книги / Надежность дизель-электрических агрегатов и их систем автоматизации
..pdfВ. А. АНДРЕЙКОВ, И. А. ЕМЕЛЬЯНОВ
НАДЕЖНОСТЬ
ДИЗЕЛЬ-ЭЛЕНТРИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ
И ИХ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ
ИЗДАТЕЛЬСТВО «МАШИНОСТРОЕНИЕ»
М о с к в а 1970
У Д К 62I.436+621.313J-19-52
их |
Надежность дизсль-электрических агрегатов и |
|
систем автоматизации. В. А. А н д р е й к о в, |
||
И. |
А. Е м е л ь я н о в . |
М.. «Машиностроение», |
1970, 296 стр. |
|
|
|
В книге изложены основные методы количе |
|
ственного определения |
надежности электроагре |
|
гатов, дан краткий анализ причин происходящих в них отказов и выявлены наиболее ненадежные элементы дизель-электрических агрегатов малой мощности.
Описано устройство ряда новых типов элекгроагрегатов и их систем автоматического управ ления, контроля, защиты и сигнализации, в том числе полупроводниковых бесконтактных элемен тов общепромышленного назначения. Отражены вопросы резервирования электроагрегатов н обес печения гарантированного электропитания ответ ственных потребителей.
Книга предназначена для инженерно-техниче ских работников, занимающихся разработкой, производством и эксплуатацией электроагрегатов и их основных узлов. Табл. 33, илл. 86, библ. назв. 23.
Рецензент каид. техн. наук М. И. Левин
3-3-4
130-70
ПРЕДИСЛОВИЕ
В настоящее время отечественная промышленность выпускает большое количество электрических агрегатов и передвижных электрических станций, используемых в качестве основных, резервных и аварийных источников электропитания многочисленных потребителей в различ ных отраслях народного хозяйства.
Наиболее широкое применение получили дизельэлектрические агрегаты и выполненные на их базе пере движные электростанции, у которых в качестве первич ного двигателя использованы дизели.;
От надежности работы источников электроэнергии зависит бесперебойное электропитание потребителей и их нормальное функционирование. Однако вопросы на дежности источников электропитания практически не отражены в изданной по данной отрасли литературе. Вышедшие в последние годы работы [5, 7] посвяще ны в основном описанию устройства и частично эксплуа тации электроагрегатов и не касаются не менее важной проблемы, как надежность электроагрегатов.
Следует также иметь в виду, что в связи с быстрым развитием техники разработаны и внедряются в серий ное производство новые типы автоматизированных электроагрегатов с новыми системами автоматического регулирования скорости вращения двигателя и напря жения генератора, обеспечивающими высокое качество вырабатываемой электроэнергии, и с новыми элемен тами автоматического регулирования, контроля и управ ления. Значительному совершенствованию подверглись и ранее созданные электроагрегаты. Все это, естествен но, не могло найти отражения в ранее изданных трудах.
В связи с изложенным авторы рассматривают в предлагаемой работе некоторые вопросы количествен ного определения надежности электроагрегатов, анали зируют причины происходящих в них отказов, а также
описывают устройство и эксплуатацию некоторых новых типов электроагрегатов, систем их автоматизации, а также используемых новых элементов.
В связи с новизной п сложностью рассматриваемых вопросов не исключено, что в книге имеют место от дельные недостатки, а некоторые высказанные положе ния требуют дальнейшей конкретизации и уточнения.
ВВЕДЕНИЕ
Под электроагрегатом понимают комплексную энер гетическую установку, состоящую из двигателя внут реннегосгорания и генератора, смонтированных на об щей металлической раме, снабженную распределитель ным устройством и вспомогательным оборудованием.
По своему назначению электроагрегаты подразде ляют на стационарные, судовые и агрегаты передвиж ных электростанций.
Простые по устройству и дешевые электроагрегаты и передвижные электростанции широко используют в сельском хозяйстве, на лесозаготовках, в дорожном строительстве, на транспорте, при восстановительных и ремонтных работах, а также для питания электроэнер гией других потребителей народного хозяйства.
До начала 50-х годов передвижные и стационарные автономные источники электроэнергии предназначались в основном для электроснабжения строительных меха низмов и освещения места работ, что не требовало высо кого качества вырабатываемой ими электроэнергии.
В последнее десятилетие область использования ав тономных электроагрегатов и передвижных электро станций существенно расширилась. Их стали использо вать для питания радиорелейных линий связи, при про кладке газо- и нефтепроводов, разведке месторождений ископаемых, особенно в отдаленных и необжитых райо нах, и т. п .;
Электроагрегаты и передвижные электростанции яв ляются единственными источниками электроэнергии в тех районах, где нецелесообразно строить мощные ста ционарные электростанции или подводить линию элект ропередачи. Их используют как резервные или аварий ные источники при электроснабжении объектов, не допускающих длительного перерыва питания. В послед нем случае, как правило, использую» автоматизирован ные электроагрегаты.
5
В настоящее время отечественная промышленность выпускает большое : количество различных электроагрегатов, предназначенных для использования в пере движных, стационарных и судовых установках. Бурное развитие техники и появление качественно новых по требителей электроэнергии привело к необходимости значительного повышения требований, предъявляемых потребителями к качеству электроэнергии, весам и габа ритам электроагрегатов и передвижных электростанций, к их автоматизации и надежности работы. В связи с этим в последние годы наша промышленность освоила и начала серийный выпуск ряда новых типов автомати зированных электроагрегатов,- отдельные элементы кото рых описаны в настоящей работе.
Для облегчения пользования книгой в ней приняты следующие единые обозначения элементов электроагре гатов:
Г — генератор; |
|
|
|
|
ОВ — обмотка |
возбуждения генератора; |
|||
ОС — обмотка статора; |
|
|
||
ВВ — выключатель ввода; |
|
генера |
||
АВГ — автоматический |
выключатель |
|||
тора; |
|
|
|
|
АВС— автоматический выключатель сети; |
||||
АЗС — автоматический |
выключатель |
защиты |
||
сети; |
автомата |
сетевого; |
|
|
ДАВС — двигатель |
ввода |
|||
ВАВС — выключатель |
автоматического |
|||
сети; |
|
|
|
|
КВ1 и КВ2 — контакторы возбуждения; |
|
|||
КНВ — кнопка начального возбуждения; |
|
|||
КП — кнопка пуска; |
|
|
|
|
КО — кнопка останова; |
|
насоса; |
||
ДМ — двигатель маслоподкачивающего |
||||
ДР — двигатель привода рейки топливного на |
||||
соса; |
|
|
|
|
КПП — контактор |
предварительной прокачки; |
|||
КВС — контактор |
включения стартера; |
|
||
СТ — стартер; |
|
|
|
|
СО — соленоид останова; |
заслонки; |
|
||
СВЗ — соленоид |
воздушной |
|
||
ШР — штепсельный разъем; |
работы; |
|
||
ПВР — переключатель вида |
|
|||
ВЗА — выключатель аварийной защиты; ПЗА — переключатель защиты;
ТТ — трансформатор тока; ТПР — трансформатор параллельной работы;
УПР — устройство параллельной работы; ТВ — трансформатор вольтодобавочный; КН — корректор напряжения;
ВПК — выпрямитель питания корректора; БРН — блок регулятора напряжения; УРН — угольный регулятор напряжения;
МУ — магнитный усилитель; ДН — нелинейный дроссель; РУ — реостат уставки;
РР — реостат ручной регулировки; ТСА — трансформатор статизма по активной
мощности; ТС — трансформатор силовой;
ТИ — трансформатор измерительный; ДУ — дроссель управляемый; ДК — дроссель компаундирующий;
Д — диод; |
|
Т — триод; |
|
ЛС — лампа сигнальная; |
|
ДО — датчик скорости вращения; |
|
ДДМ — датчик давления масла; |
|
ДУВ — датчик уровня воды; |
(воды); |
ДТМ(В) — датчик температуры масла |
|
Д Р У — датчик-реле уровня (масла |
и топлива); |
Д РД — датчик-реле давления; |
|
РКВ — реле контроля напряжения ввода; РВ — реле времени;
ПРВ — повторитель реле времени; РОВ — реле отключения ввода;
РАУ — реле автоматического управления; Р — реле;
РНШ — реле контроля напряжения 'шин; РП — реле пуска;
РПП — реле подготовки пуска; РСП — реле свеч подогрева;
PH — реле включения нагрузки;
РК — реле конечное счетной цепочки; PC — реле счетное;
РВС — реле включения стартера;
7
ПРС — повторитель реле включения стартера; |
|
РНП — реле незавершенного пуска |
и останова; |
РОА — реле аварийного останова; |
|
РНО — реле нормального останова; |
|
РВЗ — реле воздушной заслонки; |
генератора; |
РНГ — реле контроля напряжения |
|
ПИГ — повторитель реле контроля |
напряжения |
генератора; |
|
РЗ — реле ввода защит; |
|
РКС |
— реле контроля синхронизма; |
|
|||
РП1,2 |
— реле промежуточные; |
|
|
||
РОАС — реле отключения автомата сети; |
|||||
РОАГ — реле отключения |
автомата |
генератора; |
|||
РО — реле |
скорости вращения |
(оборотов); |
|||
. РИС — реле |
изменения |
скорости |
вращения; |
||
РУВ — реле уровня воды; |
|
напряже |
|||
РКН — реле |
контроля |
оперативного |
|||
|
ния; |
|
|
|
|
РПО — реле пусковых оборотов; |
|
|
|||
РДМ — реле давления масла; ■ |
(воды); |
||||
РТ М (В )— реле |
температуры масла |
||||
РВАГ — реле |
включения |
автомата |
генератора; |
||
РВАС — реле |
включения |
автомата сети. |
|||
Глава I
АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ДИЗЕЛЯ И НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА ЭЛЕКТРОАГРЕГАТОВ
§ 1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О НОВЫХ ТИПАХ ЭЛЕКТРОАГРЕГАТОВ И ПЕРЕДВИЖНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
В последние годы отечественной промышленностью
освоен ряд новых современных автоматизированных электроагрегатов, а на их базе — новых передвижных электрических станций. Это электроагрегаты: АСДА-100, АСДА-200, АС-802, АС-803, АД-20М и др., а также пе редвижные электростанции ЭСДА-100, ЭСДА-200, ЭСД-20М.
Все новые дизель-электрические агрегаты и пере движные электрические станции предназначены для ис пользования в качестве основных, резервных или вспо могательных источников электроэнергии для передвиж ных и стационарных объектов различного назначения.
Эти электроагрегаты |
и передвижные |
электростанции |
|
обладают |
большей |
эксплуатационной |
надежностью, |
высоким |
качеством |
вырабатываемой |
электроэнергии, |
большим объемом автоматизации, являются более со вершенными в конструктивном отношении и удобными в эксплуатации. В табл. 1 приведены параметры этих источников электропитания.
Все стационарные электроагрегаты вырабатывают электроэнергию с номинальными параметрами при температуре окружающего воздуха от -j-5° С до +40° С, высоте над уровнем моря до 1000 м и относительной влажности воздуха до 98% при +25° С.
Электроагрегаты, предназначенные для использова ния в передвижных установках, и передвижные элект ростанции в отличие от стационарных электроагрегатов
9
П а р а м е т р ы
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
Э л е к т р о а г р е г а т А С Д А - 100 |
П е р е д в и ж н а я э л е к т р о с т а н ц и я Э С Д А -100 |
Э л е к т р о а г р е г а т А С Д А - 2 0 0 |
П е р е д в и ж н а я э л е к т р о с т а н ц и я Э С Д А -2 0 0 |
Э л е к т р о а г р е г а т А С - 8 0 2 |
Э л е к т р о а гр е г а т А Д - 2 0 М |
П е р е д в и ж н а я э л е к т р о с т а н ц и я Э С Д -2 0 М |
Номинальная мощность в квт . . . |
. |
|
100 |
200 |
500 |
20 |
|||||
Линейное напряжение в в .................... |
|
|
|
400 |
400 |
400 |
230 или 400 |
||||
Номинальный ток в а ............................ |
|
|
|
|
180 |
360 |
900 |
63 или 36 |
|||
Частота тока в щ |
................................ |
|
|
|
|
50 |
50 |
50 |
50 |
||
Допустимая перегрузка в течение |
1 |
ч |
10 |
10 |
10 |
10 |
|||||
в % ........................................................ |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Скорость вращения в об/мин . . . |
. |
|
1500 |
1500 |
1500 |
1500 |
|||||
Основной |
наклон |
характеристики |
ре |
3 |
3 |
3 |
3 |
||||
гулятора в % |
.................................... |
|
|
|
|
||||||
Максимальное |
отклонение |
скорости |
|
|
|
|
|||||
вращения при включении |
(отключе |
±6 |
±6 |
±6,5 |
±6 |
||||||
нии) номинальной .нагрузки в % |
|
. |
|||||||||
Длительность |
переходного |
процесса |
3 |
3 |
4 |
3 |
|||||
регулирования в сек (не более) |
. |
. |
|||||||||
Степень нестабильности |
скорости вра |
|
|
|
|
||||||
щения в % |
........................................ |
|
напряжения |
±1 |
±1 |
±1 |
±1 |
||||
Точность |
регулирования |
|
|
|
|
||||||
при включении |
(отключении) номи |
100±2 |
100±2 |
100±2,5 |
100±2 |
||||||
нальной нагрузки ....................в % |
|
|
|
|
|||||||