книги / Надежность дизель-электрических агрегатов и их систем автоматизации

центрирующихся опорных шарикоподшипниках, кото­ рые имеют устройства, контролирующие их износ. По­ требители постоянно получают питание от синхронного генератора, приводимого во вращение поочередно од­ ним из дизелей. Инерционный маховик вращает гене­ ратор во время переключения дизелей. В нормальных условиях каждый дизель работает непрерывно без до­ заправки топливом и маслом в течение семи суток, а затем реле времени включает пусковое реле резервно­ го дизеля. Ои запускается и принимает нагрузку, а работающий ранее дизель отключается и останавли­ вается.

Если резервный дизель по каким-либо причинам не может запуститься, то работающий дизель не отклю­ чается до устранения неполадок на резервном дизеле. В случае какой-либо аварии на работающем дизеле устройство автоматики подает импульс на пуск резерв­ ного дизеля, который принимает нагрузку по достиже­ нии необходимой скорости вращения, а первый дизель отключается муфтой и останавливается. Предусмотре­

троподогревом воды и масла. Электромагнитная муф­ та 6 типа ЭМ-52 имеет фрикционные диски. Маховой

1520 кг. Асинхронный электродвигатель 3 с короткозамк­ нутым ротором АП-72-4 имеет мощность 28 кет, на­ пряжение 220/380 в, скорость вращения 1450 об/мин, вес 230 кг. В агрегате использован синхронный гене­ ратор 1 типа МСА-73/4А защищенного исполнения с пристроенным возбудителем МПВ-117/8. Мощность

281

генератора 24 квг, напряжение 400 в, скорость враще­ ния 1500 об/мин. Вес генератора 330 кг. Асинхронный электродвигатель 3 соединен с залом генератора 1 и маховиком 5 соединительными муфтами 2 и 4.

Для обслуживания и управления агрегатом имеется щит управления ЩДГМ-1. Кроме того, агрегату при­ дан также дистанционный пульт управления ДПУ-1.

Запас кинетической энергии маховика обеспечивает вращение полностью нагруженного синхронного гене­ ратора в течение 20 сек с момента исчезновения напря­ жения сети. При этом скорость вращения генератора снижается до 1305 об/мин, что соответствует снижению частоты тока до 43,5 гц. Снижение напряжения за это время не превышает 10% номинального. Первоначаль­ ный разгон маховика из состояния покоя осуществляет­ ся дизелем.

Система автоматического управления обеспечивает: первоначальный пуск агрегата с разгоном маховика ди­ зелем; автоматический пуск дизеля и прием нагрузки при исчезновении напряжения на внешнем вводе; контроль за временем пуска дизеля и отсчет числа попыток пу­ ска; автоматический останов дизеля и разъединение с маховиком при восстановлении напряжения на вводе; регулирование теплового режима дизеля при помощи автоматического включения и отключения нагревателей; защиту дизеля и агрегата в целом при возникновении аварийных условий (повышение температуры воды и масла, понижение давления масла в системе смазки ди­ зеля и муфты, повышение температуры подшипников маховика, понижение уровня воды в радиаторе, увели­ чение скорости вращения дизеля и др.); автоматиче­ ский пуск дизеля на прогрев при снижении темпера­ туры в помещении ниже +8° С и автоматическую его остановку при достижении температуры +20°С.

Агрегат ДГМ-20 может быть использован в качест­

из строя основного агрегата. В обоих случаях он вхо­ дит в комплект установки, предназначенной для гарантированного электроснабжения необслуживаемых пунктов радиорелейных линий связи.

В зависимости от наличия внешнего источника электроэнергии и его надежности установка может иметь следующие варианты по комплектности:

283

два агрегата ДГМ-20 (основной и резервный) и вспомогательный автоматизированный электроагрегат мощностью 24 кет (ДГА-24);

два агрегата ДГМ-20 и вспомогательный авто­ матизированный электроагрегат мощностью 50 кет

(ДГА-48); агрегат ДГМ-20 и вспомогательный автоматизиро­

ванный электроагрегат мощностью 24 /сет; агрегат ДГМ-20 и вспомогательный автоматизиро­

ванный электроагрегат мощностью 50 квт\

50/сет; ЩДГМ-3 — общий для всей установки. Основным режимом установки гарантированного пи­

тания является электроснабжение необслуживаемого объекта от генератора агрегата ДГМ-20, приводимого во вращение электродвигателем, включенным во внешнюю сеть. При исчезновении напряжения внешней сети или его снижении на 15% и более автоматически запу­ скается дизель работающего агрегата ДГМ-20 и одно­ временно запускается вспомогательный электроагрегат, к зажимам которого подключается асинхронный элек­ тродвигатель основного агрегата.

При нормальном запуске дизеля основного агрегата и включении электромагнитной муфты вспомогательный электроагрегат останавливается, а генератор основного агрегата приводится во вращение от собственного дизе­ ля. При наличии в установке резервного агрегата ДГМ-20 последний запускается одновременно со вспо­ могательным в случае выхода из строя любого элемен­ та основного работающего агрегата. После установле­ ния номинальной скорости вращения и теплового режи­ ма дизеля резервный^ агрегат принимает на себя нагрузку.

Агрегаты гарантированного питания без электромаг­ нитных муфт. Структурная схема такого АГП приведе­ на на рис. 82. Электроснабжение ответственных потре­ бителей 5 осуществляется постоянно от генератора 4 через автоматический выключатель 6. Генератор вра­ щается асинхронным электродвигателем 2, включенным

284

в сеть. В случае аварии внешней сети 9 автоматически запускается резервный дизель-генератор 1, который пи­ тает электроэнергией асинхронный электродвигатель (автомат 8 отключается, а 7 — включается). В переход­ ный период привод генератора осуществляется от махо­ вика 3. Асинхронный электродвигатель выбирают та­ ким, чтобы обеспечить раскручивание инерционного маховика и генератора от состояния покоя до номи­ нальной скорости вращения.

При восстановлении напряжения сети сначала от­ ключается автоматический выключатель 7, затем

Рис. 82. Структурная схема АГП без электромагнитных муфт

включается автоматический выключатель 8t подключая асинхронный двигатель к сети, а дизель-генератор останавливается. Особенностью агрегата является от­ сутствие электромагнитной муфты и наличие двух ге­ нераторов. Достоинством агрегата является то, что в качестве резервного может быть использован серийный автоматизированный электроагрегат.

Примером АГП, выполненного по приведенной структурной схеме, являются агрегаты английской фирмы Petbow. Агрегаты имеют маховик, обеспечи­ вающий в переходном режиме при полной нагрузке снижение частоты тока генератора не более чем на 10%. Контроль сети осуществлен при помощи реле на­

отключение обычной нагрузки и асинхронного электро­ двигателя от сети. Пуск дизель-генератора, и прием им нагрузки происходит за 5—7 сек. Это достигается по­ стоянным поддержанием дизеля в нагретом состоянии электрическими обогревателями с питанием, от внешней сети. Агрегаты гарантированного питания такого же вида выпускает фирма Bauscher (ФРГ).

285

Резервный электроагрегат за 30 сек оказывается полностью подготовленным к приему нагрузки. Его ге­ нератор подключается к зажимам асинхронного двига­ теля преобразователя и потребители без перерыва про­ должают получать энергию. При восстановлении напряжения внешней сети асинхронный электродвига­ тель преобразователя переключается на сеть, а резерв­ ный электроагрегат останавливается. Маховик разго­ няется асинхронным двигателем, который подключается

вращения цепь ротора замыкается накоротко, и работа электродвигателя начинает соответствовать его естест­ венной характеристике. Таким пусковым устройством обеспечивается первоначальный разгон маховика до но­ минальной скорости вращения за 8 мин.

Как и при использовании агрегатов ДГМ-20, сущест­ вует несколько вариантов комплектации установки гарантированного питания пунктов радиорелейной свя­ зи, где количество агрегатов АГМ-7,5 и вспомогатель­ ных автоматизированных электроагрегатов может быть различным.

Агрегаты гарантированного питания с инерционным маховиком и обратимыми электрическими машинами переменного тока. Структурная схема таких агрегатов приведена на рис. 83. Нормально потребители полу­ чают электрическую энергию от внешнего ввода 1. Син­ хронная машина 5 работает в режиме синхронного электродвигателя и вращает инерционный маховик 6. Электромагнитная муфта 7 разомкнута. При аварии

287

ческой машины с сетью, что также представляет значи­ тельные трудности при наличии маховика.

По рассмотренной структурной схеме агрегаты га­ рантированного питания производятся в Англии, США

иФранции. В США фирмой Consolidated Diesel

Electric Corporation разработана серия АГП типа UPS с обратимыми электрическими машинами на мощности от 5 до 200 кет (рис. 84). Щиты управления всей се­ рии АГП унифицированы. Полный вес агрегатов нахо­ дится в пределах от 3500 кг (5 кет) до 17500 кг

х

Рис. 85. Структурная схема АГП с обратимой синхронной машиной и двумя инерционными маховиками

(200 кет). Габаритные размеры: 2350X1100X950 |нм (5 кет); 4875X700X2180 мм (200 кет).

Следует заметить, что хотя у всех АГП с обратимой синхронной машиной напряжение на шинах гарантиро­ ванного питания при переключении нагрузки с сети на синхронную машину не изменяет величины и фазы, ток

Особенностью этих АГП является то, что для пуска резервного дизеля 1 применен дополнительный инер­

получают питание от внешней сети 12 через автомати­ ческие выключатели 8, 10 и 11. Синхронная машина,

2 8 9

работая в режиме двигателя, разгоняет и постоянно вращает основной инерционный маховик 6, а вспомо­ гательный электродвигатель вращает дополнительный пусковой маховик. Вал вспомогательного электродви­ гателя соединен с валом пускового маховика ременной передачей, что позволяет повысить скорость маховика и снизить его вес. Обе электромагнитные муфты от­ ключены.

С повреждением внешней сети отключается авто­ матический выключатель 10 и одновременно подается импульс на включение электромагнитной муфты 2, сцепляющей дополнительный пусковой маховик 3 с ди­ зелем. Происходит пуск дизеля. После отключения от внешней сети синхронная машина, вращаемая основным маховиком, переходит в генераторный режим и питает электроэнергией потребителей объекта. После дости­ жения дизелем скорости вращения, близкой к номи­ нальной, включается электромагнитная муфта 5, и агрегат работает как одно целое.

Предусмотрена автоматическая синхронизация син­ хронной машины с внешней сетью и перевод питания потребителей на сеть при восстановлении напряжения внешней сети. Вспомогательный асинхронный электро­ двигатель 4 выбирают минимальной мощности, необ­ ходимой лишь для компенсации потерь на трение о воздух и в подшипниках.

Первоначальный пуск дополнительного пускового маховика производится дизелем.

Агрегаты гарантированного питания с группой Лео­ нарда. Агрегаты с группой Леонарда применяют в тех случаях, когда ответственные потребители не допускают понижения частоты в переходном режиме более чем на 3%. Примерная структурная схема таких агрегатов приведена на рис. 86. В состав агрегата входят: привод­ ной асинхронный электродвигатель 9, инерционный ма­ ховик 8, две обратимые машины постоянного тока 5 и 7, синхронный генератор 3, электромагнитная муф­ та 2, резервный дизель 1, аппаратура управления и ре­ гулирования, а также другое вспомогательное оборудо­ вание. 1

Первоначальный пуск и разгон маховика выпол­ няются дизелем при включенной электромагнитной муфте. Вначале дизель раскручивает синхронный гене-

290