Дизельная электростанция: кВА и кВт, кожух, АВР, ресурс

Дизельная электростанция (ДЭС, или ДГУ — дизель-генераторная установка) — это дизельный двигатель и генератор на общей раме с топливным баком, панелью управления и обычно кожухом, рассчитанные на длительную работу. Это уже не бытовой генератор «на всякий случай», а оборудование для дома с большой нагрузкой, бизнеса, производства или объекта, где свет нужен круглосуточно.

В разделе дизельные электростанции сотни моделей — от станций на 16–20 кВт до промышленных агрегатов на сотни киловатт. Разбираем по порядку: что такое ДГУ и как она работает, кВА и кВт, режимы мощности, исполнение, автоматика, установка, топливо и обслуживание.

Что такое ДГУ и чем она отличается от дизельного генератора

Граница условная, но на практике разница есть. Дизельный генератор в бытовом понимании — компактный агрегат на 3–15 кВт, часто с воздушным охлаждением, открытой рамой и ручным или электрическим стартом. Он хорошо закрывает отключения в частном доме — смотрите раздел дизельные генераторы.

Дизельная электростанция (ДГУ) — обычно двигатель с жидкостным охлаждением, панель управления, шумозащитный кожух или контейнер, автозапуск и расчёт на длительную работу. В каталоге большинство станций с автозапуском, а в характеристиках указана модель двигателя. Входной класс — станции на 16–20 кВт, как Hyundai DHY 22KSE с блоком ATS 100 на 16/18 кВт с водяным охлаждением и блоком автоматики в комплекте. Если нужно до 10 кВт и работа несколько часов в день, хватит дизельного генератора — о выборе топлива читайте в статье бензиновый, дизельный или газовый генератор.

Устройство и принцип работы дизельной электростанции

Принцип простой: дизельный двигатель вращает вал синхронного альтернатора, а контроллер держит стабильные обороты (а значит, частоту 50 Гц) и напряжение независимо от нагрузки. Большинство станций с жидкостным охлаждением работают на 1 500 об/мин — это тише и даёт больший ресурс, чем у бытовых генераторов на 3 000 об/мин.

• Двигатель — дизель с жидкостным охлаждением и радиатором; модель указана в характеристиках.
• Альтернатор — синхронный, с регулятором напряжения; именно он «делает» электричество.
• Рама с топливным баком — бак в раме определяет автономность без доливки.
• Панель управления (контроллер) — пуск и остановка, измерения, защиты, вход для АВР.
• Кожух или контейнер — защита от погоды и снижение шума.

кВА и кВт: как не перепутать

Мощность станций часто указывают в киловольт-амперах (кВА) — это полная мощность. Полезная, активная мощность в киловаттах (кВт) равна кВА × коэффициент мощности. Для трёхфазных станций стандартно берут cos φ = 0,8: 30 кВА × 0,8 = 24 кВт.

Цифра в названии модели часто соответствует именно кВА. Например, у WattStream WS33-RS в характеристиках 24 кВт номинальной и 26,4 кВт максимальной мощности — это как раз 33 кВА × 0,8. У Mitsui APY-32 (EU) — 28/32 кВт. Сравнивайте модели только по кВт из характеристик, а не по числу в названии.

Нагрузку считают в кВт так же, как для любого генератора: сумма приборов + самый большой пусковой скачок + запас 20–25 %. Для станций под двигатели — насосы, компрессоры, холодильные установки — пусковой ток особенно важен: двигатель при пуске берёт примерно втрое больше номинала, а с частотным преобразователем или плавным пуском — меньше.

Номинальная и максимальная мощность: на что ориентироваться

В характеристиках станций две цифры. Номинальная — с которой станция может работать длительно. Максимальная — кратковременная, для пиковых нагрузок и пуска двигателей; обычно она на 10 % выше. У Matari MB40-1, например, 36 кВт номинала и 40 кВт максимума.

Подбирайте станцию так, чтобы ваша обычная нагрузка составляла 50–75 % номинала. Это оптимальный режим для дизеля: топливо сгорает полностью, двигатель прогрет, ресурс расходуется экономнее всего.

Почему не брать с огромным запасом. Дизель, который часами работает с нагрузкой меньше 30 %, недогревается: топливо сгорает не полностью, образуются нагар и отложения в выхлопном тракте, масло разжижается. Станцию на 100 кВт под нагрузку 15 кВт лучше не брать — это не запас, а гарантированный ремонт.

Мощность дизельной электростанции под объект

Кожух, контейнер или открытая рама

Шумозащитный кожух — стандарт для станции, которая стоит на улице возле дома, магазина или офиса. Он снижает шум, защищает от дождя и снега, запирается на ключ. Исполнение конкретной модели смотрите на фото и в описании товара.

Открытое исполнение на раме дешевле и проще в обслуживании, но требует помещения или контейнера с вентиляцией, отводом выхлопа наружу и защитой от осадков. Для частного дома это редко имеет смысл.

Уровень шума в характеристиках — например, 68 дБ у Matari MB40-1 или 73 дБ у WattStream WS33-RS — обычно измеряют на определённом расстоянии от станции, часто 7 м. Сравнивайте цифры только между моделями с одинаковым расстоянием измерения и помните о соседях: ставьте станцию выхлопом от окон.

Автозапуск, АВР и степени автоматизации

Станцию, которая резервирует бизнес или дом, почти всегда ставят с АВР: сеть пропала — станция сама запустилась, прогрелась и взяла нагрузку. Автозапуск означает, что панель управления станции умеет принять команду на пуск, а сам блок АВР может быть в комплекте или покупаться отдельно — как у Hyundai DHY 85KSE с блоком ATS 160, где он уже есть. Отдельные трёхфазные блоки — в разделе АВР на 380/220 В.

В технической документации станции различают по степени автоматизации. Упрощённо: самые простые управляются вручную с панели; следующий уровень — автозапуск по команде АВР с автоматическим возвратом на сеть и аварийными защитами; высший — дополнительно автоматическая доливка топлива и масла, подогрев и дистанционный мониторинг, чтобы станция долго работала без персонала. Для дома и небольшого бизнеса достаточно автозапуска с АВР.

Ток АВР подбирают по току станции. Для трёхфазной станции 400 В при cos φ 0,8 ток примерно равен мощности в кВт × 1,8. Станция на 24 кВт — около 43 А, нужен блок на 60 А; станция на 62 кВт — около 112 А, нужен блок на 125 А. Как работает АВР, рассказываем в статье АВР для генератора.

Установка и монтаж: место, помещение, выхлоп

Площадка. Станции на 16–60 кВт весят от 700 кг до более чем тонны, поэтому им нужно ровное твёрдое основание — бетонная площадка или фундамент, — удобный подъезд для доставки топлива и доступ со всех сторон для обслуживания.

На улице станцию ставят в кожухе или контейнере, выхлопом от окон, дверей и вентиляционных решёток: выхлоп содержит угарный газ. В помещении нужны приточная и вытяжная вентиляция под радиатор, отвод выхлопа наружу через изолированный газоход, противопожарные меры и место для топлива. Требования к помещению, монтажу и хранению топлива задают строительные и пожарные нормы — их закладывает проектная организация в проект.

Подключение. Корпус заземляют, станцию подключают к сети объекта только через АВР или переключатель, который физически отсоединяет объект от внешней сети, силами электромонтажной организации. О кожухах и выхлопе для генераторов поменьше — в статье бокс и выхлоп для генератора.

Расход топлива и автономность

Ориентировочный расход современного дизеля — 0,25–0,3 л на каждый кВт·ч при нагрузке 50–75 %. Точную цифру производитель приводит в паспорте для разных уровней нагрузки.

Пример: станция Mitsui APY-20 (EU) на 18 кВт номинала с баком 70 л. При нагрузке 75 % (13,5 кВт) она будет тратить около 3,5–4 л в час — бака хватит примерно на 18–20 часов. Matari MB40-1 с баком 105 л под нагрузкой 27 кВт потратит около 7–8 л в час, то есть бака хватит на 13–15 часов. Если нужна более долгая автономность, предусмотрите дополнительную ёмкость и регламент доливки. Как считать расход для любого генератора — в статье расход топлива генератора.

Зимой — только зимнее или арктическое дизтопливо, а для станций, которые стоят на морозе, полезен подогреватель охлаждающей жидкости: холодный дизель заводится тяжело, а АВР ждать не будет.

Двигатель, ресурс и обслуживание

В характеристиках каждой станции указана модель двигателя: в каталоге есть станции с двигателями Perkins, Yanmar, Kohler, Deutz, John Deere, Iveco, Doosan, Ricardo, Cummins и других производителей. Перед покупкой стоит выяснить, есть ли в вашем регионе сервис и запчасти именно к этому двигателю: ресурс станции определяется тем, насколько вовремя её обслуживают.

Срок службы дизельной электростанции считают в моточасах, и он зависит не только от двигателя. Станции на 1 500 об/мин с жидкостным охлаждением служат значительно дольше бытовых генераторов, если работают в зоне 50–75 % номинала и обслуживаются по регламенту. Ресурс до капремонта для конкретного двигателя указывает производитель — уточняйте в паспорте. Сколько часов подряд можно гонять генератор, разбираем в статье сколько может работать генератор без перерыва.

• Масло и фильтры — по регламенту производителя, обычно каждые несколько сотен моточасов и не реже раза в год, даже если станция почти не работала.
• Охлаждающая жидкость — контроль уровня и замена по регламенту; зимой — проверка температуры замерзания.
• Стартерный аккумулятор — самая частая причина, почему автозапуск «не сработал». Проверяйте заряд и клеммы.
• Топливо и сепаратор — вода в солярке убивает топливную аппаратуру. Сливайте отстой и меняйте топливные фильтры вовремя.
• Тестовые запуски под нагрузкой — раз в несколько недель. Запуск на холостом ходу не даёт нужного прогрева.

Как выбрать дизельную электростанцию: пошагово

1. 1 Составьте перечень нагрузок, отметьте трёхфазные и двигатели. Посчитайте нагрузку каждой фазы — как это делать, показано в статье трёхфазный или однофазный генератор.
2. 2 Определите номинальную мощность станции так, чтобы обычная нагрузка занимала 50–75 % номинала, а пиковая укладывалась в максимальную.
3. 3 Сравнивайте модели по кВт из характеристик, а не по числу кВА в названии.
4. 4 Выберите исполнение: кожух для работы на улице, открытую раму — только для помещения с вентиляцией.
5. 5 Запланируйте автоматику: станция с автозапуском + АВР на соответствующий ток.
6. 6 Посчитайте автономность бака и доставку топлива, уточните сервис для конкретного двигателя.
7. 7 Монтаж, заземление и подключение к сети объекта — по проекту, силами электромонтажной организации. Примеры расчёта для магазина, офиса и кафе — в статье резервное питание для бизнеса.