Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Схема автоматического подключения с помощью реле будет разработана для автоматического подключения ДГУ здания Хабаровского ИВЦ и подробно описана в пятой главе работы.

4 АВТОНОМНЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Автономный источник электроснабжения обеспечивает электроэнергией системы и устройства, не связанные с линией электропередач (ЛЭП). Различают автономные источники электроснабжения, конструктивно объединённые с потребителем (например, первичные элементы или аккумуляторы в малогабаритной радиоэлектронной аппаратуре, солнечные батареи , стартёрные и тяговые аккумуляторные батареи и др.), и выносного типа (передвижная электростанция, в частности энергопоезд, и др.).

К независимым источникам энергоснабжения сегодня стремятся как частные заказчики, так и крупные промышленные предприятия. Из-за проблем с качеством электроэнергии и трудностями с подключением к централизованным электросетям спрос на автономные источники электроснабжения повышается с каждым годом. Длительные перебои в электроснабжении приводят не только к финансовым потерям, но и могут угрожать жизни человека, если аварии или отключения случаются в медицинских учреждениях или на опасных производствах. Увеличение доли электроэнергии в себестоимости продукции промышленного предприятия и развитие энергоемких технологий также требует подключения дополнительных источников электроснабжения.

Причины для установки независимых электростанций:

• невозможность присоединения к существующим электросетям;

• низкое качество тока;

• высокая стоимость электроэнергии;

• производственный процесс, требующий бесперебойного электроснабжения;

• необходимость самостоятельного контроля подачи электричества.

Основным преимуществом автономного энергоснабжения является независимость от поставщиков электроэнергии и бесперебойная работа подключенного оборудования. Генераторные установки обладают длительным эксплуатационным ресурсом и при невысокой стоимости топлива применение их экономически выгодно. Автономные электростанции используются в качестве основного или резервного источника питания. На случай аварийных отключений, современные генераторные установки комплектуются системой АВР, которая вводит оборудование в работу в течение нескольких секунд.

В зависимости от используемого топлива, генераторы делятся на дизельные, газовые и бензиновые. Наиболее эффективными и распространенными являются установки, работающие на дизельном топливе. Несмотря на универсальность ДГУ (дизель генераторных установок), для каждого заказчика необходимо подбирать систему автономного электроснабжения индивидуально, исходя из конкретных условий объекта. Основными показателями при выборе электростанции является место эксплуатации оборудования и требуемая мощность.

4.1 Дизель генераторная установка

Дизель генераторная установка – это автономное устройство, которое производит электроэнергию посредством сжигания дизельного топлива. Как правило, ДГУ состоит из двигателя внутреннего сгорания и электрогенератора, который вырабатывает переменный ток. Двигатель и электрогенератор установлены на общей платформе и жестко прикреплены к металлической раме. Вспомогательное автоматическое оборудование обеспечивает их совместную работу и осуществляет контроль над процессом. Такие электростанции экономичны, надежны в эксплуатации и безопасны.

Различают установки постоянного и аварийного электроснабжения. Дизель генераторная установка, предназначенная для постоянного использования, применяется там, где нет постоянного электроснабжения. Например, на открытых торговых и строительных площадках, в отдаленных труднодоступных регионах, при проведении уличных мероприятий, в лесу и т.п. При работе в стационарном режиме, необходим контроль за температурой охлаждающей жидкости, давлением масла в двигателе и числом оборотов.

Аварийная ДГУ предназначена для непредвиденных случаев отключения стационарного электроснабжения, например, при повреждении или перегрузке электрических сетей. Особенно важно это в медицинских учреждениях, где от перебоев с электропитанием зависит жизнь пациентов. Административные и бытовые учреждения также не будут испытывать неудобств, если в случае аварий на линиях электропередач существует возможность переключения за считанные минуты на резервную линию. Независимо от того основное или резервное это электропитание – дизельные электростанции являются гарантий энергетической безопасности. Покупка ДГУ является экономически оправданной, так как ДГУ быстро окупаются, долговечны, а также стоимость вырабатываемой ими электроэнергии сравнительно низкая.

Рассмотрим принцип работы ДГУ. При сжатии в двигателе дизельного топлива, происходит его возгорание и преобразование в механическую энергию при помощи кривошипно-шатунного механизма, вращающего ротор электрогенератора.

ДГУ обеспечивают автономное питание (гарантированное электроснабжение) критичной нагрузки. Они предназначены для работы в качестве постоянных или резервных источников электроэнергии, способных функционировать в течение длительного периода времени (от нескольких часов до нескольких суток в зависимости от емкости топливного бака).

Дизель-генераторы можно разделить на маломощные однофазные, а также средние, мощные и сверхмощные трехфазные устройства. Они могут быть как в открытом исполнении для установки внутри помещений, так и в различных защитных кожухах.

Управление работой современных ДГУ осуществляется с помощью встроенных контроллеров (микропроцессорных или аппаратных). Они способны автоматически запускать двигатель при авариях сетевого напряжения и останавливать его при восстановлении электроснабжения, выдерживая при этом заданные временные интервалы.

Главная схема управления, расположенная в панели управления ДГУ, контролирует параметры входной сети и генератора, подает команды на панель переключения нагрузки и в цепи старта / останова ДГУ. Автоматическая панель переключения нагрузки (АППН) или автомат ввода резерва осуществляют переключение нагрузки с входной питающей линии на дизель-генератор и обратно по команде контроллера.

Комплексная система, состоящая из дизель-генераторной установки и источника бесперебойного питания, позволяет обеспечить мощную нагрузку бесперебойным электропитанием в течение длительного времени.

Необходимо заметить, что комплексная система бесперебойного питания, состоящая из следующих устройств: стабилизатор + ДГУ или стабилизатор + ДГУ + ИБП, позволяет существенно экономить дизельное топливо за счёт улучшения качества сетевого напряжения и как следствия уменьшения числа стартов ДГУ.

4.2 Виды дизель генераторных установок

В соответствии с требованиями заказчика и условиями эксплуатации, дизель генераторные установки выпускаются в мобильном исполнении (на базе прицепов, полуприцепов и самоходных шасси), в стационарном и климатическом исполнении (морском, северном и тропическом). Для общественных мест выпускаются ДГУ с повышенным поглощением шума.

Устройство дизельной электростанции:

• электрогенератор;

• дизельный двигатель;

• система шумоподавления;

• топливная система;

• контрольно-измерительные приборы и автоматика (КИПиА);

• система выхлопа.

Стационарные электростанции способны работать без дополнительного технического обслуживания до 24 часов. Продолжительность работы передвижных дизельных электростанций без дополнительного обслуживания в среднем рассчитана на 12 часов. Для установки, мощностью более 60кВт для продолжительной работы зачастую топливо необходимо подавать в двигатель из внешних резервуаров.

Более длительная работа без обслуживания может быть достигнута следующими путями:

• организация бесперебойной подачи топлива, а также автоматической подкачки охлаждающей жидкости и масла;

• увеличение основных масляных и топливных баков двигателя;

• выбор мощности дизельной установки.

При выборе мощности необходимо учитывать полную нагрузку всех потребителей электроэнергии в сети. Активную нагрузку на сеть дают электронагревательные приборы – утюги, электроплиты, обогреватели и т.д. Для определения мощности генератора нужно суммировать мощность всех электроприборов и добавить 15-20% от общей потребляемой мощности. При этом важно также учитывать пусковые токи, так как в момент подключения многие приборы потребляют больше электроэнергии, чем при работе в штатном режиме.

4.3 Генератор (Альтернатор)

Генератор, или как его еще называют, альтернатор, в дизель-генераторной установке классифицируют на синхронный и асинхронный.

Одним из недостатков синхронного генератора является наличие щеточно-кольцевого аппарата. Этот узел наиболее изнашивается в процессе работы. Большое количество пыли от угольных щёток загрязняет обмотки, создавая проводниковые мосты между токоведущими частями синхронного генератора и корпусом, из-за этого ухудшается изоляция генератора, уменьшается срок их службы. В дальнейшем может привести к внеочередному ремонту с полной разборкой.

Для устранения этого недостатка в ДГУ установлен бесщеточный синхронный генератор. Возбуждение синхронного генератора осуществляется небольшим по размерам возбудителем переменного тока, состоящим из трёхфазной обмотки, расположенной на роторе генератора и электромагнитных полюсов, находящихся на статоре рядом со статорной обмоткой основной машины. Обмотка возбуждения возбудителя питается постоянным током от автоматического регулятора напряжения. Трёхфазный переменный ток, генерируемый в роторной обмотке, выпрямляется трёхфазным выпрямителем, расположенным на роторной обмотке возбудителя и поступает на роторную обмотку возбуждения генератора. Выпрямительное устройство бесщёточного генератора состоит из кремниевых диодов, соединённых по трёхфазной мостовой схеме, регулируемого балластного резистора и сглаживающего конденсатора.

Статорная обмотка синхронного генератора уложена в пазы железа статора и представляет собой три обмотки, соединенные звездой.

Конструктивно бесщеточный синхронный генератор объединён с возбудителем переменного тока и вращающимся выпрямительным устройством в один агрегат. Отличительной особенностью данного генератора является отсутствие контактных колец и щёток.

Возбудитель представляет собой обращённый трёхфазный синхронный генератор, у которого обмотка возбуждения является неподвижной и питается непосредственно от автоматического регулятора напряжения. В некоторых рассматриваемых далее системах возбуждения и регулирования напряжения генераторов обмотка возбуждения возбудителя состоит из двух частей: основной и управляемой от автоматического регулятора напряжения, что обеспечивает более надёжное начальное возбуждение. Трёхфазная роторная обмотка возбудителя, соединённая звездой подключена к роторной обмотке генератора через трёхфазный блок вращающихся кремниевых выпрямителей, который находится между этими двумя обмотками, ближе к возбудителю, на специально смонтированном изоляционном кольце. Кольцо и вентили вращаются вместе с роторами генератора и возбудителя и размещены на общем валу.

Трёхфазный переменный ток, генерируемый при вращении в роторной обмотке возбудителя, выпрямляется трёхфазным кремниевым выпрямителем, расположенным на роторной обмотке возбудителя, и постоянное напряжение поступает на роторную обмотку генератора. Расположение вращающихся выпрямителей на роторной обмотке возбудителя удобно как для воздушного охлаждения, так и проведения обслуживания и ремонтных работ при проверке и замене вентилей.

В дополнение к кремниевому выпрямителю параллельно выходному напряжению подключается сглаживающий конденсатор и разрядный резистор для предотвращения обмотки возбуждения и конденсатора от пробоя.

Благодаря такой конструкции, исчезает необходимость в контактных кольцах и щётках для подвода тока к обмотке возбуждения генератора. Таким образом, возбудитель совместно с автоматическим регулятором напряжения позволяет поддерживать напряжение генератора с заданным отклонением при малых и больших нагрузках и обеспечивает защиту от короткого замыкания. Отсутствие щёточной аппаратуры значительно повышает надёжность бесщеточного синхронного генератора, сокращает трудозатраты на обслуживание ввиду отсутствия угольной пыли на обмотках. Они также могут применяться и на высоких частотах вращения первичных двигателей, чем обеспечивается более надёжное возбуждение.

У бесщеточного синхронного генератора, также как и у обычных синхронных генераторов, имеется демпферная обмотка. Она находится на явных полюсах ротора и имеет вид широких медных шин, соединенных в беличью клетку. Назначением демпферной обмотки является предотвращение колебаний напряжения ввиду резкого изменения нагрузки.

5 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ АВР

Для разработки схемы АВР необходимо в первую очередь определиться с выбором оборудования, которое будет в ней использоваться. Схема автоматического подключения ДГУ будет разработана с помощью реле контроля напряжения. В схеме будет также присутствовать автоматические выключатели и магнитные пускатели.

5.1 Реле контроля напряжения

Реле контроля напряжения – это устройство, которое контролирует опасное напряжение, завышенное или заниженное, тем самым, защищая подключенные к сети устройства: сервер, автоматизированное рабочее место, персональный компьютер, автоматическая система пожаротушения и т.д. Принцип реле напряжения заключается в том, чтобы не допустить перегрузку электроприборов.

Характеристики

Список файлов ВКР