Дизельные генераторы: принцип работы

Дизельные генераторы – автономные источники электроснабжения, вырабатывающие электричество с использованием механической энергии вращения вала дизельного поршневого двигателя внутреннего сгорания. По сравнению с бензиновыми аналогами такое оборудование выпускается в большем диапазоне мощностей, включающем не только бытовые устройства 5-15 кВт, предназначенные для эксплуатации в частном хозяйстве, но и электростанции более высокой мощности. Например, дизельный генератор 60 кВт может применяться для обеспечения энергоснабжения производственных предприятий, медицинских и образовательных учреждений или административных зданий, а ДЭС мощностью более 2000 кВт – населенных пунктов, электростанций или крупных промышленных объектов.

Принцип работы

Работа дизельных генераторов основана на принципе электромагнитной индукции, при котором переменная электродвижущей силы в обмотке ротора (якоря), приводимого в движение двигателем, возбуждается во время его вращения в основном магнитном поле, создаваемом обмоткой возбуждения на полюсах. Обмотка ротора соединена с коллектором (механическим преобразователем переменной электродвижущей силы в постоянный ток), по пластинам которого скользят контактные щетки, присоединяющие обмотку к внешней электрической цепи.

Классификация

При выборе электростанции для обеспечения потребностей в электрической энергии конкретного объекта учитывают такие характеристики:

• Мощность, которая должна быть не менее общей потребляемой мощности всем подключенным электрооборудованием при пиковой нагрузке.
• Количество фаз (величина электрического выходного напряжения 220В или 380В). При выборе трехфазного оборудования нужно учитывать, что общая мощность равномерно распределяется по всем трем фазам. Например, трехфазный дизельный генератор ТСС АД-10С-Т400 при мощности 10 кВт способен обеспечить питанием однофазный прибор мощностью не более 3,3 кВт, а оборудование, потребляющее 4-5 кВт, агрегат запустить уже не сможет.
• Расчетный ресурс работы двигателя.
• Продолжительность работы в автономном режиме без дозаправки.
• Способ запуска. Устройства с ручным запуском более доступны, однако автоматический запуск практичнее: генератор самостоятельно реагирует на отсутствие напряжения в сети и начинает вырабатывать электрический ток без вмешательства оператора.

К важным параметрам также относится расход топлива на выработку единицы электрической энергии.

Основные преимущества

Дизельным электростанциям присущи такие особенности:

• Большой диапазон выбора рабочих мощностей.
• Экономичное потребление дизельного топлива благодаря эффективной системе воспламенения, обеспечивающей максимально полное сгорание всего объема горючего.
• Хорошая ремонтопригодность и устойчивость к износу всех рабочих узлов.
• Доступность дизельного топлива практически в любой местности.
• Возможность эксплуатации без отключения в течение продолжительного периода времени.

К недостаткам оборудования этого типа часто относят сложность запуска при низкой температуре окружающей среды и довольно высокий уровень шума. Однако применение зимних марок топлива и установка во всепогодных шумоизолирующих кожухах или контейнерах полностью решают эти проблемы.

Область применения

Присущие дизельным электростанциям свойства позволяют применять их в качестве резервного, аварийного или основного источника питания для обеспечения потребностей в электрической энергии таких объектов:

• Частных и многоквартирных жилых домов, а также вахтовых поселков или небольших населенных пунктов.
• Административных зданий и объектов социальной сферы (медицинских учреждений, детских садов, школ и т.д.).
• Промышленных и производственных предприятий практически во всех отраслях. Особенно важна установка автономных электростанций на предприятиях с непрерывным производственным циклом.
• Горнодобывающих предприятий. В большинстве случаев места добычи полезных ресурсов удалены от центральных электросетей и для нормальной работы электрооборудования требуется применение автономного источника питания.
• Строительных площадок, к которым еще не подведено центральное электроснабжение.
• Животноводческих ферм, тепличных комплексов, систем орошения и дренажа в сельском хозяйстве.
• Складских комплексов, в том числе оснащенных холодильным оборудованием для хранения пищевых продуктов.
• Торговых и развлекательных центров, спортивных комплексов.

Кроме того, дизельные электростанции широко применяются аварийными и спасательными службами для обеспечения жизнедеятельности временных лагерей и полевых госпиталей, а также работы специального оборудования и техники.