Глава 15
ПЕРЕДВИЖНЫЕ ДИЗЕЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
§ 15-1. Общие сведения
На неэлектрифицированных участках торфопредприятий для выполнения погрузочно-разгрузочных и других тяжелых и трудоемких работ применяются самоходные установки с автономной системой электроснабжения. К таким установкам относятся, например, путепереукладчик ППР-2М, погрузочный кран ТПК-4, узкоколейная путевая машина УПК-1М.
Источником электроснабжения на подобных самоходных установках служит электростанция трехфазного переменного тока частотой 50 Гц. Электростанция комплектуется на базе передвижных дизельных электростанций. ч
Передвижные дизельные электростанции в настоящее время стандартизированы. Промышленность, начиная с 1958 г., выпускает электростанции серии ЭСД, прекратив производство агрегатов и электростанций старых конструкций (серия НД).
Электростанции серии ЭСД изготовляются на мощности от 5 до 100 кВт напряжением 230 и 400 В и частотой 50 и 400 Гц. Каждой электростанции присваивается условное обозначение, например ЭСД-75-Т/400 расшифровывается так: электростанция дизельная, номинальная мощность 75 кВт, ток трехфазный, номинальное напряжение 400 В.
Автоматизированные электростанции имеют обозначение — ЭСДА. Они выпускаются в соответствии с ГОСТом 10 032—62 и имеют три степени автоматизации:
- автоматическое поддержание номинального режима работы, аварийная сигнализация и защита, ручной пуск и управление (все электростанции типа ЭСД в основном удовлетворяют этому требованию);
- включает первую степень и устройства для дистанционного и автоматического управления (пуск, прием нагрузки, останов);
- включает первую и вторую степень, автоматическую синхронизацию включения на параллельную работу и устройства для автоматизации вспомогательных операций с временем работы без обслуживающего персонала не менее 150 ч.
Рис. 15-1. Принципиальная схема самовозбуждения синхронного генератора.
К основным элементам электростанций относятся: агрегат (дизель-генератор) — источник электрической энергии, силовой распределительный шкаф, шкаф управления, кабельные барабаны.
Генераторы электростанций имеют изолированную нейтраль. Они обеспечивают прямой пуск асинхронного короткозамкнутого электродвигателя мощностью, равной 70% от номинальной мощности электростанции при коэффициенте нагрузки не выше 30%.
§ 15-2. Электрооборудование передвижных дизельных электростанций
Источником электрической энергии на передвижных дизельных электростанциях служат обычно синхронные генераторы трехфазного тока и значительно реже — генераторы постоянного тока. Генераторы сочленяются непосредственно с быстроходными бескомпрессорными дизелями и представляют собой единый блок-агрегат. Частота вращения такого блока составляет 1500 об/мин. В качестве первичных двигателей агрегатов применяются стандартные дизели. Для передвижных дизельных электростанций промышленной частоты используются в основном синхронные генераторы серии ДГС, ЕСС и ГСФ.
Генераторы серии ДГС (дизельный генератор синхронный) применяются на электростанциях мощностью 10, 20, 30, 50 кВт. Для питания обмотки возбуждения генератора ДГС служит машинный возбудитель, составляющий конструктивно одно целое с генератором. Якорь возбудителя сочленяется непосредственно с валом генератора.
Генераторы серии ГСФ и ЕСС относятся к самовозбуждающимся электрическим машинам. Их самовозбуждение осуществляется за счет остаточного магнитного потока в стали ротора, который создает начальную э. д. с. в обмотке статора. Дальнейшее возбуждение и питание обмотки возбуждения постоянным током осуществляется от компаундирующего трансформатора и селеновых выпрямителей (рис. 15-1).
Электрические схемы передвижных электростанций включают: синхронный генератор с возбудителем, отключающие и защитные аппараты, регулятор напряжения, измерительные приборы и приборы защиты от поражения электрическим током, схему электрооборудования дизелей. Схемы автоматизированных электростанций дополнительно включают элементы автоматического контроля и управления режимом работы дизелей.
В качестве примера на рис. 15-2 приведена принципиальная электрическая схема электростанции ЭСД-50-Т/230 номинальной мощностью 50 кВт и напряжением 230 В. Аналогичные схемы имеют также электростанции мощностью 10, 20, 30 и 75 кВт.
Принципиальная схема состоит из следующих основных цепей: главной, регулирования напряжения, параллельной работы и синхронизации, собственных нужд и электрооборудования дизеля.
Главная цепь включает обмотки статора генератора и три отходящие линии, заканчивающиеся штепсельными гнездами ШГ. Линия 1 рассчитана на номинальную мощность генератора. Она имеет два вывода: штепсельное гнездо ШГ1 и зажимы О, К3, К2 и K1 блока главной линии. Линии 2 и 3 рассчитаны на 50%-ную нагрузку генератора каждая. В цепи генератора и отходящих линий установлены воздушные комбинированные автоматы, имеющие электромагнитные и тепловые расцепители, а также три амперметра и киловатт-метр.
Цепь синхронизации, включает трансформатор синхронизации Тр8, трансформатор освещения Тр7 и лампы ЛН9 и ЛΗ11 синхроноскопа. Включение на параллельную работу с однотипной электростанцией или с сетью осуществляется через линию 1 при холостом ходе и через липни 2 и 3 при работе под нагрузкой. Для контроля процесса синхронизации установлены приборы — нулевой вольтметр и частотометр.
Цепь регулирования напряжения позволяет выполнять как ручное, так и автоматическое регулирование.
Ручное регулирование обеспечивается реостатом РР, а автоматическое — угольным регулятором УРН. Переход на один из способов регулирования производится пакетным выключателем ПК3.
При автоматическом регулировании в случае изменения напряжения на выводах генератора Г изменяется вторичное напряжение трансформатора Тр5, что приведет к изменению величины тока в катушке электромагнита регулятора напряжения УРН. Изменение тока в катушке УРН изменит результирующее усилие, действующее на угольный столб УРН, что приведет к изменению тока возбуждения возбудителя и в конечном итоге к восстановлению и стабилизации заданного напряжения на зажимах генератора.
Цепь собственных нужд электростанции рассчитана на напряжение 12 В и осуществляет питание ламп освещения и сигнальных ламп. При неработающем генераторе лампы освещения получают напряжение от аккумуляторных батарей.
Цепь электрооборудования первичного двигателя включает аккумуляторные батареи, зарядный генератор Г3, стартер СТ и другие устройства — приборы, реле, датчики, обслуживающие процессы пуска и работы двигателя. Все электрооборудование двигателя работает при напряжении 24 В.
Рис. 15-2. Принципиальная электрическая схема электростанции ЭСД-50-Т/230.
§ 15-3. Выбор передвижной электростанции
Для выбора передвижной электростанции необходимо предварительно определить расчетную мощность электроприемников.
Для небольшого количества электроприемников расчетную мощность можно определить с помощью коэффициента спроса, который принимают ориентировочно или находят в справочных данных.
Методика определения расчетной мощности по данным коэффициента спроса изложена в § 12-3. Согласно этой методике, расчетная активная мощность генераторов электростанции может быть определена по формуле
где
— суммарное максимальное потребление мощности, кВт;
, — расход мощности на собственные нужды.
Имея суммарную расчетную мощность электростанции и зная род тока, напряжение, частоту, условия эксплуатации, находят по каталогу для передвижных электростанций ближайшую номинальную мощность генератора и тип передвижной электростанции. При этом возможен вариант параллельной работы электростанций.
При подборе первичного двигателя для электростанций расчетную мощность двигателя можно определить по формуле:
(15-2)
 | коэффициент запаса; |
Вопросы для самопроверки
- В каких случаях возникает необходимость применения дизельных электростанций?
- Поясните принцип работы синхронного генератора с независимым возбуждением и с самовозбуждением.
- Сделайте обзор основного электрооборудования, применяемого на передвижных дизельных электростанциях.
- Поясните электрическую схему передвижной электростанции, приведенной па рис. 15-2. Разберите узел схемы автоматического поддержания напряжения на зажимах генератора.
- Как определить мощность синхронного генератора, установленного на передвижной электростанции?
- Почему Правила запрещают заземлять пулевую точку синхронного генератора передвижной электростанции?
- Как осуществляется защита человека от поражения электрическим током при однофазных замыканиях на корпус на передвижных электростанциях?
