CC BY
24
ВЫБОР ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ОБЪЕКТА
© Мартынов Н.О.*
Тольяттинский государственный университет, г. Тольятти
Все чаще вопросы теплоснабжения решаются с помощью строительства собственных локальных объектов теплоснабжения. Вопросы развития собственной генерации становятся все более актуальными.
Среди объектов нового строительства большую долю занимают объекты теплогенерации, но с каждым годом появляется все больше запросов на когенераторные установки - технология комбинированной выработки энергии (тепловой и электрической), так называемые мини-ТЭЦ.
При переходе на децентрализрванное теплоснабжение можно отметить следующие положительные стороны:
1. Новые технологии, современное оборудование, которого так не хватает крупным ТЭЦ, привлекают бизнес, позволяют заказчикам быть более независимыми в тепло- и электроснабжении.
2. Лучшая адаптация системы теплоснабжения к условиям потребления энергии обслуживаемых объектов.
3. Не надо платить за подключение к сетям, создавать инфраструктуру, оплачивать в тарифе транспортировку тепла.
Ключевые слова генератор, электростанция, двигатель.
Для подбора мощности электростанции необходимо определить суммарную мощность всех электроприборов, которые будут подключаться к генератору одновременно.
1. Мощность генератора.
При определении мощности потребляемой электрическими приборами учитывается тот факт, что некоторые потребители при включении в течение короткого промежутка времени (около 1 сек.) потребляют мощность, значительно превышающую номинальную в 1,5-7 раз. По характеру нагрузки приборы можно условно разделить на 3 группы:
- с активным сопротивлением (тэны, лампы накаливания, нагревательные приборы и т.п.) могут потреблять мощность в 1,1 раза выше номинальной;
- с индуктивным сопротивлением и малыми пусковыми токами (сварочный аппарат, бытовые приборы) - в 1,5-2 раза выше номинальной;
- с обычным индуктивным сопротивлением (станки, электрические моторы) - в 3-5 раза выше номинальной.
Самым «опасным» прибором для электростанции является погружной насос, при старте он может потреблять мощность в 7-9 раз выше номиналь-
* Магистрант кафедры «Электроснабжение и электротехника».
ной. Это обуславливается тем, что в отличие, скажем от дрели, у насоса отсутствует холостой ход - он сразу начинает качать воду.
2. Количество фаз электростанции.
Выбирая электростанцию нужно обратить внимание на количество фаз. Однофазные генераторы на 220 В следует применять при использовании однофазных электропроводок, или при подключении однофазных электроприборов. Трехфазные электростанции на 380 В используются как в промышленных целях, так и для жилых объектов (коттеджей, загородных домов) с трехфазной разводкой сети.
Трехфазные электростанции на 220 В могут использоваться только для освещения (между нулем и фазой снимается 127 В, между двумя фазами -220 В).
Если у вас есть электроприборы с 3-хфазным питанием, то и электростанция должна быть 3-хфазной. Если у вас только 1-нофазные электроприборы, то возможны два варианта:
Выбор однофазной электростанции. Даже при трехфазном вводе, но при отсутствии трехфазных потребителей целесообразнее применять однофазную генераторную установку для более полного использования ее мощности и удешевления итоговой стоимости всего проекта.
Выбор трехфазной электростанции. В случае выбора 3-хфазной электростанции 1-нофазные электрические приборы необходимо равномерно подключать по всем трем фазам электростанции, чтобы не допустить перекоса фаз. 3-хфазные генераторы требуют соблюдения условий примерного равенства мощности потребителей, находящихся на различных фазах. Для нормальной работы 3-хфазного генератора разница электрических мощностей на разных фазах не должна превышать 20-25 %. К одной фазе 3-хфаз-ной электростанции можно подключить электроприборы суммарной мощностью не более 1/3 от номинальной мощности электростанции.
Перекос фаз. При подключении нагрузки на одну фазу трехфазного генератора используется только одна обмотка статора, в то время как в номинальном режиме задействованы все три, соответственно, в действительности снять получится не более 33 % трехфазной мощности для синхронных 1Р 23, или порядка 70-80 % для асинхронных 1Р54 и синхронных 1Р54. Если попробовать нагрузить агрегат сильнее, статорная обмотка окажется перегруженной и может «сгореть».
Другое дело, когда генератор выполнен с «запасом». Например, когда при работе на три фазы его обмотки трудятся в треть силы. Тогда на равномерность распределения нагрузки («перекос фаз») может составить хоть все 100 %. В любом случае, не зависимо от возможностей электростанции, нагрузку следует распределять равномерно - это увеличит КПД альтернатора и позволит снизить нагрев у статорных обмоток.
3. Двигатель электростанции.
Вопрос - какую электростанцию из двух выбрать: дизельную или карбюраторную? Решение зависит от цели приобретения электростанции. Если электростанция необходима как аварийный источник на небольшие промежутки времени (во время отключения постоянной подачи электроэнергии) то целесообразно обратить внимание на бензиновые электростанции (бензогенераторы). Если же цель - использование электростанции как постоянного бесперебойного источника электроэнергии в течение длительного времени, стоит обратить внимание на дизельные электростанции (дизель генераторы), не принимая во внимание их высокую стоимость. Электростанция, работающая на бензиновом топливе существенно дешевле дизельной электростанции, но затраты на топливо и техническое обслуживание бензогенераторов на порядок выше, чем дизельных электростанций.
Дизельные электростанции подразделяются на высокооборотистые (частота вращения вала двигателя - 3000 об./мин.) и низкооборотистые (частота вращения вала - 1500 об./мин). Если дизельные электростанции эксплуатируются примерно 500 моточасов в год, тогда можно выбирать электростанции с частотой вращения вала 3000 об./мин. При более интенсивной эксплуатации рекомендуется выбирать дизельные электростанции с частотой вращения вала двигателя 1500 об./мин. Хотя при одной т той же выходной мощности они дороже стоят, такие электростанции имеют увеличенный ресурс работы до капитального ремонта, пониженный уровень шума и более низкий расход топлива. Необходимо также учесть, что двигателю дизельной электростанции вредно работать на холостых оборотах. Таким образом, с целью снижения вредных последствий работы дизеля на холостом ходу и малых частичных нагрузках, необходимо предусмотреть в течение каждых 100 моторочасов работу дизельной электростанции со 100 % нагрузкой не более 2-х часов (как профилактику).
Характерные признаки перегрузки:
- перегрев;
- сильная копоть;
- снижение мощности;
- перебои в подаче электроэнергии.
При покупке электростанции с бензиновым двигателем внимание следует обратить на его ресурс. Двигатели с алюминиевым блоком цилиндра и боковым расположение клапанов характеризуются невысокой стоимостью, но и ресурс их невелик - примерно 500 часов. Двигатели с чугунной гильзой цилиндра и боковым расположением клапанов имеют ресурс примерно 1500 часов. Промышленные двигатели с чугунными гильзами цилиндров, верхним расположением клапанов и подачей масла к деталям под давлением имеют ресурс порядка 3000 часов, также они характеризуются низким расходом топлива и пониженным уровнем шума.
4. Требования по шумозащите.
При выборе электростанции необходимо учесть условия её эксплуатации.
Если она будет эксплуатироваться на открытом пространстве, шумоза-щита не требуется, а если применение электростанции предполагается в условиях, где к уровню шума предъявляются повышенные требования, необходимо устанавливать станцию в шумозащитном кожухе. Это относится к применению электростанций внутри помещений и в населенных пунктах.
5. Автоматика электростанции.
Блок контроля и автоматики с программируемой системой автозапуска предназначен для контроля состояния питающей сети, защиты потребителей электроэнергии и повышенного (пониженного) напряжения, а также для автоматического запуска электростанций, если напряжение питающей сети находится за допустимыми пределами. Основными функциями блока контроля и автоматики являются: своевременный запуск электростанции при падении ниже допустимого или превышении выше допустимого напряжения в главной питающей сети; остановка работы электростанции при восстановлении параметров главной питающей сети и подключение к ней пользователя; контроль за электрическими параметрами питающей сети или работающей электростанции и своевременное их включение-выключение; тестирование генератора электростанции при периодических проверках; программирование таймера продолжительности времени ожидания пере запуском, запуска, количества неудачных стартов, времени ожидания между попытками запуска, времени останова электростанции; индикация параметров электрической сети, различных отказов и режимов работы. Блок контроля и автоматики с программируемой системой автозапуска дает возможность быть полностью независимым при отключении основной питающей даже в случае полного отсутствия контроля.
Список литературы:
1. Алиев И.И. Кабельные изделия / И.И. Алиев. - М.: ИП РадиоСофт, 2011. - 250 с.
2. Вахнина В.В. Компенсация реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий / В.В. Вахнина. - Тольятти: ТГУ 2011. - 69 с.
3. Инструкция по проектированию городских электрических сетей [Текст]: РД 34.20.185-94: утв. М-вом энергетики Рос. Федерации 13.04.01: ввод. в действие с 01.01.95. - М.: ЭНАС, 2001. - 35, [1] с.; 22 см. - 5000 экз.
4. Короткие замыкания и выбор электрооборудования: учеб. пособ. для вузов / И.П. Крючков, В.А. Старшинов, Ю.П. Гусев и др.; под ред. И.П. Крючкова, В.А. Старшинова. - М.: Изд. дом МЭИ, 2012.
5. Правила устройства электроустановок. - СПб., 2009. - 176 с.
6. Рожкова Л.Д. Электрооборудование электрических станций и подстанций / Л.Д. Рожкова, Л.К. Карнеева, Т.В. Чиркова. - М.: Академия, 2008. - 448 с.
