Будь готов! (Часть 2)
Генераторные установки
Нагрузочные модули, балластные сопротивления
Резервные генераторные установки подолгу стоят без работы в законсервированном состоянии. Откладывать проверку работоспособности генераторной установки до того момента, когда она действительно понадобится, очень рискованно. Генераторная установка может нормально работать при небольшой нагрузке, но не справится с максимальной нагрузкой. В таких ситуациях рекомендуется включить в состав системы нагрузочный модуль.
Нагрузочный модуль представляет собой устройство, производящее электрическую нагрузку для преобразования или рассеивания выходной мощности источников питания. Назначение нагрузочного модуля – точная имитация реальной рабочей нагрузки, на которую источник питания будет работать впоследствии. Однако в отличие от «реальной» нагрузки, которая может быть непредсказуемой и случайной, нагрузочный модуль – организованная и полностью контролируемая нагрузка. В некоторых западных странах наличие нагрузочных модулей для периодической проверки резервных ГУ обусловлено законодательными нормами.
Существует три основных типа нагрузочных модулей: резистивный и два реактивных: активно-индуктивные и активно-емкостные.
Резистивный нагрузочный модуль – самый распространенный тип, применяемый для обеспечения нагрузкой генераторов. Резистивная нагрузка характеризуется активной мощностью, измеряемой в ваттах. Соответственно мощность нагрузочного модуля рассчитывается исходя из мощности генератора. Нагрузка в модуле создается путем преобразования электрической мощности источника питания в тепло, нагревающее сильноточные резисторы. Чаще всего это тепло выводится принудительно с помощью вентиляторов, реже конвекцией, еще реже используется водяное охлаждение.
Реактивные нагрузочные модули. Мощность реактивной нагрузки измеряется в вольт-амперах реактивных (ВАр, кВАр). Активно-индуктивные модули используются для имитации реальных смешанных нагрузок, состоящих из освещения, отопления, двигателей, трансформаторов и т. д. Активно-индуктивные нагрузочные модули используются совместно с элементами резистивных нагрузочных модулей для создания эффекта задержки при приложении нагрузки. Это позволяет проверить систему аварийного энергоснабжения на режиме полной нагрузки, включая действие реактивных токов и выключателей в регуляторе напряжения ГУ. Активно-емкостные нагрузочные модули также используются в комплексе с другими реактивными нагрузочными модулями и могут служить дополнением к активно-индуктивным нагрузочным модулям. Нагрузки от активно-емкостных модулей используются для имитации нагрузок от электронных приборов или нелинейных нагрузок от телекоммуникационной аппаратуры и компьютерных систем.
Еще одной областью применения нагрузочных модулей (балластных сопротивлений) является догрузка электрогенераторов, которые работают при недостаточных нагрузках или используются нерегулярно. В таких случаях температура двигателя не достигает рабочих значений, что увеличивает риск образования нагара из-за плохо сгорающего топлива. Нагар можно полностью устранить в течение получаса работы генератора с подключенным нагрузочным устройством. Обычно такая догрузка применяется, если электроустановка работает с нагрузкой менее 30% от номинала.
Штатное и дополнительное оборудование ГУ
Если ГУ выполняет роль резервной, она оснащается «Системой автоматического ввода резерва» (АВР), которая немедленно отключает всех обслуживаемых потребителей от электросети и подключает к генератору при выключении электроэнергии в общей сети (без прерывания электрического тока). При внезапном включении сети электроснабжения работающий генератор может сгореть. Именно АВР защищает генератор в такой ситуации. Существуют и ручные переключатели, которые в нужный момент (при аварии) приводятся в действие вручную либо с помощью электропривода, включенного оператором, отсоединяя потребителей от сети электроснабжения и подключая к резервному источнику электропитания.
Размыкатель отключает подачу питания от генератора в случае какой-либо неисправности в установке, замыкания на массу. Его не нужно путать с тепловым автоматом – размыкателем цепи. На каждую электрическую цепь (или фазу) устанавливается отдельный плавкий предохранитель или тепловой размыкатель.
Кроме того, в конструкцию генераторной установки могут входить переключатели, позволяющие подключать генератор к разным цепям или контурам или изменять величину мощности на выходе. Такие переключатели позволяют при необходимости переводить на розетку всю мощность генератора без прерывания тока.
Регуляторы оборотов двигателя. Частота тока ГУ зависит от частоты вращения двигателя, которая регулируется за счет изменения количества топлива и воздуха, подаваемых в двигатель. Для этого обычно используются механические системы с электронными следящими электроприводами, которые отслеживают частоту вращения двигателя, например, по количеству разрядов в свечах зажигания (для искровых ДВС), а также с помощью центробежного датчика оборотов.
Если генератор подает питание для электронной аппаратуры, чувствительной к изменениям частоты тока, ГУ оснащается более дорогим электронным регулятором, обеспечивающим более точное регулирование частоты вращения. Поэтому при выборе ГУ нужно сначала проанализировать чувствительность оборудования к колебаниям частоты тока, а потом выбирать, каким регулятором должна быть оснащена ГУ.
Автоматическая система холостого хода уменьшает обороты двигателя, когда электрическая нагрузка исчезает, и снова выводит двигатель на режим рабочих оборотов, когда нагрузка снова появляется.
Аварийный датчик уровня масла в картере двигателя (обычно поплавкового типа) автоматически выключает двигатель генераторной установки, если уровень масла опускается ниже допустимого предела.
Для предотвращения загрязнения окружающей среды некоторые генераторные установки оснащаются несущими поддонами, в которых собирается пролившаяся жидкость в случае разрыва шланга. Топливозаправочные горловины оборудуются специальными воронками, которые не дают пролиться топливу во время заправки.
В стандартную комплектацию ГУ входят электрические розетки для подключения различных потребителей. Они могут быть рассчитаны на разные допустимые величины силы тока (от 6 до 32 А), а также на разные конструкции вилок.
Условия работы на объекте
В зависимости от назначения ГУ и условий ее эксплуатации можно выбрать мобильную, переносную или стационарную установку.
Аварийные источники электропитания обычно монтируются на шасси прицепов и подвозятся в качестве временных источников энергии, например, при авариях на объектах коммунальной инфраструктуры. Буксируемые генераторы будут удобны, если владелец использует один генератор в нескольких местах или если клиент арендует данные производственные мощности и не желает там устанавливать стационарную генераторную установку. Мобильные генераторные установки на шасси прицепов могут использоваться на стройплощадках временно, в период, когда стационарные генераторы останавливаются на техобслуживание либо когда мощности сети оказывается недостаточно для обеспечения сезонных или временных потребностей объекта.
Заметим, что в США 90% генераторов продаются на шасси полуприцепов. В Европе предпочтения иные: здесь 90% ГУ продаются без шасси, установленные на полозья. Несколько установок можно погрузить на один грузовик и доставить на строительный участок, если строительная компания планирует держать установки на стройплощадке долгое время. Расположенные в удаленных труднодоступных местах строительные объекты и горнодобывающие предприятия, месторождения нефти и газа также сфера использования переносных ГУ для энергопитания бытовок и другого оборудования.
От того, в каком месте будет располагаться стационарная ГУ, в значительной степени зависит ее компоновка и комплектация. Если ГУ будет установлена в помещении, специально спроектированном для нее или для размещения ее и другого оборудования, можно использовать установку открытого типа (без контейнера). В этом случае необходимо предусмотреть свободный доступ для работы и техобслуживания ко всем компонентам ГУ, включая дополнительное оборудование, а прочность постройки должна быть рассчитана на то, чтобы выдерживать нагрузки от работающей ГУ, помещение должно удовлетворять требованиям всех норм и правил (по уровню шума, вредных выбросов, вибрации и т. д.), в помещении должен быть обеспечен доступ количества воздуха, достаточного для работы ДВС установки, подача топлива, вентиляция и отвод отработавших газов. Следует убедиться, что все прочее оборудование, которое будет находиться в этом же помещении, может работать в таких условиях.
Если же ГУ будет размещаться под открытым небом, генератор должен быть оснащен влагонепроницаемым контейнером для защиты от дождя и снега. Влага способствует развитию коррозии, может вызвать замыкание в электрической аппаратуре и т. д. Контейнер также будет предотвращать несанкционированный доступ и защищать генератор от вандализма. Чтобы привести уровень шума работы ГУ в соответствие нормам, может потребоваться подобрать дополнительные компоненты: звукопоглощающую облицовку и глушитель.
Среди дизельных электростанций FPT Industrial S.p.A. (входит в концерн CNH) есть мод. FPT GS F3240, развивающая номинальную мощность 32 кВт. ГУ FPT F3240 комплектуется защитным кожухом, однако по желанию заказчика агрегат может быть установлен в утепленный контейнер или на буксируемое шасси. Масса электростанции в открытом исполнении – 1000 кг. Производитель генератора – Marelli. Станция предлагает экономичный уровень расхода топлива – 8,5 л/ч при 80%-ной нагрузке. Емкость бака электростанции – 80 л, в качестве опции возможна установка увеличенного топливного бака.
В характеристиках генераторных установок обычно указывается максимальная рабочая температура (чем выше класс установки, тем выше допустимая температура). Например, дизельные электростанции могут эксплуатироваться в самых жестких погодных условиях – при температуре воздуха от –50 до +50 °С. Иностранные генераторные установки различаются по температурным классам, чаще всего встречаются установки классов A, B, F и H с максимальными рабочими температурами 105, 130, 155 и 180 °C соответственно.
Дизельная электростанция SCANIA DG 320 C, укомплектованная генератором Linz Electric (Италия), имеет мощность 320 кВт/ 400 кВА в режиме постоянной работы. Производитель гарантирует запуск и работу установки при темпрературах до –50 °С. Для этого к ГУ предлагается следующее дополнительное оборудование: электрический подогреватель охлаждающей жидкости 220 В, воздушный дизельный отопитель Planar и дизельный предпусковой подогреватель охлаждающей жидкости Webasto, а также высококачественный утеплитель URSA из негорючей базальтовой ваты толщиной 100 мм. Установка имеет сверхпрочный сварной каркас из гнутого 4-мм профиля, выдерживающий нагрузку до 3G. Контейнер оснащается «дыхательным» клапаном для отвода паров топлива из бака наружу. Компания заявляет, что срок активной эксплуатации установки не менее 20 лет.
Какие качества генераторных установок ценят потребители?
Обычно на стройплощадке ГУ занимаются разные люди, поэтому она должна быть простой в эксплуатации и интуитивно понятной в управлении.
Удобно, когда ГУ универсальна. На строительном объекте может быть оборудование, работающее от различного напряжения сети: 380, 220 В. У универсальных ГУ имеется переключатель напряжения. Обычно он расположен внутри корпуса, чтобы исключить нечаянное переключение напряжения. Ни у кого не возникнет желания совать руку внутрь корпуса работающего генератора. Такие универсальные установки охотно приобретают компании, сдающие оборудование в аренду.
Также ценным качеством являются большие интервалы между ТО. Большинство ГУ нуждаются в ТО через каждые десять дней, если они работают по 24 часа в сутки, и даже через семь дней, если работают при полной нагрузке. У генераторов некоторых брендов премиум-класса периодичность обслуживания составляет 500 моточасов, т. е. через каждые 20 дней. Соответственно меньше расходуется моторного масла и фильтров, меньше время простоя оборудования. Чтобы обеспечить периодичность обслуживания в 500 моточасов, одна из компаний-производителей усовершенствовала систему впуска воздуха установки. Даже если в установках конкурентов используются такие же двигатели, периодичность ТО у них меньше. Правильное и своевременное техобслуживание ГУ жизненно важно, поскольку дает возможность поддерживать энергоснабжение оборудования строительного объекта. Если выйдет из строя генератор, остановится все и график работ будет нарушен.
В аренду или в собственность?
Если генераторная установка нужна на непродолжительное время, практичнее взять ее в аренду, а не приобретать в собственность, да и подключение объекта к электросети обойдется недешево. Однако специалисты предостерегают: рекомендуется составить точный график использования генераторов и брать только тогда, когда они необходимы, чтобы не переплачивать за аренду. Также следует просчитать, что выгоднее – арендовать один большой генератор или несколько малых установок: тянуть от одного генератора кабели через весь участок, что может быть небезопасным, или поставить несколько генераторов поменьше возле энергопотребляющего оборудования. Еще одна причина, по которой генераторные установки часто берут в аренду, а не покупают: чтобы использовать оборудование, наиболее подходящее по характеристикам для данного строительного объекта.
