, резервными или запасными и на случай аварий.

Первый вид установок используется в виде автономных или независимых источников напряжения местах строительства и в сельском хозяйстве, в лесозаготовительной сфере и в прочих удаленных точках, где по ряду причин невозможно воспользоваться и подключиться к стационарным электрическим сетям.

Резервные ДЭС. Заменяют основные электростанции, вышедшие из строя в результате аварии. Они же обеспечивают резервное электроснабжение при отключении внешних стационарных сетей.

Эксплуатация аварийных устройств осуществляется в лечебных учреждениях, узлах связи и прочих аналогичных местах, где совершенно не допускаются перебои с электричеством. Они находятся в постоянной готовности к принятию на себя полной или частичной загрузки при отключении напряжения, что предусматривают и правила технической эксплуатации дизельных электростанций.

Сфера использования оборудования этого типа очень большая. Дизельные станции активно применяются в самых разных организациях и на предприятиях, специальными и техническими службами и владельцами загородных домов. Основными пользователями являются строительные организации, торговые фирмы, магазины и автомойки.

В соответствии с режимами и условиями будущей работы, выбирается соответствующая мощность оборудования. Обязательно следует учесть, что продолжительная работа с полной загрузкой или слишком маленькие нагрузки приводят к сокращению моторесурса и срока нормальной работы станции. Для постоянного рабочего режима нагрузка должна быть не выше 60-80% от номинальной производительности, а при использовании резервного варианта этот показатель составляет 70-90%.

Классификация ДЭС

Назначение дизельэлектростанций

По назначению ДЭС делят на основные, резервные и аварийные.

  • Основные применяют в качестве автономных источников электропитания на строительстве, в сельском хозяйстве, на лесозаготовках и т.д., т.е. там, где по тем или иным причинам невозможно или нецелесообразно использование стационарных линий электропередачи.
  • Резервные используют для замены вышедших из строя основных агрегатов или как резервный источник питания при прекращении подачи электроэнергии от ввода стационарной внешней сети.
  • Аварийные применяют в больницах, на постах связи и других объектах, для которых недопустим перерыв электропитания. Они в любой момент должны быть готовы принять на себя часть или всю нагрузку в случае исчезновения напряжения на объектах.

Конструкция ДЭС

По конструктивному исполнению ДЭС делят на стационарные и передвижные.

Передвижные дизельные агрегаты обозначаются буквами АД, стационарные АСД или ДГ, автоматизированные агрегаты обозначаются дополнительной буквой А.

Передвижные дизельные электростанции имеют капот или кузов, установленные на автомобильном прицепе или другом средстве передвижения.
Стационарные ДЭС устанавливают и в специально оборудованных передвижных вагонах (энергопоездах).

Передвижные дизельные электростанции (ДЭС) выполнены как комплектные электроустановки, смонтированные на каком-либо транспортном средстве и защищенные от атмосферных воздействий. Дизельные электроагрегаты также выполняют как комплектные установки в виде отдельных блоков, чаще всего смонтированными на общей раме.

Передвижные ДЭС предназначены для работы на открытом воздухе при температуре от -50 до +40°C, должны иметь защиту от атмосферных воздействий и обеспечивать работу ДЭС в условиях вибрации и тряски. Передвижные дизельные электростанции размещают на автомобильном прицепе, в кузове автомобиля или в закрытом вагоне. Типы передвижных ДЭС. с металлическим кожухом (капотом), с капотом на автомобильном прицепе, в кузове автомобильного прицепа или автомобиля.

Передвижные электростанции типа ЭСД комплектуются дизельными агрегатами марки АД (АСД), а электростанции ЭСДА — агрегатами АД и АСДА.

Агрегаты типа АСД, АСДА мощностью 30—100 кВт используются в качестве резервных электроустановок. Для них применяют также электростанции типа ДЭС. Для стационарных резервных электростанций большей мощности (300—500 кВт) используют дизельные электроагрегаты типов АС, АСДА, ДГА и др. Такие резервные электростанции сооружают в закрытых помещениях. Их располагают в непосредственной близости от резервируемого объекта или в центре нагрузок, для резервирования трансформаторных подстанций потребителей с учетом резервирования в первую очередь наиболее ответственных потребителей электроэнергии.

Стационарные дизельные электроустановки предназначены для нормальной работы и выработки электроэнергии необходимого качества при температуре окружающего воздуха от +8 до +40°С, высоте над уровнем моря не выше 1000 м и относительной влажности воздуха до 98% при +25°С. Передвижные электроустановки вырабатывают электроэнергию при колебаниях температуры окружающего воздуха от —50 до +50°С при той же его влажности и установке над уровнем моря на высоте до 4000 м.

На стационарных дизельных электростанциях (ДЭС) устанавливают четырёхтактные (реже двухтактные) дизели мощностью 110, 220, 330, 440 и 735 квт. Стационарные ДЭС средней мощности не превосходят 750 квт, большие ДЭС сооружаются мощностью до 2200 квт и более.

Стационарные дизель электростанции (ДЭС) предназначены для работы в закрытых помещениях с температурой окружающего воздуха от +8 до +40°С, при этом электроагрегаты обязательно должны быть установлены на фундаменте.

Различают следующие виды и типы ДЭС:

  • по области применения, для линий связи, энергопоездов, строительства, сельского хозяйства и т.д.;
  • по мощности, малой мощности — до 50 кВт, средней — до 200 кВт и большой выше 200 кВт;
  • по автоматизации: первой, второй или третьей степени автоматизации,
  • по системе охлаждения дизеля. с воздушной, водо-воздушной (радиаторной) или водо-водяной (двухконтурной).
  • Кроме того, часто электростанции подразделяются на силовые, осветительные и специального назначения (зарядные, инструментальные и т.д.).

Виды

Генераторные установки различаются по своей конструкции и комплектации, способу установки и мощности, а также прочим техническим характеристикам.

По способу установки, это:

  • Стационарно устанавливаемые – служат основным или резервным источником электрической энергии для объектов различной направленности (промышленность, ЖКХ, сельское хозяйство и т.д.). Мощность подобных устройств – от 5,0 до нескольких сотен кВт.
  • Мобильные (передвижные) – монтируются на специальном шасси (платформе) и могут служить как основным и резервным источником энергии для небольших объектов энергопотребления, а также при устранения аварийных ситуаций в местах, где нет стационарных электрических сетей. Мощность установок этой группы установок — от 2,0 до 18,0 кВт.
  • Переносные – это портативные устройства, служащие для электроснабжения небольшой электрической нагрузки. Используются в качестве аварийного или резервного источника энергии, мощность – от 0,5 до 5,0 кВт.

По виду используемого топлива, генераторные установки классифицируются, как:

  • Дизельные – когда используется дизельное топливо. Как правило, это стационарно устанавливаемые установки, реже – передвижные. Мощность группы генераторных установок данного типа, может достигать 200 – 300 кВт.
  • Бензиновые – работают на бензине с низким октановым числом. На мобильных установках монтируются четырехтактные двигатели, на переносных, как правило – двухтактные. Мощность установок этой группы – до 18,0 кВт.
  • Газовые – работают на газе, при сжигании которого газо-поршневый двигатель передает вращение своего вала на вал электрического генератора, вырабатывающего электрический ток.

Это стационарно устанавливаемые установки, которые служат основным источником электрической энергии, но могут быть использованы и в качестве резервного, при наличии такой необходимости.

По типу используемого генератора, установки подразделяются на:

  • С асинхронным электрическим генератором – обладают низкой стоимостью, но низкими техническими показателями. Устанавливаются на установках малой мощности, как правило переносного или мобильного типа.
  • С синхронным электрическим генератором – способны выдерживать пиковые перегрузки в подключенных к ним электрическим сетям, при высоком качестве вырабатываемого напряжения. Устанавливаются на мощных дизельных генераторных станциях.

Принцип работы

Принцип функционирования электростанции основан на взаимодействии всех частей и компонентов, входящих в ее конструкцию. Он заложен в правила технической эксплуатации дизельных электростанций. Все подобные изделия производятся в неподвижном или мобильном исполнении, и применяются в качестве автономных, аварийных или резервных источников питающего напряжения.

Основой любой электрической станции считается дизель-генератор, содержащий в конструкции двигатель и генераторную установку. Оба компонента объединены друг с другом посредством специальной муфты, что позволяет преобразовывать вращательный момент в электрическую энергию.

Эксплуатация дизельных электроустановок происходит в определенном алгоритме:

  • В каждый цилиндр нагнетается воздушная масса под высоким давлением. В замкнутом пространстве происходит его сжатие и разогрев до высокой температуры. Через определенный промежуток времени в цилиндры подается топливо, распыленное в форсунках. Под действием нагретого сжатого воздуха пары солярки возгораются, расширяются и создают высокое давление во внутреннем пространстве цилиндра.
  • Раскаленная газовая смесь толкает поршень, вызывающий вращательное движение коленвала. Мотор запускается в действие и посредством муфты передает свой крутящий момент на генераторный ротор.
  • В результате преобразований в конечном итоге получается электрическое напряжение с установленными характеристиками.

Существует специальная терминология, отличающая разные виды установок, в соответствии с их функциями и целевым назначением. Прежде всего, это такие понятия как дизель-генератор, агрегат дизель-электрический, дизельная электростанция. Их отличия друг от друга заключаются в следующем:

  • Дизель-генератор. Состоит из дизельного мотора и генераторной установки, соединенных в общую конструкцию.
  • Агрегат дизель-электрический. Его основу составляет дизель-генератор, дополненный рамной конструкцией, баком для горючей и контрольной аппаратуры.
  • Дизельная электростанция (ДГУ). Изготавливается в виде неподвижного или мобильного агрегата, созданного на основе дизель-электрической установки. Его конструкция еще более расширена и дополнена распределительными устройствами, автоматикой, пультом управления и комплектом ЗИП.

Выбор дизельного генератора ДГУ (ДЭС) на 380 вольт или на 220 вольт:

Дизельный генератор 380 вольт с выходом на три фазы, или на 1 фазу 220 вольт или на 380 вольт и 220 вольт одновременно, среди них еще есть комбинированные дизель генераторы со сваркой. Напоминаем, что перед тем как дизель генератор, следует точно определить весь круг задач, которые должен выполнять покупаемый дизель электроагрегат 
Если Вам требуется электростанция с выходом только на 220 вольт, то лучше приобрести электрогенератор с нужными параметрами

При необходимости получения 380 вольт, следует купить дизельный электрогенератор соответственного вольтажа 
Особое внимание следует обратить на электростанции, покупаемые для подключения сварки или скважинного насоса. При пуске насоса его мощность возрастает в 7 раз: при мощности насоса в 1 кВт дизель генератора, рассчитанного на 3 кВт 6 кВт, будет не достаточно

Поскольку промежуточного, 6-8 кВт,нужно купить генератор 10-15 кВт.

Основные технические характеристики электростанции ДЭС-200

  • Номинальная мощность 200 кВт / 250 кВА
  • Максимальная часовая мощность 220 кВт / 275 кВА
  • Род тока — переменный трехфазный
  • Номинальное напряжение 400 В
  • Номинальная частота 50 Гц
  • Номинальный коэффициент мощности 0,8
  • Номинальный ток 360 А
  • Частота вращения вала двигателя 1500 об/мин
  • Заправочные емкости, л: Топливный бак 300
  • Система охлаждения 53 л
  • Система смазки 32 л
  • Удельный расход топлива при номинальной мощности 47 кг/ч
  • Удельный расход масла 0,2 % от расхода топлива
  • Масса сухого электроагрегата 2960 кг
  • Гарантийный ресурс, месяцев (м.ч.) 18 (3000)
  • Первичный двигатель ЯМЗ-7514.10, ЯМЗ-7511.10, ТМЗ-8481.10  
  • Система (щит) управления 1 степени автоматизации с многофункциональным контроллером InteliLite NT MRS 11/16 «ComAp» (ручной запуск)
  • Система (щит) управления 2 степени автоматизации с многофункциональным контроллером AMF 20/25 «ComAp» (автоматический запуск АВР с функцией дистанционного мониторинга) 
  • Система (щит) управления 3 степени автоматизации на базе контроллера InteliLite ComAP, HT-GC-600, HT-GC-400 — параллельная работа синхронных генераторов между собой и синхронизация с централизованной сетью  
  • Система старт/стоп по сухому контакту (с дистанционным запуском по сухому контакту)

Лучшие дизель генераторы до 3 кВт

Для обеспечения дачных домиков, гаражей или мастерских электроэнергией требуются дизельные генераторы мощностью до 3 кВт. Маломощная техника издает немного шума, ее несложно переставить при необходимости

Внимание экспертов привлекли следующие модели.

DDE DDG3300E

Рейтинг: 4.9

Обеспечить электричеством небольшой загородный дом или дачу способен дизельный генератор DDE DDG3300E. Отличительными чертами модели является высокая мощность (3 кВт) и электрический запуск двигателя. Включить генератор сможет не только хозяин дома, но женщины или дети. Возможности электростанции, естественно, ограничены, но одновременно поддерживать работоспособность холодильника, телевизора и компьютера технике под силу. Эксперты отмечают экономичность модели, при нагрузке 75% мотор потребляет 1,1 л солярки в час. При объеме бака 11,5 л генератор будет обеспечивать дом без дозаправки около 10 ч. При работе на максимальной мощности автономность составит 8,2 ч.

Пользователи в отзывах хвалят агрегат за простоту управления и надежность. Прибор заслуженно занимает первое место в рейтинге.

  • высокая мощность;
  • экономичный расход дизтоплива;
  • легкий запуск;
  • длительная автономная работа.

не обнаружены.

Fubag DS 3600

Рейтинг: 4.8

Совсем немного уступил лидеру рейтинга в мощности дизельный генератор Fubag DS 3600. Электростанция выдает 2,7 кВт энергии, чего хватит при аварийном отключении дачи или мастерской. Запускать дизельный двигатель придется вручную, что вряд ли понравиться женщинам. К генератору можно одновременно подключить два электроприбора с напряжением 220 В и один потребитель 12-вольтного тока. Зато модель выгодно отличается ценой и небольшим весом (70 кг). Что касается расхода солярки, то при неполной нагрузке (75%) двигатель способен потребить 1,4 л/ч. Вместимость топливного бака составляет 12,5 л. Модель оснащена системой защитного выключения при снижении уровня масла.

Пользователи отмечают приемлемую цену генератора, длительность автономной работы, небольшой уровень шума (80 дБ).

  • приемлемая цена;
  • экономичное потребление солярки;
  • небольшой вес;
  • низкий уровень шума.

ручной запуск мотора.

CHAMPION DW180E

Рейтинг: 4.7

Дизельный генератор CHAMPION DW180E серьезно проигрывает лидерам рейтинга в мощности (2 кВт). При этом агрегат продается по достаточно высокой цене. Но пользователи активно интересуются его техническими характеристиками. Причина популярности заключается в возможности использования генератора в качестве сварочного аппарата. Многофункциональный агрегат больше весит (95 кг), поэтому для перемещения он оснащен колесами. Подключить к электростанции можно два потребителя на 220 В. Потребление солярки находится на том же уровне, что и у лидеров (1,4 л/ч).

Владельцы генератора отмечают многофункциональность техники, небольшой уровень шума во время работы, экономичность. Но для обеспечения домов электроэнергией модель не подойдет из-за скромной мощности.

Охлаждающая система

Двигатель дизельного генератора греется от трения движущихся частей и от тепла сгораемых газов

Очень важно удержать температуру двигателя в заданных пределах и отвести лишнее тепло

Очень часто в генераторах в качестве охлаждающего вещества применяется обычная вода. Для обмоток самого генератора часто применяют водород, благодаря своей хорошей теплоотдаче он работает превосходно. Тепловая энергия передается через газ вторичному контуру охлаждения, который отбирает ее посредством дистиллированной воды. Оконечным контуром системы охлаждения является радиатор с принудительной подачей воздуха.

За охлаждающей системой необходимо тщательно следить и проверять уровень хладагента. Так же нужно следить за исправностью помпы (устройство подачи охлаждающей жидкости). Завод изготовитель обычно рекомендует, через какое количество времени работы нужно проводить профилактику системы охлаждения. Сам генератор обязательно должен находиться в проветриваемом помещении.

Мощность

Выбор мощности дизельного генератора зависит от предполагаемой нагрузки на него потребителями электроэнергии. При этом необходимо учитывать активные и реактивные нагрузки. Активные нагрузки – приборы, в которых вся потребляемая энергия преобразуется в тепло: электроплиты, обогреватели, утюги и т.д. Для выбора мощности генератора в данном случае достаточно просуммировать мощности всех активных нагрузок и сопоставить с мощностью генератора с учётом КПД. Существуют реактивные нагрузки, обычно индуктивные и гораздо реже емкостные. У потребителей с индуктивной составляющей в нагрузке (трансформаторы, электродвигатели, индукционные печи, электромагниты …) часть энергии запасается в обмотках за время первой половины периода в виде электромагнитной энергии и возвращается обратно в генератор (во второй половине периода), не совершая никакой полезной работы. Мерой реактивности является косинус φ — угол сдвига фаз между током и напряжением в нагрузке, который является основной составляющей коэффициента мощности (Power Factor). В этом случае, чтобы подсчитать активную мощность, потребляемую нагрузкой, нужно полную мощность умножить на косинус φ. Мощность дизель-генератора в технических характеристиках обычно указывается в КVA (КилоВольтАмпер) — полная мощность. Активная мощность измеряется в Ваттах (W). Для более правильного расчёта коэффициента мощности необходимо учитывать не только сдвиг фаз, но и гармонические искажения формы тока и напряжения, что актуально для нелинейных нагрузок, например, сварочных аппаратов. Подробнее с этим можно ознакомиться на страницах: Реактивная мощность — расчёт и компенсация реактивной мощности. Коэффициент мощности — реактивные и нелинейные потери в электросети. Коэффициент мощности.

Преимущества и недостатки ДГУ

Дизельно энергетическое оборудование имеет большое количество достоинств:

  • Высокий КПД и энергоэффективность;
  • Минимальная занятость оператора во время эксплуатации, которая сводится к запуску и периодической дозаправке;
  • Дизельная электростанция способна полностью снабжать энергией объекты в местах, где затруднена или невозможна подача электричества от удаленной станции.
  • Дизель генераторные установки легко справится с работой в безостановочном режиме, например промышленные агрегаты могут беспрерывно функционировать более 10 дней;
  • Большинство электрических станций дизельного типа отличаются простотой технического обслуживания и ремонта;
  • Современные ДГУ, которые используются как основной источник питания, имеют средний срок службы 5-6 лет, однако достаточно редко от них требуется безостановочная работа, что увеличивает эксплуатационный период;
  • Дизельные генераторы гораздо безопасней бензиновых аналогов из-за особенностей двигателей. В ДДВС отсутствует открытое горение, что значительно снижает риск пожара

Из недостатков ДГУ можно выделить ограничение использования на холостом ходу, минимальная нагрузка составляет 40% мощности агрегата. В обратном случае возможен быстрый износ узлов устройства.

Также к недостаткам относят высокий уровень рабочего шума, который возникает во время работы мотора. Из за этого дизель-генераторы с большой мощностью часто помещают в специальные контейнеры и кожухи, снижающие шумовой уровень.

Также уровень экологичности дизельных станций ниже чем у газовых, однако ДТ оборудование пользуется большой популярностью за счет удобства и неприхотливости.

Плюсы и минусы

У любого технического устройства есть свои достоинства и недостатки, это в полной мере относится и к дизельным электростанциям.

Так к плюсам использования установок данного типа, относятся:

  1. Значительная электрическая мощность, в сравнении с бензиновыми аналогами.
  2. Возможность выполнить стабилизацию вырабатываемого напряжения, тем самым обеспечить его качественные показатели, вне зависимости от пиковых нагрузок при запуске электрических двигателей и прочих электрических устройств.
  3. Высокий КПД.
  4. Способность работать в непрерывном цикле продолжительное время без снижения эксплуатационных показателей.
  5. Относительно низкий уровень шума при генерации электрической энергии.
  6. Способность работать в широком температурном диапазоне окружающего воздуха.
  7. Ремонтно-пригодность и относительно небольшие затраты на выполнение технического обслуживания.

Минусами использования, можно считать:

  1. Большая масса установок и значительные габаритные размеры.
  2. Для монтажа моделей большой мощности необходимо устройство специального основания (рамы) или фундамента, обеспечивающих прочность закрепления элементов конструкции и их дальнейшую безопасную эксплуатацию.
  3. Необходимость следить за качеством используемого топлива, зависящего от времени года (температуры окружающего воздуха).
  4. При не полной загрузке (ниже 40,0%), происходит значительный износ узлов и механизмов, что приводит к необходимости выполнения дополнительного обслуживания и как следствие, к финансовым затратам.
  5. Высокая стоимость установки.

Источники

  • https://alter220.ru/elektro/generatornaya-ustanovka.html
  • http://mainstro.ru/dizel-generatornye-ustanovki-klassifikaciya-oblast-primeneniya-vybor/
  • https://www.comd.ru/about-company/press-center/articles/chto-takoe-dizelnyy-generator/
  • https://www.pravda.ru/navigator/dies.html
  • https://ksportal.ru/270-generatory-vidy-primenenie-ustanovka.html
  • https://www.comd.ru/about-company/press-center/articles/dizelnyy-generator-printsip-raboty-i-ustroystvo/
  • https://mahachkala.sklad-generator.ru/informacija/statji/dizel-generatornaya-ustanovka/

Варианты исполнения

Оснащение генератора кожухом позволяет значительно уменьшить уровень шума ДЭС при работе. Генератор в таком виде подходит для использования на улице (под навесом), при этом минимально допустимая температура воздуха составляет −25 °С.

Наиболее востребованный вариант исполнения дизель-генератора — контейнерный. Находясь внутри, агрегат надежно защищен от атмосферных воздействий и несанкционированного доступа. Здесь же можно разместить дополнительные топливные емкости. Электростанция рассчитана на эксплуатацию при температуре от −50 до +50 °С, что позволяет использовать ее в любых климатических условиях и сэкономить на строительстве специально отведенного под генераторы здания. Мобильные электростанции в контейнерах, установленные на шасси, незаменимы для работ аварийных бригад, применения в полевых условиях.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий