Цель работы: Изучить компоновку основного и вспомогательного оборудования стационарных дизельных электростанций, особенности схем электрических соединений дизельных электростанций различного назначения.

Дизель-электрические агрегаты станций устанавливают в машинном зале в один ряд параллельно друг другу. Между дизельным агрегатом и стеной здания или оборудованием должен быть проход не менее 1 ,м, а проход с торца двигателя у стороны управления – не менее 2 м. Машинные залы должны иметь не менее двух выходов, хорошую вентиляцию и освещение.

Рассмотрим компоновку основного оборудования дизельных автоматизированных электростанций мощностью 320 и 500 кВт. На станциях установлены агрегаты АС-808 и АС-802 со стационарными четырехтактными (Ч) с турбонаддувом (Н) двенадцатицилиндровые (12) вертикальные дизели с диаметром цилиндра 18 и ходом поршня 20 см 12ЧН-18/20. Мощность дизелей соответственно 470 и 730 л. с. Дизели приводят в действие синхронные генераторы СГД-12-ЗВ-6, мощностью 320 кВт с частотой вращения 1000 об/мин и генератор СГД-625-1500, мощностью 500 кВт, 1500 об/мин. Генераторы снабжаются возбудителями ВСМ-21/12. Номинальное напряжение генераторов 0,4/0,23 кВ.

На рис. 9.1, а показан разрез дизельной станции с радиаторной (водо-воздушной) системой охлаждения дизеля. Дизель-электрический агрегат, состоящий из дизеля 1, генератора 2 и возбудителя 3, смонтирован на одной раме и установлен на железобетонном фундаменте в машинном зале станции. Пусковой баллон 4 со сжатым воздухом размещен непосредственно на агрегате. Подача масла в двигатель осуществляется шестеренчатым насосом 6. В зале также размещены: расходный бак топлива 7, расширительный бак 9 и блок радиаторов водяного охлаждения 10. Под дизелем проходят выхлопные трубопроводы 5, по которым отработанный газ поступает в атмосферу, предварительно минуя камеру глушения. Для вентиляции зала предусмотрена вытяжная труба 8.

На рис. 9.1.1, б приведен разрез станции с двухконтурной (водо-водяной) системой охлаждения дизеля. Компоновка оборудования здесь мало отличается от предыдущего варианта, за исключением блока радиаторов, который не требуется при указанной системе охлаждения.

На рис. 9.1.2 приведен примерный план компоновки оборудования резервной дизельной электростанции (РДЭС) мощностью 1х30 кВт.

РДЭС является резервным источником питания ответственных потребителей электрической энергии – животноводческих комплексов, ферм, птицефабрик и других объектов сельского хозяйства. РДЭС оборудуется одним электроагрегатом типа АДЗ0С-Т400-РМ1У4 мощностью 30 кВт.

Для текущего расхода топлива на дизеле смонтирован топливный бак, обеспечивающий непрерывную работу электростанции в течение 5 ч без дополнительной заправки. Заправка системы топливом по мере его выработки производится при помощи ручного насоса. Запас топлива хранится на складе ГСМ комплекса. Заправка системы смазки дизеля маслом по мере его выработки производится при помощи ручного насоса. Запас масла хранится на складе ГСМ комплекса и в помещении РДЭС. Система охлаждения электроагрегата водо-воздушная, замкнутая, с радиаторами масла и воды. Пуск электроагрегата осуществляется электростартером, поставляемым в комплекте с электроагрегатом. Отвод отработанных газов производится через выхлопную трубу за пределы машинного зала в атмосферу. Забор воздуха на горение в дизеле производится из машинного зала, куда он поступает через проем в наружной стене, в котором установлена утепленная заслонка.

Электрической схемой главных соединений предусматривается автономная работа электроагрегата на электрическую сеть напряжением 0,38 кВ. Параллельная работа РДЭС с основным источником централизованного электроснабжения не допускается.

Рис. 9.1.1. Разрез дизельных электростанций мощностью 320 и 500 кВт: а) для дизельного агрегата с радиальной (водо-воздушной) системой охлаждения, б) для агрегата с двухконтурной (водо-водяной) системой охлаждения; 1 – дизельный двигатель, 2 – генератор, 3 – возбудитель, 4 – пусковой баллон, 5 – выхлопные трубопроводы, 6 – шестеренчатые насосы, 7 – расходный бак топлива, 8 – вытяжная (или выхлопная) труба, 9 – расширительный бак, 10 – блок радиаторов охлаждения

Рис. 9.1.2. Примерный план компоновки оборудования резервной дизельной электростанции мощностью 1x30 кВт: 1 – электроагрегат АД З0С-Р; 2 – ручной насос "Родник"; 3 – трубопровод газовыхлопа; 4 – кран козловой; 5 – огнетушитель; 6 – вентилятор крышный; 7 – раковина; 8 – щит управления ЩУП; 9 – устройство распределительное навесное РУС 8141; 10, 11 – то же РУС 8153; 12 – счетчик электрической энергии САЧ-И672; 13 – выпрямительное устройство ВСА-64; 14 – ящик с аккумулятором 6СТ-132; 15 – стол (с телефоном)

В нормальном режиме (см. рис. 9.1.3) потребители получают электроэнергию от сети энергосистемы через переключающие рубильники S1, S2, автоматические выключатели SF6, SF7 (или предохранители) трансформаторы Т1, Т2 напряжением 10/0,4 кВ (ЗТП или КТП). В случае аварии запускается дизель-генератор, потребители снабжаются энергией от резервной электростанции. Таким образом, схемой станции должно быть предусмотрено двойное питание – от сети и от дизель-генератора. Для этой цели в схеме станции предусмотрены перекидные рубильники (переключатели) S1, S2, ножи которых подключены к шинам потребителя, одни губки – к основному источнику питания (“сеть”), а другие – к резервному, источнику (“станция”). Использование перекидного переключателя исключает возможность подачи напряжения станции в сеть и наоборот. Рукоятка переключающих рубильников S1, S2 в нормальном режиме устанавливается в положение “Включена сеть”. В аварийном режиме, при исчезновении напряжения на подстанции, запускается вручную электроагрегат. Ру коятка переключающих рубильников S1, S2 устанавливается в положение “Включена ДЭС”.

Энергия, вырабатываемая генератором, через автоматический выключатель генератора и через специальные рубильники переключающие серии РП подается в распределительную сеть 0,38 кВ потребителя.

Типовым проектом предусматриваются четыре варианта электрических схем связи РДЭС с распределительной сетью 0,38 кВ централизованного электроснабжения. Выбор варианта определяется с учетом проектируемой или существующей схемы внутриплощадочных распределительных сетей 0,38 кВ; места расположения резервируемых потребителей на объекте и трансформаторных подстанций 6-10/0,4 кВ; организации обслуживания электрических сетей 0,38 кВ на объекте.

По вариантам 1 и 2 выполняется связь электроагрегата с шинами распределительного устройства 0,4 кВ трансформаторной подстанции (ЗТП или КТП) с одним или двумя трансформаторами 10(6)/0,4 кВ мощностью до 400 кВ·А. Помещение РДЭС пристраивается к ЗТП или располагается вблизи подстанции.

По этим вариантам обеспечивается резервирование как ответственных, так и других потребителей в соответствии с графиком и режимом работы производства.

По варианту 3 выполняется связь электроагрегата с распределительной сетью 0,38 кВ отдельных групп электроприемников, питающихся от ЗТП и КТП. Помещение РДЭС расположено аналогично вариантам 1 и 2 или вблизи производственных помещений с электроприемниками, питающимися от ДЭС.

По этому варианту обеспечивается резервирование электроснабжения отдельных групп ответственных потребителей.

По варианту 4 выполняется связь электроагрегата с распределительной сетью 0,38 кВ группы ответственных электроприемников (распредпунктом), питающихся от ЗТП или КТП. Помещение РДЭС располагается вблизи производственного помещения с вводным распределительным пунктом.

Вариант 4 обеспечивает регулирование электроснабжения как групп, так и отдельных электроприемников.

Электрическая схема главных соединений по варианту 1 представлена на рис. 9.3. Подключение агрегата на сборные шины напряжением 0,4 кВ каждой секции ЗТП или КТП выполняется через распределительные устройства Д1, Д2 с переключающими рубильниками и автоматические выключатели SF6, SF7 силовых трансформаторов Т1, Т2. Распределительные устройства устанавливаются на ЗТП или КТП. Подключение щита собственных нужд Д3 электростанции выполнено через распределительное устройство Д1 с переключающим рубильником S1. Подключение электроагрегата к сборным шинам 0,4 кВ ЗТП или КТП и щита собственных нужд ДЗ электростанции в варианте 2 выполняется аналогично варианту 1. Распределительные устройства Д1, Д2 устанавливаются в помещении РДЭС. В варианте 3 подключение электроагрегата к шинам 0,4 кВ четырех линий ответственных потребителей выполняется через четыре распределительные устройства с переключающими рубильниками. При необходимости резервировать более четырех линий рекомендуется применять на каждой дополнительной линии о дно распределительное устройство. Распределительные устройства устанавливаются в помещении РДЭС. Подключение щита собственных нужд ДЗ выполнено через распределительное устройство Д1 с переключающим рубильником S1. В варианте 4 подключение агрегата к шинам 0,4 кВ распределительного устройства аналогично варианту 3, распределительное устройство устанавливается в помещении РП. Подключение щита собственных нужд ДЗ выполнено от Д1.

Схемы дизельных электростанций, предназначенных для использования в качестве основного источника электроснабжения (при отсутствии электроснабжения от энергосистемы) различаются в зависимости от мощности агрегатов и назначения станций.

Рекомендуется применять упрощенные главные схемы электрических соединений, например, по схеме блока “генератор-линия”.

Рис. 9.1.3. Вариант главной схемы электрических соединений резервной ДЭС мощностью 1х30 кВт

Если электростанция предназначена для электроснабжения близко расположенных потребителей (в пределах до 1 км) то на электростанции устанавливаются генераторы напряжением 400 В и распределение электроэнергии осуществляется на генераторном напряжении от генераторного распределительного устройства.

Для повышения надежности электроснабжения на электростанции устанавливают несколько генераторов, каждый генератор в нормальном режиме работает на свою секцию шин. Между шинами устанавливаются секционные выключатели, которые в нормальном режиме находятся в отключенном положении.

При необходимости передачи электроэнергии от электростанции на значительное расстояние для питания удаленных потребителей, к секции шин генераторного напряжения подключают повышающий трансформатор.0,4/10 кВ.

На рис. 9.1.4 приведена главная схема электрических соединений дизельной электростанции мощностью 800 кВт (два генератора по 400 кВт). На электростанции имеется два распределительных устройства 0,4 и 10 кВ. Для питания потребителей в случае вывода генератора в ремонт предусмотрена возможность подключения другого генератора электростанции через секционные автоматические выключатели Q2.

Для контроля за работой генераторов станции предусматриваются: амперметр в цепи статора, амперметр в цепи ротора генератора, амперметр в цепи выхода регулятора напряжения, ваттметр активно-реактивной мощности, вольтметр в цепи статора генератора, частотомер и счетчик активной энергии. Все приборы устанавливаются на щите автоматического управления около дизель-электрического агрегата.

Автоматическое регулирование напряжения генератора осуществляется регулятором РНА-60, обеспечивающим поддерживание напряжения в пределах ±10% от номинального.

Станция, схема которой показана на рис. 9.4 может передавать электрическую энергию по нескольким отходящим линиям. Для этого панель одной отходящей линии заменяется несколькими панелями по числу отходящих линий.

Рис. 9.1.4. Главная схема электрических соединений дизельной электростанции мощностью 800 кВт

Изучение компоновки оборудования дизельных электростанций следует начинать с одно- или двухагрегатных станций с водо-воздушной или водо-водяной системами охлаждения дизелей.

1. Изучить разрез и уяснить расположение основного оборудования и систем более крупной, многоагрегатной дизельной станции.
2. Изучить назначение отдельных устройств и систем дизельных электростанций.
3. Выделить и уяснить назначение отдельных устройств и систем, относящихся к электрооборудованию станции.
4. Дать краткое описание размещения основного оборудования дизельной электростанции.
5. При изучении схемы электрических соединений резервной электростанции обратить внимание на последовательность переключений при переводе питания потребителей от сети, на питание от дизельной электростанции.
6. Уяснить назначение измерительных приборов, установленных на резервной электростанции.
7. Разработать схему электрических соединений дизельной электростанции, используемой для постоянного снабжения потребителей электроэнергией по схеме блока “генератор-линия”. Изучить назначение отдельных аппаратов и приборов, установленных на станции.

Отчет должен содержать:

1. Цель работы.
2. Структурные схемы размещения оборудования на ДЭС различного назначения.
3. Схему электрических соединений ДЭС стационарного типа по схеме блока “генератор-линия”.

1. Перечислите, какие дизели и генераторы применяются на дизельных электростанциях.

2. Из каких основных элементов и систем состоят стационарные дизельные электростанции?

3. Как размещается основное оборудование в машинном зале дизельной электростанции?

4. Какое электрооборудование станции размещается в машинном зале, и какое снаружи?

5. Какой аппарат должен быть предусмотрен в схеме резервной дизель-электрической станции для исключения подачи напряжения от дизель-электрического агрегата в питающую сеть?

6. Какая коммутационная аппаратура, и какие измерительные приборы должны быть предусмотрены на резервной дизельной электростанции?

7. Какую защиту от коротких замыканий имеет генератор?

8. При каких условиях возможно подключение нагрузки к генератору резервной электростанции?