Схема электроснабжения только от генератора

Системы электроснабжения с генераторными установками переменного тока

На рис. 4.3 показана принципиальная типовая схема электроснабжения легкового автомобиля, в которую входят: генератор переменного тока /, регулятор напряжения 8 (PH), контрольная лампочка 2, выключатель зажигания 3, амперметр 4, аккумуляторная батарея 5 и выключатель 6 «массы». При включении зажигания выключателем 3 зажигается лампочка 2, которая информирует водителя о том, что в обмотке возбуждения (OB) 1 генератора есть напряжение и генераторная установка исправна.

В момент достижения напряжения на выводе «Д» номинальной величины лампочка гаснет. Регулируемое напряжение (Up) измеряют между выводом «Д» и «массой» генератора. Затем измеряют на-

Принципиальная типовая схема электроснабжения легкового автомобиля

Рис. 4.3. Принципиальная типовая схема электроснабжения легкового автомобиля: 1 — генератор; 2 — контрольная лампочка; 3 — выключатель зажигания; 4 — амперметр; 5 — аккумуляторная батарея; 6 — выключатель «массы»; 7 — обмотка возбуждения; 8 — регулятор напряжения

пряжение между выводами «Д» и «+» генератора. Разница этих двух напряжений определяет потерю напряжения в плюсовой группе диодов основного и дополнительного выпрямителя. Она должна быть незначительной и ей можно пренебречь, считая, что напряжения на этих выводах равны между собой. Напряжение в бортовой сети автомобиля Uc обычно меньше на 0,3—0,5 В.

У грузовых автомобилей аккумуляторная батарея вынесена из подкапотного пространства и устанавливается зачастую под кабиной снаружи автомобиля, что приводит к увеличению длины проводов и сказывается на общем сопротивлении цепи: цепь генератор—аккумуляторная батарея в 1,5—2 раза больше, чем у легкового автомобиля.

На рис. 4.4 показана принципиальная типовая схема электроснабжения грузового автомобиля, в которую входят: генератор переменного тока 7, регулятор напряжения 8 (PH), контрольная лампочка 2, выключатель зажигания 3, амперметр 4, аккумуляторная батарея 5 и выключатель 6 «массы». На первый взгляд схемы на рис. 4.3 и 4.4 одинаковы, но в отличие от схемы легкового автомобиля питание PH у грузовых автомобилей осуществлено не через дополнительные диоды, а от силовой цепи генератора через замок зажигания — выключатель 3.

Регулируемое напряжение Up измеряется между выводом «В» регулятора напряжения и «массой». Напряжение Uc выше напряжения Up на величину потери напряжения на участке вывод «+» амперметра — вывод «В» генератора. Для отключения аккумуляторной бата-

Принципиальная типовая схема электроснабжения грузового автомобиля

Рис. 4.4. Принципиальная типовая схема электроснабжения грузового автомобиля: 1 — генератор; 2 — контрольная лампочка; 3 — выключатель зажигания; 4 — амперметр; 5 — аккумуляторная батарея; 6 — выключатель «массы»; 7 — обмотка возбуждения; 8 — регулятор напряжения

реи при длительной стоянке автомобиля в схемах электроснабжения автомобилей с карбюраторными двигателями введен выключатель 6 «массы».

На рис. 4.5 приведена принципиальная типовая схема электроснабжения грузового автомобиля с дизелем.

Питание обмотки возбуждения ОВ, расположенной на роторе, осуществляется от нулевой точки статора генератора. Напряжение в этой точке относительно «массы» автомобиля равно половине выпрямленного напряжения (14 В). Поэтому при использовании этой схемы имеется возможность унифицировать роторы генераторов на напряжение 14 и 28 В.

Питание реле напряжения PH производится через выключатель 9 приборов от силовой цепи генератора.

Системы электроснабжения грузовых автомобилей созданы так, что потеря напряжения на участке амперметр — вывод «В» регулятора равна потери напряжения в цепи амперметр — аккумуляторная батарея. В этом случае напряжение на аккумуляторной батарее незначительно отличается от регулируемого, и частота переключения PH не бывает ниже 30 Гц. Потеря напряжения в цепи генератор — PH в типовых схемах электроснабжения грузовых автомобилей не превышает 0,5 В.

В типовой схеме электроснабжения грузового автомобиля с дизелем невозможно отключить выключатель 6 «массы» при работающем генераторе. В схеме использован дистанционный выключатель «массы» импульсного действия с фиксированными контактами. Для

Принципиальная типовая схема электроснабжения грузового автомобиля с дизелем

Рис. 4.5. Принципиальная типовая схема электроснабжения грузового автомобиля с дизелем

его включения необходимо подать импульс напряжения на управляющую обмотку. При снятии питания контакты выключателя «массы» остаются в замкнутом положении. Для отключения выключателя «массы» необходимо к его обмотке вторично приложить импульс напряжения.

В схему введено блокировочное реле 4, размыкающие контакты которого включены в цепь обмотки дистанционного выключателя «массы». При работающем генераторе 1 от вывода «15» выключателя 9 приборов и стартера подается питание на обмотку реле 4. Контакты реле разомкнуты и цепь питания выключателя 6 «массы» разорвана. Для того чтобы отключить выключатель 6 «массы», необходимо выключатель 9 перевести в нейтральное положение. При этом обесточивается вывод «15» выключателя 9 и отключается питание регулятора напряжения.

В типовых схемах системы электроснабжения аварийный режим короткого замыкания в цепи обмотки возбуждения не опасен. В схеме реле напряжения выходной транзистор обмотки возбуждения изолирован от цепи аккумуляторной батареи. При закорачивании цепи ОВ генератор развозбуждается и цепь транзистора обесточивается.

В соответствии с установившейся в России традицией существует следующая маркировка выводов генераторных установок:

«+» — (вывод основного питания);

«Д» — (вывод дополнительного питания);

«В» — (к выключателю зажигания);

«О» — (вывод нулевой точки).

При обслуживании автомобилей необходимо периодически проверять надежность крепления пучков проводов. При ненадежном креплении изоляция проводов может перетираться от тряски, что может привести к короткому замыканию на корпус, обгоранию изоляции, а иногда и к повреждению отдельных приборов и даже к пожару.

Провода или пучки проводов со следами повреждения изоляции необходимо обмотать изоляционной лентой, при ослаблении крепления пучков следует поджать крепежные скобы.

В процессе эксплуатации автомобилей наиболее часто встречающимися неисправностями электропроводки являются обрывы токоведущих жил, перегорание предохранителей, нарушения контакта в соединениях наконечников проводов с электрическими выводами потребителей и короткое замыкание на корпус из-за электрического пробоя изоляции проводов.

Для поиска неисправностей электропроводки обычно используют контрольную лампу или вольтметр. При этом для облегчения ориентирования в электрических цепях электропроводки следует пользоваться принципиальной электрической схемой автомобиля, на которой обозначена буквенно-цифровая маркировка электрических выводов приборов, а также указан цвет каждого провода.

Для нахождения места обрыва в электрической цепи необходимо подсоединить один провод контрольной лампы на корпус (к «массе») автомобиля, а другим поочередно касаться контактных соединений проверяемой цепи, начиная с ближайшего к аккумуляторной батарее участка. Лампа не загорится, если на проверяемом участке цепи есть обрыв.

Для определения наличия или отсутствия короткого замыкания в электрических цепях необходимо включать контрольную лампу вместо предохранителя проверяемой цепи.

Если в электрической цепи, защищаемой этим предохранителем, есть короткое замыкание, то при включении выключателя зажигания контрольная лампа должна загореться. Для поиска места короткого замыкания в электрической цепи необходимо от этой цепи последовательно отсоединить ее отдельные участки. Начинать проверку следует от потребителя, т. е. от контрольной лампы, включенной вместо предохранителя проверяемой цепи. Если при отключении очередного участка цепи контрольная лампа погаснет, то это означает, что на этом участке произошло короткое замыкание.

Ремонт электропроводки заключается в восстановлении электрических цепей заменой или пайкой поврежденных проводов и их наконечников. Окисленные и подгоревшие контактные поверхности наконечников необходимо зачистить мелкой шлифовальной бумагой до металлического блеска. Слабо закрепленные наконечники следует закрепить подтяжкой деталей крепления (гайки, винты) или обжатием наконечников штекерных соединений. Поврежденную изоляцию проводов необходимо восстановить, обмотав оголенный участок провода изоляционной лентой.

Правильное подключение электрогенератора

Правильное подключение электрогенератораДанная статья носит скорее ознакомительный и рекомендательный характер и, возможно, кого-нибудь остановить от непродуманных действий, от желания самостоятельно подключить генератор.

Итак, как подключить генератор? Если вы вобьете в Гугле словосочетание «Как подключить электростанцию в дом», то вы получите ссылку на ролик с Ютуб, где бородатый дядечка показывает наглядно, что да как делать, в какой последовательности подключать, куда что втыкать. Следовать или нет его инструкции по подключению генератора дело сугубо личное, но мы не рекомендовали бы этого делать, так как данный метод крайне опасен как для генератора, так и для окружающих.

Расскажу один случай из собственной практики. В двух словах о себе, кто я и чем зарабатываю на хлебушек))). Я занимаюсь продажей, монтажом и обслуживанием генераторов.

При продаже миниэлектростанций мы, как правило, предлагаем клиентам такую услугу как подключение генератора к существующей сети дома. В зависимости от пожеланий заказчика, можем установить систему автоматического запуска (АВР) или же обыкновенный перекидной рубильник. Одни соглашаются, другие же отказываются, ссылаясь на то, что и сами с руками.

Именно о тех товарища, что с «руками и которые все умеют» и пойдет дальше речь. Итак, после продажи одного из генераторов, через пару дней, товарищ, что приобрел генератор, позвонил с претензиями на то, что генератор никак не хочет генерировать 220 В. Попросил приехать и разобраться с генератором.

Навестив товарища по месту жительства, посмотрев на все провода-кабеля, что были прокинуты к генератору, немного покопавшись в щите, быстро выяснили причину поломки генератора. Наш товарищ подключал генератор к дому точь в точь как герой из ролика на ютубе, то есть, методом розетка-розетка, ну или вилка-вилка, кому как нравиться.

Схема подключения электрогенератора достаточно проста. При пропадании городского электричества, отключается вводной автомат и генератор подключается в ближайшую розетку, в итоге на весь дом поступает электричество. Как сказал один знакомый, которому я обрисовал ситуацию, это все равно, что пить водку через … жо*** клизмой , уж извините, но точнее не скажешь. И в один не очень прекрасный день наш герой где-то что-то перепутал, в результате чего попал на ремонт генератора.

Итак, как же подключить генератор правильно, так чтоб городская сеть не встречалась с генератором? Способов на самом деле не так уж и много.

Правильное подключение электрогенератора Самый простой способ это подключить электрогенератор через перекидной рубильник или переключатель на три положения – 1-0-2. Также такие переключатели называют реверсивными. Отличный пример данного типа переключателей является реверсивный переключатель фирмы АВВ. Достаточно компактные девайсы, монтируются на стандартную DIN-рейку.

Следующий способ подключения электрогенератора это использовать простейший АВР с приоритетом городского напряжения. Как устроен АВР в данной статье мы не станем рассматривать, отметим лишь, что АВР состоит из двух контакторов необходимой величины, электромеханической защиты, нескольких автоматических выключателей.

Принцип работы данного АВРа достаточно примитивен. Пропало основное электричество — заводим генератор — даем какое-то время на прогрев — включаем автомат защиты на генераторе — контактор замыкается — в доме есть свет. При появлении городской сети — контактор генератора размыкается — замыкается контактор города и в доме опять есть свет. Подходим к генератору и глушим его.

При небольшом желании можно немного усовершенствовать АВР путем добавления в схему нескольких дополнительных элементов, в итоге чего мы получим уже полуавтоматический АВР.

Работать такой АВР будет уже по другому принципу. После пропадания основного электричества нам, как и прежде придется подойти к генератору и завести его, реле времени, установленное дополнительно, даст необходимое время на прогрев генератора, после чего включит контактор генератора. После появления городского электричества произойдет переключение на город, дополнительное реле осуществит остановку генератора.

Система автоматического управления генераторомТретий способ — это монтаж полноценной системы автоматического управления генератором (АВР). Принцип работы полноценного АВР в чем-то схож с работой полу-АВРа описанным немного выше, но в данном случае АВР самостоятельно запустит, прогреет генератор, после чего произведет переключение нагрузки на резервный источник электричества (генератор).

При появлении электричества в основной сети автоматика переключит нагрузку на сеть и через определенное время остановит генератор. Также стоит отметить, что для того чтобы генератор работал в автоматическом режиме, он должен быть оборудован электрическим стартером.

Основной минус подключения электрогенератора через АВР — это стоимость как самого оборудования так и монтажных работ связанных с переделкой миниэлектростанции для работы с автоматикой. Самостоятельно подключить автоматику к генератору не обладая необходимыми навыками достаточно сложно.

В любом случае, если вы не электрик, доверьте подключение генератора специалистам, и будет вам счастье)))

Схемы подключения резервного дизель генератора

Резервный дизельный генератор чаще всего подключается по стандартной схеме. Отличия в вариантах подключения могут быть в зависимости от выходного напряжения, на которое расчитан электрогенератор (однофазный или трёхфазный), от наличия или отсутствия панели автоматического включения резерва (АВР), от места расположения блока контроля состояния внешней сети (в панели АВР или в панели управления автономной электростанции).

Ниже приведена однолинейная электрическая схема подключения генераторной установки с панелью АВР:

На данной схеме указаны следующие элементы:

  • Дизель генератор . Резервная дизельная электростанция.
  • АВР сеть — ДГ . Панель автоматического включения резерва, которая осуществляет переключение питания нагрузки между внешней сетью и дизельной электростанцией.
  • QS . Перекидной рубильник линии «обводного канала» (байпас). Данный рубильник осуществляет переключение питания нагрузки напрямую от сети, исключая из цепи энергоснабжения панель АВР. Эта опция не является обязательной для схемы резервного электропитания, но она очень удобна, так как позволяет отключить панель АВР (например для ремонта) без необходимости длительного отключения нагрузки.
  • Панель управления . Панель управления дизель генератором.
  • Щит ЩРдг . Электрощитовая, в которой расположены автоматический выключатели нагрузок, которые резервируются от автономного генератора.
  • QF1 . Выходной автоматический выключатель генераторного агрегата.
  • QF2 . Автоматический выключатель для защиты кабеля собственных нужд. Обычно устанавливается в электрощитовой.
  • Силовой кабель . Данный кабель прокладывается между резервным генератором и панелью АВР. По нему на нагрузки передаётся электроэнергия, которую вырабатывает дизель генератор. Со стороны генераторного агрегата силовой кабель подключается непосредственно на клеммы выходного автоматического выключателя (QF1). С другой стороны силовой кабель подключается на соответствующие клеммы панели АВР.
  • Кабель управления . Данный кабель прокладывается между резервной электростанцией и панелью АВР. Предназначение кабеля управления (сигнального кабеля) меняется в зависимости от места расположения блока контроля внешней сети. Данный блок осуществляет контроль наличия внешней сети, контроль соответствия качества основного энергоснабжения заданным параметрам (по напряжению и частоте), даёт команды на запуск и остановку генератора электричества, а также управляет переключением панели АВР. Если блок контроля внешней сети расположен на панели АВР, то по кабелю управления от панели АВР на генератор дизельный поступает сигнал о запуске или остановке. Если же блок контроля внешней сети расположен в панели управления автономной электростанции, то по данному кабелю осуществляется управление переключения панели АВР. В последнем случае от внешней сети на электрогенератор необходимо проложить дополнительный кабель (не показан на приведенной выше электрической схеме), который подключается на панель управления, и по которому осуществляется контроль наличия и качества основного энергоснабжения.
  • Кабель собственных нужд . Данный кабель прокладывается от генераторной установки в электрощитовую. Когда дизельная электростанция не работает, по данному кабелю осуществляется питание автоматического подогрева охлаждающей жидкости двигателя и автоматического подзаряда аккумуляторных батарей от внешней сети. Необходимо помнить, что кабель собственных нужд должен быть защищён отдельным автоматическим выключателем, который на схеме показан как QF2.

Рекомендации по сечению указанных кабельных линий, а также по номинальным токам автоматических выключателей для защиты кабеля собственных нужд, в зависимости от мощности дизельной электростанции Вы можете посмотреть в статье «Сечение кабельных линий для дизель генератора».

Очень часто на объекте есть два независимых ввода от основного энергоснабжения, что повышает отказоустойчивость системы электропитания в целом. В данном случае дизельные генераторы подключаются аналогичным способом, как и в приведённой выше схеме, только между двумя сетевыми ввода добавляется ещё одна панель АВР ( АВР сеть — сеть на однолинейной схеме ниже).

Однако не всегда генераторы дизельные резервируют все нагрузки на объекте. Часто потребителей разделяют на группы в зависимости от их критичности (например по величине финансовых потерь в случае их отключения от электропитания). Наименее критичной является группа нагрузок («Потребители 1 категории» на схеме ниже), которая питается только от внешней сети, и её энергоснабжение резервируется переключением между двумя сетевыми вводами. Более критичные нагрузки выделяются в так называемую «Особую группу 1 категории». Помимо двух сетевых вводов данных потребителей также резервируют дизельные электростанции (ДЭС), которые запускаются в случае пропадания основного энергоснабжения по обоим вводам. Самые важные нагрузки, для которых не приемлемо даже секундное прерывание в электропитании, выделяются в «Критическую группу». Потребителей «Критической группы» резервируют не только электрогенераторы, но и источники бесперебойного питания (ИБП), которые включаются последовательно в электрическую цепь и обеспечивают отсутствие пропадания энергоснабжения на время запуска резервной электростанции.

Если Вы планируете покупать дизель генераторы или источники бесперебойного питания рекомендуем Вам обратится к специалистам компании «ВИНУР» для правильного подбора оборудования и построения надёжной схемы энергоснабжения.

Автономное и резервное электроснабжение дома

Если в местности, где расположен ваш дом или дачный участок с домом, часты внезапные отключения электроэнергии продолжительностью несколько часов, то для полноценного проживания (нормальной работы системы освещения, сигнализации, отопления и бытовой техники) вам необходимо установить систему резервного электроснабжения.

Если же в местности, где находится ваше жильё или дача вообще нет стационарного электроснабжения, вам придётся задуматься об установке системы автономного (независимого) электроснабжения. Разница между ними только в продолжительности работы, резервная система рассчитывается на некоторое конечное время работы (обычно на максимальное время отключения сети электроснабжения). Автономная же система предназначена для постоянной работы.

ветрогенератор и солнечная батарея

Необходимо отметить, что поскольку в природе действует закон сохранения энергии, то мы не сможем потратить энергии больше, чем произвели и накопили. В этом плане можно привести аналогию с деньгами как средством учёта труда. Мы не сможем потратить больше денег, чем их имеется в нашем распоряжении. Интересно заметить, что автономной системе энергоснабжения соответствует (по аналогии с деньгами) наша заработная плата, резервной системе – кредиты и займы (на какое-то время).

Отсюда следует важный вывод, что без расчётов, без проекта, хотя бы приблизительного, прикидочного, создать работоспособную систему резервного и автономного электроснабжения нельзя!

Что же нам понадобится для создания системы автономного или резервного электроснабжения?

Во-первых, генераторы электроэнергии – устройства, преобразующие в электрическую энергию другие виды энергии. На сегодня промышленно выпускаются блоки из двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и генератора, который преобразует сначала с помощью ДВС энергию топлива в механическую энергию, а затем механическую энергию двигателя с помощью электрогенератора – в электрическую. Для получения механической энергии, преобразуемой генератором, могут использоваться ветряные двигатели (ветряки) или гидротурбины. Могут быть использованы и относительно новые источники электроэнергии – солнечные батареи, в которых энергия солнечного света непосредственно преобразуется в электрическую энергию.

генератор электричества

Все эти устройства имеют свои преимущества (у генераторов с приводом от ДВС – стабильная непрерывная работа; у ветровых, гидростанций и солнечных батарей – практически дармовая энергия) и недостатки (у генераторов с приводом от ДВС – высокая стоимость топлива и ограниченный моторесурс, у ветровых и солнечных батарей – зависимость от наличия ветра и солнечного света). Для установки минигидроэлектростанции необходимо наличие рядом с домом водного потока. Опять-таки при выборе генерирующего устройства необходимо обращение к специалистам и поиск с их помощью наиболее экономически выгодного варианта производства электроэнергии.

Во-вторых, устройства накопления и сохранения электроэнергии. Это, как правило, аккумуляторные батареи. Они позволяют превратить неравномерное и нестабильное поступление электроэнергии от генерирующих устройств в постоянное и стабильное. По аналогии можно рассмотреть систему пневмоснабжения промышленных предприятий – использование энергии сжатого воздуха для работы оборудования. Сжимающий воздух компрессор выдаёт на выходе пульсирующий поток сжатого воздуха, а для работы оборудования требуется стабильный и постоянный поток с давлением 6 атмосфер. Чтобы его получить, после компрессора ставится ресивер – ёмкость для накопления и хранения сжатого воздуха с клапаном регулирования давления. В результате на выходе ресивера мы имеем постоянный поток воздуха под давлением 6 атмосфер, причём давление сохраняется, даже если компрессор на время прекращает работу.

аккумуляторные батареи

Вот таким «ресивером» в нашем случае и являются аккумуляторы. Основной показатель аккумуляторной батареи – это электрическая ёмкость, измеряемая в ампер-часах (А-ч). Что она означает? К примеру, батарея ёмкостью 200 А-ч теоретически способна выдавать ток в 200А в течение часа, или ток 20А в течение 10 часов. Практическая же отдача у батарей всегда меньше теоретической и зависит от многих факторов, например температуры.

Нетрудно подсчитать, что аккумуляторная батарея с рабочим напряжением 12 вольт и ёмкостью 200 А-ч накапливает теоретически 12х200= 2400 ватт-часов или 2,4 кВт-часов электроэнергии. Практически – около 2 кВт-ч, что может обеспечить, к примеру, освещение дома мощностью 500 ватт в течение 4 часов или приготовление обеда на электроплите (2кВт) в течение часа.

Обычно используется некоторое количество батарей, определяемое расчётом – проектом автономного или резервного электроснабжения дома. Батареи могут соединяться последовательно, повышая выходное напряжение, или параллельно, обеспечивая работу при том же напряжении, но с повышением токоотдачи.

В-третьих, преобразователи тока, так называемые инверторы.

Дело в том, что аккумуляторные батареи аккумулируют и выдают электроэнергию в виде постоянного тока напряжением 6, 12, 24 и т.д. вольт. Солнечные батареи – постоянный ток напряжением 24 вольта. Для зарядки аккумуляторов требуется напряжение выше рабочего и автоматически регулируемый ток зарядки. А для работы домашних электроприборов и бытовой техники требуется переменный ток под напряжением 220 вольт и с частотой 50 герц.

преобразователь тока

Для преобразования постоянного тока под низким напряжением 12 – 24 вольта в переменный ток под напряжением 220 вольт и служат инверторы. Инвертор – электронный прибор (без движущихся частей) как раз и делает такое преобразование. Стоит сказать несколько слов о форме преобразованного инвертором тока. Дело в том, что у переменного тока, получаемого из стационарных сетей электропитания, изменение напряжения во времени происходит по синусоиде (геометрической кривой) с частотой 50 циклов в секунду. Это обусловлено конструкцией промышленных генераторов – вращением ротора. В преобразователе способ получения синусоиды другой – искусственный. Поэтому выдаваемый преобразователем ток по форме лишь приближается к синусоиде (его форма – так называемая «квазисинусоида»). Это может влиять на работу некоторых электронных приборов – телевизоров, мониторов и т.д. и вызывать у звуковой аппаратуры так называемый «фон» — неприятный призвук.

Более дорогие инверторы рекламируются как выдающие «чистую синусоиду». При выборе инвертора это необходимо учитывать и при необходимости использовать инверторы с «чистой синусоидой».

И ещё, электродвигатели в момент пуска (когда ротор ещё неподвижен) работают как бы в режиме короткого замыкания, пусковой ток ограничивается только сопротивлением обмоток, которое невелико. Поэтому пусковые токи таких устройств, как электронасосы, пылесосы и т.д. могут в 4-5 раз превышать номинальные. А инверторы допускают превышение тока в 1,5 раза. Нужно иметь это в виду и для решения проблемы обращаться к специалистам.

В-четвёртых, электронные устройства автоматического управления, регулирования и защиты.

Как правило, ими оснащаются современные инверторы. Это могут быть релейные устройства, автоматически запускающие генератор с двигателем внутреннего сгорания для зарядки аккумуляторов при их разряде. Это устройства, которые быстро и незаметно для потребителей электроэнергии переводят домовую электросеть в режим резервного питания при внезапном отключении сети.

3-elektrosnabzhenie-doma

Более подробно с устройствами инверторов можно ознакомиться по их описанию и проконсультировавшись со специалистами.

Так же устройствами управления, регулирования и защиты оснащаются генераторы с приводом от ДВС.

В заключение приведем несколько примеров типовых схем резервного и автономного электроснабжения:

1. Простейшая система резервного электропитания = инвертор + аккумулятор

Дополнение к электросети при частых отключениях. Пока в электросети есть напряжение– инвертор включает зарядку аккумулятора и регулирует её, при внезапном отключении– инвертор моментально (незаметно для подключённых приборов) подключает к домовой сети питание от аккумулятора. Применяется при непродолжительных отключениях и при небольшом ограниченном энергопотреблении (как правило, некоторой группой особо важных потребителей (сигнализация, холодильник и т.д.))

2. Автономное и резервное электропитание = генератор с приводом от ДВС + аккумуляторы + инвертор

При разрядке аккумуляторов инвертор через реле автоматически запускает двигатель генерирующей установки и заряжает аккумуляторы. Двигатель внутреннего сгорания работает циклами, что увеличивает его моторесурс и уменьшает расход топлива. В случае использования установки в качестве резервного электроснабжения, инвертор при отключении основной сети автоматически переключает питание на резервное от аккумуляторов.

3. Автономное электроснабжение от генератора с приводом от ДВС

Вполне приемлемый вариант – выпускаемые двигатели-генераторы рассчитаны на такую работу. Однако необходимо учесть, что двигатели имеют ограниченный моторесурс, к примеру, дешёвые двухтактные двигатели имеют ресурс всего 500 – 1000 часов. К тому же электроэнергия, вырабатываемая таким образом, имеет высокую себестоимость. Другими словами, такой вариант подходит при временном (сезонном) проживании, к примеру, для дач. А для автономного электроснабжения при условии постоянного проживания лучше всего применить следующий вариант.

4. Автономное электроснабжение = Ветровой электрогенератор или (+) солнечные батареи или (+) минигэс или (+) генератор с приводом от ДВС + аккумуляторы (несколько штук по расчёту) + инвертор

Наиболее оптимальный вариант с экономической точки зрения, к тому же достаточно долговечный. Однако и самый дорогой.

Надеемся, что данная статья поможет вам более осознанно подойти к выбору системы автономного или резервного электропитания и её элементов. При желании оборудовать свой дом такими системами – обращайтесь к специалистам, которые составят проект и смету расходов и дадут советы по выбору конкретного, наиболее подходящего оборудования.

Параллельная работа генераторов

Параллельная работа генераторовНа электрических станциях всегда устанавливают несколько турбо- или гидроагрегатов, которые работают совместно в параллельном соединении на общие шины генераторного или повышенного напряжения.

В результате этого выработка электроэнергии на электростанциях производится несколькими параллельно работающими генераторами и такая совместная их работа имеет много ценных преимуществ.

Параллельная работа генераторов:

1. повышает гибкость эксплуатации оборудования электростанций и подстанций, облегчает проведение планово-предупредительных ремонтов генераторов, основного оборудования и соответствующих РУ при минимуме необходимого резерва.

2. повышает экономичность работы электростанции, так как дает возможность распределять наиболее рационально суточный график нагрузки между агрегатами, чем достигается наилучшее использование мощности и повышается к. п. д.; на ГЭС дает возможность наиболее полно использовать мощность водяного потока в период паводков и летней и зимней межени;

3. повышает надежность и бесперебойность работы электростанций и электроснабжения потребителей.

Принципиальная схема параллельной работы генераторов

Рис. 1. Принципиальная схема параллельной работы генераторов

Для увеличения производства и улучшения распределения электроэнергии многие электростанции объединяются для параллельной работы в мощные энергетические системы.

В нормальном режиме эксплуатации генераторы присоединены на общие шины (генераторного или повышенного напряжения) и вращаются синхронно. Их роторы вращаются с одинаковой угловой электрической скоростью

При параллельной работе мгновенные значения напряжений на выводах обоих генераторов должны быть равны по величине и обратны по знаку.

Для подключения генератора на параллельную работу с другим генератором (или с сетью) нужно произвести его синхронизацию, т. е. отрегулировать скорость вращения и возбуждение подключаемого генератора в соответствии с работающим.

Генераторы, работающий и включаемый на параллельную работу, должны быть сфазированы, т. е. иметь одинаковый порядок чередования фаз.

Как видно из рис. 1, при параллельной работе генераторы по отношению друг к другу включены навстречу, т. е. их напряжения U1 и U2 на выключателе будут прямо противоположны. По отношению же к нагрузке генераторы работают согласно, т. е. их напряжения U1 и U2 совпадают. Эти условия параллельной работы генераторов отражены на диаграммах рис. 2.

Условия включения генераторов на параллельную работу. Напряжения генераторов равны по величине и противоположны по фазе.

Рис. 2. Условия включения генераторов на параллельную работу. Напряжения генераторов равны по величине и противоположны по фазе.

Существуют два метода синхронизации генераторов: точная синхронизация и грубая синхронизация, или самосинхронизация.

Условия точной синхронизации генераторов.

При точной синхронизации возбужденный генератор подключают к сети (шинам) выключателем В (рис. 1) при достижении условий синхронизма — равенства мгновенных значений их напряжений U1 = U2

При раздельной работе генераторов их мгновенные фазные напряжения будут соответственно равны:

Отсюда вытекают условия, необходимые для параллельного включения генераторов. Для включаемого и работающего генераторов требуется:

1. равенство действующих значений напряжений U1 = U2

2. равенство угловых частот ω1 = ω2 или f1 = f2

3. совпадение напряжений по фазе ψ1 = ψ2 или Θ= ψ1 -ψ2 =0.

Точное выполнение этих требований создает идеальные условия, которые характеризуются тем, что в момент включения генератора уравнительный ток статора будет равен нулю. Однако следует отметить, что выполнение условий точной синхронизации требует тщательной подгонки сравниваемых величин напряжения частоты и фазных углов напряжения генераторов.

В связи с этим на практике невозможно полностью выполнить идеальные условия синхронизации; они выполняются приближенно, с некоторыми небольшими отклонениями. При невыполнении одного из указанных выше условий, когда U2, на выводах разомкнутого выключателя связи В будет действовать разность напряжений:

Векторные диаграммы для случаев отклонения от условий точной синхронизации

Рис. 3. Векторные диаграммы для случаев отклонения от условий точной синхронизации: а — Действующие напряжения генераторов не равны; б — угловые частоты не равны.

При включении выключателя под действием этой разности потенциалов в цепи потечет уравнительный ток, периодическая составляющая которого в начальный момент будет

Рассмотрим два случая отклонения от условий точной синхронизации, показанные на диаграмме (рис. 3):

1. действующие напряжения генераторов U1 и U2 не равны, остальные условия соблюдаются;

2. генераторы имеют одинаковые напряжения, но вращаются с разными скоростями, т. е. их угловые частоты ω1 и ω2 не равны, и имеет место несовпадение напряжений по фазе.

Как видно из диаграммы на рис. 3, а, неравенство действующих значений напряжений U1 и U2 обусловливает возникновение уравнительного тока I”ур, который будет почти чисто индуктивным, так как активные сопротивления генераторов и соединительных проводников сети весьма малы и ими пренебрегают. Этот ток не создает толчков активной мощности, а, следовательно, и механических напряжений в деталях генератора и турбины. В связи с этим при включении генераторов на параллельную работу разность напряжений может быть допущена до 5—10%, а в аварийных случаях — до 20%.

При равенстве действующих значений напряжений U1 = U2, но при расхождении угловых частот Δω=ω1 – ω2 ≠ 0 или Δf=f1 – f2 ≠ 0 происходит смещение векторов напряжений генераторов и сети (или 2-го генератора) на некоторый угол Θ, меняющийся во времени. Напряжения генераторов U1 и U2 в рассматриваемом случае будут отличаться по фазе не на угол 180°, а на угол 180°—Θ (рис. 3, б).

На выводах разомкнутого выключателя В, между точками а и б, будет действовать разность напряжений ΔU. Как и в предыдущем случае, наличие напряжения может быть установлено при помощи электрической лампочки, а действующую величину этого напряжения можно измерить вольтметром, включенным между точками а и б.

Если замкнуть выключатель В, то под действием разности напряжений ΔU возникает уравнительный ток I”ур, который в отношении U2 будет почти чисто активным и при включении генераторов на параллельную работу вызовет сотрясения и механические напряжения в валах и других деталях генератора и турбины.

При ω1 ≠ ω2 синхронизация получается вполне удовлетворительной, если скольжение s0

Вследствие инерционности регуляторов турбины нельзя осуществить длительное равенство угловых частот ω1 = ω2, и угол Θ между векторами напряжений, характеризующий относительное положение обмоток статора и ротора генераторов, не остается постоянным, а непрерывно меняется; его мгновенное значение будет Θ=Δωt.

На векторной диаграмме (рис. 4) последнее обстоятельство выразится в том, что с изменением угла сдвига фаз в между векторами напряжений U1 и U2 будет также изменяться ΔU. Разность напряжений при этом ΔU называется напряжением биений.

Векторная диаграмма синхронизации генераторов при неравенстве частот

Рис. 4. Векторная диаграмма синхронизации генераторов при неравенстве частот.

Мгновенное значение напряжений биений Δu представляет собой разность мгновенных значений напряжений u1 и u2 генераторов (рис. 5).

Предположим, что достигнуто равенство действующих значений U1=U2, фазные углы начала отсчета времени ψ1 и ψ2 тоже равны.

Тогда можно написать

Кривая изменения напряжения биений показана на рис.5.

Напряжение биений гармонически изменяется с частотой, равной полусумме сравниваемых частот, и с амплитудой, изменяющейся во времени в зависимости от угла сдвига фаз Θ:

Из векторной диаграммы рис. 4 для некоторого определенного значения угла Θ можно найти действующее значение напряжения биений:

Кривые напряжения биений

Рис. 5. Кривые напряжения биений.

Учитывая изменение угла Θ с течением времени, можно написать выражение для огибающей по амплитудам напряжения биений, которое дает изменение амплитуд напряжения во времени (пунктирная кривая на рис. 5, б):

Как видно из векторной диаграммы на рис. 4 и последнего уравнения, амплитуда напряжения биений ΔU изменяется от 0 до 2Um. Наибольшая величина ΔU будет в тот момент, когда векторы напряжения U1 и U2 (рис. 4) совпадут по фазе и угол Θ = π, а наименьшая — когда эти напряжения будут отличаться по фазе на 180° и угол Θ = 0. Период кривой биений равен

При включении генератора на параллельную работу с мощной системой значение хс системы мало и им можно пренебречь (хс ≈ 0), тогда уравнительный ток

В случае неблагоприятного включения в момент Θ = π ударный ток в обмотке статора включаемого генератора может достигнуть двойного значения ударного тока трехфазного короткого замыкания на выводах генератора.

Активная составляющая уравнительного тока, как видно из векторной диаграммы на рис. 4, равна

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: