АВТОНОМНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в автономных энергоустановках, работающих независимо от сети централизованного энергоснабжения.
Известна дизель-электрическая станция контейнерного исполнения, содержащая два дизель-электрических агрегата, каждый из которых включает щит управления агрегатом и силовую установку, состоящую из дизельного двигателя, функциональных технологических систем, блока датчиков, блока исполнительных устройств, блока контроля параметров, блока коррекции частоты вращения вала двигателя, генератора переменного тока, регулятора напряжения генератора и блока коррекции напряжения, две панели переключения источников питания, блок коммутации и распределения электроэнергии переменного тока, потребители трехфазного и однофазного переменного тока, вспомогательные потребители однофазного переменного тока, блок ввода цепей питания, линию питания от внешней электросети, линию питания внешних потребителей, щит питания собственных нужд и систему охранно-пожарной сигнализации с подключенными к ней информационными и сигнальными линиями [RU 2345465, C1, H02K 7/18, 27.01.09].
Недостатком устройства является относительно низкая надежность при автономной работе в условиях возможной неритмичной поставки топлива.
Известно также устройство, содержащее микроконтроллер, к которому подключены два блока управления, два дизель-генератора, два выключателя, блок прогнозирования нагрузки по температуре окружающей среды, вход которого подключен к датчику температуры, а выход связан с микроконтроллером, причем, вход каждого дизель-генератора соединен со своим блоком управления, а выход каждого дизель-генератора связан с соответствующим выключателем, выходы которых подключены к шине устройства [RU 109801, U1, F02B 63/00, 27.10.11]
Недостатком устройства также является относительно низкая надежность при автономной работе в условиях возможной неритмичной поставки топлива.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, содержащее генератор электрической энергии, выполненный в виде дизельного двигателя, к выходу которого подключен синхронный генератор, выход которого подключен к нагрузке устройства, систему управления, выход которой подключен к дизельному двигателю и синхронному генератору, выпрямительно-зарядное устройство, вход которого подключен к выходу синхронного генератора и к системе управления, буферный накопитель энергии, выполненный в виде блока аккумуляторных батарей и вход которого соединен с выходом выпрямительно-зарядного устройства, автономный инвертор, вход которого подключен к выходу буферного накопителя энергии и к системе-контроллеру управления, а выход соединен с нагрузкой устройства [RU 113885, U1, H02J 7/34, 27.02.12].
Недостатком устройства являются относительно узкие функциональные возможности при его автономном использовании, поскольку оно может работать только в режимах, задаваемых собственной, автономной системой управления, и не может быть использовано в условиях, когда необходимо дистанционно оперативно изменять режимы его работы, поскольку в устройстве отсутствуют соответствующие технические возможности. Кроме того, в устройстве отсутствуют средства автоматической замены масла, что является важным фактором для автономной работы устройства.
Требуемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства при его автономной работе за счет обеспечения возможности оперативного изменения режимов его работы путем создания арсенала технических средств, позволяющих контролировать и управлять его работой от удаленного диспетчерского пункта, а также производить автоматическую замену масла.
Требуемый технический результат достигается тем, что, в устройстве, содержащем генератор электрической энергии, выпрямительно-зарядное устройство, вход которого соединен с выходом генератора электрической энергии, блок аккумуляторных батарей, вход которого соединен с выходом выпрямительно-зарядного устройства, а также контроллер управления, вход которого соединен с выходом блока аккумуляторных батарей, а первый вход-выход соединен с входом-выходом контроля и управления генератора электрической энергии, контроллер управления выполнен с возможностью приема команд управления от удаленного диспетчерского пункта и передачи ему данных контроля состояния автономной электростанции, в которую введен блок автоматической замены масла, вход-выход контроля и управления которого соединен со вторым входом-выходом контроллера управления, при этом, блок автоматической замены масла содержит емкость чистого масла, соединенную через кран чистого масла с заливным отверстием масла в картер двигателя генератора электрической энергии, а также емкость отработанного масла, которая через кран отработанного масла соединена с выводным отверстием масла из картера двигателя генератора электрической энергии.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, генератор электрической энергии выполнен в виде бензогенератора.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, генератор электрической энергии снабжен удаленными резервуарами топлива, связанными с генератор электрической энергии трубопроводом подвода топлива.
На фиг.1 - функциональная схема автономной электростанции;
На фиг.2 - функциональная схема устройства замены масла.
Автономная электростанция (фиг.1) содержит генератор 1 электрической энергии, выпрямительно-зарядное устройство 2, вход которого соединен с выходом генератора электрической энергии, блок 3 аккумуляторных батарей, вход которого соединен с выходом выпрямительно-зарядного устройства 2, а выход - соединен с нагрузкой устройства, а также контроллер 4 управления, первый вход-выход которого соединен с входом-выходом контроля и управления генератора 1 электрической энергии, и блок 5 автоматической замены масла, вход-выход контроля и управления которого соединен со вторым входом-выходом контроллера 4 управления, выполненным с возможностью приема-передачи приема команд управления от удаленного диспетчерского пункта и передачи ему данных контроля состояния автономной электростанции, за счет того, что, контроллер 4 управления снабжен приемо-передатчиком 6 сигналов дистанционного управления и контроля и выполненным, в частности, в виде модема проводных сетей, например, используя встроенные интерфейсы Ethernet, RS-232, RS-485, или в виде модема радиосетей, например, используя радио-модем, GSM-модем или ADSL модем.
Блок 5 автоматической замены масла (фиг.2) содержит емкость 7 чистого масла, соединенную через кран 8 чистого масла с заливным отверстием масла в картер 9 двигателя генератора электрической энергии, а также емкость 10 отработанного масла, которая через кран 11 отработанного масла соединена с выводным отверстием масла из картера 9 вигателя генератора электрической энергии.
Управление краном 8 чистого масла и краном 11 отработанного масла производится по сигналам от контроллера 4 управления, который по сигналам от датчиков уровня масла, которыми снабжена емкость 6 чистого масла и емкость 9 отработанного масла, осуществляет также и контроль уровня масла в этих емкостях. Передача и прием сигналов управления осуществляется по связи между контроллером 4 управления и блоком 5 автоматической замены масла, поскольку вход-выход контроля и управления блока 5 соединен со вторым входом-выходом контроллера 4 управления.
Генератор 1 электрической энергии может быть выполнен в виде бензогенератора и снабжен удаленными резервуарами топлива, связанными с генератором 1 электрической энергии трубопроводом подвода топлива (на чертеже не показан), а контроллер 4 управления снабжен приемо-передатчиком сигналов дистанционного управления и контроля и выполнен, в частности, в виде модема проводных сетей, например, используя встроенные интерфейсы Ethernet, RS-232, RS-485, или в виде модема радиосетей, например, используя радио-модем, GSM-модем или ADSL модем.
Автономная электростанция работает следующим образом.
Предложенная автономная электростанция является малообслуживаемой электростанцией с удаленным контролем и управлением. Конструктивно представляет из себя модуль размером 1,2×1,2×1 м и может быть установлена на шасси для доставки по дороге, а в труднодоступные районы может быть доставлена вертолетом.
Основной режим работы электростанции: заряд аккумуляторных батарей блока 3 в течение нескольких часов от генератора 1 электрической энергии, выполненном в виде бензогенератора. После зарядки до требуемого уровня, что контролируется контроллером 4 управления, генератор 1 выключается и питание потребителя запасенной электроэнергией производится от аккумуляторов блока 3 при выключенном генераторе 1. При снижении уровня заряда аккумуляторных батарей до минимально допустимого уровня производится включение генератора 1 для дозарядки аккумуляторов блока 3.
Кроме того, при необходимости производится дистанционное управление с использованием средств приема-передачи контроллера 4 управления режимами работы генератора 1 и блока 3 аккумуляторов, например, переходу к меньшему или большему (минимальному и максимальному) уровню зарядки батарей, режиму работы генератора 1 и т.п. Для этого контроллер 4 управления снабжен приемопередатчиком сигналов дистанционного управления и контроля и выполнен, в частности, в виде модема проводных сетей, например, используя встроенные интерфейсы Ethernet, RS-232, RS-485, или в виде модема радиосетей, например, используя радио-модем, GSM-модем или ADSL модем.
По сигналу дистанционного управления в контроллере 4 задается требуемый (или измененный допустимый уровень зарядки). По связи контроллера 4 управления с блоком 3 аккумуляторных батарей обеспечивается прием информации об уровне зарядки батарей и управление генератором 1 электрической энергии производится по результатам сравнения текущего уровня зарядки с заданным. При снижении регулируемого уровня зарядки ниже допустимого по сигналу от контроллера 4 управления производится включение генератора 1 для подзарядки аккумуляторных батарей блока 3.
Генератор 1 снабжен блоком 5 автоматической замены масла, вход управления и контроля которого соединен со вторым входом-выходом контроллера 4 управления, который осуществляет управление процедурой замены масла по установленной программе или по ее модификации, устанавливаемой по сигналу, поступающему от контроллера 4 управления.
Для обеспечения длительной бесперебойной работы автономной электростанции двигатель генератора 1 останавливается для замены масла, например, после наработки 100 часов, для чего используется блок 5 автоматической замены масла, который обеспечивает замену отработанного масла в картере двигателя по команде контроллера 1 управления, который управляет краном 8 чистого масла и краном 11 отработанного масла, выполненных с возможностью управления электрическим сигналом. По сигналу от контроллера 1 на заданное время открывается кран 11 для слива отработанного масла. После слива отработанного масла также на заданное время в соответствии с программой замены масла открывается кран 8 для залива чистого масла и делаются соответствующие отметки в электронном журнале работы контроллера 1 управления.
Таким образом, благодаря введению дополнительных блоков и связей достигается требуемый технический результат, заключающийся в расширении функциональных возможностей устройства, поскольку за счет расширения арсенала технических средств обеспечивается его автономная работа с оперативным изменением режимов по команде от удаленного диспетчерского пункта, а также автоматическая замена масла в двигателе генератора электрической энергии.