Fattori chiave da considerare nella scelta di un gruppo elettrogeno diesel
Tra i fattori da considerare nella scelta di un'unità figurano le prestazioni meccaniche ed elettriche, lo scopo dell'unità, la capacità di carico e l'intervallo di fluttuazione, la funzione di automazione, ecc.
(1) Lo scopo dell'unità. Poiché i gruppi elettrogeni diesel possono essere utilizzati in tre situazioni: uso normale, backup ed emergenza. Pertanto, diverse applicazioni hanno requisiti diversi per i gruppi elettrogeni diesel.
(2) Capacità di carico. La capacità di carico e l'intervallo di fluttuazione del carico devono essere selezionati in base all'applicazione e determinare la capacità individuale del gruppo elettrogeno diesel e la capacità del generatore diesel di riserva. (3
Le condizioni ambientali dell'unità (principalmente altitudine e condizioni meteorologiche)
(4) Selezione del generatore diesel
(5) Selezione del generatore e del metodo di eccitazione
(6) Selezione della funzione di automazione del generatore diesel
Criteri di acquisto per gruppi elettrogeni diesel
1. Requisiti di aspetto
(1) Le dimensioni di ingombro, le dimensioni di installazione e le dimensioni di collegamento del gruppo elettrogeno diesel devono essere conformi ai disegni del fabbricante approvati secondo la procedura prescritta.
(2) La saldatura dell'unità deve essere solida e le saldature devono essere uniformi. Non devono esserci difetti quali penetrazione della saldatura, sottosquadro, pizzicamento, ecc., le scorie e il flusso di saldatura devono essere rimossi, la pellicola di vernice deve essere uniforme, senza crepe o scrostature evidenti e liscia. Non devono esserci macchie di placcatura, ruggine, ecc., e gli elementi di fissaggio della carrozzeria non devono essere allentati.
(3) L'apparecchiatura elettrica del generatore diesel deve essere conforme allo schema elettrico e i punti di connessione di ciascun filo dell'unità devono avere segni evidenti che non si stacchino facilmente.
(4) Il generatore diesel deve avere terminali ben messi a terra.
(5) Il cartello del generatore diesel deve contenere il contenuto completo
2. Resistenza di isolamento e rigidità dielettrica
(1) Resistenza di isolamento: La resistenza di isolamento tra ciascun circuito elettrico indipendente e la terra e tra i circuiti deve essere pari o superiore a 2 MΩ.
. (2) Resistenza di isolamento: La resistenza di isolamento tra ciascun circuito elettrico indipendente dell'unità e la terra e tra i circuiti deve essere pari o superiore a 2 MΩ. Deve essere in grado di sopportare la tensione di prova CA per 1 minuto senza guasti o sfarfallii.
3. Requisiti di sequenza di fase. La sequenza di fase dei terminali del pannello di controllo del gruppo elettrogeno diesel deve essere disposta da sinistra a destra o dall'alto verso il basso, vista dalla parte anteriore del pannello di controllo.
4. Requisiti per il mantenimento in condizioni operative dei generatori diesel: Le unità devono essere dotate di riscaldamento per garantire che le temperature dell'olio e del fluido di raffreddamento siano almeno pari a 15 °C durante l'avviamento di emergenza e il carico rapido.
5. Verifica dell'affidabilità dell'alimentazione di avvio automatico e dello spegnimento automatico
(1) Il generatore diesel può essere avviato automaticamente al ricevimento di un comando di avvio dal controllo automatico o dal telecomando.
(2) Se l'unità non si avvia automaticamente per la terza volta, deve inviare un segnale di errore di avvio. Se è prevista un'unità di backup, il sistema di avvio del programma deve essere in grado di inviare automaticamente un comando di avvio a un'altra unità di backup.
(3) Il tempo che intercorre tra l'emissione del comando di avvio automatico e l'erogazione di energia al carico non deve superare i 3 minuti
. (4) Dopo che l'avvio automatico del generatore diesel è andato a buon fine, la capacità di carico iniziale non deve essere inferiore al 50% del carico calibrato.
(5) Per le unità di riserva utilizzate in combinazione con la rete elettrica principale, dopo aver ricevuto un comando di arresto dal controllo automatico o dal controllo remoto, il generatore diesel deve essere in grado di spegnersi automaticamente quando la rete elettrica torna alla normalità. Può essere commutato automaticamente o spento automaticamente e il suo metodo di arresto deve essere conforme alle condizioni tecniche del prodotto.
6. Tasso di successo dell'avvio automatico. Il tasso di successo dell'avvio automatico è superiore al 99%.
7. Requisiti relativi all'intervallo di impostazione della tensione a vuoto. L'intervallo di impostazione della tensione a vuoto dell'unità non deve essere inferiore al 95%-105% della tensione di calibrazione.
8. Requisito di alimentazione automatica. L'unità deve essere in grado di caricare automaticamente la batteria di avviamento.
9. Requisiti di protezione automatica. L'unità deve essere protetta contro la perdita di fase, il cortocircuito (sotto i 250 kW), la sovracorrente (sotto i 250 kW), la sovravelocità, le alte temperature e l'aria secca, nonché la bassa pressione dell'olio.
10. Distorsione sinusoidale della forma d'onda della tensione di linea. Alla tensione di calibrazione a vuoto e alla frequenza di calibrazione, la distorsione sinusoidale della forma d'onda della tensione di linea deve essere <5%.
1 1. Deviazione di tensione sotto carico trifase asimmetrico
Con un carico trifase simmetrico del 25%, il gruppo elettrogeno diesel dovrebbe funzionare normalmente se a una qualsiasi fase viene aggiunto un carico resistivo pari al 25% della potenza di fase calibrata. Il valore massimo o minimo della tensione di linea è pari al 5% del valore medio delle tre tensioni di linea.
12. Tasso di consumo di carburante. La potenza calibrata dell'unità è compresa tra 120
13. Tasso di consumo del generatore diesel. La potenza calibrata dell'unità è >40 kW e il tasso di consumo dell'unità è ≤3.0 G/kWh.
Selezione di generatori diesel di emergenza
I generatori diesel di emergenza sono utilizzati principalmente in luoghi critici. In caso di interruzione di corrente, sia accidentale che di emergenza, il gruppo elettrogeno può ripristinare rapidamente l'alimentazione e prolungarla per un certo periodo di tempo. Questo tipo di carico elettrico è definito carico primario. Apparecchiature, strumenti e sistemi informatici con requisiti stringenti in termini di tempo di interruzione di corrente dovrebbero essere dotati, oltre ai generatori, di batterie o di un gruppo di continuità (UPS).
I generatori diesel di emergenza presentano due caratteristiche.
Il primo vantaggio è che sono destinati all'uso di emergenza e non necessitano di un funzionamento continuo per lunghi periodi, solitamente solo per poche ore (fino a 12 ore). I generatori di emergenza, se utilizzati come backup, sono normalmente in modalità standby e si attivano solo quando l'alimentazione principale viene completamente interrotta, fornendo energia di emergenza al ripristino della corrente principale. Al ritorno alla normalità, si spengono immediatamente.
(1) Determinazione della capacità del generatore del generatore diesel di emergenza
La capacità di calibrazione dei gruppi elettrogeni diesel di emergenza è la capacità di calibrazione di 12 ore corretta per l'atmosfera e deve essere verificata in base alla capacità del generatore in grado di soddisfare il carico totale di emergenza calcolato e i requisiti di avviamento. Un singolo motore di massima potenza per il carico di primo livello. I generatori di emergenza sono tipicamente generatori sincroni trifase a corrente alternata con una tensione di uscita calibrata di 400 V.
(2) Determinazione del numero dei generatori diesel di emergenza
Se sono disponibili più gruppi elettrogeni di riserva, di solito ne viene installato solo uno diesel di emergenza, ma è possibile collegarne anche due in parallelo per garantire l'affidabilità dell'alimentazione. Il numero di generatori di emergenza non dovrebbe generalmente superare i tre. Nella scelta di più unità, è preferibile utilizzare per ciascuna un set completo di apparecchiature con lo stesso modello, capacità, caratteristiche di regolazione della pressione e della velocità simili, e caratteristiche del carburante utilizzato uniformi per facilitare la manutenzione e la condivisione dei pezzi di ricambio. Se sono presenti due gruppi elettrogeni per le esigenze di emergenza, il dispositivo di autoavviamento dovrebbe consentire alle due unità di fungere da backup l'una per l'altra. In altre parole, il comando di autoavviamento viene eseguito dopo la conferma dell'interruzione di corrente principale, con un certo ritardo. Se la prima unità si avvia automaticamente per tre volte consecutive e non riesce ad avviarsi, dovrebbe essere inviato un segnale di allarme e il secondo generatore diesel dovrebbe avviarsi automaticamente.
(3) Selezione dei generatori diesel di emergenza
Per le unità di emergenza, è consigliabile scegliere gruppi elettrogeni diesel ad alta velocità, sovralimentati, a basso consumo di carburante e con la stessa potenza. I motori diesel sovralimentati ad alta velocità offrono una maggiore potenza per singola unità e occupano meno spazio. I motori diesel dovrebbero essere dotati di dispositivi di regolazione della velocità elettronici o idraulici per una migliore regolazione della velocità. I generatori dovrebbero essere dotati di dispositivi di eccitazione senza spazzole o di dispositivi di eccitazione a fase composta. I motori passo-passo sono più affidabili e hanno un tasso di guasto inferiore e, quando la potenza di un singolo condizionatore d'aria o la potenza del motore del carico primario è elevata, i gruppi elettrogeni con eccitazione di terza armonica sono più convenienti per la manutenzione e la riparazione. È opportuno selezionare un'unità con ammortizzatore. Il telaio comune del tubo di scarico dovrebbe essere dotato di un silenziatore all'uscita del tubo di scarico per ridurre l'impatto acustico sull'ambiente circostante.
(4) Controllo dei generatori diesel di emergenza
Il controllo dei gruppi elettrogeni di emergenza richiede dispositivi di avviamento rapido e di ingresso automatico. In caso di interruzione dell'alimentazione principale, il gruppo elettrogeno di emergenza deve essere in grado di riavviarsi rapidamente e ripristinare l'alimentazione. Il tempo di interruzione di corrente consentito per il carico primario varia da oltre 10 secondi a diverse decine di secondi, a seconda della situazione specifica. Quando l'alimentazione principale di un impianto importante viene interrotta, è necessario attendere un intervallo di tempo prestabilito di 3-5 secondi per evitare cali di tensione momentanei, prima che la rete elettrica cittadina venga disattivata o l'alimentazione di riserva si attivi automaticamente e venga impartito il comando di avviamento del gruppo elettrogeno di emergenza. Dopo l'avvio, il gruppo impiega del tempo per raggiungere la velocità di regime che gli consenta di sopportare il carico massimo. In generale, i motori diesel di grandi e medie dimensioni richiedono anche una pre-lubrificazione e un preriscaldamento per garantire che la pressione dell'olio, la temperatura dell'olio e la temperatura del liquido di raffreddamento durante il funzionamento sotto carico di emergenza soddisfino le specifiche tecniche del produttore. Il preriscaldamento può essere effettuato in anticipo a seconda delle diverse situazioni. Ad esempio, le forze di emergenza nelle comunicazioni militari, le importanti attività diplomatiche nei grandi alberghi, le grandi manifestazioni di massa notturne negli edifici pubblici, gli interventi chirurgici importanti negli ospedali, ecc., richiedono tutte che le loro apparecchiature siano pre-lubrificate e riscaldate in condizioni normali, in modo da poter essere avviate rapidamente in qualsiasi momento e ridurre al minimo i tempi di inattività.
Per ridurre gli impatti meccanici e di corrente quando il carico viene improvvisamente aggiunto dopo l'attivazione dell'unità di emergenza, è preferibile aumentare il carico di emergenza gradualmente in base all'intervallo di tempo, rispettando i requisiti di alimentazione. Secondo le norme nazionali e militari, il carico iniziale ammissibile dopo l'avvio corretto dell'unità di automazione è il seguente: quando la potenza calibrata è inferiore o uguale a 250 kW, il carico iniziale ammissibile non è inferiore al 50% del carico calibrato; quando la potenza calibrata è superiore a 250 kW, il carico iniziale ammissibile è soggetto alle condizioni tecniche del prodotto di fabbrica; quando i requisiti per la caduta di tensione istantanea e il processo di transizione non sono rigorosi, l'aggiunta o la rimozione improvvisa del carico dell'unità generale non deve superare il 70% della capacità calibrata dell'unità.
Selezione di gruppi elettrogeni diesel di uso comune
Alcuni gruppi elettrogeni diesel devono funzionare ininterrottamente per un certo periodo di tempo, o frequentemente per lunghi periodi, per fungere da fonte di energia comune per i carichi elettrici. Questo tipo di gruppo elettrogeno è chiamato gruppo elettrogeno di emergenza. Un gruppo elettrogeno di emergenza può essere utilizzato sia come gruppo elettrogeno principale che come gruppo elettrogeno di riserva. Per fornire agli abitanti locali l'energia necessaria per la produzione e la vita quotidiana, i generatori diesel devono essere installati in aree come città, isole, aziende agricole forestali, miniere, giacimenti petroliferi, ecc., lontane dalla rete elettrica principale, o in impianti industriali e minerari. Un generatore di questo tipo deve funzionare senza interruzioni durante il normale funzionamento.
I gruppi elettrogeni diesel di riserva dovrebbero essere installati in infrastrutture critiche come progetti di difesa nazionale, centri di comunicazione, stazioni radio e stazioni di ripetizione a microonde. L'energia utilizzata in tali infrastrutture può essere fornita dalla rete elettrica principale. Tuttavia, in caso di terremoto, tifone, guerra o altre calamità naturali o cause antropiche che danneggino la rete elettrica comunale e provochino un'interruzione di corrente, è necessario che le apparecchiature di riserva installate si attivino rapidamente e continuino a funzionare senza interruzioni per un certo periodo di tempo. Per garantire il fabbisogno energetico di questi importanti progetti per un lungo periodo, questo tipo di gruppo elettrogeno di riserva è una tipologia comune. I generatori comunemente utilizzati hanno lunghi tempi di funzionamento e ampie variazioni nella curva di carico, pertanto la capacità, il numero, il tipo e il metodo di controllo delle unità differiscono da quelli per uso di emergenza.
Per ridurre l'usura e prolungare la durata di vita dell'unità, per i gruppi elettrogeni comunemente utilizzati si dovrebbero scegliere unità a velocità media e bassa, con una velocità di calibrazione pari o inferiore a 1000 giri/min. Come unità di riserva si possono utilizzare unità a velocità media o alta. Nelle centrali elettriche della stessa serie, si dovrebbero utilizzare unità dello stesso modello e della stessa capacità, in modo da poter utilizzare gli stessi pezzi di ricambio e semplificare la gestione della manutenzione. Per progetti con forti fluttuazioni di carico, si possono anche selezionare unità di capacità diverse della stessa serie. La determinazione della tensione di calibrazione in uscita del generatore è la stessa di quella del gruppo elettrogeno di emergenza, che di solito è di 400 V, ma per progetti con elevato consumo energetico e lunghe distanze di trasmissione, si possono utilizzare gruppi elettrogeni ad alta tensione.
Requisiti per l'ordinazione di un gruppo elettrogeno diesel
Quando si ordina un gruppo elettrogeno diesel dopo aver effettuato la selezione di cui sopra, di solito chiediamo di specificare quanto segue:
(1) Modello dell'unità, potenza nominale, frequenza nominale, tensione nominale, corrente nominale, numero di fasi, fattore di potenza, metodo di cablaggio, ecc.
(2) Requisiti di funzione e prestazione dell'automazione dell'unità.
(3) Requisiti relativi alla struttura, alle prestazioni e alle dimensioni di installazione del motore diesel, del generatore e del quadro di controllo.
(4) Requisiti per il funzionamento in parallelo delle unità: se si acquistano più unità contemporaneamente, dovranno funzionare in parallelo? Se è richiesto il funzionamento in parallelo, sarà necessario predisporre gli strumenti e i dispositivi di misura necessari per il funzionamento in parallelo?
(5) Requisiti per le apparecchiature ausiliarie dell'unità: molti produttori nazionali considerano come apparecchiature ausiliarie i serbatoi dell'acqua di raffreddamento (radiatori), i serbatoi del carburante, i silenziatori di scarico, le batterie, ecc.
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