Резервные источники электроснабжения
реклама
Лекция 10-11 Раздел «Резервные системы электроснабжения» Тема «Резервные системы электроснабжения для сельскохозяйственных потребителей» 1. Общие сведения. 2. Электрические схемы и электрооборудование резервных электростанций. 3. Резервные источники питания с приводом от с.х. машин. 1. Общие сведения Высокая степень надежности электроснабжения сельских потребителей может быть достигнута повышением надежности работы элементов электрических сетей, их резервированием, а также автоматизацией и телемеханизацией. Разные способы резервирования обеспечивают различную степень повышения надежности. Однако и при сетевом резервировании не устраняются отключения ТП 10/0,4 кВ, велика вероятность одновременного повреждения основной и резервной воздушных линий электропередачи при гололеде, грозе, сильном ветре, а также возможны повреждения в сети высокого напряжения, особенно при резервировании от той же подстанции, которая осуществляет основное питание. Поэтому сетевое резервирование не гарантирует абсолютной надежности электроснабжения. В этих условиях наиболее эффективно резервирование электроприемников I и II категории с помощью ДЭС. Использование автономных электростанций полностью исключает перерывы, вызванные аварийными и плановыми отключениями в электрических сетях, и дает экономический эффект даже при наличии сетевого резервирования. Этот эффект определяется путем сопоставления ожидаемого ущерба от недоотпуска электроэнергии и затрат на резервирование. Резервные электростанции экономически целесообразно применять при условии, если удельный ущерб от недоотпуска электроэнергии равен или больше удельных приведенных затрат на электроэнергию, вырабатываемую резервной электростанцией. В соответствии со своим назначением резервные электростанции работают только при перерывах в системе централизованного электроснабжения. В сельских сетях общая длительность перерывов даже в самых неблагоприятных условиях не превышает 150-200 ч в год. Фактическое же время работы резервных электростанций еще меньше из-за возможного несовпадения перерывов электроснабжения и технологических процессов сельскохозяйственного производства. Для повышения эффективности использования резервных электростанций необходимо на аварийный период вводить принудительный график электроснабжения путем отключения неответственных потребителей, а также сдвига по времени технологических процессов. При нарушениях работы магистральных участков сети дизельную электростанцию через передвижную подстанцию следует подключать к неповрежденному участку линии 10 кВ или непосредственно к шинам 0,4 кВ ТП. Также к шинам ТП станция подключается при повреждениях ответвлений от магистрали. При нарушении работы ВЛ 0,38 кВ станция подключается к распределительным щитам потребителя. Промышленность выпускает стационарные и передвижные ДЭС, которые можно использовать в качестве резервных. В ДЭС включаются: •системы охлаждения дизеля с насосами, баками и трубопроводами; •системы питания топливом дизеля с топливными баками, масляными радиаторами, насосами и маслопроводами; •системы запуска дизеля с электрическим стартером, аккумуляторной батареей и зарядным генератором или воздушным компрессором, пусковыми клапанами и трубопроводами; •системы подогрева дизеля с подогревателями, лампами и змеевиками для подогрева, отопительновентиляционными установками; •щиты управления, защиты и сигнализации с комплектом соединительных кабелей; •аккумуляторная батарея с выпрямителями для ее подзарядки, которая служит для запуска дизеля и питания постоянным током схем управления, сигнализации, цепей возбуждения. Стационарные станции предназначены для работы в закрытых помещениях с температурой окружающего воздуха от 8 до 40°С. Помещения должны быть огнестойкими, иметь приточную вентиляцию и отопительную систему. Все основное и вспомогательное оборудование размещают свободно, так чтобы обеспечить к нему доступ, а также иметь место для ремонтной зоны. Электростанции стационарные состоят из дизельного двигателя, синхронного генератора переменного трехфазного тока и вспомогательного оборудования (щит управления, радиатор, топливный бак). Все основные узлы смонтированы на сварной раме. Двигатель и генератор соединены между собой эластичной муфтой. Двигатели - четырехтактные (четырех-, шестицилиндровые), бескомпрессорные, с предкамерным распыливанием топлива. Частоту вращения вала регулирует всережимный центробежный регулятор, обеспечивающий устойчивую работу на всех скоростных режимах. Система смазки комбинированная циркуляционная, под давлением и с разбрызгиванием. Система охлаждения - закрытая, принудительная, с циркуляцией воды от центробежного насоса и охлаждением ее в трубчатом четырехрядном радиаторе. Электростанции поставляют в комплекте со щитом управления, выхлопной трубой, набором запасных частей и принадлежностей, а также инструмента и приспособлений для технического обслуживания. Рис. 1. Дизельные прицепные передвижные электростанции: а — ЭСД-20М на одноосном прицепе; б — ЭСДА-30 на двухосном прицепе; 1 — упор; 2 — дышло прицепа; 3 — рама дизель-генераторного агрегата; 4 — дизель; 5 — радиатор; 6, 7 — торцовая и боковые дверцы кожуха; 8 — огнетушитель; 9 — щит управления; 10 — приборная панель; 11 — кабельный барабан; 12 — запасное колесо; 13 — панель с приборами контроля работы дизеля; 14 — ящик с запасными частями; 15 генератор; 16 - шасси Передвижные электростанции (ПЭС) предназначены для работы на открытом воздухе при температуре от -50 до +40°С. По мощности их можно разделить на три основные группы: малой до 10, средней - от 10 до 100 и большой мощности - более 100 кВт. Передвижные электростанции должны иметь защиту от атмосферных воздействий и обеспечивать работу в условиях вибрации и тряски. Их различают по способу транспортирования - перевозные и прицепные (рис. 1, 2). Размещают их на тракторном или автомобильном прицепе, в кузове автомобиля или в закрытом вагоне. Передвижные станции следует использовать в первую очередь для сокращения продолжительности перерывов в электроснабжении при ремонтах, реконструкции или плановых отключениях электрических сетей. При нарушениях работы магистральных участков электрических линий передвижную электростанцию целесообразно подключать через передвижную подстанцию к неповрежденному участку линии 10 кВ или непосредственно к шинам 0,38 кВ ТП. Если работа этой линии нарушена, электростанцию подключают к распределительным щитам потребителя. Рис. 2. Передвижные прицепные дизельгенераторные электростанции вагонной конструкции: 1 — ящик с запасными частями; 2 — огнетушитель; 3 — плафон освещения вагона; 4, 5 — топливный и масляный баки; 6 — ручной насос; 7 — дизель; 8 — щиток приборов контроля дизеля; 9 — выхлопная труба; 10 — генератор; 11 — возбудитель; 12 — распределительный щит; 13 — обогреватель; 14 — верстак с тисками; 15 — утепленный корпус Электрической схемой электростанций обеспечивается автоматическое включение в работу при перерывах в подаче электроэнергии от основного источника и остановка работающих агрегатов при появлении напряжения в сети. В состав передвижной электростанции кроме электроагрегата входит также инвентарные гибкие кабели, служащие для присоединения потребителей к ПЭС; комплект запасных частей, инструмента и принадлежностей и средства пожаротушения. С увеличением мощности станции удельные затраты снижаются, кроме того, при использовании двух агрегатов повышается надежность резервирования, поскольку даже при выходе из строя одного из агрегатов будут обеспечены жизненно важные процессы фермы или комплекса. В качестве резервных электростанций на сельскохозяйственных предприятиях используются комплектные дизельные или бензиновые агрегаты мощностью от 2 до 100 кВт. Для питания электрической энергией силовых и осветительных нагрузок, покрытия пиковых нагрузок и резервирования крупных ответственных потребителей могут применяться передвижные автоматизированные газотурбинные электростанции типов ПАЭС-2500-Т/6,3, ПАЭС1630-Т/6,3 и ПАЭС-1250-Т/6.3 (рис. 3). Электростанция смонтирована в двух полуприцепах-фургонах ОДАЗ-395; в одном из них установлены газотурбогенератор и часть вспомогательного оборудования, в другом размещены распределительное устройство РУ-6, вспомогательное оборудование и предусмотрено рабочее место оператора. Привод синхронного генератора осуществляется газотурбинным двигателем, разработанным на базе авиационного двигателя. Газотурбогенератор имеет систему автоматического запуска и приема нагрузки за время не более 5 мин с последующей непрерывной работой до 250 ч без наблюдения обслуживающим персоналом. Во время работы газотурбогенератора пополнение топливных и масляных баков производится автоматически. Управление газотурбогенератором осуществляется с местного пульта или с использованием телесигнализации. Рис. 3. Общий вид передвижной автоматизированной газотурбинной электростанции типа ПАЭС-2500-Т/6,3 В режиме нормальной работы электрической сети электрические генераторы резервных источников питания могут быть использованы в качестве установок компенсации реактивной мощности. Такое использование оборудования значительно повысит его эффективность, улучшит качество и снизит потери электроэнергии. 2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ РЕЗЕРВНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ По уровню автоматизации электростанции различают автоматизацию по первой, второй и третьей степеням. При первой степени автоматически поддерживается номинальный режим работы, без обслуживания и наблюдения не менее 4 ч после пуска и принятия нагрузки дизель-электрическими агрегатами. Станции оснащаются аварийно предупредительной сигнализацией и защитой, обеспечиваются автоматический подзаряд стартерных аккумуляторных батарей и наполнение топливных баков. Вторая степень автоматизации включает автоматику первой степени и дополнительно устройства дистанционного и автоматического управления дизельэлектрическими агрегатами - пуск, синхронизация при параллельной работе, принятие нагрузки, останов, контроль за работой, поддержание неработающего дизеля в прогретом состоянии. При этом срок необслуживаемой работы обеспечивается не менее 16 ч для агрегатов мощностью до 100 кВт и 24 ч - свыше 100 кВт. Третья степень автоматизации имеет автоматику второй степени и дополнительные устройства для управления дизель электрическими агрегатами пополнение топливных масляных баков и воздушных баллонов, подзаряд всех аккумуляторных батарей, заданное распределение активных и реактивных нагрузок при параллельной работе, управление вспомогательными агрегатами. Срок необслуживаемой работы составляет не менее 150 ч для агрегатов мощностью до 100 кВт и 240 ч - свыше 100 кВт. Дизельные электростанции, автоматизированные по второй и третьей степени имеют также аварийнопредупредительную сигнализацию при достижении предельных значений температуры воды, масла, воздуха, давления масла, расхода жидкости, частоты вращения и т.д. Например, передвижная дизельная электростанция типа ЭСДА-30 автоматизирована по первой степени и предназначена для питания силовой и осветительной нагрузок. В схему силовой части агрегата входят обмотки генератора с резонансной статической системой возбуждения, корректор напряжения на полупроводниковых элементах, блок параллельной работы с трансформатором тока, трансформаторы тока для измерительных целей и выводы отходящих линий с автоматическими выключателями генератора, резервной сети и нагрузки. В схеме предусмотрена автоматическая система регулирования напряжения, с помощью схемы компаундирования и полупроводникового корректора напряжения обеспечивается точность регулирования ±1% номинального значения при изменении нагрузки от 0 до 100%. Для контроля за работой генератора предусмотрены вольтметр, амперметр, киловаттметр, частотомер. Цепи синхронизации с выключателем и лампой позволяют включать генератор на параллельную работу с сетью и другими агрегатами. Схема предусматривает пуск агрегата и его остановку со щита управления, автоматическую остановку агрегата в аварийном режиме с работой сигнализации и ручную систему подогрева двигателя. Принципиальная электрическая схема стационарной ДЭС типа АСДА-100 с устройством КУ-67М показана на рис. 4. Схемы силовой части агрегата и автоматической системы регулирования напряжения за небольшим исключением аналогичны схемам ЭСДА-30. К шинам панели ПР-1 через автоматы подключены кабели, питающие потребителей электрической энергии. Для контроля параметров генератора предусмотрены амперметр, вольтметр, частотомер и ваттмер. Устройство КУ-67М обеспечивает автоматизацию по первой степени, в том числе дистанционный пуск и остановку дизеля, включение генератора на обесточенные шины и на параллельную работу, отключение генератора, защиту и сигнализацию дизеля и генератора. Для нормального пуска дизеля (рис. 4, б) поворотом переключателя 1КУ в положение Больше приводят во вращение электродвигатель ДР, который выводит рейку топливного насоса в положение, соответствующее промежуточной частоте вращения дизеля (определяется настройкой микровыключателя В4), при этом загорается лампа 7ЛК. Когда рейка достигает определенного положения, микровыключатель В4 срабатывает и останавливает двигатель ДР, лампа 7ЛК гаснет. Нажатием кнопки КП замыкают цепь контактора 2К, включают маслопрокачивающий насос ДМ. Когда давление масла в масляной магистрали дизеля достигает значения настройки датчика давления масла 1ДДМ, последний срабатывает, замыкая цепь лампы ЗЛК и реле 2РИ, которое своими контактами замыкает цепь включения стартера. Дизель запускается. По импульсу от зарядного генератора замыкается цепь реле удавшегося запуска 1РИ. Лампа ЗЛК гаснет, загорается лампа 2ЛЗ. Рисунок 4 а Дизель прогревается при промежуточной частоте вращения; при достижении рабочей температуры воды датчик 1ДТВ размыкает цепь лампы 2ЛЗ и она гаснет, а контакты 1ДТВ шунтируют микропереключатель В2. Поворотом переключателя 1КУ в положение Больше повторно включают электродвигатель ДР; загорается лампа 7ЛК. Двигатель ДР включается микровыключателем ВЗ, который настроен на максимальную частоту вращения холостого хода дизеля. Рисунок 4 б При экстренном пуске дизеля включают выключатель, шунтирующий микропереключатель В1, а все остальные операции осуществляют, как при нормальном пуске дизеля. Для включения генератора на обесточенные шины (рис. 4, а):выбирают ручной или автоматический режим регулирования напряжения и переключают ТВ1, при автономной работе переключатель ставят в положение Без статизма; включают автоматический выключатель 2АВ и подготавливают схему включения электродвигательного привода автоматического включения генератора. Напряжение на эту схему подается со сборных шин через размыкающие контакты РПН, а при отсутствии напряжения на шинах - от возбужденного генератора через замыкающие контакты РПН. После разворота генератора до номинальной частоты вращения нажатием кнопки КнВ в течение 2 -3 с подают начальное возбуждение от аккумуляторной батареи на зажимы ротора генератора. Генератор возбуждается; напряжение при ручном регулировании устанавливается с помощью резистора СУ, при автоматическом - резистора СУН; поворотом переключателя 2КУ в положение Включено замыкают цепь реле РУ. Срабатывая, оно замыкает свои контакты в цепи электродвигателя привода автоматического выключателя. Автоматический выключатель генератора включается. Загорается лампа 1ЛК, а лампа 1ЛЗ гаснет. Для включения генератора на параллельную работу: переключатель TBJ устанавливают в положение Параллельная работа, ТВ2 - в положении Статизм, а переключатель Т4 - в положение Медленно, что обеспечит уменьшение скорости нарастания частоты вращения дизеля при синхронизации генератора; запускают дизель и сопротивлением СУН устанавливают на генераторе напряжение, равное напряжению сети. Генератор на параллельную работу включается не возбужденным. Для этого включают выключатель ТЗ, шунтирующий обмотку возбуждения генератора; после того как напряжение генератора упадет до значения, близкого остаточному, поворотом переключателя 1КУ в положение Больше подают импульс на включение автоматического выключателя генератора. Реле РП срабатывает, самоблокируется и замыкает цепи реле ИРЧ; при достижении генератором частоты вращения, близкой к синхронной, реле ИРЧ срабатывает и включает промежуточное реле синхронизации РПС. Своими контактами реле РПС замыкает цепь включения электродвигательного привода автоматического выключателя генератора; генератор включается в сеть недовозбужденным, так как его обмотка возбуждения замкнута накоротко контактами выключателя гашения поля (ВГП). После включения генераторного автомата обесточивается ВГП и размыкает свои контакты, шунтирующие обмотку возбуждения генератора; генератор возбуждается и втягивается в синхронизм. Лампа 1ЛК загорается. Выключатель Т4 переключают в положение Быстро, и генератор набирает нагрузку. Для нормальной остановки дизеля: поворотом переключателя 2КУ отключают автоматический выключатель генератора В, а поворотом переключателя 1КУ (в положение Меньше) замыкают цепь обмотки левого вращения электродвигателя ДР, при этом рейка топливного насоса выводится в положение, соответствующее промежуточным оборотам дизеля; дизель охлаждается до температуры настройки датчика 2ДТВ, который срабатывая, размыкает цепь лампы 6ЛК и шунтирует микропереключатель В2; повторным поворотом переключателя 1КУ рейка выводится в положение, соответствующее нулевой частоте вращения дизеля. Электродвигатель ДР выключается микровыключателем В1. Дизель останавливается. Схемой предусмотрены защита и контроль работы дизеля при перегреве воды и масла, понижении давления масла и разносе. При срабатывании датчика контролируемого параметра замыкается цепь выходного реле защиты 1РЗ и срабатывает соответствующее указательное реле. Контакт реле 1РЗ замыкает цепи табло Авария и звукового сигнала (при замкнутом положении выключателя Т2). Другой контакт реле 1РЗ замыкает цепь независимого расцепителя автоматического выключателя генератора и отключает его. Рейка топливного насоса автоматически выводится на нулевую частоту вращения. Дизель останавливается. При срабатывании защиты от разноса одновременно с отключением генератора срабатывает автоматическое стоп устройство дизеля АСУ. Для предотвращения ложного срабатывания защиты от понижения давления масла в цепь соответствующего сигнального реле ВК питается контакт реле 1РИ, который контролирует запуск дизеля. Таким образом, контроль за понижением давления масла осуществляется только в том случае, если дизель запущен и контакт 1РИ замкнут. Резервная дизельная электростанций (РДЭС) мощностью 1x30 кВт. РДЭС является резервным источником питания ответственных потребителей электрической энергии - животноводческих комплексов, ферм, птицефабрик и других объектов сельского хозяйства. Необходимость и обоснование применения РДЭС на объекте, а также мощной станции определяются при конкретном проектировании. Выбор площадки под строительство РДЭС и схемы присоединения электроагрегата к распределительным сетям 0,38 кВ централизованного электроснабжения решается на основе технико-экономических показателей при проектировании системы местного резервирования; РДЭС оборудуется одним электроагрегатом типа АД30С-Т400-РМ1У4 мощностью 30 кВт. При привязке типового проекта РДЭС возможно применение других электроагрегатов аналогичных параметров с соответствующей корректировкой проекта. Электроагрегат надежно работает при температуре окружающей среды от 8 до 40°С, относительной влажности воздуха до 80% и высоте над уровнем моря не более 2000 м. Для текущего расхода топлива на дизеле смонтирован топливный бак, обеспечивающий непрерывную работу электростанции в течение 5 ч без дополнительной заправки. На рис. 5 представлен примерный план компоновки оборудования резервной дизельной электростанции мощностью 1x30 кВт. 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. Энергия, вырабатываемая генератором, через автоматический выключатель генератора и через специальные рубильники переключающие серии РП подается в распределительную сеть 0,38 кВ потребителя Рис. 5. Примерный план компоновки оборудования резервной дизельной электростанции мощностью 1*30 кВт: 1 — электроагрегат АД 30СР; 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) Рис. 6. Электрическая схема главных соединений РДЭС мощностью 1*30 кВт по варианту 1 соединений Выбор варианта схемы присоединения РДЭС решается при проектировании системы резервирования от автономного источника питания с учетом схемы внутриплощадочных электрических сетей 0,38 кВ. Прилагаемые варианты схем присоединения РДЭС к существующим или вновь проектируемым подстанциям Ю(6)/0,4 кВ или электрическим сетям 0,38 кВ приведены на основании рекомендаций ВИЭСХ. Конструктивное исполнение и выбор необходимого электрооборудования должны решаться при выборе варианта схемы и привязке проекта РДЭС к конкретному объекту, при этом необходимо рассмотреть вопросы обеспечения защиты сетей 0,38 кВ при электроснабжении от РДЭС и вопросы выполнения соответствующих блокировок. Резервная дизельная электростанция с двумя электроагрегатами мощностью по 100 кВт. РДЭС является резервным источником питания ответственных потребителей электрической энергии животноводческих комплексов, ферм, птицефабрик и других объектов сельского хозяйства. Необходимость и обоснование применения РДЭС на объекте, а также мощность станции определяются при конкретном проектировании, выбор площадки под строительство РДЭС и схема присоединения электроагрегатов к распределительным сетям 0,38 кВ централизованного электроснабжения решаются при привязке типового проекта. Электростанция оборудуется двумя электроагрегатами типа АСДА 100 (УЗЧ100) мощностью 100 кВт. На рис. 7 представлен план компоновки оборудования РДЭС мощностью 2x100 кВт. Электрической схемой главных соединений предусматривается автономная работа электроагрегатов на электрическую сеть напряжением 0,38 кВ. Параллельная работа РДЭС с основным источником централизованного электроснабжения не допускается. В зависимости от нагрузки потребителя схемой электрических соединений предусматривается возможность работы как одного дизель электрического агрегата, так и двух в параллельной работе на общие шины 0,38 кВ РДЭС. Рис. 7. Компоновка оборудования РДЭС мощностью 2x100 кВт: 1 — дизель-электрический агрегат АСДА-100; 2 — бак топливный; 3 — насос ручной поршневой БКФ-4; 4 — глушитель выхлопа; 5 — шкаф управления и автоматики КУ-76; 6 — шкаф ввода и распределения; 7 — устройство распределительное РУС 8154; 8 - то же РУС 8141; 9 - то же РУС 8153; 10 - то же РУС 8140; 11 - то же РУС 8144; 12 — то же РУС 8144; 13 — то же РУС 8105; 14 — тиристорное выпрямительное устройство ВУТ-31/60; 15 — выпрямительное устройство ВСА—6А; 16 — блок управления унифицированный БОУ 5130ЗА74Г;17 - шкаф с аккумуляторными батареями 4x6 СТ132; 18 — вентилятор; 19 — стол (с телефоном); 20 — раковина; 21 — огнетушители Включение агрегатов на параллельную работу осуществляется с помощью комплектных устройств управления (КУ-76) дизельэлектрическими агрегатами двумя методами: автоматически - методом самосинхронизации и вручную - методом точной синхронизации. Энергия, вырабатываемая генератором, через автоматические выключатели генераторов и силовые распределительные устройства серии РУС-Е, подается в распределительную сеть 0,38 кВ ответственного потребителя. Типовым проектом предусматриваются два варианта электрических схем связи РДЭС с распределительной сетью 0,38 кВ централизованного электроснабжения. По варианту 1 (показано на рис. 8) подключение ответственных потребителей к шинам 0,4 кВ РДЭС выполняется через четыре распределительных устройства РУС-Е (СЗ-С6). (При необходимости резервирования более четырех линий ответственного потребителя рекомендуется применять на каждую дополнительную линию одно распределительное устройство.) Распределительные устройства РУС-Е (СЗ-С6) устанавливаются в помещении РДЭС. Подключение щита собственных нужд Д2 выполнено через распределительное устройство Д1 (со счетчиком электрической энергии) от распределительного устройства СЗ. По варианту 2 подключение ответственных потребителей к шинам 0,4 кВ РДЭС выполняется через одно распределительное устройство РУС-Е (СЗ), устанавливаемое в помещении РП. Подключение собственных нужд выполнено от шин 0,4 кВ РП ответственного потребителя. Рис. 8. Электрическая схема главных соединений РДЭС мощностью 2x100 кВт по варианту 1 соединений По варианту 2 подключение ответственных потребителей к шинам 0,4 кВ РДЭС выполняется через одно распределительное устройство РУС-Е (СЗ), устанавливаемое в помещении РП. Подключение собственных нужд выполнено от шин 0,4 кВ РП ответственного потребителя. В нормальном режиме работы питание ответственных потребителей осуществляется от внешнего источника электроснабжения - подстанции 10(6)/0,4 кВ через распределительные устройства СЗ-С6 по варианту 1 и через распределительное устройство СЗ и распределительный пункт по варианту 2. Подключающие рубильники устанавливаются в положение Включена сеть. В аварийном режиме работы при исчезновении напряжения на подстанции вручную запускается дизель-электрический агрегат. Переключатели распределительных устройств СЗС6 устанавливаются в положение Включена РДЭС. 3. РЕЗЕРВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ С ПРИВОДОМ ОТ ТРАКТОРА Использование серийных резервных электростанций как стационарных, так и передвижных связано с необходимостью установки первичного двигателя-дизеля или бензинового двигателя, которые используются незначительное число часов в году, равное суммарной продолжительности аварийных и плановых отключений. Двигатели внутреннего сгорания составляют значительную часть стоимости электростанции и требуют существенных денежных и трудовых затрат на их обслуживание. Поэтому иногда целесообразно использование источника резервного электроснабжения на основе синхронного генератора с приводом от внешнего (не связанного постоянно с этим генератором) мобильного первичного двигателя. В качестве таких первичных двигателей могут быть использованы сельскохозяйственные тракторы. Принцип действия резервного источника питания с приводом от трактора (РИПТ) и кинематическая схема такой установки по существу такие же, что и дизель-электрического агрегата. Для практической реализации РИПТ необходимо согласовать характеристики первичного двигателя-трактора и ведомого механизма - синхронного генератора. Практически все отечественные сельскохозяйственные тракторы оборудованы устройством (валом) отбора мощности от двигателя трактора (ВОМ) с частотой вращения 1000 об/мин. Для передачи вращающего момента от ВОМ трактора к навесным сельскохозяйственным орудиям применяется унифицированный карданный вал. Рис. 11. Электрическая система отбора мощности на базе трактора К701 В качестве источника электроэнергии в РИПТ наиболее приемлемым является синхронный генератор с самовозбуждением типа ЕСС5. Отечественный и зарубежный опыт использования автономных источников резервирования показывает, что генераторы РИПТ могут быть мобильными (передвижными) или стационарными. В мобильных вариантах генератор со щитом управления может устанавливаться непосредственно на шасси трактора; на одноосном прицепе; на металлическом каркасе, навешиваемом с помощью навесной системы на трактор. Для резервного электроснабжения предназначено мобильное энергетическое средство на базе трактора К-7011 с электрической системой отбора мощности (МЭС). Оно применяется для работы с комплексом мобильных сельскохозяйственных машин с электроприводом активных рабочих органов (почвообрабатывающих, кормоприготовительных, уборочных и т.п.), а также на транспортных работах с использованием прицепов с активной осью. Мобильное энергетическое средство можно использовать также в качестве источника электроснабжения сезонных сельскохозяйственных потребителей (насосных станций, оросительных систем, дождевальных установок, пунктов по обмолоту зерновых культур и семенников трав на стационаре, по очистке и сушке зерна, агрегатов для приготовления витаминной травяной муки и т.п.). Электрическая схема обеспечивает работу МЭС в режимах с изолированной и заземленной нейтралью генератора (рис. 12). Система регулирования напряжения генератора допускает прямой пуск короткозамкнутых асинхронных двигателей мощностью до 125 кВт. Номинальные значения частоты тока и напряжения генератора достигаются обеспечением номинальной частоты вращения коленчатого вала дизельного двигателя трактора за счет всережимного регулятора. Генератор рассчитан на продолжительную работу в номинальном режиме при температуре окружающего воздуха ±50°С и относительной влажности до 96%. Расход топлива при номинальной эксплуатационной мощности двигателя трактора (195 кВт) не более 55 кг/ч. Емкость топливных баков обеспечивает работу МЭС в течение 10-12 ч. При использовании МЭС в качестве передвижной электростанции трактор закрепляют стояночным тормозом, к щиту на тракторе с помощью гибкого кабеля подключают шины ТП 0,4 кВ или распределительный пункт (щит) потребителя. При этом необходимо исключить возможность подачи напряжения на отключенный участок сети системы централизованного электроснабжения и от сети на электроагрегат. Рис. 12. Электрическая схема мобильного энергетического средства Трактор К-701 с электрической системой отбора мощности успешно прошел испытания и эксплуатируется как источник питания для сельхозмашин с электроприводом активных рабочих органов (комбинированный почвообрабатывающий агрегат с шириной захвата 5,6 м для обработки тяжелых почв с измельчением растительных остатков с двумя электродвигателями по 37 кВт, мобильный брикетировщик зеленых кормов производительностью 3,5 т/ч с электродвигателями 110 и 30 кВт). Опыт эксплуатации МЭС показал надежность и безопасность работы электрической системы отбора мощности. Мобильное энергетическое средство одновременно является и тяговым средством, и мобильным источником электроснабжения. При использовании МЭС на сельскохозяйственных или транспортных работах оно может быть оборудовано радиостанцией, установленной в кабине трактора, для сообщения трактористумашинисту об аварийных ситуациях в системе электроснабжения и необходимости использования МЭС в качестве резервной электростанции. Оно может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, где требуется передвижной источник электроснабжения. Затраты на оборудование электрической системы отбора мощности не превышают 25% стоимости трактора К-701. Применение МЭС в качестве источника резервного и сезонного электроснабжения сельскохозяйственных потребителей может в 1,5 раза увеличить годовую нагрузку трактора и улучшить его техникоэкономические показатели. Использование МЭС только в качестве резервного источника электроснабжения на молочных фермах, животноводческих комплексах, птицефабриках в течение 50-60 ч в год окупает дополнительные затраты на электрическую систему отбора мощности. Мощный трактор (типа ’’Кировец”, Т-150К), оборудованный электрической системой отбора мощности, совмещает функции надежного высокопроизводительного мобильного источника резервного электроснабжения и тягового средства, наличие такого трактора в районе электрических сетей или в хозяйствах позволит значительно снизить ущерб, наносимый сельскохозяйственным потребителям от перерывов электроснабжения. Для резервирования электроснабжения молочных ферм и других объектов рекомендуется ряд номинальных мощностей таких электростанций: 16,30,60,100 кВт. Резервный источник питания представляет собой передвижную установку, состоящую из одноосного прицепа на пневматических колесах с установленным на нем синхронным генератором мощностью 100 кВт и щитом управления. Генератор с помощью карданного вала соединяется с ВОМ трактора Т-150 или Т-150К (рис. 13). Используется также резервный источник с приводом от трактора МТЗ-80. Резервный источник подключается через рубильник-переключатель на два положения (сеть энергосистемы - резервный источник питания). Станция навешивается на навесную систему тракторов МТЗ-50, МТЗ-80 в трех точках с помощью верхней и двух нижних тяг. Станция состоит из сварной рамы, на которой смонтированы генератор, щит управления с приборами и одноступенчатый редуктор. Ведущий вал редуктора приводится во вращение от ВОМ тракторов через карданную передачу (ШПИ32). Ведомый вал редуктора передает вращение генератору через упругую втулочно-пальцевую муфту (находится под кожухом). Рис. 13. Электростанция, смонтированная на одноосном прицепе: 1 — трактор; 2 — карданная передача; 3 — клиноременная передача; 4 — генератор; 5 — щит управления; 6 — прицеп; 7 — прицепное устройство Рис. 14. Электрическая навесная станция СНТ-12А: 1 — рама; 2 — одноступенчатый редуктор; 3 — генератор; 4 — щит управления; 5 — палец навески рамы; 6 — верхняя тяга; 7 — карданная передача; 8 — нижняя тяга; 9 — кожух вспомогательной муфты; 10 — подставка В комплект станции входят трактор и навешенные на него генератор, тяга, поворотная стрела на стойке, присоединительные кабели и провода, защитный кожух и заземляющие провода, пульт управления, карданный вал и кронштейны прицепного устройства. Блок генератора состоит из смонтированного на раме генератора, щита управления и цилиндрической передачи. Для навешивания на трактор по трехточечной схеме на раме имеются цапфы и проушины. Цилиндрический повышающий редуктор позволяет получить частоту вращения вала генератора 1500 об/мин при частоте вращения ВОМ трактора 557 об/мин. Ведомый вал редуктора соединен с валом генератора упругой втулочнопальцевой муфтой. Рис. 15. Передвижные резервные источники питания, навешиваемые на трактор: а - УГ-30-Т400; б — УГ-60-Т400; 1 — установка генераторная; 2 — карданная передача; 3 — гидравлическая навесная система трактора; 4 — выносной щит управления В стационарном исполнении резервного источника с приводом от трактора генератор устанавливается в помещении и через специальное отверстие в стене с помощью карданного вала соединяется с ВОМ подъехавшего трактора.
