ディーゼル発電機セットの電力供給および配電システムの設計仕様では、重要な負荷に対して非常用電源を追加する必要があり、これは非常用電源の必須設定要件です。さらに、経済的、政治的、その他の要因を考慮し、通常の電力供給停止によるデータ損失や政治的イメージへの悪影響を防ぐために、予備電源が設定されます。上記のような状況に基づき、ディーゼル発電機セットは多くのプロジェクトで非常用バックアップ電源として使用されています。以下では、ディーゼル発電機の設計に関する内容を簡単に紹介します。
1. 高度な機械設計
CAD（コンピュータ支援設計）、CAE（コンピュータ支援エンジニアリング）、CAM（コンピュータ支援製造）などの高度な手法を用いて機械設計を行い、さらに高度な実験手法と組み合わせることで、多彩な校正計画を設計しました。設計の詳細から始め、ディーゼル発電機セットの機械部品を継続的に最適化することで、ディーゼル発電機セットの安定性をさらに向上させています。
2. ディーゼル発電機の容量の選択
一般的に、計画段階または予備設計段階では、具体的な負荷状況を知る方法はありません。この時点では、ディーゼル発電機セットの容量は配電変圧器の総容量の 10 パーセントですが、仕様および技術措置では 20 パーセントを考慮します。建設図面設計段階で、必要なディーゼル発電機セットの容量を決定する際には、まずディーゼル発電機の負荷タイプとディーゼル発電機の使用、つまり、ディーゼル発電機が純粋な待機負荷として使用されるのか、主電源が遮断されたときにディーゼル発電機が通常の負荷として使用されるのかを決定する必要があります。待機負荷とは、防火および電力供給保証の要件により、ディーゼル発電機プロジェクトの待機電源セットの負荷を指します。利点と欠点を比較検討した後、電力供給の信頼性、経済性などの要因を考慮して、電力供給負荷が合理的な計画であると決定されます。薪発電ユニットの容量は、プロジェクトの電力供給負荷が決定された後にのみさらに決定できます。
3. 発電機セットの電力供給および配電システムの設計
ディーゼル発電機セットの数、負荷の性質、機能、および電源要件に応じて、ディーゼル発電機セットをバックアップ電源として使用する電源システムには多くの種類があります。現在、実用上一般的に使用されている典型的な電源システムには、発電機セットが共通負荷に直接電力を供給する方式、複数の発電機セットを並列接続して共通負荷に電力を供給する方式、単一ユニットを予備電源および商用電源として負荷電源にそれぞれ使用する方式、複数のユニットと複数の切替スイッチがそれぞれ負荷に電力を供給する方式、共通電源供給における中高電圧の単純な発電機の配電システムとして使用される方式、複数の発電機と商用電源を母線または並列負荷で供給する中高電圧システム、低電圧発電機がブースター変圧器を使用して低電圧または中電圧配電システムに電力を供給する方式などがあります。電源供給方式は、ローカルネットワークの電源供給状況と実際の負荷使用状況に応じて決定する必要があります。具体的な電源供給方式は、ローカル電力網の電源供給と負荷使用状況に基づいて決定する必要があります。低圧配電システムの多くのプロジェクトでは、バックアップ電源として単体ユニット、負荷にそれぞれ商用電源を供給する方式、複数ユニットと複数切替スイッチを使用する方式が一般的です。ディーゼル発電機の容量が大きい場合、一般的には8kW以上ですが、同じ容量のディーゼル発電機を2台設置する必要があります。これにより、負荷の一部を別々に支えたり、並列で全ての負荷に電力を供給したりできます。同時に、2台のディーゼル発電機を相互バックアップ用に設置することもできます。片方が故障したり、定期メンテナンスが必要になったりした場合、もう片方をバックアップ電源として使用し、優先的に供給が必要な負荷や、供給が必須となる負荷に電力を供給できます。一般的に、ディーゼル発電機は系統と並行して運転することはできません。主な理由は、ディーゼル発電機が故障した場合、系統に影響を与え、故障の影響範囲が拡大する可能性があるためです。そのため、ディーゼル発電機と商用電源は、並行運転を防ぐためにインターロック方式がよく用いられます。
ディーゼル発電機の始動モードと要件は、負荷の性質と電源供給方式に応じて決定する必要があります。ユニット制御盤は通常、メーカーから提供されます。ディーゼル発電機は通常、電源供給によって始動されるため、充電器、バッテリー、その他の始動機器に必要な商用電源が必要です。ディーゼル発電機室にも商用電源を設置する必要があります。ディーゼル発電機を非常用バックアップとして使用する場合、通常の電源が主電源の障害になると、主電源ディーゼル発電機変換制御システムが信号を送信してディーゼル発電機を始動します。主電源が復旧すると、制御システムが信号を送信してディーゼル発電機を停止し、通常の主電源が再開されます。主電源と薪発電機の変換制御システムでは、コアPLC制御または統合制御ユニットが使用され、一般的に過負荷保護、短絡保護、その他の保護機能が必要です。ディーゼル発電機の容量が不足している場合は、二次負荷をアンロードできます。主電源が正常に戻ると、アンロードされた負荷を復元できます。
4. ディーゼル発電機室の設置場所の選定
ディーゼル発電機室は通常、ケーブルの長さが長すぎることによるケーブル投資の増加を回避し、電源電圧の品質を確保するために、電力負荷の近くに設置されます。ディーゼル発電機室の場所の選定には、ディーゼル発電機の運転中に考慮すべき多くの要素もあります。一方では、ユニット自体の運転環境、つまり換気、排気、排煙を確保することです。この場合、現在市場に出回っているほとんどのプロジェクトがディーゼルを燃料として使用しているため、ディーゼル燃料の燃焼のみを考慮します。燃料の供給と貯蔵も、室の設置において考慮すべき要素です。ディーゼル発電機の運転中、ディーゼルの燃焼により大量の煙が発生し、ディーゼル発電機自体もガスと熱を発生させます。これは、ディーゼル発電機自体の運転に不利なだけでなく、活動現場の環境汚染を引き起こします。したがって、ディーゼル発電機室の場所を選定する際には、排煙、ガス、熱を屋内および人の出入口から遠ざけ、新鮮な空気を取り込み、良好な放熱と換気環境を作り出す必要があります。一方、ディーゼル発電機は運転中に振動や騒音を発生するため、設置場所の選定においては、振動や騒音が環境に与える影響を考慮し、必要に応じて振動や騒音を低減するための適切な対策を講じる必要があります。以上の点を考慮すると、一般的な条件が許せば、発電機室はプロジェクト現場近くの屋外に設置し、出入口や混雑した場所から離れた場所に設置するのが望ましいでしょう。条件が許さない場合は、多くのプロジェクトで地下に設置されています。換気、排気、排煙、振動・騒音低減対策を講じることで、発電機室は正常に稼働し、良好な経済効果が得られます。
5. ディーゼル発電基地の最適化設計
ディーゼル発電機セットのベースはディーゼル発電機セットの主要コンポーネントであり、その設計レベルと加工精度は、ユニットの性能、振動、騒音、信頼性、耐用年数に直接影響します。ディーゼル発電機ベースの加工レベルは、ディーゼルエンジンとディーゼル発電機の同軸性を保証するだけです。しかし、ユニットの運転中および吊り上げ中のユニットベースの変形が同軸性に及ぼす影響は、ベース設計の観点から確認する必要があります。ユニットベースの材料品質を保証することを前提として、測定実験データを組み合わせてユニットベースのチェック計算モデルを構築し、限界カウントを操作して、さまざまな状態におけるユニットベースの主要部品の応力分布を分析しました。有限要素シミュレーションに基づいてベースの構造を最適化し、各改良によりベースはより堅牢で信頼性の高いものになります。ベース最適化設計のもう1つの側面は、ユニットの振動低減システムの設計です。本装置の振動低減は、機械室内外の騒音に影響を与えます。装置の振動低減性能は、装置基礎の動荷重と装置構成部品の振動強度に直接関係します。本装置は優れた振動低減効果を備えており、騒音低減と装置の耐用年数延長に貢献します。
投稿日時：2022年11月30日