Высоковольтные дизельные электростанции 6,3 / 10,5 кВ

Высоковольтный энергокомплекс ДСА 2 МВт стоимостью 49 млн руб
Высоковольтный дизельный генератор Mitsubishi 2000 кВт 6,3 кВ: цена 41 млн руб. Срок производства - 90 рабочих дней. Характеристики:
Двигатель Mitsubishi S16R2-PTAW2-E-C, количество цилиндров -16, рабочий объём - 79.9 л, турбонаддув, удельный расход топлива 205 л/ч.
Генератор Leroy Somer LSA53.2 VL10, постоянная мощность 1973 кВт, напряжение 6300 В, номинальный ток 229 А.
Габариты - 7000х2410x3365 мм.
Вес 18000 кг.

Контейнер цельносварной, толщина 100 мм, габариты 12000х3200х3300: цена 5 млн руб.
Контроллер Deepsea DSE8610MKII – 350 тыс. руб.
Допотсеки топливный и КСО – 120 тыс. руб
Бак металлический 5000 л – 500 тыс. руб
Автоподкачка топлива – 100 тыс. руб.
ВРУ 6 кВ – 1,6 млн руб.
Вентиляторы приточно-вытяжные – 200 тыс. руб
Система микроклимата – 155 тыс. руб.
Степень автоматизации - 2


Высоковольтная электростанция ДСА 2 МВт стоимостью 36 млн руб
Двигатель Mitsubishi Shanghai S16R-PTAW2-E-C/2209KW
Альтернатор ENNGA EG560GSF
Шкаф VCB (Vacuum Circuit Breaker — вакуумный выключатель) с выключателем CHNT (Chint Group — китайский производитель электротехники): металлический корпус IP54 с вакуумным выключателем.
Входной шкаф 6300 В: принимает питание от трансформатора или ВЛ. Оснащён выключателем CHNT, трансформаторами, мультиметрами ACREL (российско-китайский бренд приборов учёта электроэнергии) и контроллером DSE8610 (управление, синхронизация с генератором, АВР, Modbus).
Выходной шкаф 6300 В: распределяет питание на отходящие линии. Имеет выключатель CHNT, трансформаторы и мультиметры ACREL для мониторинга тока/напряжения.
Шкаф PT (Potential Transformer — трансформатор напряжения): содержит трансформаторы напряжения, понижающие 6300 В до 100 В для цепей учёта, защиты и синхронизации. Контролирует наличие напряжения и сигнал «земля».
Шкаф сопротивления заземления: включает заземляющие резисторы для ограничения тока однофазного замыкания на землю. Защищает от дуговых перенапряжений, помогает селективной работе защиты.
Шкаф питания постоянного тока: выпрямитель и АКБ (24/48/110/220 В DC). Питает катушки выключателей, контроллеры DSE8610, релейную защиту и автоматику при пропадании 6300 В.

Высоковольтные альтернаторы крупнее и тяжелее из‑за утолщённой изоляции, увеличенных воздушных зазоров, массивных изоляторов, более мощного магнитопровода. Нейтраль изолирована либо заземлена. Это позволяет кратковременно работать при однофазном замыкании на землю, снизить токи КЗ, повысить живучесть системы.

Конструкция обмоток и изоляция высоковольтного альтернатора отличается от обычного:

• усиленная изоляция против частичных разрядов;
• повышенный класс нагревостойкости (обычно F или H, до 180C);
• увеличенные изоляционные зазоры между токоведущими частями;
• многослойная изоляция проводов с повышенной электрической прочностью;
• специальные материалы для межвитковой изоляции.

Высоковольтные ДЭС подключаются через КРУ (комплектное распределительное устройство) с вакуумными выключателями на 6-10 кВ.

Высоковольтные ДГУ включают трансформатор собственных нужд (ТСН) для питания систем подогрева двигателя, цепей управления и сигнализации, зарядных устройств АКБ.

Высоковольтные дизель-генераторы требуют персонала с IV–V группой электробезопасности, периодические испытания изоляции, контроль частичных разрядов (для мощных установок).

Такие установки востребованы там, где нагрузка с самого начала рассчитана на 6300 или 10 500 В. Основное питание или резерв − зависит от проекта.

Нефтегаз и добыча. Буровые насосы, компрессоры, дробилки, конвейеры. Их двигатели конструктивно заточены под среднее напряжение − другого варианта просто нет. Встал агрегат − встала добыча.

Промышленные предприятия. Металлургия, химия, нефтехимия. Крупные электродвигатели технологических линий, печи, компрессоры. Резервный источник должен запускаться без трансформатора и без задержки.

Дата-центры. Высокомощные ИБП и контуры охлаждения крупных ЦОДов. Здесь критична не только мощность, но и стабильность напряжения при переключении.

Инфраструктурные объекты. Крупные больницы и аэропорты с мощными потребителями − чиллерами, томографами, линейными ускорителями, системами жизнеобеспечения. На вводе таких объектов нередко используется сеть среднего напряжения.

Вахтовые посёлки и удалённые объекты. При передаче электроэнергии на несколько километров напряжение 6,3 кВ существенно снижает токи и потери по сравнению с 400 В: кабели меньшего сечения, меньше нагрев, меньше затраты на инфраструктуру. На стороне потребителя устанавливается понижающий трансформатор.

Генератор сразу выдаёт нужное напряжение. Трансформатора между ДЭС и потребителем нет.

Схема: дизельный двигатель → альтернатор 6,3/10,5 кВ → КРУ → потребитель.

Вариант оправдан там, где нагрузка изначально работает на среднем напряжении − в нефтегазе, горнодобыче, крупной промышленности. Меньше оборудования − меньше точек отказа. Потери минимальны. КРУ подключается напрямую к шинам генератора.

Стандартный генератор на 400 В. Напряжение повышает трансформатор.

Схема: дизельный двигатель → альтернатор 0,4 кВ → повышающий трансформатор → КРУ → потребитель.

Установка дешевле по начальной стоимости. Но трансформатор − это потери мощности, дополнительное оборудование и ещё одна точка обслуживания. На небольших мощностях иногда оправдан. На крупных объектах экономика складывается не в его пользу.


Выбор между двумя схемами часто упирается в бюджет. Вариант с трансформатором дешевле на входе − но дороже в эксплуатации. Для объектов, где машина работает в режиме основного источника, экономия на трансформаторе обычно не окупается.

Установка состоит из тех же узлов, что и стандартная ДЭС: дизельный двигатель, рама, система охлаждения. Принципиальные отличия – в электрической части.

Альтернатор здесь другой. Изоляция обмоток усилена против частичных разрядов − класс F или H. Зазоры увеличены. Поэтому габариты установки больше, чем у низковольтного аналога той же мощности.

Нейтраль в обычном генераторе глухо заземлена. В установках среднего напряжения схема заземления нейтрали определяется проектом: изолированная нейтраль или заземление через резистор. В ряде схем это даёт установке время доработать при замыкании фазы на землю, без аварийного останова.

Вместо автоматов − вакуумные выключатели в составе КРУ. Об этом отдельно дальше.

Трансформатор собственных нужд − в комплекте. Питает автоматику, подогрев, охлаждение. Шкаф управления в большинстве исполнений выносится отдельно − подальше от силового отсека, от помех и от высокого напряжения.

Исполнения:

• Открытое − для закрытых машинных залов и генераторных помещений.
• Контейнерное − автономный блок, готовый к установке на открытой площадке.
• Передвижное − на салазках или шасси.

Yuchai - от малых машин до агрегатов на 3000 кВт. Российский рынок освоил плотно − дилерская сеть работает, запчасти возят без экзотических схем, сервис не надо искать через три границы. В каталоге Yuchai представлены модели для тяжёлого сегмента: YC1500GF (1100 кВт), YC2060GF (1500 кВт), YC2750GF (2000 кВт), YC3000GF (2200 кВт), YC3500GF (2500 кВт) и YC4125GF (3000 кВт). Это установки для объектов с постоянной нагрузкой − буровые, промышленные площадки, дата-центры. Здесь от генератора требуется не только динамика, но и стабильная работа в течение длительного времени.

За Mitsubishi-SME стоят два завода − Mitsubishi Heavy Industries и Shanghai Diesel Engine Co (SDEC). Сегмент − тяжёлая промышленная энергетика. В РФ чаще всего запрашивают S6R2, S12R и конфигурации покрупнее − там, где нужна мощность от 1000 кВт и длительная непрерывная работа.

Пример установки − двигатель S16R2-PTAW2-E-C:

Область применения ДЭС – нефтегаз, критическая инфраструктура, крупная промышленность − там, где останавливаться нельзя.

Weichai выпускает двигатели для генераторных установок мощностью от 30 до 8000 кВт – один из самых широких диапазонов среди китайских производителей. Тяжёлый класс: V12, турбонаддув, промежуточный охладитель воздуха. Радиатор рассчитан на +50С − Средняя Азия, южные регионы, горячие цеха не проблема.

Расход топлива при 100% нагрузке по моделям серии WPG:

Контроллер − DSE7320: обороты, напряжение, ток, давление масла, температура охлаждающей жидкости, уровень топлива − всё на одном экране. Исполнение − открытое или контейнерное. Гарантия − 1 год.

На рынке РФ встречаются предложения по Cummins через Индию, Китай и альтернативные каналы. Для сегмента от 1000 кВт − серии KTA38, KTA50 и QSK. Двигатели этой линейки хорошо знакомы: документация есть, механики обученные найдутся, логика обслуживания понятна. Вопрос только в канале поставки − его стоит уточнять отдельно под каждый проект.

Генератор и альтернатор − половина системы. Вторая половина − коммутационное оборудование на стороне 6,3 или 10,5 кВ. Выбор между КСО и КРУ определяет надёжность и удобство обслуживания всей цепочки.

КСО (камеры сборные одностороннего обслуживания) − проще и дешевле. Выключатель стационарный, обслуживание только с фасада, номинальный ток до 1000 А. При высоких токах и жёстких требованиях к отключению − не лучший выбор.

КРУ(комплектные распределительные устройства) − выключатель выкатной, полная локализация по четырём отсекам: выключатель, сборные шины, релейная защита, кабельные присоединения. Номинальный ток − до 3150 А. Выключатель при выходе из строя меняется за несколько минут.

Три причины выбирать КРУ:

• Ток. На мощных установках рабочие токи и токи КЗ требуют оборудования с высоким номинальным током. КРУ лучше соответствует этим задачам.
• Безопасность. Нефтянка, ГОК, ЦОД − полная локализация по отсекам и многоуровневые блокировки от ошибочных действий персонала обязательны.
• Ремонтопригодность. Выкатной выключатель − замена за минуты. Простой на объекте с непрерывным производством − прямые потери.

Исполнения:
Внутреннее размещение − для закрытых распределительных устройств, машинных залов, генераторных помещений.
Наружное − КРУН/ЯКНО − для открытых площадок и объектов без капитальных строений. Степень защиты зависит от исполнения и производителя.
Подбор КРУ под конкретную установку − отдельная задача. Схема главных цепей, номинальный ток, тип защит, исполнение − всё согласовывается на этапе проектирования. Покупать КРУ отдельно от ДЭС и потом стыковать − путь к долгим согласованиям и переделкам.

Преимущества:

• Прямая выдача напряжения. Никакого повышающего трансформатора между генератором и потребителем.
• Меньше потерь. Высокое напряжение снижает токи − и потери в кабельных линиях. Заметно при передаче на большие расстояния.
• Экономия на кабелях. Сечение меньше − затраты на прокладку ниже.
• Параллельная работа. Несколько машин синхронизируются в единый комплекс. Нужно больше мощности − добавляется ещё одна, без замены всей инфраструктуры.

Но есть и ограничения. Их стоит знать до подписания договора.

Цена выше. Машина сложнее − и дороже. Альтернатор на 6,3 кВ, КРУ, трансформатор собственных нужд, отдельный шкаф управления − каждая позиция добавляет к итоговой сумме. Считать нужно заранее.

Персонал. Всё, что выше 1000 В − отдельная группа допуска. Если нет своих специалистов − закладывайте в бюджет обслуживание по договору.

Сроки поставки. Большинство установок изготавливается под заказ. Сроки производства уточняются при согласовании технического задания.

Монтаж. Дуговая защита и заземление − не опции, а обязательные системы. Проект нужен до начала монтажа, а не после.

Три параметра − и этого достаточно.
Мощность. Суммарная нагрузка с учётом пусковых токов электродвигателей. Пусковой ток асинхронного двигателя превышает номинальный в 5−7 раз − это закладывается в расчёт.
Режим параллельной работы. Нужна ли синхронизация нескольких установок? Если да − сколько единиц в параллели.
Напряжение − 6,3 кВ или 10,5 кВ. Определяется напряжением сети или требованиями к кабельной инфраструктуре. Остальное − двигатель, альтернатор, контроллер, исполнение − согласовывается при проработке технического задания.
Большинство поставщиков не называют цены без проекта и ТЗ. DSA работает иначе: три параметра − мощность, напряжение, режим параллели − и цена называется сразу.

Шаг 1. Напишите или позвоните. Три параметра: мощность, напряжение, нужна ли параллельная работа.

Шаг 2. Получите цену и сроки.

Шаг 3. Согласуем комплектацию, подпишем договор. Уточним срок производства.

Шаг 4. Доставка на объект по всей стране.

Нужна ДЭС на 6,3 или 10,5 кВ?
Сообщите мощность, напряжение и режим работы − ответим с ценой в течение дня.