Как работают контроллеры ДЭС?

Дизельная электростанция – ДЭС – энергетическое оборудование, предназначенное для организации автономного электроснабжения: основного, резервного или дополнительного. Модели с электрозапуском могут оснащаться с устройством АВР, обеспечивающим автоматическое включение/выключение дизель-генератора при исчезновении/возобновлении централизованного электропитания.

Конструктивные составляющие дизельной электростанции

Дизель-электростанции могут иметь разные мощность, выходные параметры, конструктивное исполнение, но в любом случае в их состав входят следующие узлы:

• Двигатель внутреннего сгорания, преобразующий энергию сжигания топлива во вращающий момент. Его работу обеспечивает дизтопливо, характеристики которого соответствуют ГОСТу 305-2013. При использовании генератора на открытом пространстве применяют сезонное топливо.
• Синхронный или асинхронный генератор переменного тока, преобразующий крутящий момент в электродвижущую силу.
• Система контроля и управления режимами работы установки, позволяющая запускать дизель-генератор в ручном или автоматическом режимах.
• Рама, на которой монтируется все оборудование. В конструкции может присутствовать кожух, обеспечивающий тепло- и влагозащиту узлов агрегата, снижающий уровень шума при функционировании ДЭС.
• Системы охлаждения и отвода продуктов сгорания дизельного топлива.

Принцип работы дизельных электростанций

Работа ДЭС основана на двойном преобразовании энергии. Этапы работы агрегатов:

1. Первичный источник энергии – дизельное топливо. При его сжигании образуется расширяющаяся газовая смесь. Отличие дизельного генератора от бензиновых и газопоршневых установок заключается в том, что топливо воспламеняется без участия системы зажигания.
2. Под воздействием возрастающего давления поршень двигателя движется по рабочему цилиндру.
3. Поступающее движение поршня трансформируется во вращение коленвала.
4. Вращательное движение передается на синхронный или асинхронный электрогенератор.
5. Вращающийся ротор движется в магнитном поле, создаваемым статором.
6. При пересечении магнитных силовых линий образуется ЭДС.
7. Сформированное выходное напряжение стабилизируется в устройствах управления и распределения электроэнергии.

Дизельные электростанции одно- и трехфазного типа обеспечивают электроснабжение бытовых и промышленных потребителей. Двигатели могут иметь воздушное или водяное охлаждение. Дизельные электростанции, оснащенные ДВС с воздушным охлаждением, обычно имеют невысокую мощность и используются в быту, с водяным – предназначены для обеспечения электроэнергией населенных пунктов и промышленных предприятий.

Цифровые контроллеры для ДЭС – устройство и принцип работы

Панели управления дизельными электростанциями оснащаются цифровыми контроллерами – специализированными электронными устройствами, работающими в режиме реального времени. Ранее использовались аналоговые панели управления, но сегодня они встречаются все реже. Панели управления с цифровыми контроллерами выполняют одновременно несколько функций: контроля, защиты, визуализации и автоматизации функционирования одно- и трехфазных ДЭС.

Цифровые контроллеры для ДЭС – это технические средства, установка которых позволяет решать ряд важных задач:

• Управлять ДЭС. Цифровая панель управления предоставляет возможность: включать/выключать дизельный генератор, переключать режимы работы и индикации, осуществлять настройку.
• Визуализировать режимы работы генератора. Современные панели оснащены мощным дисплеем, на котором отображаются: потребляемая установкой мощность, напряжение, сила, частота генерируемого тока.
• Визуализировать режимы функционирования двигателя. На экранах отображаются: давление масла, температура, количество дизтоплива, уровень заряда АКБ, скорость вращения вала двигателя.
• Реализовать АВР. Автоматический ввод резерва при пропадании централизованного электропитания осуществляется наружными контакторами.

Принцип работы контроллеров ДЭС при автоматическом вводе резерва:

• при исчезновении централизованного электропитания или выходе его характеристик за допустимые пределы контроллер дает команду на запуск дизель-генератора;
• цепи нагрузки переключаются с питания от централизованной электросети на питание от дизель-генератора;
• при восстановлении централизованного электроснабжения контроллер дает команду на выключение ДЭС;
• цепи нагрузки переключаются на питание от внешней электросети.

Комплектация цифровых панелей позволяет защитить двигатель от: недостаточного уровня масла и топлива, перегрева ОЖ, низкого напряжения АКБ, превышения скорости вращения вала. Генератор защищен от: выхода напряжения за верхний и нижний допустимые пределы, перегруза по току и мощности, пробоя изоляционных материалов.

Функциональное назначение контроллеров для дизельных электростанций

В зависимости от модели, контроллеры применяются для работы с установками, оснащенными аналоговыми и дискретными датчиками, а также с агрегатами, имеющими электронное управление. Цифровые устройства дают возможность руководить работой дизель-генератора ручным и дистанционным способами.

Применение контроллеров с различными техническими характеристиками позволяет организовать:

• совместную работу нескольких электростанции в режиме резервирования или в параллельных режимах;
• параллельную работу ДЭС и основной электрической сети;
• распределение нагрузок в группе дизель-генераторов.

С помощью цифровых устройств реализуют мониторинг и управление работой ДЭС через интернет, по сотовой связи GSM, по каналу связи в локальной сети, по проводному каналу через CAN-шину.

Как правильно выбрать оптимальный вид дизельной электростанции

Производители выпускают широкий ассортимент энергетического оборудования, что позволяет выбрать агрегат, подходящий по всем характеристикам.

Выходные электрические параметры

Электростанции различаются по:

• мощности;
• видам электротока – одно- или трехфазный переменный, выпрямленный постоянный;
• частоте – 50, 60, 400 Гц.

Тип генератора – асинхронный или синхронный

Агрегаты с асинхронными генераторами выбирают для длительной эксплуатации, использования при наличии пыли и влаги в окружающем пространстве, необходимости выдерживать короткие межвитковые замыкания.

Синхронные генераторы более стабильны по выходным характеристикам и менее чувствительны к влиянию пусковых токов, по сравнению с асинхронными аналогами.

Стационарное и мобильное исполнение

Стационарные электростанции входят в состав энергетических объектов. Обычно они имеют открытое исполнение и рассчитаны на установку в помещении, специально приспособленном для этих целей.

Для работы в полевых условиях предназначены мобильные установки, немного отличающиеся по конструкции от стационарных агрегатов. В их комплектации присутствуют:

• специальные контейнеры, защищающие технику от неблагоприятных климатических факторов;
• выпрямители электротока;
• средства для тушения пожаров;
• распределительные силовые шкафы;
• система обогрева и вентиляционное оборудование;
• набор силовых кабелей для различных подключений;
• пульт ДУ.

В мобильных ДЭС для удобного перемещения может присутствовать колесная база. Второй вариант – конструкция, адаптированная для транспортировки на автоприцепах. На одноосных автоприцепах перевозят агрегаты мощностью до 10 кВт, на двухосных – более 10 кВт.