Итак, если вам и у вас сразу и частично происходит следующее: 1.Регулярно по своим делам убегает электричество. 2.Вы психанули и набили на лучины несколько кубометров дров, попутно освоив технику плетения вологодских кружев. 3.Вы обзавелись станочным парком и пока не вышли в продакшен вы не собираетесь забуриваться в технико-юридические дебри энергоснабжения, попутно соображая какую-то мачтовую ТП или вообще у вас станочек для души, а электроснабжение не оценивает ваших творческих позывов. 4.Хотите независимости от происходящего. 5.Вы отлично понимаете, что живете в сельской местности и у вас классические сельские электросети, угнетенные и забытые, без должного ухода и ласки, а сепаратор то денюжек стоит. 6.Вы дома завели ЧПУ и ваш техпроцесс не должен прерываться ни на минуту, иначе неделя труда в мусорное ведро. 7.И вообще, хочу!
То это явный признак погрузится в забавный пруд резервного электроснабжения. Поскольку статья обзорная то забуриваться глубоко не будем, поскольку для всего этого есть специально обученные дяди и тёти, знающие как правильно: рассчитать, нарисовать, смонтировать, свершить пусконаладку и как финал всего - торжественно перевести ваш холодильник с холодным пивом с центральных электросетей на генератор без отключения сети. Наша задача - понять: что вообще происходит, почему это происходит, какие шишки в нас будет кидать жизнь. Будет мнобукав, степень занудства попробуем скорректировать до 0,85 и это надо уложить в один гигантский нуднопост. Все просто, включай массу.
Итак, все начинается с техзадания. Конечно, техзадание за денюжку напишут для вас, но и вы должны понимать этот эльфийский язык. Такие игрушки стоят не копейки! В техзадании мы должны донести мысль что мы хотим получить на выходе. Поэтому мы должны обзорно понимать, да, подчеркну, понимать: ПТЭЭП - правила технической эксплуатации электроустановок потребителей ПТДЭ - Правила технической эксплуатации дизельных электростанций. ГОСТ Р 55006-2012 “Стационарные дизельные и газопоршневые электростанции с двигателями внутреннего сгорания. Общие технические условия (с Поправкой)” Почитать ПУЭ в области категорий электроснабжений, внутренних электросетей и почитать СНиП 31-110-2003 “Проектирование и монтаж Электроустановок жилых и общественных зданий” и заодно “Межотраслевые правила по охране труда в электроустановках”. Эта скукотища у вас займет месяц и если вы не сойдете с ума, то сможете сделать ваше ТЗ крайне весомым и аргументированным, а значит больше шансов получить безопасную и надежную систему. В любом случае, мы III категория электроснабжения и юридически у нас нет каких -то навороченных систем резервирования электроснабжения.
Следующий этап подготовки техзадания - Внутренний Энергоаудит. Мы берем и осматриваем наше ранчо на наличие потребителей нагрузки и разносим их в колонки:
1-Это нам не нужно, пусть сидит без света. 2-Если электричество отключится на хх часов - фигня, но вот дааальше может пригодится. 3-А вот без этого ну никак.
Отлично! Вы переписали шильдики изделий, посчитали сколько тех или иных киловатт. И это неправильные цифры. Потому что энергетики оперируют в КВа. Нет, это не электролягушек в час, это киловольтампер - полная мощность, учитывающая что есть мощность, напрямую преобразуемая в полезную нагрузку - киловатт и техническая мощность, которая нужна для создания электромагнитных полей для всяких там электродвигателей и дросселей (я не собираюсь здесь переписывать учебник ТОЭ, мы не в техникуме!) - киловар. Что бы не грузиться лишними данными, сделаем проще - чайники, лампы накаливания и нагреватели - КВа=КВт; а для станков, пылесосов, всяких уличных фонарей, станочков - (КВт * 0,75) +КВт. Теперь мы точно знаем сколько мы должны слопать электричества. Следующий шаг - еще раз открыть тот самый ГОСТ по дизелям найти подходящую для вас мощность и учесть простое выражение баланса: Pnom = >30≤85% от того, что насчитали. Почему? При нагрузке на установку менее 30% начинается сильный износ топливной аппаратуры, появление нагара на клапанах. Более 85% - установка начинает работать на предельных режимах работы что в дальнейшем не понравится в первую очередь топливному насосу, поэтому оптимально что сумма всех нагрузок лежала до 85%. Также обратите внимание на колонку 2. Суть в том, что ДЭС может работать в длительном режиме - те самые 85% от нагрузки и резервируемая мощность - до 100% от номинала. Количество часов такого форсажа для каждой станции ограничено и в принципе можно исходить что это не более 1-1,5 часов на одни сутки работы. К примеру, у вас мощная водокачка на пару десятков киловатт и большие танки для воды, позволяющие прожить пару суток на горячем резерве. В 40 КВт с ней вы не уложились (поскольку ближайшая ДЭС по мощности это 30 и 60), а так как у вас и так уже 40 КВт, 100 уже кажется слишком поскольку за последний десяток лет электричество не пропадало больше чем на сутки, но вот если что раз в пару дней мы путем повышения нагрузки "до талова" накачаем танки
Отлично. Мы знаем мощность, мы должны определится что за генератор будет это вырабатывать. Поскольку мы люди ответственные и знаем, что деньги утекают из-за простоя поэтому мы долго не думаем: генератор с явнополюсным якорем, 4 полюса на 1500 об/мин. Классика жанра. Почему? Технически рынок представлен изделиями на 850...1500 об/мин и 3000 об/мин. С 850-1500 все просто: *Оптимальные режимы смазки ДВС *Пониженные гироскопические эффекты *Оптимальные тепловые режимы работы.
Бешенная турбированная табуретка на 3000 оборотов из- за работы на пределе возможностей металлов не рассчитана молча молотить сутки на пределе и надо тщательно смотреть документацию по режимам работы. Генераторы длительного резервирования строятся как правило на 1500 оборотов в минуту и в основе содержат переделанные ДВС от грузовиков и судов. Там надежность ценится выше рекордных показателей. Я лично однажды обслуживал дизель 1985 года выпуска конструкции 195-6х годов. Судовой. Он мягко тарахтел на 550-850 оборотах и содержал бешенный запас прочности, небольшую компрессию в камере сгорания и очень хорошую систему смазки. Для его запуска нужна была другая ДЭСка, в качестве нее был интересный генератор с двигателем Владимирского тракторного завода - он воздушного охлаждения, от трактора, как говорится, угадай сколько десятилетий при хорошем уходе ему нужно что бы тихо уйти в отказ. Воот.
Производители генераторов - да что под руку попадается, кроме китайских. Отлично себя зарекомендовали: Курский генератор серии ГС. Французкие - LeroySomer Итальянские - MeccAlte, Sincro. Британские - Stamford Поскольку на них держится вся нефтянка то специалисты, запчасти всегда есть и очень большой опыт по их эксплуатации. Китайские генераторы - избегайте по возможности, если не хотите впечатлиться как я, когда на китайской 30ке клемма генератора были повреждена из-за пластилиновых болтов.
Пора выбрать двигатель. Условно, поделим на три группы: 1-Без электронного блока регулирования. 2-С Electronic Speed Gouverneur - электронный корректор оборотов. Вот он на картинке.
3-C ECU - по русски электронный блок управления.
Первые двигатели самые простые - чистая механика и в качестве механизма регулирования старый добрый механизм Уатта в составе Топливного Насоса Высокого Давления. Из плюсов - нечему ломаться, в одиночном режиме достаточно неплохо и беспроблемно работают. Из минусов - очень большой разброс частоты и напряжения, плохо принимают нагрузку и по мере износа ТНВД при нагрузках ближе к 85% начинается светопреставление; их крайне сложно загнать в синхронную работу.
Вторые — это модернизация первых, где за поддержание оборотов отвечает не точно выставленный болтик ограничения топливоподачи на насосе, а специальный электромагнитный клапан или мотор, управляемый специфическим блочком управления с картинки. Заодно они и отрастили точные обратные связи: количество оборотов сообщает датчик оборотов - magnetic pick-up; есть связи, позволяющие панели управления станции включить холостой ход. Пара деталюшек, чуть -чуть проводов и минусы первой группы уверенно побеждены - генераторы точно держат частоту, легко входят в синхрон и отлично берут нагрузку. Минусов - иногда этот блочок отказывает или на датчик налипает всякая гадость. Вызывайте техникейшенов
Третьи — это уже наш век. Появился электронный впрыск, возможности точной топливоподачи, другие материалы ДВС и вообще, плеваться в небо сажей и жечь чуть больше, чем нужно солярки не модно и не экологично и не экономично. Отлично держат частоту, отлично экономят солярку, можно заказать исполнение с катализатором и впрыском мочевины. Идеально для плотной городской застройки. В остальном - держите стратегический запас виски и афабазола и телефон знакомого двигателиста под рукой. Именно его специализация станет решающей при выборе и закупке оборудования, а стоимость работ и запчастей - весьма и весьма шокирующей. Заодно и самое крутое масло туда лить придется. Поэтому я бы советовал двигатели из второй категории. Если вы не гринпис и не сеете рожь с люцерной на крыше
Ориентируясь на нефтянку, по двигателям можно сделать следующие выводы: Самые дешевые решения - на базе ЯМЗ, ММЗ, ТМЗ (Ярославский, Минский и Тутаевский моторные заводы) Минусы ЯМЗ - откровенно малая наработка на отказ. ММЗ в основном фигурирует в дизелях до 30 КВт, ЯМЗ занимает нишу вечным ЯМЗ 236, 238 и турбированным 238м в диапазоне 60-200КВт, но можно встретить и современные 500е дизеля с common rail. Самые известные и легко обслуживаемые двигателя. При оснащении ESG верный кандидат работать в самых лютых гребенях так как детали для МАЗов, УРАЛов, автобусов ЛИАЗ и прочего тракторного доступны в любом медвежьем углу за весьма и весьма бюджетные деньги, особенно хорошо если доступны трезвые мотористы и аппаратчики, способные его за пару вечеров перебрать его по болтику. Тутаевцы однако диковинка и запчасти для них чуть сложнее добываемы и чуть дороже
Опять же надо напрячь память и прикинуть “А сколько собственно раз и насколько придется кочегарить дизель?” Если не больше 500 м/ч в месяц вы с ЯМЗ вообще ничего плохого кроме его аппетита к солярке не заметите. На капиталку они выходят примерно к 14-17 000 моточасов при самой отчаянной и жесткой эксплуатации “на убой,”, ТО приходится делать каждые 250 моточасов. Следующие по цене идут двигатели Doosan - крайне беспроблемные двигатели, особенно при тщательном уходе. Из особенностей - быстро пачкают масло и чуть сложнее с запчастями, но все доставабельно. Большая боль - цена расходки как датчики масла: если на наши двигатели ставится ММ350, за которые вы не отдадите больше 450 рублей то за двухконтактные VDO датчики потратите от 1500 рублей и еще за ними побегаете Решение - делаем переходники, ставим наши датчики и вправляем мозги панели управления под наши датчики. Зарядные генераторы также меняются как модули, а наши можно спокойно раскидать по деталям и поменять любую детальку. Надежность, кстати, практически одинаковая, но я пока не встречал примеров вкорячивая нашего вместо корейского, хотя я не удивлюсь что мне как ни будь придется и этим заняться. Детали следуют искать в фирмах, торгующих деталями для строительной техники. А вот если бюджет позволяет и дальше отрываться - есть совершенно беспроблемнейшие Deutz, капризные немного Volvo-Penta и замороченные Perkins и его стабильная сборка - Caterpillar. Кто не хочет проблем чаще используют Дойцы, Камминсы и Катерпиллары. По ним в России ОЧЕНЬ много толковых спецов. Из третей категории, для олигархов, там можно найти всё что угодно - MTU сиречь Mercedes, JonhDeer, Sсania.... Были ли бы деньги, специалисты и хорошая солярка. Отлично! Вы прошарили всю местную округу при помощи вооруженного и не очень взгляда, Яндекс с Гуглом и Бингом вам пока не дают, предлагая доставку дизелей из Нового Уренгоя, обзвонили все МТСы и сервисы и решили какой в итоге стоит двигатель. Чего-то не хватает? Правильно обвеса, управления и домика.
По степени укрытия дизелей от невзгод нашей жизни они делятся на
Нет защиты - поставка на раме. Это на случай, если вы сами с усами и нашли куда его поставить, например, купили и переоборудовали контейнер или вовсе построили ему дом. Вот как эта станция ТСС. Кстати именно с такой станцией есть небольшая проблема - переодически возникают проблемы с массой.
Погодозащитный кожух.
Ну такой себе вариант. Это просто шкатулка из 2х мм стали, которая болтами крепится на раму и в итоге все лисы и медведи и прочие соседи знают, что вы зачем-то всю ночь гоняли двигатель, а учитывая, что свет был только у вас, считайте, что вы находитесь в поле концентрированной ненависти :). А в городе будете в эпицентре внимания вообще всех, включая властей, что равно слову “Полный конец обеда”. Максимум от чего защитит этот кожух - от дождя и града.
Тут кстати видно что это ЯМЗ-238 нового образца, панель управления Comap IntelliCompact и ПЖД но нет вентиляции вообще. Они решили запечь ДЭС?!
Капсулированное исполнение - такая же шкатулка, но кожух внутри оклеен 10ю см хитрой пены, поэтому она шумит как стиралка или пылесос, даже тише. Рядом можно спокойно общаться, метра за два шум вообще не напрягает. Оптимальный вариант. Но есть недостаток - дэска это пылесос и на не очищенных площадках были случаи когда дизель насасывался снега и после чего погибал главный генератор. Поэтому лучше раскошелиться и прикупить
Блок-контейнер типа “Север”. Вообще то что нужно. Это гараж из сэндвич-панелей с окошками вентиляции. Толстая изоляция минватой, лишний хлам не проникает, шум несколько больше, чем от капсюлированной. Зато можно поставить дополнительные баки, насосики, отопление...
Самостоятельный дом-электростанция. Самый крутой и капитальный вариант. Там тебе и операторская и ремзона и хранилище горючки неподалеку, и все на свете, включая теплоцентраль. Любая дизелька мечтает в таком жить. Отдельно идет монтаж капсюльной машины на прицепы и полуприцепы, в зависимости от доступности куда его надо тащить и на сколько. В принципе, три-четыре балка типа “Кедр” или “Дана” хватит что бы поставить энерготабор на несколько месяцев в медвежьем углу очень далеко от цивилизации. Только подвози горючку, еду и сменную вахту.
Если у вас капсюль, блок или прицеп (выдергивание вросших прицепов - ещё то шоу) то следует задуматься о фундаменте. Классикой жанра является съем грунта ниже точки промерзания и укладка слоями геотекстиль - песок -крупный щебень - мелкий щебень - автодорожные плиты. Для ДЭС до 500 КВт вам нужны две плиты 200х600 см, плиты естественно надо сварить, швы заделать, пирог инертных материалов по мере засыпания вибрировать, аренда виброплиты в этом проекте самое это самое дешевое. Но можно залить и капитальный фундамент. Также стоит обследовать грунт для монтажа контура заземления.
Супер. Мы поставили подстанцию. Дальше управление.
Разработчики предлагают три степени автоматизации.
Первая степень автоматизации. Полуавтоматика - обеспечиваются основные защиты: по потери масла, по температуре; защиты по току обеспечивается автоматическим выключателем, реже реле; защита по напряжению может быть, а может и не быть - тоже реле от Новатек. Функции ESG выполняет горсть релюшек. Количество отдельных реле, проводов и общая заумь схемы любой серьезный ремонт превращает в дикий головняк как и по деньгам так и по времени. А если еще и русский регулятор генератора (AVR) КС 100, который не только три платы занимает, так еще и внешние связи размазаны по нескольким шкафам то.... Плюс нет телеметрии, истории, требуется постоянный контроль машинистом. Поэтому покупая задешево ДЭС в кунге на базе ЗИЛ 130, с хранения, сразу тащите ЭТО на капиталку систем управления. Так вы потом сэкономите много денег и времени. И потому что наши военные решения и документированы так себе. Попробуйте найти ПОЛНОЕ описание к ГС 250Б. Я неделю потратил что бы эти куски схем связать хоть в какую-то цельную картину с жизнью и успеть опять это сакральное знание подзабыть. Уфф. К черту. Вот такой индикатор с КамАза - МАЗа и есть почти все приборы этой степени автоматизации. Для генератора - частотометр, вольтметр и амперметр и маленький прибор - счетчик моточасов. Панель кстати живет не больше 4-5 лет.
Вторая ступень - уже наши дни. Имеется маленький бортовой компьютер, он отлично отслеживает все параметры и если параметры беспределят - то отключает либо генератор или всю станцую разом. Мозги отлично вправляются при помощи ноутбука и стандартного кабеля от принтера (убедитесь, что принтер никому не нужен - возможны травмы, порезы, рассечения и прочие четвертования!). Схема резко сокращается до одного жгута от датчиков к панели. Но телеметрии и SCADA еще нет и за ней надо присматривать.
Третья ступень - станция живет сама по себе: есть возможность подключения к удаленным центрам управления по LAN или GSM. Смотреть за ней особо не надо, главное давать ей периодически размять поршня. Такое может само вовремя запуститься, выйти на режим, отчитаться о запуске. Если ее интегрировали куда -то то есть возможность и скорректировать режимы работы. Например, SCADA от DSE полностью бесплатна и позволяет объединить несколько станций в общую сеть.
МОООЗЗГГИ! А чего думать? Если вы пишете ТЗ для ПСМ то вам достанется панелька DEIF - крутое корпоративное решение, надежные и безглючные. А если берете Perkins – то скорее всего столкнетесь с британским ужоснафигом по имени Woodward 2000. Это просто боль с каждым нажатием клавиши. Зато это внушающий уважение компастер с кучей возможностей. Но музейный немного. Владельцы Caterpillar могут познакомится с проперитарной штукой как PowerWisard. В остальных случаем берем DeepSea Electronics - сделано в Британии, внутри компоненты ведущих фирм, а не китайские реплики. Софт, документация на русском, бесплатная СКАДА. Для простеньких задач - DSE 4520, для навороченных - 89я серия. Comap - чешские панели можно посоветовать, но надо знать, что платка для USB подключения стоит около 100 евро, GSM модуль - 300 евро. Но зато есть платы расширения, ага, где-то 250 евро и возможность подключить RS282, 485. В DSE это штатно, как и управление AVR генератора. У Comap это два отдельных блока - питание и преобразователь интерфейса за отдельные money. Почувствуй себя кукурузой, но зато можно слить журнал генерации на флешку и чуть проще вживить GSM. Полезно что бы понять как работала станция. А вот Datacom и BerniniDesing несмотря на вкусные цены надо опасаться, как огня - плохое качество, сложности с правкой мозгов, неважный русский язык. Давно ли вы находили в своем компе RS232? А то что с USB стоит намного дороже хэдлайнров рынка.
Дальше нам надо подумать, как наш генератор будет подключаться к сети. Собственно, два популярных варианта: 1.Автомат с мотор-приводом. 2.Обычный автомат как элемент токовой защиты и электромагнитный пускатель как непосредственно коммутация с панели управления
Также стоит подумать о своем комфорте и постараться не забыть: Возможность отопления и освещения нашего контейнера от основной сети. Освещение 24В для аварийных работ. Зарядное устройство, способное разряжать и заряжать АКБ Мотор-привод жалюзи вентиляции. Топливопрокачивающие насосы и насосы для смены масла и антифриза. Тогда обслуживание ДЭС будет вообще беспроблемной. Если нет возможности обогреть станцию стационарно, то следует задуматься о ПЖД - предпусковом подогревателе.
Осталось самое сложное, если вы не ставите ДЭС под новый объект - понять, как отделить резервные линии от нерезервируемых. Технически это равно прокладке новых линий и установки розеток с отличным цветом или вовсе конструкцией. Чем похоже чайник, ноутбук и холодильник хранения медицинских препаратов? Правильно - штепселем Schuko. Поэтому, не надеясь на совесть юзеров и помня всякое-вечное “Ну я же не знал для чего красненькая розетка” “Ну я же один разок” берем и на все важное ставим нечто необычное. Зависит от того, как достали. Самое простое - CEE c ключом на 6 часов. А они есть и на 9 и на 12. По заказу. От совсем хитрых и подкованных. Такие штепсели на 16А немногим больше стандартного Schuko. А ранчо - ну и пускай наш дом весь светиться как НЛО на марше. Зато жена не будет есть мозги кофейной ложечкой что ты скряга и не резервировал ее плойку, стиралку и посудомоку. И самое простое - перестроить ввод так что бы либо наша мастерская отключалась от горсетей по мере необходимости - у нас нет юридического обоснования работать в синхроне, это мы помним, да? Да и можно нечаянно пустить обратку когда энергетики решат отключить линию на обслуживание. Поэтому мы так же на вводе ставим по бюджету и возможностям: пускатели, автомат с мотор-приводом или перекрёстный рубильник. В качестве мозгов за этим делом можно поставить блоки выбора фидера или панель DSE/Comap для ВРУ. Они поймут что на вводе творится дичь и переключат сеть. Однако, проще использовать и стоить защиту на базе DSE 4520 – там есть функция AMF, которая уже отслеживает состояние сети и способны сами отработать схему. Не забудьте! Таким приводам нужен источник опертока поэтому ТЗ должно включать фразу “В качестве источника опертока используется on-line UPS, с мощностью, выбранной на основе расчетов для совершения коммутационных операций и емкостью АКБ, достаточной не менее чем на три цикла коммутации (или сколько вам надо)”. Из минусов реализации AMF на базе DSE - если вы строите сложную схему, с алгоритмами, то воможностей 4520 вам уже не хватит и надо будет браться за программирую логику - например, логические реле. Поэтому пусть ТЗ для вашего ВРУ пишет энергетик. Он сможет скоординировать ваши желания, деньги и железо на едином уровне. И помните - кроилово ведет к попадалову. Но не бойтесь расспрашивать что и как - вы должны четко понимать когда кончается нормальная работа и начинается экстрим и какие алгоритмы закладываются в карту переключений.Также, вытирая пот и смотря на свою новенькую станцию, вспомните:Есть ли у вас запасные датчики масла?Запасная плата AVR?Запасная флешка с дампом прошивки?Комплект запасных ремней? Комплект фильтров?Бочка масла?Есть - вы правильно составили ТЗ и отследили поставки ЗИП!
Иллюстрации взял из интеренета, из открытых источников. Текст из моей головы.
