Дизельные генераторы: их особенности, применение

Ведущие производители

Вот основные производители, продукция которых зарекомендовала себя преимущественно с положительной стороны:

• Wilson, Великобритания;
• MVAE, Китай;
• CNG, Китай;
• ТСС, Россия;
• RID, Германия;
• Cummins, Великобритания;
• Energo, Франция;
• KOLHER-SDMO, Франция;
• AKSA, Турция.

В производстве типичных крупногабаритных установок на территории России есть свои особенности. Некоторые детали могут использоваться импортные, поэтому и цена на какие-то варианты продукции существенно вырастает.

ТОП – описание с характеристиками и ценами

Примеры дизельных генераторов, используемых в технических целях, показывают отличия в характеристиках и параметрах модификаций. Это поможет иметь более верное представление о данной технике и сделать правильный выбор в пользу наиболее подходящего варианта в каждом отдельном случае.

Wilson P550-1

1. Звукоизоляция – специальный кожух.
2. Мощность – 400 кВт.
3. Коэффициент мощностей – 0,8.
4. Напряжение электричества для функциональной работы – 400 В.
5. Частота – 50 Гц.
6. Фазы – 3.
7. Тип запуска – АВР (автоматика), электростартер.
8. На чём работает – дизель.
9. Объем топливного бака – 887 л.
10. Расход горючего при эксплуатации – 82,31 л/ч.
11. Частотность оборотов мотора – 1500 об./мин.
12. Чем он охлаждается – жидкостью.
13. Параметры размеров установки (ШхГхВ) – 4930х1658х2317 мм.
14. Масса собранного агрегата – 5230 кг.
15. Производство – Англия.
16. Стоимость агрегата – 115 000 руб.
17. Гарантийный срок обслуживания – 1 год.

MVAE АД-400-400-С, синхронный, с открытым исполнением

1. Аналог генераторной техники – TWG (Stamford).
2. Звукоизоляция – специальный кожух.
3. Мощность активная – 400 кВт (в т.ч. и резервная).
4. Мощность потребляемая – 500 кВА (в т.ч. и резервная).
5. Коэффициент мощности – 0,8.
6. Электронапряжение бесперебойной работы – 400 В.
7. Частота – 50 Гц.
8. Количество фаз – 3.
9. Тип запуска – регулируемый, на выбор при заказе конкретной модели.
10. Варианты выбора способа запуска техники – ручной, автоматический (АВР).
11. На каком горючем работает – дизель.
12. Объем топливного бака – 840 л.
13. Расход горючего при эксплуатации – 82,31 л/ч.
14. Тип двигателя – 4-тактный, дизельный.
15. Объем обработки масляных жидкостей при включенном моторе – 65 л/ч.
16. Частотность оборотов мотора – 1500 об./мин.
17. Чем охлаждается – жидкостью (75 л).
18. Класс защиты техники от попадания влаги или пыли внутрь конструкции – 23IP.
19. Размеры установки (ШхГхВ) – 3470х1450х2100 мм.
20. Вес после сборки агрегата – 3600 кг.
21. Производитель – Китай.
22. Цена оборудования – 2 млн. 733 000 руб. для установок с ручным запуском, 2 млн. 892 000 руб. для автоматических генераторов.
23. Гарантийные сроки – 1 год.

RID 500 S-SERIES, синхронный, с открытым исполнением

1. Тип установки – синхронная (способная сама вырабатывать электроэнергию).
2. Аналог на похожий генератор – Linz (Италия) и его аналоги.
3. Звукоизоляция – шумоизоляционный кожух.
4. Уровень шума в работе – 83 дБ.
5. Мощность – 400 кВт (резервная – такая же).
6. Мощность потребления – 440 кВА (резервная – такая же).
7. Коэффициент мощностей – 0,8.
8. Подаваемое электричество в напряжении – 400 В.
9. Частота – 50 Гц.
10. Сколько фаз – 3.
11. Тип запуска – АВР (автоматика), электростартер.
12. Вид горючего для оптимальной работы  – дизель.
13. Объем топливного бака – 1000 л.
14. Расход горючего при эксплуатации – 82,31 л/ч.
15. Объем масла – 47 л/ч.
16. Частотность оборотов мотора – 1500 об./мин.
17. Чем он охлаждается – жидкостью.
18. Объем охлаждающей жидкости – 116 л.
19. Класс защиты от пыли и влаги – 23IP.
20. Габаритные размеры (ШхГхВ) – 2800х1614х2218 мм.
21. Масса собранного агрегата – 4300 кг.
22. Страна-изготовитель – Германия.
23. Расценки на агрегат – 4 млн. 982 000 руб.
24. Гарантия для бесплатного обслуживания – 1 год.

Когда требуется осветить цех, либо запитать его оборудование, то генератор может быть самым надёжным способом обеспечения энергией объектов предприятий. Сверхмощные машины оснащаются дизельным жидким горючим – это и служит основным расходным материалом при создании необходимой мощности и напряжения электричества. В этом большинству потребителей видится существенная экономия. Ведь не нужно закупать много угля, отдельно складировать его в помещении с тем, чтобы вырабатывать достаточное количество электроэнергии для бесперебойного запуска технологических процессов.

Принцип действия газовых электростанций

По принципу устройства электростанции разделяют на два типа: газотурбинные и газопоршневые. Последние имеют более простую конструкцию, в процессе эксплуатации не нуждаются в дорогостоящем обслуживании и являются наиболее экономичным вариантом газовой установки. При этом они почти не имеют ограничения в максимальной мощности. Газотурбинные электростанции более технологичны и сложны по своей конструкции, но менее экономичны: их применение оправдывает себя только в масштабах промышленного производства. Главное их достоинство — высокая износостойкость узлов и полная неприхотливость к виду топлива: в отдельных случаях может быть использована даже угольная пыль, но требуется специальный модуль подготовки топливной смеси.

Газотурбинные электростанции (ГТЭ)

Характерно, что турбинные электростанции производят тепловой энергии почти вдвое больше, чем электрической. Поэтому их часто используют как составляющую ТЭЦ путем установки в вытяжной системе котла-утилизатора, обеспечивая таким образом не только выработку электроэнергии, но и теплоснабжение в большом объеме и по минимальной стоимости.

Газопоршневые электростанции (ГПЭ)

В газопоршневых электростанциях источником кинетической энергии является машинный блок, работающий по принципу двигателя внутреннего сгорания. Подача топлива осуществляется инжектором и контролируется электронным блоком управления, за счет чего поршневые электростанции имеют достаточно высокий КПД. Существенным минусом газопоршневой системы является высокий уровень шума и вибрации при работе из-за наличия большого числа подвижных частей. Преимуществом этих двигателей можно назвать высокую адаптивность к различным режимам и уровням нагрузки, чего невозможно достичь в газотурбинных установках, работающих практически на постоянной мощности.

Генератор переменного тока

Является незаменимым звеном в цепочке генерации электрической энергии. Сам генератор состоит из стационарного корпуса, статора и подвижного ротора, который вращается в статоре. Все узлы генератора построены и расположены таким образом, чтобы обеспечить максимально точное перемещение обмоток в магнитном поле. Статор представляет собой неподвижную часть, в которой расположен сердечник с намотанной на него обмоткой. Ротор (якорь) является подвижной частью, которая создает вращающееся магнитное поле. Ротор бывает щеточным, с намотанной обмоткой, и бесщеточным, в виде постоянного магнита. Ротор создает магнитное поле, которое вращаясь, создает в обмотках статора электродвижущую силу и, как следствие, ток.

При оценке генератора следует обратить внимание на материал его корпуса, металлические модели более прочные и долговечные. В пластиковых аналогах происходит деформация, и смещение рабочих поверхностей, что со временем приводит к уменьшению мощности машины и даже ее порче

Ротор крепится в статоре на подшипниках, подшипники шарикового типа более предпочтительны, нежели роликовые. Генератор бесщеточного типа вырабатывает более стабильное напряжение и имеет большую долговечность.

Устройство и принцип работы

Конструкция ДГУ представляет собой генераторный блок переменного тока (альтернатор) с двигателем внутреннего сгорания. Для обеспечения корректной работы и подачи электроэнергии на малых дизельных электростанциях установлены дополнительные узлы:

• блок управления (ручные, автоматические);
• топливный бак;
• датчики работы агрегатов;
• контуры распределения электричества;
• рама, на которую крепится оборудование или контейнер.

Принцип работы генераторной установки прост: при сгорании топлива в двигателе происходит вращение коленвала, который, в свою очередь, начинает проворачивать ротор генератора. Благодаря этому происходит смена магнитных полюсов и в обмотке статора создаётся индукционный ток переменного напряжения.

Предохранители – плавкие вставки – защищают цепь в случае короткого замыкания. Автоматические переключатели и дополнительные сопротивления установлены для изменения и регулировки параметров. Применяются датчики контроля уровня масел, счетчики моточасов и другие контрольно-измерительные приборы.

Регулятор напряжения

Как видно из названия это устройство призвано регулировать выходное напряжение системы. Ниже мы подробно опишем принцип работы регулятора.

Реле осуществляет преобразование переменного тока в постоянный, а реле – регулятор отбирает небольшую часть энергии и направляет его на вторичные обмотки, так же известные как обмотки возбуждения. Присутствуют также вращающиеся выпрямители, которые нужны для преобразования переменного тока обмоток возбуждения в постоянный.

Этот подготовительный процесс запуска длится до тех пор, пока генератор не возбудится и не начнет вырабатывать полное напряжение. Регулятор следит за состоянием выходного напряжения, и если оно превосходит заданные рамки, регулятор уменьшает напряжение возбуждения. Когда генератор работает в заданном режиме, регулятор просто поддерживает необходимое напряжение возбуждения.

Если нагрузка, прилагаемая к генератору, растет, напряжение его соответственно немного падает, и реле – регулятор добавляет питание ротору, таким образом, выходное напряжение достигает установленного значения. Цикл продолжается снова до выхода генератора на свою полную рабочую мощность.

Виды дизельных генераторов

Рынок наполнен множеством моделей ДГУ. В каждом случае модель подбирается исходя из области применения и индивидуальных предпочтений покупателя.

В первую очередь классификация идет по области применения. Свой тип электроагрегата применяется в строительстве, сельском хозяйстве, энергопоездах.

По мощности различают электроагрегаты небольшой мощности (до 50кВт), средней (50-200 кВт) и высокой (больше 200кВт).

Таких способов существует три: воздушный, радиаторный (называемый также водо-воздушным) и двухконтурный (или водо-водяной).

Также электростанции классифицируются на осветительные, силовые, а также станции специального назначения (к примеру, инструментальные).

В зависимости от способности к передвижению, существуют стационарные, передвижные и портативные генераторные установки. Передвижные обычно применяются в качестве мобильных источников питания.

В специально подготовленных помещениях можно размещать электростанции открытого исполнения. В ином случае стоит использовать электростанцию в кожухе. Он защитит агрегат от осадков и прочих вредных воздействий окружающей среды. В суровом климате обычно используются контейнерные электростанции.

Выделяют синхронные и асинхронные генераторы. Асинхронные считаются более надежными, они при их использовании не создаются радиопомехи. Однако, в отличие от аналогов, они не способны переносить долговременные перегрузки.

ДГУ классифицируются на однофазные и трехфазные. Основное отличие состоит в том, что трехфазная электростанция имеет два выхода – на 230 и 400В. В однофазном электроагрегате есть лишь один выход – на 120В. Кто-то считает, что трехфазные устройства можно отнести к универсальным, потому приобретает их, даже если на сегодняшний день трехфазный ток не нужен. При этом стоимость самого трехфазного ДГУ и его обслуживания заметно превышает затраты на однофазный. Если трехфазные потребители в цепи отсутствуют, оптимальным вариантом является приобретение достаточно мощного однофазного агрегата.

Устройство дизельных генераторов.

Корректное управление работой электроагрегата невозможно, если пользователь не знает устройство ДГУ, его ключевые узлы и детали. Отчасти разобраться в хитросплетениях поможет схема электрическая дизельного генератора, но только в том случае, если человек имеет представление о работе агрегата.

Главный узел агрегата – дизельный двигатель. В дизельных станциях устанавливаются высоконадежные двигатели, разработанные для функционирования на постоянных частотах. Чаще всего используется четырехтактный двигатель. В комплектацию входят все необходимые атрибуты для работы, как-то: регулятор оборотов (может быть электронным либо механическим), различные фильтры (топливный, воздушный, масляный), различные датчики.

При рядном расположении используется более длинная и узкая рама, чем в устройствах, где цилиндры расположены V-образно. Следует учесть, что рядных двигателей, имеющих большое количество цилиндров, выпускается мало, потому в высокомощных электроагрегатах чаще всего установлен именно V-образный двигатель.

Двигатель, устанавливаемый на электроагрегаты мощностью от 15кВт, снабжен системой жидкостного охлаждения. Такие конструкции имеют пониженный уровень шума и увеличенный ресурс.

Современная электростанция, работающая на дизеле, чаще всего включает в себя синхронный генератор. Устанавливаемые генераторы имеют одну либо три фазы, в зависимости от мощности, самовентиляцию и не имеют щеток. Обмотка, изготовленная из высококачественной электролитической меди, способна функционировать при максимальной температуре.

Соединение генератора и дизельного двигателя осуществляется конусной муфтой. Если в системе применяется одноопорный генератор, муфта не требуется, вместо нее используются гибкие диски.

Принцип работы дизельных генераторов

Основной принцип работы дизельного генератора можно изложить в нескольких пунктах:

• В результате возгорания сжатого дизтоплива образуется энергия расширения газов. В процессе переработки этой энергии с помощью кривошипно-шатунного механизма, появляется механическая энергия вращения коленчатого вала.
• Начинает двигаться ротор генератора. При вращении ротора возбуждается электромагнитное поле, в результате чего создается электродвижущая сила (сокращенно – ЭДС).
• ЭДС создает исходящее напряжение. Это напряжение, стабилизируемое с помощью устройства управления, подается конечному пользователю.

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.

Управление ДЭС

Почти все современные генераторы имеют автоматическую систему контроля: самостоятельно включаются, если напряжение в сети исчезло, и отключаются, как только питание от электросети появилось вновь.

Управлять станцией и следить за параметрами можно при помощи электронной панели управления. Обычно это монохромный дисплей, на котором отображается:

• индикаторы включения / выключения станции;
• состояние установки (остановлена, в фазе запуска, готова к подключению, в состоянии отказа);
• поданное питание, напряжение между фазой U и V и частота переменного тока;
• часы работы двигателя;
• нагрузка каждой фазы генератора (если генератор 3-фазный);
• позиция прерывателя цепи переменного тока;
• давление масла;
• температура воды двигателя;
• уровень топлива;
• напряжение батареи ГУ;
• при отказах – причина отказа двигателя.

Доступ к панели управления часто защищен 5-цифровым кодом – от 0 до 4.

Классификация дизельных генераторов

В зависимости от некоторых параметров дизельгенераторы могут подразделяться на несколько подвидов. Отдельно выделяют однофазные, трехфазные агрегаты:

• Характерной отличительной особенностью однофазных дизельных генераторов считается тот факт, что используются они только для функционирования однофазных приборов. Могут вырабатывать ток только 220 В;
• Если в помещении эксплуатируются какие-либо устройства, требующие питания 380 В, то неизбежно применение трехфазных дизельгенераторов, считающихся универсальными в использовании. Трехфазные агрегаты можно применять для подключения однофазных и трехфазных приборов.

По мнению большинства потребителей, дизельный генератор считается агрегатом, с помощью которого можно преобразовывать химическую энергию в интересующую человека – электрическую без применения центральных источников. В продаже присутствует внушительный ассортимент агрегатов различных моделей. Дизельгенераторы классифицируются в зависимости от параметра мощности, который может быть максимальным и минимальным.

Дизельные генераторы с максимальными показателями мощности чаще всего используются в промышленной отрасли. Агрегаты с минимальным уровнем мощности по обыкновению эксплуатируют в домашних условиях. Наиболее востребованными в настоящее время стали дизельные генераторы, характеризующиеся такими свойствами, как портативность, автономность. Это агрегаты производителя Iveco.

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 основном, цена агрегата зависит от мощности и производителя. Наиболее популярные бренды: DAEWOO, FORTE, ODWERK, IRON ANGEL, выпускающие мощные многофункциональные и высокопроизводительные аппараты отличающиеся высокой ценой. К бюджетным агрегатам относятся китайские изделия: GREEN FIELD, ISTEN и ERGOMAX.

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.

Преимущества и недостатки ДГУ

Дизельно энергетическое оборудование имеет большое количество достоинств:

• Высокий КПД и энергоэффективность;
• Минимальная занятость оператора во время эксплуатации, которая сводится к запуску и периодической дозаправке;
• Дизельная электростанция способна полностью снабжать энергией объекты в местах, где затруднена или невозможна подача электричества от удаленной станции.
• Дизель генераторные установки легко справится с работой в безостановочном режиме, например промышленные агрегаты могут беспрерывно функционировать более 10 дней;
• Большинство электрических станций дизельного типа отличаются простотой технического обслуживания и ремонта;
• Современные ДГУ, которые используются как основной источник питания, имеют средний срок службы 5-6 лет, однако достаточно редко от них требуется безостановочная работа, что увеличивает эксплуатационный период;
• Дизельные генераторы гораздо безопасней бензиновых аналогов из-за особенностей двигателей. В ДДВС отсутствует открытое горение, что значительно снижает риск пожара

Из недостатков ДГУ можно выделить ограничение использования на холостом ходу, минимальная нагрузка составляет 40% мощности агрегата. В обратном случае возможен быстрый износ узлов устройства.

Также к недостаткам относят высокий уровень рабочего шума, который возникает во время работы мотора. Из за этого дизель-генераторы с большой мощностью часто помещают в специальные контейнеры и кожухи, снижающие шумовой уровень.

Также уровень экологичности дизельных станций ниже чем у газовых, однако ДТ оборудование пользуется большой популярностью за счет удобства и неприхотливости.

Плюсы и минусы

У любого технического устройства есть свои достоинства и недостатки, это в полной мере относится и к дизельным электростанциям.

Так к плюсам использования установок данного типа, относятся:

1. Значительная электрическая мощность, в сравнении с бензиновыми аналогами.
2. Возможность выполнить стабилизацию вырабатываемого напряжения, тем самым обеспечить его качественные показатели, вне зависимости от пиковых нагрузок при запуске электрических двигателей и прочих электрических устройств.
3. Высокий КПД.
4. Способность работать в непрерывном цикле продолжительное время без снижения эксплуатационных показателей.
5. Относительно низкий уровень шума при генерации электрической энергии.
6. Способность работать в широком температурном диапазоне окружающего воздуха.
7. Ремонтно-пригодность и относительно небольшие затраты на выполнение технического обслуживания.

Минусами использования, можно считать:

1. Большая масса установок и значительные габаритные размеры.
2. Для монтажа моделей большой мощности необходимо устройство специального основания (рамы) или фундамента, обеспечивающих прочность закрепления элементов конструкции и их дальнейшую безопасную эксплуатацию.
3. Необходимость следить за качеством используемого топлива, зависящего от времени года (температуры окружающего воздуха).
4. При не полной загрузке (ниже 40,0%), происходит значительный износ узлов и механизмов, что приводит к необходимости выполнения дополнительного обслуживания и как следствие, к финансовым затратам.
5. Высокая стоимость установки.

Источники

• https://alter220.ru/elektro/generatornaya-ustanovka.html
• http://mainstro.ru/dizel-generatornye-ustanovki-klassifikaciya-oblast-primeneniya-vybor/
• https://www.comd.ru/about-company/press-center/articles/chto-takoe-dizelnyy-generator/
• https://www.pravda.ru/navigator/dies.html
• https://ksportal.ru/270-generatory-vidy-primenenie-ustanovka.html
• https://www.comd.ru/about-company/press-center/articles/dizelnyy-generator-printsip-raboty-i-ustroystvo/
• https://mahachkala.sklad-generator.ru/informacija/statji/dizel-generatornaya-ustanovka/

Разновидности

Все дизельные дизельные электрогенераторы для дома классифицируются по следующим признакам:

По количеству фаз. Существуют однофазные и трёхфазные устройства. Первый тип генераторов предназначен для обеспечения питанием электроприборов, работающих от 220 В. Используются такие установки, как правило, в небольших домах и на дачных участках.

Второй вид агрегатов необходим для энергоснабжения аппаратов, функционирующих от тока в 380В. Своё применение данные генераторы нашли в строительной отрасли и промышленном производстве.

По виду генератора переменного тока. Встречаются аппараты синхронного и асинхронного типа. Первый тип отличается стабильностью выдаваемого напряжения, высокими значениями пусковых токов и надёжностью конструкции. Второй образец характеризуется неплохой экономичностью, неприхотливостью в эксплуатации и невысоким качеством вырабатываемого тока.

По типу охлаждения. Генераторы бывают с воздушным и жидкостным охлаждением. Первый вариант относится к агрегатам малой мощности и предъявляет достаточно высокие требования к вентиляции рабочего помещения. Ко второй категории принадлежат установки средней и высокой степени мощности.

По режиму работы. Генераторы делятся на устройства резервного и постоянного типа. Первая разновидность предназначена для резервного энергообеспечения на период обесточивания внутренней сети. Второй класс устройств используется в качестве постоянного источника электроэнергии в тех районах, где отсутствуют линии электропередач.

https://youtube.com/watch?v=MyO4sA2LQTI

Заключение

Современные дизельные генераторы для дома являются теми главенствующими инструментами, благодаря которым обеспечиваются такие важные факторы, как уют и комфорт в собственном жилище. Непрерывное снабжение частных владений электроэнергией позволяет не беспокоиться о возможном возникновении проблем в работе отопления, водоснабжения и бытовые устройств. А для того, чтобы все системы жизнеобеспечения функционировали правильно, не переставая при этом радовать своих пользователей, необходимо чётко определить цель использования генераторов и максимально точно рассчитать потребляемую мощность домашних приборов.