Дизельні генератори – складні особливості простій конструкції

Епіграф, або навіщо потрібні дизельні генератори.
Дозвольте почати статтю про дизельних генераторах дещо незвичним чином. Витяг з новин, опублікованих після ураганних штормових вітрів у Києві 12 листопада 2008 року: «У Києві сьогодні вночі через складні погодні умови сталося аварійне відключення трьох повітряних ліній 110 кВ «Ірпінь-Біличі», «Північна-Біличі» та «Північна-Ірпінь». Як повідомили УНІАН у прес-службі АК «Київенерго», в результаті без електроенергії залишилися...» В результаті подача електроживлення була перервана чи не на добу, і вся живиться від цих ліній інфраструктура, в тому числі кілька котелень, медичних установ, банки, бізнес-центри, серверні вузли і телекомунікаційна апаратура в районі залишилися без світла та електрики. Збитки від такого добового простою для сучасного високотехнологічного бізнесу величезні – банки не можуть обслуговувати клієнтів, серверні комплекси не дають доступу до розташованих на них сайтів, а можливі наслідки для медичних установ дещо нервують. Тому в цій статті поговоримо, як захистити ваш бізнес від такої гнітючої перспективи та забезпечити його безперебійне електроживлення у разі тривалих відключень зовнішнього електропостачання. Дана проблема однаково важлива як для банківських, медичних і державних установ, так і для серверних вузлів, телефонних станцій, заводів і промислових об'єктів.
Дизельні генератори: Безперебійне електроживлення тривалістю в добу Існує два способи підтримувати безперебійне електроживлення. Або ми будемо запасати електричну енергію в акумуляторних батареях, з тим щоб перейти на батарейне живлення при зникненні напруги в мережі. Або ми самі згенеруємо потрібну нам кількість електроенергії за допомогою дизельних генераторів або бензогенераторных установок. Перший спосіб має свої обмеження, пов'язані з ємністю батарей, їх кількістю, строком служби, можливістю їх заряду в процесі роботи. Для дизельних генераторів час резервної роботи практично не обмежена при правильному виборі моделі, але генератори теж мають свої особливості – паливо і його згорання, відведення газів, вентиляція, спеціальне приміщення, можливість установки на вулиці і ін.
Варто вибирати дизельні генератори для забезпечення власної енергетичної незалежності? Сучасний бізнес насичений офісною та комп'ютерною технікою, не кажучи вже про спеціалізовану апаратуру, і тому навантаження, які потрібно живити, досягають десятків і сотень kVA. Для таких навантажень ємність батареї витрачається дуже швидко, забезпечуючи невеликий час резерву (або ж треба брати батареї дуже великої ємності). В результаті, для того, щоб забезпечити харчування такий навантаження хоча б протягом доби, вам знадобиться використовувати систему з цілого залу акумуляторів... І питання відновлення їх ємності після розряду – ну дуже не простий. Вартість такого рішення теж буде не малою. З іншого боку, дизельний генератор потужністю в 20-100 kVA обійдеться набагато менші гроші... Таким чином, вже на етапі організації системи безперебійного електроживлення у вашому бізнесі, ви економите значні кошти, використовуючи дизельні генератори на противагу акумуляторним шафах. А якщо врахувати, що при розумному використанні ДГУ можуть прослужити до 10 і більше років (залежить від правильно організованого сервісного обслуговування та умов експлуатації), а акумуляторні батареї виходять з ладу через кілька років, різниця стає зовсім астрономічної. Тому, для вирішення задачі тривалого гарантованого електроживлення, вибір на користь дизельних генераторів очевидний.
Як влаштований дизельний генератор Дизель-генераторна установка – це агрегат, який генерує електроенергію за рахунок спалювання дизельного палива. Час роботи ДГУ обмежена тільки запаси дизельного палива, а генеруюча потужність досягає 10 kVA – 1мВА і більше. При цьому витрата дизпалива на годину роботи дизельного генератора становить 6 — 50 л дизпалива в залежності від потужності ДГУ. Враховуючи що відключення електрики бувають не кожен день, витрати на виробництво власної електроенергії мізерні, порівняно з вартістю тих же акумуляторів. Дизельний генератор складається з дизельного двигуна, з'єднаного з одно - чи трифазним електрогенератором. Конструкція з двигуна і генератора з'єднана між собою валом, і для стабільного обертання такого валу, важливо зуміти погасити вібрації, природним чином виникають при роботі двигуна. Для цього з'єднання двигун-генератор має бути жорстким і точно розрахованим. Таке можливо тільки на фірмовому обладнанні (Caterpillar). Крім того, дизельні генератори встановлюються на спеціальній амортизаційної рамі, компенсуючої вібрацію. Дизель-генераторні установки виробляють потужності до тисяч кVA, тому що генерується такими потужними двигунами рівень шуму дуже високий. Для захисту від шуму ДГУ комплектується спеціальними кожухами, які здатні знизити створюваний установкою шум до рівня 37-100 Дб. Тим не менше, потрібно окреме приміщення для установки дизельного генератора, яке має спеціальну шумову захист. Особливо це важливо для розміщення установок у межах міста. Двигун в сучасних ДГУ працює на швидкості 1500-3000 об/хвилину, і будь-яке, нехай навіть невелика, порушення тиску, температури або інших характеристик усередині самого двигуна швидко призведе до зниження потужності або навіть пошкоджень. Тому, крім двигуна, генератора та системи охолодження сучасні дизельні генератори комплектуються численними приладами і датчиками контролю роботи. Важливу роль грає якість сполучення окремих вузлів. Дійсно, оскільки багато виробників дизельних генераторів просто збирають їх з комплектуючих різних виробників, місця таких сполучень можуть стати вашою вразливістю ДГУ. У цьому плані хотілося б відзначити ДГУ виробництва компанії Caterpillar, всі складові частини яких робляться на одному підприємстві у Великобританії. Caterpillar одна з небагатьох у світі компаній, яка сама виробляє всі необхідні для дизельних генераторів комплектуючі, що природно підвищує і якість збірки, і надійність всієї конструкції в цілому.
На старт, увага... Дизельні генератори використовуються в двох основних робочих режимах – в режимі безперервної роботи, в режимі резервної роботи. І на відміну від режиму безперервної роботи, при резервному використанні дизельного генератора грає роль час виходу двигуна на номінальну потужність, а також час його зупинки. Дійсно, витрачається 10-15 секунд на те, щоб двигун розігнався і почав стабільну роботу на номінальній потужності. Точно також при зупинці роботи ДГУ двигун деякий час (2-3 хвилини) працює на холостому ходу, поступово остигаючи і сповільнюючи швидкість обертання вала. Тому реалізувати миттєве включення-виключення ДГУ при перебоях напруги зовнішньої електромережі не можна. Ситуація вирішується завдяки використанню проміжного он-лайнового ДБЖ. Такий ДБЖ реагує на перебої електроживлення негайно і підтримує навантаження на час виходу дизельного генератора в штатний режим роботи. З іншого боку, запуск та вимкнення є найбільш критичними моментами роботи ДДУ, часті включення-виключення здатні швидко витрачати ресурс ДГУ. Тому звичайною практикою є запуск дизельного генератора тільки при тривалих зникнення електроживлення, задовольняючись живленням від ДБЖ при короткочасних зникненнях. Це процес регулюється установками автомата введення резерву, про які ми поговоримо пізніше... Таким чином, використання будь-якого дизельного генератора тут же тягне за собою необхідність придбання ДБЖ і достатньої кількості батарей. Крім того, для включення і виключення ДГУ потрібен або оператор, або спеціальна схема (автомат введення резерву), яка буде робити це по проходженні певного часу з моменту зникнення напруги в мережі. В результаті використання одного дизельного генератора для того або іншої ділянки інфраструктури вимагає встановлення цілого комплексу забезпечує апаратури, прокладання додаткових комунікацій, проведення спеціальних інженерних робіт з шумоізоляції та усунення вібрації, і є досить непростою задачею, яка потребує окремого кваліфікованого підходу.