Виды дизель-генераторных установок (ДГУ) 

Для обеспечения автономного энергоснабжения применяют различные виды дизельных генераторных электростанций. В статье представлены особенности и виды ДГУ (дизель-генераторных установок), которые существуют, с учетом классификации по назначению, исполнению, типу двигателя и генератору, характеристикам электрического тока, мощности агрегата, описаны условия применения этого оборудования.

Классификация дизель-генераторных установок

Учитывая назначение, ДГУ делят на несколько видов по условиям применения этого оборудования, что определяет интенсивность и режим эксплуатации. С учетом указанных особенностей, дизель-генераторы бывают:

• основными – задействуют для выработки электрической энергии в условиях, когда стационарный токоподвод отсутствует;

   

• резервными – используют при перебоях с энергоснабжением для дублирования других источников при остановке на техническое обслуживание или по иным причинам;

   

• аварийными – на случай аварии, чтобы задействовать при проблемах с основной схемой.

   

В зависимости от отличий по исполнению, в настоящее время предусмотрен выпуск следующих категорий ДГУ:

• контейнерных – агрегат размещен в контейнере, к которому подведены необходимые коммуникации для работы устройства, обеспечен вывод отработанных газов, кабелей с вырабатываемым напряжением, устроена вентиляция, средства автоматического управления, другие необходимые элементы функционирования;

   

• открытых – энергетическую станцию оборудуют на стационарной раме или мобильном шасси; можно использовать на воздухе, установив под навесом;

   

• в кожухе – ДЭС выполнена с защитным корпусом, чтобы исключить неблагоприятное воздействие погодных факторов.

   

Дизель-генераторы могут быть передвижными, с возможностью транспортировки, или стационарными, которые работают на одном месте.

Классификация ДГУ по типу двигателя

Как и бензиновый, дизельный двигатель электростанции вырабатывает механическую энергию от сгорания топлива для преобразования в электричество. Агрегат требует эффективного отвода тепла, чтобы исключить перегрев при работе привода. В зависимости от применяемой для этого технологии, моторы для ДГУ делятся на исполнения с системами охлаждения двух типов:

• воздушной – блок цилиндров охлаждается воздухом, нагнетаемым вентилятором; возможно для оборудования небольшой мощности, применяемых в быту или для электропитания незначительно нагруженных объектов;

   

• жидкостной – вокруг мотора устраивают рубашку, в которой циркулирует охладитель; излишки тепла выводятся через радиатор; этот способ охлаждения используют при производстве мощных промышленных агрегатов.

   

Для безопасной эксплуатации производительных дизель-генераторов в условиях пониженных температур окружающей среды в холодное время года вместо воды в систему охлаждения двигателя внутреннего сгорания ДГУ заливают тосол.

Классификация по типу генератора

Различают модели ДГУ со следующими типами генераторов (альтернаторов):

• Синхронными – частота вращения ротора совпадает с магнитным полем статора; конструкция включает щетки на вращающейся и неподвижной частях, что позволяет получить ток с постоянной частотой; широкие возможности применения, без ограничений по составу подключаемой техники; требует поддержания фиксированных оборотов коленчатого вала двигателя ДГУ;

У такой конструкции есть свои недостатки: ток подается на вращающийся ротор через щеточный узел, который со временем изнашивается из-за высоких нагрузок. Щетки могут перегреваться и частично выгорать, что приводит к ухудшению контакта, повышению сопротивления и перегреву.

Однако во многих современных синхронных генераторах используются бесщеточные системы возбуждения на роторных катушках (также называемые brushless). Это устраняет вышеописанные недостатки, связанные с щеточным узлом, делая такие генераторы более предпочтительными.

• Асинхронными – указанные выше частоты не совпадают; отличается конструктивной простотой, ввиду отсутствия щеток, низким уровнем шума; ротор выполнен в виде постоянного или электромагнита; не перегревается при работе, превосходит предыдущий вариант по КПД.

Одним из значительных преимуществ асинхронных генераторов является их устойчивость к коротким замыканиям, что делает их подходящими для работы со сварочными аппаратами и другими приборами, подверженными скачкам тока.

Однако у асинхронных генераторов есть и недостатки. По сравнению с синхронными генераторами они хуже выдерживают пусковые перегрузки. Эта проблема решается за счет установки системы «стартового усиления», которая позволяет асинхронному генератору справляться с высокими пусковыми токами.

Поскольку асинхронные генераторы производят электричество сравнительно низкого качества, они чаще применяются как резервные источники питания, например, для бытовых нужд, в офисах или на небольших производственных объектах. Такие генераторы способны обеспечить резервное питание для дачи или загородного дома, где может потребоваться подключение электроинструментов и менее чувствительного оборудования..

Как выбрать подходящий генератор

При выборе генератора важно учитывать специфику работы оборудования и условия эксплуатации, чтобы обеспечить оптимальное соотношение надежности и качества электропитания:

1. Если требуется стабильное напряжение и частота – предпочтителен синхронный генератор. Он подходит для обеспечения электропитания чувствительного оборудования, серверных, медицинских учреждений и промышленных объектов с высокими пусковыми нагрузками.

    

2. Если стабильность напряжения не критична – выбирайте асинхронный генератор. Благодаря более простой конструкции, устойчивости к внешним воздействиям и меньшим требованиям к обслуживанию, асинхронные генераторы оптимальны для строительных площадок, сельскохозяйственных объектов и удаленных участков в качестве резервного источника питания.

    

Классификация по количеству фаз

В зависимости от параметров электрического переменного тока, дизель-генераторы являются:

• однофазными – такие ДГУ выдают 220V;

   

• трехфазными – электрогенераторы с напряжением 380V.

   

• комбинированные, способные выдавать напряжение от 230 до 400V.

   

Первые ограничены в мощности. Эти ДГУ используются для подключения бытовых электроприборов, простой техники. Трехфазные установки выбирают для питания мощных промышленных агрегатов.

Классификация по мощности ДГУ

Различными производителями налажен выпуск дизель-генераторов следующих видов и серий по мощности (в киловаттах):

• маломощных (до 20 кВт) – бытовые ДГУ с воздушной системой охлаждения;

   

• среднемощных (с диапазоном 20 – 200 кВт) – мобильные агрегаты в защитных корпусах;

   

• высокой мощности (от 200 кВт) – стационарные или электростанции передвижного типа на автомобильном шасси и прицепные.

   

Например, сегодняшняя мощная ДГУ на 2,5 МВт способна обслуживать крупное промышленное предприятие или населенный пункт, что открывает большие возможности для автономности энергоснабжения, снижает риски при внештатных ситуациях.

Области применения ДГУ

Дизель-генераторные установки применяют как основной или аварийный источник электроснабжения на производственных и сельскохозяйственных объектах, строительных площадках, в других сферах. Назначение этого оборудования состоит в автономной выработке электроэнергии.

ДГУ для постоянного энергоснабжения нашли распространение на транспорте, в удаленных регионах, при строительстве зданий и сооружений, в других условиях, когда отсутствуют стационарные энергетические коммуникации.

Аварийный дизель-генератор обеспечивает бесперебойное электроснабжение при отказе или аварии устройств или сетей основной схемы, чтобы не прерывать операцию в больнице, образовательный процесс в учебных заведениях, работу технологического оборудования на предприятии, в других ситуациях. Средства автоматизации осуществляют самостоятельный пуск этого агрегата при прекращении подачи тока из основного источника.

Заключение

В настоящий момент ДГУ распространены в разных сферах промышленности и видов деятельности. Выпуск различных видов дизель-генераторов объясняется разницей в оптимальных условиях применения этого оборудования. Поэтому при выборе ДГУ по мощности, типу исполнения, характеристикам вырабатываемого электрического тока и другим условиям, необходимо учитывать задачи, для выполнения которых предназначены эти агрегаты.