Что такое дизельный генератор?

Что такое дизель-генератор и как он работает?

Дизель-генераторы – это очень полезные и нужные машины, поставляющие нам электроэнергию при отсутствии централизованного сетевого электроснабжения или во время отключения электропитания, предотвращая нарушение повседневной деятельности и деловой активности. Дизель-генераторы выпускаются в самых разных конфигурациях для использования во множестве различных ситуаций. В следующих разделах мы рассмотрим функции дизель-генератора, его основных компонентов, а также работу дизель-генератора в качестве вторичного источника электроэнергии в жилых и промышленных помещениях.

КАК РАБОТАЕТ ГЕНЕРАТОР?

Электрический генератор представляет собой устройство, преобразующим механическую энергию, полученную от внешнего источника, в электрическую энергию на выходе.

Важно понимать, что сам генератор на самом деле не “создаёт” электрическую энергию. Вместо этого, он использует механическую энергию, подаваемую в него от дизельного (или любого другого) двигателя, чтобы заставить электрические заряды в проводах его обмотки двигаться через внешнюю электрическую цепь. Этот поток электрических зарядов и представляет собой выходной электрический ток, поступающий от генератора. Этот механизм можно понять, сравнив генератор с водяным насосом, который выдаёт поток воды, но на самом деле не “создаёт” воду, протекающую через него.

Современный генератор работает на принципе электромагнитной индукции, открытой Майклом Фарадеем в 1831-32 годах. Фарадей обнаружил, что указанный выше поток электрических зарядов может быть вызван перемещением электрического проводника, который содержит электрические заряды, в магнитном поле. Это движение создает разность потенциалов между двумя концами провода или электрического проводника, которая, в свою очередь, заставляет электрические заряды течь, таким образом, генерируя электрический ток.

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ГЕНЕРАТОРА.

Основные компоненты автономного электрического генератора можно определить следующим образом (см. рисунок ниже):
(1) Двигатель
(2) Генератор
(3) Топливная система
(4) Регулятор напряжения
(5) Система охлаждения
(6) Система смазки
(7) Зарядное устройство
(8) Панель управления
(9) Несущая рама
(10) Система выпуска и глушения

Описание основных компонентов дизель-генератора.

(1) Двигатель


Двигатель является источником входной механической энергии для генератора. Размер и мощность дизельного двигателя прямо пропорциональны максимальной выходной мощности генератора. Есть несколько факторов, которые нужно иметь в виду, при оценке двигателя вашего генератора. Производитель двигателя обычно публикует всю информацию для правильной и безопасной эксплуатации своего изделия, а также полный перечень и графики его технического обслуживания.

(А) Тип используемого топлива.
Двигатели внутреннего сгорания для генераторов могут работать на разных видах топлива, таких как дизельное топливо, бензин, пропан (в сжиженном или газообразном виде), или природный газ. Небольшие и маломощные двигатели обычно работают на бензине, а более крупные – на дизельном топливе, жидком пропане или природном газе. Некоторые двигатели могут работать на двух видах топлива: на дизельном топливе и на природном газе.

(B) Чаще всего, двигатели внутреннего сгорания бывают с верхним расположением клапанов (OHV). Они отличаются от других двигателей тем, что впускные и выпускные клапаны двигателя расположены сверху, в головке цилиндра двигателя, а не на блоке двигателя. Двигатели OHV имеют ряд преимуществ по сравнению с другими системами:

  • компактный дизайн
  • простой механизм работы
  • прочность
  • удобство в обслуживании
  • низкий уровень шума во время работы
  • низкий уровень выбросов

Тем не менее, OHV-двигатели на сегодняшний день всё же являются более дорогими, чем двигатели других типов.

(C) Использование чугунных втулок (СНГ) в цилиндрах двигателя. Это уменьшает износ и обеспечивает долговечность двигателя. Большинство современных OHV-двигателей оснащены СНГ. Наличие чугунных втулок не сильно удорожает общую стоимость двигателя, но при этом играет важную роль в долговечности двигателя, особенно если вы должны использовать свой генератор часто или в течение длительного времени.

(2) Генератор переменного тока.


Генератор переменного тока, также известный как “alternator”, является важной частью всей системы и служит для преобразования механической энергии, подаваемой от двигателя, в электрическую энергию. Генератор содержит набор стационарных и подвижных частей, заключенный в общий корпус. Все компоненты работают совместно, чтобы обеспечить относительное перемещение проводников между магнитными и электрическими полями, которые, в свою очередь, генерируют электричество.

(А) Статор – это неподвижная часть генератора. Он содержит набор электрических проводников, уложенных особым образом на железном сердечнике.

(B) Ротор / Якорь – это подвижная часть электрогенератора, которая производит вращающееся магнитное поле в любым из следующих трех способов:

  • по индукции – они известны как бесщёточные генераторы и, как правило, используются в больших генераторов.
  • постоянными магнитами – этот способ реализован в небольшом количестве разработок.
  • при использовании возбудителя – небольшого источника постоянного тока (DC), который возбуждает ротор через узел контактных колец и щеток.

Ротор генерирует магнитное поле, движущееся вокруг статора, которое вызывает разность потенциалов между обмотками статора. Это приводит к появлению переменного тока (AC) на выходе генератора.

Ниже приведены факторы, которые необходимо иметь в виду при оценке генератора:

(А) Металлический или пластиковый корпус – полностью металлический дизайн обеспечивает прочность генератора. Пластиковые корпуса деформируются со временем и вызывают движение некоторых частей генератора, которые должны быть неподвижными. Это увеличивает износ и, что более важно, является опасным при эксплуатации.

(B) шарикоподшипники против игольчатых подшипников: шариковые подшипники являются более предпочтительными и долговечными.

(C) Бесщеточный дизайн – генератор, который не использует в своей конструкции щётки, требует меньше обслуживания, а также производит более “чистое” и стабильное электричество.

(3) Топливная система


Топливный бак обычно имеет достаточную ёмкость, чтобы обеспечить дизель-генератор в среднем на 6-8 часов работы. В маленьких генераторах топливный бак является частью рамы генератора или смонтирован на верхней части корпуса. Для коммерческих применений часто бывает необходимо установить внешний топливный бак большой ёмкости для обеспечения более длительной непрерывной работы без дозаправки. В общем случае топливная система включает в себя следующее:

(А) Трубопроводы из топливного бака к двигателю – линия подачи направляет топливо из бака в двигатель и обратной линии, направляющая топливо от двигателя обратно в бак.

(B) Вентиляционная труба для топливного бака – топливный бак имеет вентиляционную трубу, чтобы предотвратить наращивание давления или вакуума во время заправки и дренажа бака.

(C) Трубопровод перелива из топливного бака к дренажной трубе – Это необходимо, чтобы любое переполнение во время заправки бака не вызвало утечку топлива на генераторную установку.

(D) Топливный насос – перекачивает топливо из основного бака к двигателю. Топливный насос, как правило, имеет электрический привод.

(Е) Топливный водоотделитель / Топливный фильтр – служит для отделения воды и посторонних веществ от жидкого топлива, чтобы защитить другие компоненты генератора от коррозии и загрязнения.

(F) Топливные форсунки – служат для мелкодисперсного распыления жидкого топлива в необходимом количестве в камеру сгорания двигателя.

(4) Регулятор напряжения

Как следует из названия, этот компонент регулирует выходное напряжение генератора. Механизм его работы описан ниже по каждому компоненту, играющему важную роль в циклическом процессе регулирования напряжения.

(А) Регулятор напряжения осуществляет преобразование переменного тока в постоянный: регулятор напряжения отбирает небольшую часть с выхода генератора переменного тока и преобразует его в напряжение постоянного тока. После этого регулятор напряжения передает этот постоянный ток к набору вторичных обмоток в статоре, известных как обмотки возбуждения.

(В) Обмотки возбуждения: преобразование постоянного тока в переменный ток. Обмотки возбуждения функционируют аналогично первичным обмоткам статора и вырабатывают небольшое количество переменного тока. Обмотки возбуждения соединены с устройствами, которые называются вращающиеся выпрямители.

(С) Вращающиеся выпрямители служат для преобразования переменного тока, порожденного обмотками возбуждения, обратно в постоянный ток. Этот постоянный ток подаётся в ротор, чтобы создать электромагнитное поле, в дополнение к вращающемуся магнитному полю ротора.

(D) Ротор предназначен для преобразования постоянного тока в переменный ток: ротор на этом этапе начинает производить большее напряжение через обмотки статора, чем то, которое в настоящее время производит генератор.

Этот цикл продолжается до момента, когда генератор начнёт вырабатывать выходное напряжение, эквивалентное напряжению при его полной производственной нагрузке. В то время, когда напряжение на выходе генератора увеличивается, регулятор напряжения начинает производить меньше постоянного тока. После того, как генератор достигает полной мощности, регулятор напряжения достигает состояния равновесия и теперь производит просто достаточное количество постоянного тока для поддержания выхода генератора на полном рабочем уровне.

Когда нагрузка на генератор возрастает, его выходное напряжение немного понижается. Это заставляет регулятор напряжения действовать и снова начинать описанный выше цикл. Цикл продолжается снова до выхода генератора на свою полную рабочую мощность.

(5) Система охлаждения

Непрерывное использование дизель-генератора вызывает нагревание различных его компонентов из-за тепла, выделяемого при сгорании топлива. Важно иметь систему охлаждения и вентиляции для полного отвода тепла, выделяемого в процессе работы.

Пресная вода довольно часто используется в качестве хладагента для генераторов, но её использование в основном сводятся к конкретным ситуациям, таким как в небольших генераторах в городских условиях или, наоборот, очень больших установок мощностью 2250 кВт и выше. Иногда в качестве хладагента для обмоток статора крупных генераторных агрегатов используется водород, так как он более эффективно поглощает тепло по сравнению с другими охлаждающими жидкостями. Водород отводит тепло от генератора и передает его через теплообменник во вторичный контур охлаждения, который содержит дистиллированную воду в качестве охлаждающей жидкости. Вот почему очень большие генераторы часто имеют большие градирни рядом с ними. Для большинства других распространенных приложений, как жилых так и промышленных, в качестве основной системы охлаждения, как правило, работает стандартный радиатор и воздушный вентилятор, установленный на дизель-генератор.

Очень важно проверять уровни охлаждающей жидкости генератора ежедневно. Система охлаждения и водяная помпа требуют регулярной промывки во время проведения регламентного техобслуживания: в рекомендациях производителей указывается соответствующее количество мото-часов. Дизель-генератор должен быть установлен в хорошо проветриваемом помещении, имеющем подачу свежего воздуха.

(6) Система смазки


Поскольку дизель-генератор содержит множество подвижных деталей в двигателе, он требует смазки, чтобы обеспечить бесперебойную работу в течение длительного периода времени. Двигатель генератора смазывается маслом, находящимся в картере двигателя и в масляных фильтрах. Требуются регулярные проверки уровня смазочного масла через каждые 8 ​​часов работы дизель-генератора.Также необходимо проверить установку на наличие любых утечек и проводить замену смазочного масла при наработке мото-часов, указанных производителем двигателя.

(7) Зарядное устройство


Запуск дизель-генератора чаще всего происходит от батарейного питания. Зарядное устройство позволяет сохранить аккумуляторные батареи полностью заряженными с помощью “плавающего” напряжения. Если это напряжение будет низким, батарея будет оставаться разряженной. Если зарядное напряжение очень высоко, то это сокращает срок службы аккумуляторной батареи. Зарядные устройства, как правило, изготовлены из нержавеющей стали, чтобы предотвратить коррозию. Они также полностью автоматические и не требует каких-либо корректировок или настройки должны. Выходное напряжение зарядного устройства обычно устанавливается на уровне 2,33 В на элемент для свинцово-кислотных аккумуляторов. Зарядное устройство имеет изолированный выход напряжения постоянного тока для предотвращения влияния на нормальное функционирование генератора.

(8) Панель управления


Панель управления – это пользовательский интерфейс дизель-генератора. Панели от разных производителей имеют различные возможности и функции. Некоторые из этих возможностей перечислены ниже.

(A) Электрический запуск и выключение – панели управления с автоматическим запуском позволяют автоматически без участия оператора запустить дизель-генератор во время аварийного отключения основного электропитания, контролировать параметры генератора во время его работы и автоматически заглушить установку, когда она больше не требуется.

(B) Датчики двигателя – различные датчики показывают оператору такие важные параметры, как давление масла, температура охлаждающей жидкости, напряжение батареи, скорость вращения двигателя и продолжительность работы. Постоянное измерение и мониторинг этих параметров позволяют иметь встроенную функцию отключения дизель-генератора, когда любой из параметров выйдет за пределы соответствующих пороговых уровней.

(C) Датчики генератора – панель управления также имеет индикаторы и счетчики для измерения выходного тока, напряжения, рабочей частоты и других параметров выработки электричества.

(D) Другие виды контроля – селектор переключения фаз, переключатель частоты и переключатель управления двигателем (ручной режим, автоматический режим) и многие другие.

(9) Несущая рама

Все генераторы, переносные или стационарные, имеют специально приспособленные корпуса, рамы или кожухи, которые обеспечивают структурную базу. Рама также позволяет заземлять всю установку для обеспечения безопасности. Рама обеспечивает необходимую конструктивную жесткость всей конструкции и предназначена для закрепления отдельных агрегатов, механизмов и систем. К ней также могут прикрепляться шумозащитные экраны, кожухи для защиты от атмосферных осадков и другие элементы. Довольно часто в качестве кожухов для мощных дизель-генераторов используются специально доработанные морские контейнеры.

(10) Выхлопная система и глушитель


Выхлопные газы выпускаемые дизель-генератором, так же, как и выхлопные газы от любого другого дизельного или бензинового двигателя содержат высокотоксичные химические вещества, которые должны быть надлежащим образом отведены от установки. Следовательно, важно установить соответствующую выхлопную систему. Эта важная система не может быть переоценена, потому, что отравление угарным газом остается одним из самых распространенных причин для смерти людей в районах пострадавших от стихийных бедствий, где работает большое количество дизель-генераторов, потому что люди, как правило, даже не думают об этом, пока не станет слишком поздно.

Выхлопные трубы обычно изготавливаются из чугуна, кованого железа или стали. Они должны быть расположены отдельно от дизель-генератора и не должны быть жестко связаны с двигателем генератора. Выхлопные трубы, как правило, связываются с двигателем при помощи гибких соединителей чтобы свести к минимуму вибрации и предотвратить повреждения выхлопной системы дизель-генератора. Выхлопная труба заканчивается на открытом воздухе и должна быть удалена от дверей, окон и других проемов в доме или здании. Необходимо убедиться, что к выхлопной системе вашего дизель-генератора не подключена к какая-либо другая техника.
Кроме отвода выхлопных газов, эта система выполняет ещё одну очень важную функцию – понижение уровня шума дизельного двигателя. В её состав всегда включается один или несколько глушителей, чтобы довести громкость до регламентированных законодательством и различными нормативами величин.

Дизельный генератор: устройство, принцип работы, виды, критерии выбора

Из-за аварий, случающихся в электрической сети, прекращается работа всех электроприборов, потребляющих электрическую энергию для обеспечения жизнедеятельности человека. Выход из ситуации – в резервном электроснабжении дома, офиса, учреждения или производственного предприятия. Надёжным автономным источником электроэнергии является дизель генератор – мини электростанция, работающая на дизельном топливе.

Установка автономного электроснабжения решает проблему с обеспечением резервного питания подключённого оборудования. Мини электростанция позволяет сохранить непрерывный процесс функционирования дорогостоящей аппаратуры, включая медицинское оборудование и охранные системы. Применение дизельных генераторов с функцией автоматического запуска гарантирует сохранение скоропортящихся продуктов, хранящихся в холодильниках на складах и в продовольственных магазинах.

Устройство и принцип работы

Конструкция стационарных и передвижных (см. рис.1) дизельных электростанций предусматривает наличие в них двух основных рабочих механизмов: генератора электрического тока (1) и ДВС (2). Эти детали расположены на жёсткой раме (3) и соединены между собой таким образом, что вал ротора и коленвал дизельного двигателя находятся на одной оси.

Рис. 1. Переносной стартерный дизель генератор

В зависимости от типа модели и марки электроустановки станции оборудуются дополнительными элементами и рабочими узлами:

  • панелями управления различной сложности;
  • системами шумоподавления;
  • радиаторами с вентиляторами (для ДВС с водяным типом охлаждения);
  • аккумуляторами (4) (см. рисунок 1), стартерами и устройствами для автоматического запуска;
  • защитными панелями от бокового дождя;
  • системами защиты обслуживающего персонала и другими конструктивными элементами.

Мощные промышленные дизельные генераторы, например, станции марки WattStream (рис. 2), размещаются в специальных защитных контейнерах с дополнительным оборудованием.

Рис. 2. Стационарная электростанция для промышленных нужд

В основе принципа работы лежит процесс преобразования механической энергии, выработанной дизельным двигателем, в электрический ток. Источником электроэнергии является генератор, который приводится в действие дизельным двигателем. Момент силы от вращения коленчатого вала ДВС передаётся на ротор генератора (альтернатора). В результате взаимодействия магнитных полей возникает ЭДС. В обмотках статора появляется переменный ток.

Читайте также:  Монтаж буровых установок

Частота тока поддерживается путём обеспечения стабильных оборотов двигателя. Для этого в конструкции дизель генераторов предусмотрен механизм стабилизации скорости вращения коленвала. При возрастании нагрузки увеличивается подача дизельного топлива в камеры сгорания, в результате чего мощность ДВС возрастает. Когда нагрузка падает – двигатель также сбрасывает обороты до заданного уровня.

Виды и варианты исполнения

В продаже можно встретить сотни различных моделей дизельных генераторов. Но, несмотря на такое разнообразие, их можно классифицировать по нескольким основным признакам:

  • типу альтернатора, вырабатывающего электроток;
  • мощности агрегата;
  • количеству фаз на выходе;
  • способу охлаждения;
  • принципу запуска дизельного двигателя (ручной либо электрический стартер, автоматический пуск при отсутствии напряжения в электрической сети);
  • варианту исполнения (переносной или стационарный агрегат).

Остановимся более подробно на видах применяемых альтернаторов. Поскольку они генерируют ток, то полезно будет знать некоторые нюансы в работе самих генераторов.

Альтернаторы бывают двух видов: синхронные и асинхронные. Главное их отличие кроется в конструкции ротора. Якоря синхронных генераторов имеют обмотки. Для их возбуждения необходимо подать постоянный ток. Его можно взять из независимого источника либо снять часть напряжения с обмоток статора и выпрямить его.

В альтернаторах средней и большой мощности устанавливают на валу независимый генератор постоянного тока, который используется для возбуждения катушек ротора. Напряжение подаётся через щётки на кольца якоря. Поэтому синхронные генераторы ещё называют щёточными альтернаторами. Большое преимущество таких альтернаторов в том, что они обладают функцией регулятора напряжения.

Схема строения синхронного генератора показана на рисунке 3. Красным цветом обозначены контактные кольца (1), а сверху видны щёткодержатели (2). Хорошо видна полюсная катушка ротора (зелёный цвет).

Рис. 3. Схема синхронного дизель генератора

Альтернатор синхронного типа обеспечивает стабильные параметры напряжения при различных допустимых нагрузках. Отклонение в любую сторону не превышает 5%. Это достигается благодаря применению регулятора напряжений. На выходе генератора снимается высококачественный электрический ток.

Роторы асинхронных генераторов лишены проволочных катушек. Функции обмоток выполняют короткозамкнутые, чаще всего алюминиевые полосы, впрессованные в магнитопровод. По сути, они образуют сплошную массивную болванку. Плюсом такой конструкции является то, что для возбуждения не требуется подача постоянного тока. Достаточно токов самонаводки.

Ещё достоинства:

  • нет щёток;
  • компактные габариты и небольшой вес;
  • невосприимчивость к коротким замыканиям (они просто перестают вырабатывать электроэнергию);
  • низкая цена.

К сожалению, у этих генераторов есть серьёзный минус в технических характеристиках – ток низкого качества на выходе. Напряжение нестабильно и может колебаться в пределах больше 10%. Во многих случаях это не существенно, однако для питания точной аппаратуры и электронных устройств применять такие генераторы не желательно.

А вот для сварочных аппаратов они пригодны и даже желательны, при условии, что их мощности достаточно для подключения этих устройств. Существуют даже специальные сварочные генераторы на базе асинхронных альтернаторов (Рис. 4).

Рис. 4. Сварочный дизельный генератор

По способу охлаждения электростанции делятся на два типа: с жидкостным и воздушным охлаждением. Наличие водяного охлаждения позволяет двигателю длительное время работать при больших нагрузках. В частности такие двигатели выпускает японская фирма KUBOTA. На базе своих дизелей производитель поставляет на рынок очень надёжные дизельные генераторы, бренд которых завоевал всемирную известность.

Применение

В качестве резервных источников в снабжении электроэнергией дизельные генераторы нашли применение во многих сферах:

  • в коттеджных городках и на дачах;
  • на строительных площадках;
  • в заведениях общественного питания;
  • на автозаправочных станциях;
  • на СТО, в производственных цехах, магазинах, фермерских хозяйствах, больницах, а также для обслуживания многих других объектов.

В отличие от бензиновых моделей дизельные электростанции оказались более надёжными. Их эффективность выше, а срок эксплуатации более длительный. Дизельные станции менее прихотливы и просты в обслуживании. Они отличаются:

  • высоким КПД;
  • меньшим расходом топлива;
  • устойчивостью к повышенным нагрузкам;
  • большим ресурсным запасом;
  • длительностью непрерывной работы.

Всё это способствует росту популярности дизельных моделей генераторов.

Критерии выбора

  1. При покупке мини электростанции определитесь, в первую очередь, какие задачи вам предстоит решать. От этого зависит выбор типа альтернатора, его мощности и уровня автоматизации. Для резервного питания частного дома подойдёт дизель генератор мощностью от 3 до 5 кВт. Желательно с синхронным альтернатором, который обеспечивает стабильную работу компьютера и прочих электронных устройств. Например, PRORAB 3000 D.
  2. При выборе мощности ДГУ учитывайте не только предполагаемую суммарную нагрузку всех электрических приборов, а также тип нагрузки: тепловая или реактивная. К тепловой относятся нагрузки нагревательных приборов, а к реактивной – ёмкостные и индуктивные.
  3. При расчётах, к суммарной нагрузке прибавляйте 15 – 20% мощности. Реактивную нагрузку подсчитать немного сложнее, так как в ней учитывается так называемый коэффициент Косинус ФИ. Он различен для разных инструментов и моторов (указывается в паспорте). Чтобы вычислить реальную нагрузку надо мощность разделить на cos(Fi).
  4. Существуют ещё стартовые нагрузки электромоторов. При запуске они могут в 6 – 9 раз превышать номинальную нагрузку двигателя. Поэтому выбирайте генераторы с достаточным запасом мощности.
  5. Если вы не планируете использовать установку для обеспечения питания насосов теплоснабжения, камер слежения и охранной сигнализации, то вряд ли стоит тратить дополнительные деньги на сложную аппаратуру автоматического включения. Запустить мотор ручным стартером не составляет никакого труда.
  6. Нет надобности в автоматике для мобильных дизельных генераторов, используемых в условиях полного отсутствия электроснабжения. Если установка применяется только для освещения и для обеспечения работы электродвигателей и различных инструментов – смело выбирайте более дешёвый вариант с асинхронным альтернатором.
  7. Дизельный генератор, который вы планируете использовать вне помещения в качестве основного источника питания, выбирайте с хорошо защищённым кожухом, а ещё лучше – модель в шкафном исполнении.
  8. Трёхфазные генераторы преимущественно используются в производственных целях. Но если вы пользуетесь трёхфазным оборудованием, то конечно такие модели для вас.
  9. Что касается брендов и производителей, то выбор за вами. Сегодня даже наши отечественные дизель генераторы не сильно уступают зарубежным, хотя цены их более демократичны. Можно посоветовать наш ВЕПРЬ или Prorab. Неплохо зарекомендовали себя генераторы фирмы SDMO.

Правила эксплуатации и обслуживания

Дизельные двигатели довольно неприхотливые и выносливые. Их обслуживание в основном заключается в своевременной замене масла и контроле уровня дизельного топлива в баке. Дополнительного контроля требует водяное охлаждение, если оно есть. Необходимо вовремя доливать воду или тосол, во избежание перегрева ДВС.

Особое внимание обращаем на обслуживание дизельных генераторов, оборудованных пусковой автоматикой. Учитывая то, что двигатель запускается стартером от аккумуляторной батареи, необходимо следить за состоянием этих деталей. При разрядившемся аккумуляторе двигатель просто не сможет запуститься в нужный момент. А это чревато далеко идущими последствиями.

Асинхронный альтернатор обслуживания не требует на протяжении всего срока службы. А вот синхронный генератор со щётками требует к себе внимания. Замена щёток – стандартная процедура. Сроки замены зависят от интенсивности эксплуатации. Обычно раз в 2 – 4 года.

Старые модели синхронных альтернаторов слабо защищены от попадания пыли на щёточный механизм. Это приводит к повышенному износу деталей генератора. Своевременное техническое обслуживание продлит срок службы генератора, защитит вашу электротехнику от непредвиденных ситуаций.

Дизельные электростанции (ДЭС)

Что такое дизельная электростанция?

Дизельная электростанция – это стационарная или подвижная энергетическая установка, оборудованная электрическим генератором с приводом от дизельного двигателя внутреннего сгорания, существуют также электростанции с приводом от бензинового двигателя.

Возможны стационарный и подвижные варианты исполнения дизельной электростанции. Бензиновый двигатель обойдется Вам заметно дешевле, однако дизельный прослужит дольше и гораздо более экономичен в эксплуатации.

Дизельные электрические станции применяют в качестве автономного, резервного или аварийного источника электропитания потребителей электроэнергии как в стационарных условиях, так и в передвижных установках (на автомобилях, прицепах, энергопоездах).

Основным элементом передвижных и стационарных ДЭС является дизель-генератор, собранный на общей сварной раме. Первичный двигатель-дизель и генератор, который служит для преобразования механической энергии двигателя в электрическую, соединены между собой жесткой муфтой.

В качестве первичных двигателей в основном применяют бескомпрессорные четырех- и двухтактные дизели мощностью 5-2000 л.с., имеющие частоту вращения 375-1500 об/мин.

Дизели комплектуются синхронными генераторами трехфазного переменного тока.

Термины дизельная электростанция, дизельэлектрический агрегат и дизель-генератор – это несколько разные понятия:

  • дизель-генератор — устройство, состоящее из конструктивно объединённых дизельного двигателя и генератора.
  • дизельэлектрический агрегат в свою очередь включает в себя дизель-генератор, а также вспомогательные устройства: раму, приборы контроля, топливный бак.
  • дизельная электростанция — это стационарная или передвижная установка на базе дизельэлектрического агрегата, дополнительно включающая в себя устройства для распределения электроэнергии, устройства автоматики, пульт управления, комплекты ЗИП.

Наряду с централизованным способом электроснабжения потребителей от сетей энергосистем в ряде случаев необходимо предусматривать местные источники электроснабжения. К ним относятся дизельные электростанции, которые широко используются также в качестве резервных установок, обеспечивающих электрической энергией потребителей при отключении питания в случае аварий на линиях энергосистемы. Для потребителей с повышенными требованиями к бесперебойности электроснабжения установка резервных источников электроснабжения обязательна.

Виды и варианты исполнения дизельных электростанций (ДЭС)

синхронный и асинхронный

Отличаются по способу получения электромагнитного поля, необходимого для выработки электроэнергии. Асинхронные являются более надёжными, долговечными и не создают радиопомех, но без встроенной системы “стартового усиления” они плохо переносят длительные перегрузки, в отличие от синхронных.

однофазные и трёхфазные

Трёхфазные способны выдавать напряжение как 220В так и 380В, а однофазные только одно из них. Кроме того трёхфазные электростанции имеют более высокий КПД.

портативные, передвижные, стационарные

Отличие в способности дизельной электростанции к перемещению. Передвижные электростанции применяются как мобильные источники электроснабжения.

электростанции открытого исполнения

Базовое исполнение электростанции, предназначено для размещения электроустановки в специально оборудованном помещении.

электростанции в кожухе

Кожух предназначен для защиты электростанции от неблагоприятных условии окружающей среды, от пыли, осадков.

контейнерные

Монтаж электростанции в блок контейнер осуществляется для эксплуатации установки в тяжелых климатических условиях.

высоковольтные с применением высоковольтных генераторов

Генерация электроэнергии высокого напряжения без применения повышающих трансформаторов.

высоковольтные с применением повышающих трансформаторов

Для получения электроэнергии 6,3 кВ и 10,5 кВ необходимо размещение повышающих трансформаторов.

Устройство дизельной электростанции

Основным элементом дизельной электроустановки (станции или агрегата) является дизель-генератор, состоящий из дизельного двигателя, электрического генератора трехфазного переменного тока, систем охлаждения, смазочной, топливоподачи и пультов управления.

На дизельных электростанциях применяют генераторы типов СГД (синхронный генератор, дизельный), ЕСС (единой серии с самовозбуждением), ЕС (единой серии), МСД открытого и МСА защищенного исполнения с самовентилированием и др.

Помимо дизель-генератора ДЭС включает в себя:

  • системы охлаждения дизеля с насосами, баками и трубопроводами;
  • системы питания топливом дизеля с топливными баками, насосами и трубопроводами;
  • системы смазки дизеля с масляными баками, масляными радиаторами, насосами и маслопроводами;
  • системы запуска дизеля с электрическим стартером, аккумуляторной батареей и зарядным генератором или воздушным с баллонами компрессором, пусковыми клапанами и трубопроводами;
  • системы подогрева дизеля с подогревателями, лампами и змеевиками для подогрева, отопительно-вентиляционными установками;
  • щиты управления, защиты и сигнализации дизель-генераторов с комплектом соединительных кабелей;
  • щиты распределения электроэнергии от ДЭС к потребителю;
  • аккумуляторную батарею с выпрямителями для ее подзаряда, которая служит для запуска дизеля и питания постоянным током схем управления, сигнализации, цепей возбуждения.

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.).

Область применения дизельных электростанций:

  • Дизельные электростанции могут использоваться в качестве основных источников питания, при отсутствии централизованного электроснабжения, а также в качестве резервных источников питания, в аварийном режиме, в случае временного отсутствия тока в электросети.
  • Дизельные электростанции применяются в коммерческих и социальных организациях, специальных службах и частном секторе:
  • загородные дома, коттеджи;
  • строительные компании, подрядные организации;
  • торговые организации, магазины, автомойки, автозаправки;
  • МВД, МЧС, аварийные службы, службы ЖКХ;
  • больницы, школы, детские сады.

Дизельные электростанции мобильны, автономны, поэтому широко используются в труднодоступных районах, а также для электроснабжения сельскохозяйственных потребителей. В настоящее время дизель-генераторы используются в качестве резервных аварийных источников питания систем собственных нужд АЭС и крупных ГРЭС.

Читайте также:  Что такое механизированная сварка

Дизельные электростанции (ДЭС)

Довольно часто возникают ситуации, когда из-за отсутствия централизованного электроснабжения приходится использовать различные виды альтернативных источников электроэнергии. К этой категории относятся и дизельные электростанции, хорошо зарекомендовавшие себя среди потребителей при аварийных отключениях энергетической системы.

Типовая конструкция установок на дизтопливе

Конструктивно, все дизельные генераторы относятся к категории многопрофильных устройств с моторами ДВС. Станции производятся двух видов, предусматривающих неподвижное и мобильное применение, в зависимости от эксплуатационных условий.

Практически все дизельные электростанции – представляют собой достаточно сложный механизм, собранный из различных частей и компонентов.

Основными составляющими ДЭС являются:

  • Дизельный двигатель четырехтактный. Число цилиндров колеблется от 1 до 8 и соответствует заявленной производительности агрегата.
  • Топливная система и аппаратура для закачки воздуха. Внутрь двигателя компоненты смеси поступают раздельно. Дизтопливо через форсунки распыляется внутрь цилиндра топливным насосом, а нагнетание воздуха осуществляется турбокомпрессором. Под действием давления происходит сильный нагрев воздуха, воспламеняющего распыленное топливо.
  • Охлаждающая система, отводящая излишки тепла от разогретых деталей и поддерживающая необходимый уровень температуры. В роли охлаждающей жидкости выступает вода или антифриз. Ее движение внутри водяной рубашки происходит по специальным каналам, под давлением, создаваемым водяным насосом. В конце полного круговорота охлаждающая жидкость возвращается в радиаторную емкость и снижает температуру под действием лопастей вентилятора.
  • Генераторная установка. Производит электрический ток и, в зависимости от модификации, бывает одно- (220 В) или 3-х фазного (380 В и выше) типа.
  • Автоматическая система управления. Более известна как система автоматического ввода резерва. Данная аппаратура выполняет самостоятельное включение генератора без участия оператора.
  • Топливный бак. Достаточно вместительный резервуар объемом на 200-300 литров.
  • Рама. Металлический каркас, на котором размещаются все узлы и детали. В местах креплений установлены демпферные прокладки, обеспечивающие защиту от вибрационных колебаний.
  • Контейнерная емкость, он же кожух. Устанавливается поверх всей конструкции, защищает станцию от внешних негативных воздействий. Снижает уровень шума, производимого во время работы.

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.

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%.

Конструктивные особенности

Как уже отмечалось, все электроустановки с дизельными моторами бывают передвижного (АД) или неподвижного позиционного (АСД) типа. Станции, оборудованные автоматикой, имеют в маркировке еще одну литеру А.

Передвижные дизельные электростанции монтируются на прицепах легковых и грузовых авто или других наиболее подходящих средствах передвижения, оборудуются капотом. Нередко они устанавливаются непосредственно в кузов. Таким образом, обеспечивается защита от осадков и других отрицательных влияний, возможных на открытом воздухе. Каждая станция представляет собой комплектную электроустановку, содержащую отдельные блоки и узловые части, установленные на единую рамную конструкцию.

Электрические станции мобильного типа стабильно работают вне помещений в диапазоне температур от минус 50 до плюс 40 градусов. Они невосприимчивы к тряске и вибрации, обеспечены соответствующей защитой. На мобильные ДЭС устанавливаются разные типы моторов, работающих на дизтопливе. В большинстве случаев, это дизельные электростанции АД или АСДА с производительностью от 30 до 100 кВт.

Для размещения и обустройства крупных неподвижных электростанций используются вагоны, специально оборудованные для этого и, при необходимости, объединяемые в целые энергопоезда. Кроме вагонов, используются закрытые помещения, находящиеся на минимальном расстоянии от обслуживаемого объекта или нагрузки. Установка оборудования производится на заранее подготовленный фундамент.

В соответствии с конкретной модификацией, устройства среднего уровня оборудуются дизельными моторами с номиналами производительности 110, 220, 330, 440 и 735 киловатт. Более крупным установкам требуются двигатели, способные выдавать 2200 кВт и выше.

Наиболее оптимальной температурой для стационарных дизельных установок считается диапазон в пределах 8-40 градусов. Высота места установки над уровнем моря должна быть не более 1000 метров, а показатель влажности воздуха – 98%. В этих условиях станции вырабатывают наиболее качественную электроэнергию и они более щадящие, чем для передвижных электроустановок.

Классификация ДЭС

Существует множество модификаций этих агрегатов, которые в соответствии со своими характеристиками условно разделяются на несколько категорий.

Тип и конструкция корпуса

  • В открытом исполнении. Устанавливаются внутри помещений, не подверженных внешним воздействиям, оборудованных системами вентиляции, отопления, средствами тушения пожара, аварийной сигнализацией. Используются только в неподвижном варианте.
  • Закрытые кожухом. Отдельная металлоконструкция закрывает снаружи дизель-генераторную установку. Обеспечивает шумоизоляцию и защиту от дождя, снега, пыли и низких температур. Могут использоваться вне помещений. Как правило, они обладают малыми габаритами и невысокой мощностью.
  • Контейнерные. В этом случае все технологические приспособления и оборудование размещается в специальной емкости контейнерного типа или блок-боксе. Металлическая конструкция изнутри обшита утеплителем, а снаружи покрыта антикоррозийными составами. Кроме основных компонентов, внутри находятся системы вентиляции, отопления и другое оборудование для жизнеобеспечения станции. Это позволяет выполнить запуск сразу же после ее прибытия на объект.

Мобильность

  • Стационарные установки, они же автономные дизельные электростанции. Их основными положительными качествами являются высокая энергетическая производительность и широкий диапазон потенциальных возможностей. Монтируются внутри помещений в открытом виде.
  • Мобильные электрические станции. Закрываются специальным защитным кожухом или помещаются в контейнер и устанавливаются на отдельное шасси. Могут перевозиться на любые расстояния.
  • Портативные модели дизель-генераторов. Обладают невысокой производительностью и маленькими габаритами. Нашли свое применение на дачах, в загородных домах и коттеджах.

Мощность

  • Бытовые электроустановки. Используются в виде различных источников питания – основных или резервных. Их производительность находится в пределах 8-50 кВт.
  • Дизельные генераторы для промышленности. Диапазон мощностей более широкий, в пределах 50-1600 кВт. Применяются на производстве, в строительстве, в котельных и других участках с большими объемами энергопотребления.

Тип управления

  • Ручное. Пуск и отключение станции выполняются кнопкой, нажимаемой вручную. Тем не менее, базовая контрольная аппаратура имеется. Единственным недостатком таких установок является необходимость в постоянном дежурстве оператора.
  • Автоматический ввод резерва. Обеспечивает самостоятельное включение станции при отключении напряжения в стационарной сети. После возобновления подачи питания установка автоматически отключается. Функциональные возможности у разных моделей могут отличаться, поэтому в некоторых случаях может понадобиться оператор.
  • Дистанционное управление. Выполняется через подключенный компьютер. Такая система позволяет осуществлять контроль электроснабжения сразу нескольких объектов.

Техническое обслуживание и рекомендации по эксплуатации

При постоянном и продолжительном использовании установок необходимо соблюдать правила технической эксплуатации дизельных электростанций. Обслуживание проводится специально обученным персоналом. Лица, допущенные к использованию станций, должны хорошо знать принципы их работы, конструктивные отличия и особенности, потенциальные возможности контрольно-управляющих систем.

Периодически все работники, выполняющие обслуживание дизельных электростанций обязаны сдавать экзамены по должностным инструкциям, охране труда и безопасному использованию установок. По итогам экзаменов выдается удостоверение, разрешающее выполнение работы в должности оператора электростанции.

При выполнении обслуживания дизельных станций выполняются следующие действия:

  • Перед пуском двигателя в соответствии с ПТЭД проводится внешний осмотр установки. На все движущиеся детали устанавливаются защитные экраны. В устройстве должны отсутствовать видимые повреждения и потеки ГСМ. Масло в двигателе заранее прогревается до 35 градусов. За счет этого облегчается пуск, увеличивается срок эксплуатации.
  • После перехода в рабочий режим нужно регулярно выполнять контроль над показателями уровня масла в системе смазки. Допустимая естественная убыль составляет 100 г на каждые 100 часов отработанные агрегатом.
  • Узлы регулярно очищаются от пыли и грязи, накопившейся за прошедший период, удаляются масляные следы и потеки. Таким образом, электростанция не перегревается, продлевается срок ее службы.
  • Следует контролировать нагрузку, чтобы число потребителей не превысило номинальную мощность генератора. По этой причине генераторная установка чаще всего перегружается и перестает нормально работать, вплоть до полной остановки. Работа без нагрузки свыше 30 минут также отрицательно влияет на ресурс деталей, вызывая их преждевременный износ.
  • В случае вынужденного простоя генератора на протяжении долгого времени, рекомендуется хотя-бы 1 раз в месяц запускать его на 1 час.

Производители и торговые марки

Российский рынок дизель-генераторов представляет продукцию отечественных и зарубежных производителей.

Наибольшей популярностью пользуются изделия, изготовленные в следующих странах:

  • США. Представлена торговыми марками Cummins, Caterpillar, John Deere, отличающимися удобством пользования, практичностью, экономичностью и высоким эксплуатационным ресурсом. Эти дизельные электростанции они же ДЭС, изготавливаются для промышленных и бытовых нужд, с широким диапазоном мощностей.
  • Великобритания. Продукция этой страны известна благодаря таким торговым маркам, как Wilson и Perkins. Последняя производит двигатели и дизельные генераторы, поставляемые многим другим фирмам.
  • Россия. В производстве установок используются импортные и отечественные комплектующие. Одной из ведущих компаний является Азимут, выпускающий различные виды электростанций и генераторов. Поставщиками дизелей являются ЯМЗ – Ярославский моторный завод и ТМЗ – Тутаевский моторный завод в Ярославской области.

Дизельные генераторы для дома: критерии выбора

Владельцы индивидуальных домов очень часто сталкиваются с проблемами энергоснабжения, особенно на этапах строительства. Для них вопрос автономного электропитания является жизненно важным, не только работая по временной схеме пользования, но и по постоянной. В этой ситуации перед собственником встает вопрос выбора генератора. Для серьезных задач электроснабжения дома с большим количеством электроприборов – выбор на стороне дизеля. Дизельные генераторы для дома (ДГ) предназначены для автономной выработки электричества, сжигая при этом дизельное топливо.

Устройство и принцип работы

Дизельный генератор представляет собой комбинацию дизельного двигателя и генератора переменного тока или электрического генератора, который вырабатывает электрическую энергию.

Принцип работы дизель-генератора основан на законе преобразования энергии: «Энергия не может быть ни создана, ни уничтожена, но может быть преобразована из одной формы в другую». Во время сгорания топлива химическая энергия преобразуется в тепло и силу. Эта сила известна как механическая энергия, которая вращает генератор. Сгорание происходит при самовозгорании топлива при впрыскивании в сильно сжатую струю воздуха, температура которой достигает 750 С.

Для обеспечения непрерывной работы дизельного двигателя, когда поршень движется вверх и вниз в цилиндре, он выполнять четыре процесса: впуск, сжатие, работа и выпуск воздуха. Четыре процесса вместе называются рабочим циклом, а сам агрегат называется четырехтактным дизельным двигателем.

Поршень перемещается из центра благодаря открытию впускного клапана, затем воздух втягивается в цилиндр. Когда под давлением всасывается достаточное количество воздуха, всасывающий в конце хода клапан закрывается. Топливо вводится в горячий сжатый воздух и начинает гореть поддерживая давление. Когда поршень достигает верхнего центра, подача топлива отключается. Впрыск топлива в конце такта сжатия продолжается до точки отсечки.

Впускной и выпускной клапан остаются закрытыми, и горячие газы и сжатый воздух теперь расширяются в цилиндре, что заставляет поршень двигаться, пока он не достигнет нижней мертвой точки. Во время этого хода поршень снова перемещается вверх и позволяет выпускному клапану открываться, а впускной и топливный клапан закрываться. Сгоревшие топливные газы выходят из-за их собственного расширения, остальные газы выталкиваются движением поршня вверх через выпускной клапан. В конце этого хода, выпускной клапан закрывается, и цикл завершается.

Как выглядит дизельный генератор для дома

Компоненты дизельного генератора для дома:

  • Двигатель;
  • генератор;
  • топливная система;
  • регулятор напряжения;
  • системы охлаждения и выпуска;
  • система смазки;
  • маховик;
  • панель управления.

Разновидности дизельных генераторов

Дизель генераторы по способу получения поля бывают синхронными с повышенной стойкостью к перезагрузкам и асинхронными. Последние агрегаты — наиболее надежные, не генерирующие радиопомех.

Классификация ДГ по типу охлаждения:

  1. Воздушное охлаждение устраивают в маломощных портативных устройствах до 6 кВт. Такая конструкция идеальна, когда установку нужно часто перемещать на рабочих площадках.
  2. Жидкостное охлаждение — для мощных агрегатов до нескольких тысяч киловатт. Это очень надежный вид охлаждения и позволяет беспрерывно работать устройствам до 40 тыс. часов. Такие дизеля незаменимыв качестве обязательного источника аварийного энергоснабжения систем жизнеобеспечения больниц, предприятий, общественного транспорта и небольших коттеджных поселков.

По количеству фаз подразделяют:

  1. Однофазные электрогенераторы, выдающие одно напряжение: 220В.
  2. трехфазные агрегаты, генерирующие два напряжения 220/380В с высоким КПД.

По способу транспортировки различают:

  1. Портативные, удобные дизаппаратынебольшой мощности. Несмотря на свою легкость в эксплуатации, мощности их вполне хватает для освещения и питания бытовых электроприборов.
  2. Передвижные ДГ, обычно используют для электроснабжения небольших объектов жилищно-коммунального назначения, например, дач и индивидуальных приусадебных хозяйств. Не менее популярен он у строителей при выполнении монтажно-ремонтныхработ.
  3. Стационарные электрогенераторы. Они устанавливаются в отдельных помещениях или зданиях, поскольку достаточно шумные. Такие ДГ обладают повышенной мощностью и надежности, но требуют обслуживание обученным персоналом.

По способу пуска ДГ подразделяют:

  1. Ручной запуск — для бытовых маломощных электрогенераторов.
  2. Электростатический с пусковой кнопкой на рабочей панели с использованием аккумуляторного пускового источника тока. В случае его разрядки запуск выполняется в ручном режиме.
  3. С автозапуском, ДГ самостоятельно включается при выходе из строя основного источника электроснабжения объекта. Такая система обязательна при организации аварийного снабжения электроэнергией в больницах и учреждениях жизнеобеспечения.
Читайте также:  Качественные компрессоры – залог успеха

Плюсы и минусы

Дизельные генераторы для бытовых нужд обладают следующими преимуществами:

  1. Большой ресурс работы до 40000 часов или 4 года постоянного использования.
  2. Бесперебойность работы, она практически может быть ограничена только дозаправкой топлива, в отличие от бензиновых генераторов, продолжительность работы которых не более 8 часов.
  3. Экономичность, по отношению с бензиновыми аппаратами, они потребляют в три раза меньше топлива. При нагрузке в 10 кВт расход дизеля будет примерно 2.5 л/ час, что существенно снижает себестоимость киловатта электроэнергии.
  4. Устойчивость при работе с высокими нагрузками.
  5. Высокая пожарная безопасность.
  6. Возможность оборудования системой автоматического запуска и остановки.

Несмотря на многие преимущества ДГ имеет и недостатки:

  1. Значительная цена по отношению с бензиновыми устройствами, почти в 2 раза.
  2. Большие габариты и вес, агрегаты 10 кВт способны весить до 500 кг, и требуют отдельной площадки для размещения.
  3. Значительный уровень шума, особенно во время пуска из холодного состояния.

Область применения

Дизельные генераторы, отличающиеся высоким КПД, экономичностью и большим эксплуатационным ресурсом имеют широкую область применения в качестве основного или резервного источника электроснабжения.

Дизельные генераторы часто используются в сельском хозяйстве

Области применения ДГ:

  1. В нефтегазовой промышленности при разработке новых месторождений и строительстве нефтепроводов, из-за отсутствия линий электропередач труднодоступных районах.
  2. В сельском хозяйстве для подачи электроэнергии на элеваторы, теплицы, фермы и перерабатывающие цеха.
  3. Пищевая промышленность использует ДГ для электроснабжения складов по хранению быстро портящихся продуктов и вспомогательных объектов, которые не имеют основного питания от электрических сетей.
  4. Службы спасения и системы жизнеобеспечения для электроснабжения мобильных подразделений при устранении последствий ЧС и аварийных ситуаций.
  5. Строительно-монтажные работы для обеспечения энергоснабжения строительных площадок.
  6. Жилищно-коммунальные объекты.
  7. Транспортная инфраструктура.
  8. Промышленные предприятия в виде резервных источников питания.
  9. Энергетические системы, в том числе ТЭС, ТЭЦ, АЭС, магистральные электрические, водопроводные и тепловые сети для повышения надежности функционирования системы в условиях ЧС.

Критерии выбора дизельного генератора для частного дома

Перед тем как сделать правильный выбор изучают в интернете ассортимент моделей, их положительные и отрицательные стороны и определяются с необходимой мощностью. Для аварийного электропитания частных домов вполне достаточно мобильных машин мощностью до 5 кВт, эта модификация относится к наиболее популярным моделям. Устройства в 7.0 кВт способны обеспечить электроприборы большого объекта: освещение, тепловые калориферы, насос для воды, электробойлер, кондиционеры и другие бытовые приборы.

Далее, важным параметром функционирования установки является количество фаз генератора, которое зависит от фактической энергосхемы потребителей – трех или однофазной. Домашние сети обычно однофазные с 220 В и частотой 50-60 Гц.

При выборе ДГ также учитывают следующие характеристики:

  • Цена;
  • масса и габариты;
  • производительность;
  • уровень шума;
  • часовой расхода дизеля;
  • тип охлаждающей системы;
  • системы пуска, управления и защиты — автоматическая/ручная и стартерная.

Нюансы установки и подключения

Дизель генератор относится к сложному и опасному оборудованию, обслуживание которого должны выполнять обученные люди.
Поэтапный ввод бытового ДГ в эксплуатацию:

  1. Выбирают помещение с хорошей принудительной вентиляцией и, желательно, со звукоизоляцией, соответствующей требованиям безопасной эксплуатации, обозначенных в паспорте производителя.
  2. Перед установкой изучают техдокументацию на агрегат.
  3. Выполняют подвод электролинии к домовому щитку дома с самостоятельным рубильником, для этого этапа привлекают специализированный аттестованный электроперсонал.
  4. Рекомендуется при монтаже агрегата обустроить систему автоуправления и защиты, которая запускает и прогревает его при отключении основного питания.

Стоимость приобретения

Дизельные генераторы иногда пугают покупателей своей высокой ценой, но это так кажется только на первый взгляд. При глубоком анализе работы понятно, что первоначальные высокие затраты на покупку компенсируются низкими эксплуатационными затратами на топливо.

В России на рынке дизельных генераторов с 2006 года работает ярославская компания ООО «Компания Дизель» выпускающие аппараты с 16 до 1000 кВт. Сегодня каждый
четвертый дизель-генератор в стране, принадлежит этой компании.

ДГ относятся к дорогостоящим устройствам, подобрать бюджетный вариант с хорошими характеристиками довольно сложно. Для агрегатов с моторесурсом 3000 часов и нагрузкой 5-7 кВт, с расходом дизеля 260-300 г/кВт-ч можно приобрести аппарат в диапазоне цен от 16200 до 110000 руб.

Обзор популярных моделей

Популярные модели ДГ имеют свою конструкционную неповторимость, которая создает потребительские качества важные для покупателя. Популярность модели — это проверенное временем надежность и экономичность работы. В современных условиях выбирая автономный источник тока, покупатели ищут модели которые, соответствуют современным достижениям в области безопасности эксплуатации и информационных технологий.

Fubag DS 5500 A ES

Эта модель германского бренда, которую производят в Китае, отличается низкими топливными расходами и надежной системой защиты от перегрузок. Аппарат предназначен для долгосрочного и рационального энергоснабжения. Современное устройство с многофункциональным дисплеем потребляет 2,5 л/час дизеля при 75.0% нагрузке, что на 10 % ниже аналогичных по мощности дизельных и на 40‒60% бензиновых генераторов, обеспечивая одну из самых низких себестоимость выработки электроэнергии. Технологический процесс максимально автоматизирован и имеет несколько систем защиты:

  1. АВР, включающий автоматический резерв при резком падении напряжения.
  2. Защита при аварийном понижении уровня масла.
  3. Аавтомат от перегрузки.
  4. Автоматическая система подогрева при низких температурах наружного воздуха.

Агрегат имеет 2 года гарантии от производителя. Средняя цена в Москве: 62 000 руб.

Hyunday DHY-6000 SE

Очень надежный корейский агрегат с качественной сборкой, умной системой управления, низкими шумовыми и вибрационными характеристиками. Несмотря на свой вес в 160 кг, машина запускается легко, удерживая выходные показатели постоянно стабильными. Положительным преимуществом устройства является его не привередливость к качеству российского жидкого топлива, что позволяет ему долго работать без аварийных ситуаций. Мощный дизель-мотор в 10 л. с. и объемом 407 см3 выдает нагрузку в 5 кВт. Топливный бак емкостью 17 л обеспечивает 9 часов беспрерывной выработки электроэнергии.

Дизельный генератор HYUNDAI DHY-6000 SE

Стабильная работа машины обеспечена рядом функций:

  • Кожух с повышенной звукоизоляцией;
  • счетчик для контроля работы в моточасах;
  • панель управления.

Средняя цена: 88 000 руб.

Mitsui POWER ECO ZM7000-DE

Агрегат известной крупнейшей промышленной группы «Мицуи» в которую входят Toshiba, Yamaha и Toyota. Модель ZM7000-DE имеет двигатель собственного производства ZX 192 FE мощностью 6 кВт с воздушным охлаждением.

Синхронный альтернатор, отвечающий за преобразование кинетической энергии в электрическую, выполнен полностью медным и способен выдержать пиковые нагрузки, вырабатывая качественную электроэнергию. Особенность конструкции – титановое напыление на клапанах, выполненное для увеличения срока службы и уменьшения объема вредных веществ выбрасываемых в атмосферу. Криогенная обработка поршневых колец значительно увеличивает ресурс работы генераторов.

  • Параметра выходного тока – однофазный, 230 В;
  • рабочая номинальная мощность – 6.5 кВт;
  • автономность работы – 7.2 часа;
  • уровень шума – 97.0 дБ;
  • вес – 145.0 кг;
  • средняя цена – 66400 руб.

Daewoo POWER PRODUCTS DDAE 9000SSE

Лучшая однофазная корейская автономная бытовая электростанция 7 кВт с двигателем 15.0 л. с. ручным или стартерным запуском. Мини ЭС имеет три точки подключения: 12.0 В и 2 по 220 В. Бак емкостью 15 л, обеспечивает время работы 13 часов. Агрегат установлен с воздушной системой охлаждения для защиты двигателя от перегрева при длительной эксплуатации.

  1. Номинальная мощность 7.0 кВт.
  2. Напряжение 220 В, 1 Cos.
  3. Количество фаз 1.
  4. Мощность двигателя 15 л. с.
  5. Рабочий объем двигателя, 477 см3.
  6. Тип запуска — ручной/ электро.
  7. Дисплей.
    Регулятор напряжения AVR.
  8. Вес – 148.1 кг.
  9. Средняя цена – 110 000 руб.

Firman ТСС SDG-12000EH

Агрегат от надежного отечественного производителя — компании ТСС, способен функционировать в самых ложных условиях. Аппараты широкой области использования — для частного дома, с выходной мощностью 11,5 кВт и до мега-проектов в сотни кВт для нужд нефтедобычи и военной отрасли.

Дизельный генератор FIRMAN ТСС SDG-12000EH

Эта модель имеет несколько вариантов: открытая, контейнерная, в кожухе, и с АВР. Аппарат может работать самостоятельно 8 часов, после этого 2-цилиндровому, 4-тактному двигателю нужен часовой перерыв. Устройство имеет предпусковой подогрев для запуска ДГ при низких температурах наружного воздуха до ‒20 C. Электронная система защиты срабатывает при перегрузках или низком уровне масла, по сигналам контрольных датчиков. Официальная гарантия -1 год или 1000 часов наработки. Средняя цена: 189 200 руб.

Таким образом, совершенно очевидна возрастающая роль дизельных генераторов в системах жизнеобеспечения в качестве источников автономного электропитания, особенно для малых частных объектов: дачи, гаража, небольших мастерских. Наиболее надежны при резервном питании аппараты с автоматическим пуском, поскольку они обеспечивают автоматическое включение/выключение оборудования при отключении/ восстановлении основного источника электроснабжения.

Что такое дизельный генератор?

Дизель-генератор (дизельная электростанция) – источник электроснабжения, представляющий собой установку, преобразующую механическую энергию вращения коленвала дизельного двигателя внутреннего сгорания в электрическую энергию, вырабатываемую.

Дизель-генератор (дизельная электростанция) – источник электроснабжения, представляющий собой установку, преобразующую механическую энергию вращения коленвала дизельного двигателя внутреннего сгорания в электрическую энергию, вырабатываемую генератором переменного тока (альтернатором).

В литературе обычно для обозначения менее мощных автономных дизельных источников электроснабжения используют термин дизельный генератор (ДГ), для более мощных – дизельная электростанция (ДЭС). Также используются названия дизель генераторная установка (ДГУ) и дизель электрическая установка (ДЭУ).

ПРИНЦИП РАБОТЫ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРА

Энергия расширения газов, образующихся при сгорании воспламененного от сжатия топлива, в дизельном двигателе внутреннего сгорания преобразуется посредством кривошипно-шатунного механизма в механическую энергию вращения коленвала. Приводимый от двигателя ротор электрогенератора, вращаясь, возбуждает электро-магнитное поле, создающее индукционный переменный ток в обмотке генератора, который подается на выход – потребителю.

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРА

К основным составным частям дизель генератора (дизельной электростанции) относятся:

дизельный двигатель с подсистемами его жизнеобеспечения(подача топлива, воздуха, охлаждение);

синхронный или асинхронный генератор переменного тока – альтернатор;

система автоматического управления, мониторинга и контроля дизель генератора;

рама (тент-каркас, кожух, контейнер) на которой крепится все оборудование, и которая может выполнять дополнительные функции (защита от воздействия внешней среды, шумопоглощение и т.д.)

ДВИГАТЕЛИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРАХ

Одни из основных отличий двигателей, которые связаны с их мощностью и определяют их использование в дизель генераторах различной производительности, касаются систем охлаждения и подачи воздуха. Так по способу охлаждения различают двигатели:

воздушного охлаждения (применяются в дизель генераторах малой мощности);

жидкостного охлаждения (применяемые жидкости – вода, тосол и т.п.)

По способу подачи воздуха различают двигатели:

с турбонаддувом (турбокомпрессор нагнетает воздух в камеру сгорания двигателя, используя привод от выхлопных газов дизеля);

с турбонаддувом и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха.

По сравнению, например, с бензиновыми генераторами, использование дизельных двигателей в составе дизель генераторов имеет ряд преимуществ: меньшая стоимость и расход топлива (т.е. более высокая производительность), больший ресурс, относительно более высокая пожаробезопасность. Эти факторы особенно важны в случае долговременного применения дизельной электростанции в качестве основного автономного источника электроснабжения, а также при частом и продолжительном подключении ее в качестве резервного источника.

Ведущими мировыми производителями двигателей, используемых в дизель генераторах, являются Cummins (США-Великобритания), Deutz (Германия), Perkins (Великобритания). Среди отечественных производителей можно отметить надежную продукцию Ярославского (ЯМЗ) и Минского моторного заводов (ММЗ).

ГЕНЕРАТОРЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Генераторы переменного тока, называемые также альтернаторы, служат для преобразования посредством электромагнитной индукции механической энергии вращения в электрическую. Различают синхронные и асинхронные генераторы. Дизель генераторы могут быть однофазные или трехфазные. Выбор однофазной или трехфазной установки зависит от фазности потребителей и равномерности распределения нагрузки между ними. В трехфазных дизель генераторах перекос нагрузки между фазами обычно не должен превышать 25 %.
Класс защиты генераторов обозначается двумя буквами (IР) и двумя цифрами. Первая цифра означает:

2 – защита от касания пальцами и от проникновения твердых посторонних предметов диаметром более 12 мм;

4 – защита от касания инструментом, пальцами или проволокой диаметром более 1 мм, защита от проникновения твердых посторонних частиц диаметром более 1 мм;

5 – полная защита от касания вспомогательными средствами любого типа и от проникновения пыли.

3 – защита от струй воды, падающих под углом до 60 градусов от вертикали;

4 – защита от струй воды, падающих под любым углом.

Ведущие марки на мировом рынке генераторов переменного тока Stamford (Великобритания), Mecc Alte (Италия), Leroy Sommer (Франция).

Дизель генераторы выпускаются в разнообразных исполнениях, в соответсвии со специфическими требованиями заказчиков. Наиболее часто встречаются следующие исполнения:

тропическое, северное, морское (в соответствии с климатическими условиями места эксплуатации);

стационарное или мобильное (дизель генераторы на прицепах, полуприцепах или самоходных шасси);

с шумопоглощающей решеткой (кожухом) и без.

Дизель генераторы (дизельные электростанции) широко используются в качестве автономных источников основного или резервного электроснабжения.

Основным источником дизель генератор является в случае полного отсутствия централизованной сети энергоснабжения, а резервным – в случаях наличия централизованной сети, функционирующей со сбоями в работе . И в том и в другом случаях главная задача дизельных электростанций – обеспечить бесперебойную подачу электроэнергии потребителю.

Отличаясь надежностью, низкой стоимостью вырабатываемой электроэнергии, быстрой окупаемостью, большим моторесурсом и долговечностью, дизель генераторы незаменимы в качестве автономных источников электроснабжения.

В качестве резервного источника питания дизель генераторы могут использоваться на промышленных предприятиях, в офисах банков, медицинских, дошкольных и школьных детских учреждениях, в торговых организациях и в складских помещениях. Это позволит избежать отключения важной дорогостоящей аппаратуры и оборудования (в том числе охранного или медицинского), продолжить функционирование соответствующих учреждений в нормальном режиме, сберечь материальные ценности (например, скоропортящиеся продукты питания в морозильниках и т.д.). Достаточно упомянуть перебои с подачей электроэнергии в Нью-Йорке в 1977 г. и в целом на западном побережье США в 2003 г., когда огромный ущерб был нанесен как ограблениями и кражами в рекламных агентствах, так и простой порчей продуктов питания.

В качестве автономного основного источника питания дизель генераторы широко применяются там, где централизованная система энергоснабжения либо полностью отсутствует (удаленные загородные дома, фермы, геологоразведочные экспедиции, вахтовые поселки и т.д.) либо расходы по ее проводке несоизмеримо выше затрат на приобретение и эксплуатацию дизель генератора (использования дизель генераторов для привода погружных насосов в поливном земледелии и т.п.).

ВЫБОР МОЩНОСТИ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРА

Выбор мощности дизель генератора зависит от предполагаемой нагрузки на него потребителями электроэнергии. При этом необходимо учитывать их вид.

Активные нагрузки – приборы, в которых вся потребляемая энергия преобразуется в тепло: электроплиты, обогреватели, утюги и т.д. Для определения мощности дизель генератора в данном случае достаточно просуммировать мощности всех электроприборов с активным видом нагрузки и добавить около 10-20 %.

Реактивные нагрузки – в свою очередь, подразделяются на индуктивные и емкостные. У реактивных потребителей энергия превращается не только в тепло – часть ее расходуется на другие цели, например, на образование электромагнитных полей. Мерой реактивности выступает так называемый косинус Фи (cos(Fi)), который указывает сколько энергии преобразуется в тепло. Поэтому, чтобы подсчитать потребление нужно мощность разделить на на cos(Fi). Например, если на электродрели указано 600 Вт и cos(Fi)=0.7 , это значит, что на инструмент реально будет потреблять от дизель генератора 600:0.7=857 Вт. Кроме того, каждый дизель генератор имеет собственный cos(Fi), который тоже нужно учитывать. Допустим, он равен 0.8, то для работы вышеназванного интрумента от электростанции потребуется 857 Вт : 0.8 = 1071 Вольт Ампер.

Кроме того, необходимо принимать во внимание высокие пусковые токи. Любой электродвигатель в момент включения потребляет энергии в несколько раз больше, чем в штатном режиме. Стартовая перегрузка электростанции очень кратковременна, поэтому важно, чтобы дизель генератор смог ее выдержать, не отключаясь и тем более не выходя из строя. К примеру, у погружного насоса в момент старта потребление может подскочить в 7-9 раз .

Ссылка на основную публикацию