Ключевые факторы, которые следует учитывать при выборе дизельного генератора.
При выборе устройства следует учитывать такие факторы, как механические и электрические характеристики, назначение устройства, грузоподъемность и диапазон колебаний нагрузки, функция автоматизации и т.д.
(1) Назначение устройства. Поскольку дизель-генераторные установки могут использоваться в трех ситуациях: нормальная работа, резервное питание и аварийное питание, различные области применения предъявляют разные требования к дизель-генераторным установкам.
(2) Нагрузочная способность. Нагрузочную способность и диапазон колебаний нагрузки следует выбирать в соответствии с областью применения, определяя индивидуальную мощность дизель-генераторной установки и мощность резервного дизель-генератора. (3)
Условия окружающей среды для данного объекта (в основном, высота над уровнем моря и погодные условия).
(4) Выбор дизельного генератора
(5) Выбор генератора и метода возбуждения
(6) Выбор функции автоматизации дизель-генератора
Критерии закупки дизельных генераторных установок
1. Требования к внешнему виду
(1) Габаритные размеры, монтажные размеры и размеры соединений дизель-генераторной установки должны соответствовать чертежам производителя, утвержденным в соответствии с установленной процедурой.
(2) Сварка узла должна быть прочной, а сварные швы — равномерными. Не должно быть дефектов, таких как проплавление, подрез, защемление и т. д., сварочный шлак и флюс должны быть удалены, лакокрасочное покрытие должно быть равномерным, без явных трещин или отслоений, гладким. Не должно быть пятен покрытия, ржавчины и т. д., а крепежные элементы корпуса не должны быть ослаблены.
(3) Электрооборудование дизель-генератора должно соответствовать принципиальной схеме, а точки подключения каждого провода агрегата должны иметь четкую маркировку, предотвращающую их отсоединение.
(4) Дизель-генератор должен иметь хорошо заземленные клеммы.
(5) Надпись на дизельном генераторе должна содержать полное содержание.
2. Сопротивление изоляции и прочность изоляции
(1) Сопротивление изоляции: Сопротивление изоляции между каждой независимой электрической цепью и землей, а также между цепями должно составлять 2 МОм или более.
(2) Прочность изоляции: Сопротивление изоляции между каждой независимой электрической цепью устройства и землей, а также между цепями должно составлять 2 МОм или более. Оно должно выдерживать испытательное напряжение переменного тока в течение 1 минуты без сбоев или мерцания.
3. Требования к последовательности фаз. Последовательность фаз клемм панели управления дизель-генераторной установки должна располагаться слева направо или сверху вниз, если смотреть с передней стороны панели управления.
4. Требования к поддержанию дизель-генераторов в рабочем состоянии: В агрегатах должна быть система отопления, обеспечивающая поддержание температуры масла и охлаждающей среды на уровне не ниже 15 °C во время аварийного запуска и быстрого увеличения нагрузки.
5. Проверка надежности автоматического пускового источника питания и автоматического отключения.
(1) Дизель-генератор может быть автоматически запущен после получения команды запуска от системы автоматического управления или дистанционного управления.
(2) Если устройство не запускается автоматически в третий раз, оно должно отправить сигнал о сбое запуска. Если предусмотрено резервное устройство, система запуска программы должна быть способна автоматически отправлять команду запуска другому резервному устройству.
(3) Время от выдачи команды автоматического запуска до подачи питания на нагрузку не должно превышать 3 минут.
(4) После успешного автоматического запуска дизель-генератора начальная нагрузочная способность не должна быть ниже 50% от калиброванной нагрузки.
(5) Для резервных блоков, используемых совместно с основной электросетью, после получения команды на отключение от автоматического управления или дистанционного управления дизель-генератор должен иметь возможность автоматически отключаться при возвращении электросети в нормальное состояние. Он может автоматически переключаться или автоматически отключаться, и способ его отключения должен соответствовать техническим условиям изделия.
6. Показатель успешности автоматического запуска. Показатель успешности автоматического запуска составляет более 99%.
7. Требования к диапазону настройки напряжения холостого хода. Диапазон настройки напряжения холостого хода устройства не должен быть меньше 95–105% от калибровочного напряжения.
8. Требования к автоматическому питанию. Устройство должно быть способно автоматически заряжать стартерную батарею.
9. Требования к автоматической защите. Устройство должно быть защищено от обрыва фазы, короткого замыкания (мощностью менее 250 кВт), перегрузки по току (мощностью менее 250 кВт), превышения скорости вращения, высоких и сухих температур, а также низкого давления масла.
10. Синусоидальное искажение формы сигнала линейного напряжения. При калибровочном напряжении и калибровочной частоте холостого хода синусоидальное искажение формы сигнала линейного напряжения должно быть <5%.
1. Отклонение напряжения при трехфазной асимметричной нагрузке
При трехфазной симметричной нагрузке в 25% дизель-генераторная установка должна нормально работать, если к любой фазе добавить резистивную нагрузку, составляющую 25% от калиброванной фазной мощности. Максимальное или минимальное значение линейного напряжения составляет 5% от среднего значения трех линейных напряжений.
12. Расход топлива. Калиброванная мощность устройства находится в диапазоне 120.
13. Расход дизель-генератора. Калиброванная мощность агрегата составляет >40 кВт, а расход агрегата ≤3.0 Г/кВт·ч.
Выбор аварийных дизельных генераторов
Аварийные дизель-генераторы в основном используются в критически важных местах; в случае аварийного или случайного отключения электроэнергии аварийная генераторная установка может быстро восстановить и продлить электроснабжение на определенный период времени. Этот тип электрической нагрузки называется первичной нагрузкой. Оборудование, приборы и компьютерные системы, предъявляющие строгие требования к времени отключения электроэнергии, должны быть оснащены, помимо генераторов, батареями или источниками бесперебойного питания (ИБП).
У аварийных дизельных генераторов есть две характерные черты.
Во-первых, они предназначены для аварийного использования и не требуют непрерывной работы в течение длительного времени, обычно всего несколько часов (до 12 часов). Аварийные генераторные установки в качестве резервных обычно находятся в режиме ожидания и начинают работать только при полном отключении основного электропитания, а также обеспечивают аварийную нагрузку после восстановления основного электропитания. После восстановления нормального основного электропитания они немедленно переключаются в режим отключения.
(1) Определение мощности генератора аварийного дизель-генератора
Калибровочная способность аварийных дизель-генераторных установок определяется как 12-часовая калибровочная способность, скорректированная с учетом атмосферного давления, и эта способность должна быть проверена на основе мощности генератора, способного обеспечить полную расчетную аварийную нагрузку и удовлетворить требованиям запуска. Для нагрузки первого уровня используется один двигатель максимальной мощности. Аварийные генераторы, как правило, представляют собой трехфазные синхронные генераторы переменного тока с калиброванным выходным напряжением 400 В.
(2) Определение количества аварийных дизельных генераторов
Если имеется несколько резервных генераторных установок, обычно устанавливается только одна аварийная дизель-генераторная установка, но для обеспечения надежности можно также подключить две параллельно. Количество аварийных генераторов обычно не должно превышать трех. При выборе нескольких установок следует стремиться к использованию комплектного оборудования одной и той же модели, мощности, с аналогичными характеристиками регулирования давления и скорости, а также с одинаковыми характеристиками используемого топлива для облегчения технического обслуживания и обмена запасными частями. Если для аварийного обеспечения используются две генераторные установки, устройство самозапуска должно позволять им работать в качестве резервных. То есть команда самозапуска выполняется после подтверждения отключения основного электропитания и перебоев в подаче электроэнергии с задержкой. Если первая установка самозапускается три раза подряд, в случае неудачи запуска должен быть отправлен сигнал тревоги, и второй дизель-генератор должен запуститься автоматически.
(3) Выбор аварийных дизель-генераторов
Аварийным службам следует выбирать дизель-генераторные установки с высокой скоростью вращения, наддувом, низким расходом топлива и одинаковой мощностью. Высокоскоростные дизельные двигатели с наддувом имеют большую мощность, чем один агрегат, и занимают меньше места. Дизельные двигатели должны быть оснащены электронными или гидравлическими регуляторами скорости с лучшими характеристиками регулирования скорости. Генераторы должны быть оснащены бесщеточными или фазоинверторными устройствами возбуждения. Шаговые двигатели более надежны и имеют меньшую частоту отказов, а при большей мощности одного кондиционера или мощности двигателя первичной нагрузки генераторные установки с возбуждением третьей гармоники более удобны для обслуживания и ремонта. Следует выбирать агрегат с амортизатором. Общее шасси выхлопной трубы должно быть оборудовано глушителем на выходе выхлопной трубы для снижения шумового воздействия на окружающую среду.
(4) Управление аварийными дизельными генераторами
Для управления аварийными генераторными установками необходимы устройства быстрого самозапуска и автоматического управления. При отключении основного электропитания аварийная установка должна быстро самозапускаться и восстанавливать электроснабжение. Допустимое время отключения основного питания составляет от более чем 10 секунд до нескольких десятков секунд и определяется в зависимости от конкретной ситуации. При отключении основного электропитания важного объекта необходимо предварительно выждать от 3 до 5 секунд, чтобы избежать кратковременных падений напряжения, а также время до отключения городской электросети или автоматического включения резервного питания, после чего подается команда на запуск аварийного генератора. Для запуска установки и достижения скорости, достаточной для работы при максимальной нагрузке после подачи команды, требуется время. В целом, для крупных и средних дизельных двигателей также требуется предварительная смазка и прогрев, чтобы обеспечить соответствие давления масла, температуры масла и температуры охлаждающей жидкости во время аварийной нагрузки требованиям заводских технических условий. Прогрев может проводиться заранее в зависимости от ситуации. Например, в системах связи в чрезвычайных ситуациях, при проведении важных дипломатических мероприятий в крупных отелях, при проведении массовых мероприятий в общественных зданиях в ночное время, при проведении важных хирургических операций в больницах и т. д., оборудование в обычное время должно быть предварительно смазано и находиться в прогретом состоянии, чтобы его можно было быстро запустить в любое время и минимизировать время простоя.
Для уменьшения механических и токовых воздействий при внезапном добавлении нагрузки после активации аварийного блока, рекомендуется ступенчато увеличивать аварийную нагрузку в соответствии с временным интервалом, соблюдая при этом требования к электроснабжению. Согласно национальным стандартам и военным стандартам, допустимая начальная нагрузка после успешного запуска автоматизированного блока определяется следующим образом: если калиброванная мощность меньше или равна 250 кВт, допустимая начальная нагрузка составляет не менее 50% от калиброванной нагрузки; если калиброванная мощность превышает 250 кВт, допустимая начальная нагрузка зависит от технических условий заводской продукции; если требования к мгновенному падению напряжения и переходному процессу нестрогие, внезапное добавление или удаление нагрузки в общем блоке не должно превышать 70% от калиброванной мощности блока.
Выбор наиболее часто используемых дизель-генераторных установок
Некоторые дизель-генераторные установки должны работать непрерывно в течение определенного периода времени или часто в течение длительного времени, чтобы служить общим источником питания для электрических нагрузок. Такой тип генераторной установки называется общей генераторной установкой. Общая генераторная установка может использоваться как в качестве основной, так и в качестве резервной генераторной установки. Для обеспечения местных жителей электроэнергией, необходимой для производства и повседневной жизни, дизель-генераторы необходимо устанавливать в таких местах, как города, острова, лесные хозяйства, шахты, нефтяные месторождения и т. д., удаленных от крупной электросети, или в промышленных и горнодобывающих предприятиях. Генератор должен работать бесперебойно в обычное время.
Резервные дизель-генераторные установки должны быть установлены на важных объектах, таких как объекты национальной обороны, коммуникационные узлы, радиостанции и микроволновые релейные станции. Электроэнергия, используемая на таких объектах, может поступать из основной электросети. Однако после землетрясения, тайфуна, войны или других стихийных бедствий или техногенных факторов, повреждающих городскую электросеть и вызывающих отключение электроэнергии, установленное резервное оборудование должно быть быстро запущено и продолжать работать бесперебойно в течение определенного периода времени. Для обеспечения длительного энергоснабжения этих важных объектов, такие резервные генераторные установки также являются распространенным типом генераторных установок. Генераторы, обычно используемые в настоящее время, имеют длительное время работы и большие изменения кривой нагрузки, поэтому мощность, количество, тип и метод управления агрегатами отличаются от тех, которые используются в аварийных ситуациях.
Для снижения износа и продления срока службы агрегата, в качестве генераторных установок следует выбирать средне- и низкоскоростные агрегаты с калибровочной скоростью 1000 об/мин или менее. Средне- или высокоскоростные агрегаты могут быть выбраны в качестве резервных. На одной электростанции следует использовать агрегаты одной модели и мощности для обеспечения использования одних и тех же запасных частей и упрощения управления техническим обслуживанием. Для проектов с большими колебаниями нагрузки можно также выбирать агрегаты различной мощности из одной серии. Определение калибровочного напряжения на выходе генератора аналогично определению напряжения аварийного генератора, которое обычно составляет 400 В, но для проектов с большим энергопотреблением и большой протяженностью линий электропередачи могут использоваться генераторные установки высокого напряжения.
Требования к заказу дизель-генераторных установок
При заказе дизель-генераторной установки после выбора вышеуказанных параметров мы обычно просим вас указать следующее:
(1) Модель устройства, номинальная мощность, номинальная частота, номинальное напряжение, номинальный ток, количество фаз, коэффициент мощности, способ подключения и т. д.
(2) Функциональные и эксплуатационные требования к автоматизированным блокам.
(3) Требования к конструкции, характеристикам и габаритам дизельного двигателя, генератора и панели управления.
(4) Требования к параллельной работе устройств: Если одновременно приобретается несколько устройств, потребуется ли их параллельная работа? Если требуется параллельная работа, потребуется ли подготовка измерительных приборов и устройств, необходимых для параллельной работы?
(5) Требования к вспомогательному оборудованию агрегата: Многие отечественные производители относят к вспомогательному оборудованию баки охлаждающей воды (радиаторы), топливные баки, глушители выхлопных газов, батареи и т. д.