Генератор
Генераторная установка состоит из двигателя и генератора, соединенных соосно и укрепленных через амортизаторы на стальной раме (у портативных) или на станине (у стационарных). Запуск двигателя: ручной (шнуром), с помощью электростартера (поворотом ключа) или автоматически (при пропадании напряжения в основной сети электростанция заводится сама).
Двигатель
Именно ресурс работы двигателя определяет ресурс работы всей электростанции
Бензиновый
В качестве первичного двигателя в бензиновых электростанциях используются двигатели внутреннего сгорания (ДВС) с внешним смесеобразованием и искровым зажиганием. Часть энергии, которая выделяется при сгорании топлива, в ДВС преобразуется в механическую работу, а оставшаяся часть в теплоту. Механическая работа на валу двигателя используется для выработки электроэнергии генератором электрического тока.
Топливо для бензоэлектростанции - высокооктановые сорта бензина.
Бензиновые двигатели обеспечивают легкость запуска, хорошо запускаются при низких температурах, компактны, имеют хороший показатель соотношения массы оборудования к величине вырабатываемой энергии, отличаются невысокой начальной стоимостью.
Двигатели с алюминиевым блоком цилиндра и боковым расположением клапанов характеризуются невысокой стоимостью, но и ресурс их невелик - порядка 500 часов. Двигатели с чугунной гильзой цилиндра и боковым расположением клапанов ресурс - 1500 часов. Промышленные двигатели - с чугунными гильзами цилиндров, верхним расположением клапанов и подачей масла к деталям под давлением (их ресурс приближается к ресурсу дизельных двигателей - 3000 часов, они характеризуются низким расходом топлива и пониженным уровнем шума).
Тип бензинового двигателя
Двухтактный
В них бензин перемешивают с маслом. Серьезными производителями ставятся только на самые маломощные и компактные генераторные установки. Время непрерывной работы - не более 500 часов.
Четырехтактный
Для продолжительной эксплуатации (около 8 часов ежедневно) предназначены двигатели профессионального класса с верхним расположением клапанов (OHV). Они оснащены системой автоматического «останова» при понижении уровня масла, имеют высокий запас прочности и считаются самыми надежными в своем классе (время непрерывной работы - до 4000 часов). Чуть большим ресурсом обладают V-образные двухцилиндровые двигатели, устанавливаемые на мощные установки (9–15 кВА). Более мощных бензиновых генераторных установок не бывает.
Дизельный
В качестве первичного двигателя в дизель-генераторах используются двигатели внутреннего сгорания (ДВС) с воспламенением топлива от сжатия воздуха - дизели. Энергия, выделившаяся при сгорании топлива, в дизеле производит механическую работу и теплоту. Механическая работа на валу двигателя используется для выработки электроэнергии генератором электрического тока.
Для дизелей применяются дистиллятные и остаточные топлива.
Такие двигатели отличаются большим моторесурсом, меньшим расходом топлива, они пожаробезопаснее. Однако их первоначальная стоимость гораздо выше бензиновых. Считается, что использование дизельной электростанции целесообразно в том случае, если она рассматривается как постоянный источник электроснабжения (или в течение длительного времени), а также, если необходимые мощности превышают 10 – 12 кВА.
Дизельные электростанции подразделяются на высокооборотные 3000 об/мин и низкооборотные 1500 об/мин. Если дизельные агрегаты будут эксплуатироваться порядка 500 моточасов в год, тогда можно остановить выбор на дизелях с частотой вращения вала 3000 об/мин. При более интенсивной эксплуатации рекомендуется применять дизельный агрегат с частотой 1500 об/мин. Хотя при одной и той же выходной мощности они стоят дороже, при этом они имеют увеличенный ресурс, пониженный уровень шума.
Тип охлаждения
Воздушный
Охлаждаемые воздушными потоками двигатели требуют большого количества воздуха, так же такие дизели достаточно шумные.
Жидкостный
| |
|
|
| |
| |
Жидкостный тип охлаждения |
Наиболее надежны и долговечны (наработка на отказ 20 000–40 000 часов), используются в производственных генераторных установках (для таких генераторных установок доступны всевозможные опции, на них ставят более совершенные генераторы). Охлаждение жидкостью обеспечивает меньший уровень шума и более расширенный диапазон рабочих температур.
Следует помнить, что дизельному двигателю вредно работать на холостых оборотах. Поэтому, с целью снижения вредных последствий работы дизеля на холостом ходу и малых частичных нагрузках, следует предусмотреть (в качестве профилактики) в течение каждых 100 моточасов, работу дизеля со 100 % нагрузкой не более 2-х часов
Характерными признаками перегрузки является:
- перегрев
- сильная копоть
- снижение мощности
- перебои в подаче электроэнергии
Газовый
- газопоршневые генераторы;
- газотурбинные электростанции;
- модифицированные бензогенераторы.
Газопоршневые электростанции являются наиболее популярной разновидностью, которая предлагается во множестве модификаций. Такие генераторы отличаются хорошими экологическими показателями. Система электронного управления газопоршневым двигателем позволяет уменьшить содержание различных соединений азота и угарного газа в выхлопе. Стоимость выработанной энергии, действительно, является довольно невысокой. Отличается высоким КПД.
Газотурбинные электростанции отличаются большей, нежели у газопоршневых, мощностью. С помощью подобных агрегатов часто выстраиваются мощные энергогенерирующие станции. Проведение профилактических и ремонтных работ также возможно при сохранении работоспособности энерговырабатывающего комплекса.
Как газопоршневые, так и газотурбинные электростанции работают на природном газе, который они получают из магистральной сети. Кроме того, возможна работа и на сжиженном нефтяном газе. Обычно ко второму способу питания газовых электростанций прибегают в случае аварии на магистральном проводе (современные газовые электростанции способны автоматически переходить на другой вид топлива) или в районах, где магистральная подача природного газа отсутствует вообще. Впрочем, такая схема не очень выгодна экономически.
При сжигании газа вырабатывается довольно значительное количество тепла. Его можно использовать для обогрева тех же площадей, которые получают от газового генератора электроэнергию.
Однако, получить разрешение на сложнейшие работы по монтажу газовой электростанции очень непросто. Местные газовые хозяйства чрезвычайно неохотно выдают такие разрешения. Кроме того, необходимо пройти множество различных согласований, которые также сопряжены с различными сложностями. В качестве бытовых и небольших электростанций газовые генераторы, пожалуй, наиболее неудачный выбор в современных условиях.
Существуют модифицированные бензо/дизель генераторы, которые специально дорабатываются для того, чтобы для их функционирования можно было использовать газ. Разумеется, не магистральный, поскольку одно лишь подключение к магистральному газопроводу обойдется в разы дороже самого генератора. Такие генераторы могут быть либо полностью переделаны для работы исключительно на сжиженном газе, либо превращаются в гибриды, которые используют как газ, так и бензин/дизель. Подобные установки довольно удобны для использования в качестве нечасто перевозимых источников электроэнергии, поскольку с их помощью можно использовать более дешевый газ, а если он отсутствует, доступный практически везде бензин/диз.топливо.
Электрогенератор
Этот блок (его еще называют альтернатором) вырабатывает электрический ток. В зависимости от типа электрогенератора электростанция лучше справляется с теми или иными задачами
Синхронный
Синхронный генератор конструктивно сложнее: например, у него на роторе находятся катушки индуктивности.
Может обеспечивать электроэнергией все типы приборов без ограничений. Синхронные генераторы легче переносят пусковые перегрузки и вырабатывают более «чистый» ток.
В профессиональных и стационарных электростанциях устанавливаются только синхронные и бесщеточные необслуживаемые генераторы.
Асинхронный
Может обеспечивать электроэнергией только резистивные приборы. Рабочие характеристики при пуске меняются. Повышенный пусковой ток в сочетании со значительным смещением фаз и падением напряжения при включении индуктивных приборов может повредить генератор. Поэтому требуется использовать генератор со значительным запасом мощности, даже если предусмотрена пусковая защита.
Мощность асинхронного генератора должна быть в 3 - 3,5 раза больше мощности подключаемой нагрузки. Тем не менее, в силу простоты конструкции асинхронные генераторы более устойчивы к короткому замыканию, поэтому лучше подходят для питания сварочных аппаратов
Уровень защиты
Он обозначается двумя буквами (IР) и двумя цифрами. Первая цифра означает:
«2» - защита от касания пальцами и от проникновения твердых посторонних частиц диаметром более 12 мм;
«4» - защита от касания инструментом, пальцами или проволокой диаметром более 1 мм, защита от проникновения твердых посторонних частиц диаметром более 1 мм;
«5» - полная защита от касания вспомогательными средствами любого типа и от проникновения пыли.
Вторая цифра:
«3» - защита от струй воды, падающих под углом до 60 градусов от вертикали;
«4» - защита от струй воды, падающих под любым углом.
Синхронные генераторы, как правило, соответствуют классу IР 23, тогда как асинхронные - IР 54. Впрочем, в последнее время практически у всех ведущих производителей появились инновационные синхронные агрегаты, удовлетворяющие IР54.
Фаза
К однофазным генераторам, вырабатывающим переменный ток напряжением 220 В и частотой 50 Гц, можно подключать только однофазные нагрузки, тогда как к трехфазным (380/220 В, 50 Гц) и те, и другие. Однако, при подключении к трехфазным генераторам однофазных потребителей возникает проблема, именуемая «перекосом фаз». В этом случае следует помнить, что потребляемая мощность однофазной нагрузки не должна превышать 1/3 от номинальной трехфазной выходной мощности агрегата. Иными словами, 9-киловаттной трехфазной генераторной установкой можно запитать не более чем З-киловаттный однофазный прибор. При наличии нескольких однофазных нагрузок необходимо соблюдать условие примерного равенства мощности потребителей, находящихся на различных фазах. Разница в их потребляемой мощности не должна превышать 20-25%.
Мощность
Мощность генератора зависит от КПД двигателя (максимум 75-80%) и генератора. Поэтому не следует делать вывод о мощности, исходя непосредственно из названия элекростанции, а желательно посмотреть при покупке, что написано на фабричной табличке. Для надежности вы можете самостоятельно проверить указанную мощность с помощью следующей формулы: 1 л.с. мощности двигателя - это максимальная мощность миниэлектростанции 0,5 кВт (50%), ли 1 кВт мощности двигателя - это максимальная мощность миниэлектростанции 0,65 кВт (65%)
Уровень шума
Обычно уровень шума измеряется, как «звуковое давление» LpA или , как «звуковая мощность» LWA. Звуковая мощность является постоянной величиной для данного оборудования, звуковое давление зависит от расстояния до источника шума (стандартно принято измерять шум на 1, 4 , 7 и 15 метрах и на какой нагрузке (на холостом ходу или на номинальной мощности).
Нормальными считаются цифры около 100 LWA (72–74 дБ на 7 метрах) для бензиновых генераторов в открытом исполнении , 77–82 дБ на 7м для открытых дизельных (при 3000 об/мин), 62–69 дБ на 7м для бензиновых генераторов в кожухе и 67–71 дБ на 7м для мощных дизельных установок в кожухе.
Время работы до отказа
Нормальные цифры для бензиновых двигателей, простых и дешевых – 500 часов, для полупрофессиональных 1200 часов, профессиональных – 3000 часов. Для дизельных двигателей с воздушным охлаждением – около 5000 часов, а с жидкостным охлаждением (обладающие максимальным ресурсом и работающие на пониженных 1500 об/мин) – до 40 000 часов.
Запуск
Электростанция может быть запущена двумя способами: вручную (для чего необходимо потянуть за шнур или провернуть рукоятку) или электростартером (конечно, если модель ее имеет), то есть поворотом ключа или нажатием на кнопку. Кроме того, ряд агрегатов, оснащенных электростартером, допускают дистанционный запуск при помощи пульта, соединенного со станцией кабелем. |
