Dans les spécifications de conception du système d'alimentation et de distribution d'énergie d'un groupe électrogène diesel, une alimentation de secours doit être prévue pour les charges importantes, ce qui constitue une exigence obligatoire. De plus, compte tenu des facteurs économiques, politiques et autres, l'alimentation de secours est configurée pour éviter la perte de données due à une panne de courant normale ou à une image politique négative. Dans ce contexte, les groupes électrogènes diesel sont utilisés dans de nombreux projets comme alimentation de secours. Voici une brève introduction à la conception des groupes électrogènes diesel.
1. Conception mécanique avancée
Grâce à la conception assistée par ordinateur (CAO), à l'ingénierie assistée par ordinateur (IAO), à la fabrication assistée par ordinateur (FAO) et à d'autres méthodes avancées de conception mécanique, et à des méthodes expérimentales avancées, le schéma d'étalonnage coloré a été conçu. Dès les détails de conception, les composants mécaniques des groupes électrogènes diesel sont constamment optimisés afin d'en améliorer la stabilité.
2 Choix de la capacité du générateur diesel
En général, lors de la conception préliminaire, il est impossible de connaître la charge spécifique. Actuellement, la capacité du groupe électrogène diesel représente 10 % de la capacité totale du transformateur de distribution, contre 20 % dans les spécifications et les mesures techniques. Lors de la conception des plans de construction, pour déterminer la capacité du groupe électrogène diesel requis, il est nécessaire de déterminer le type de charge et son utilisation : s'il est utilisé comme charge de secours pure ou comme charge normale en cas de coupure de courant. La charge de secours désigne la charge du groupe électrogène de secours du projet de groupe électrogène diesel, compte tenu des exigences de protection incendie et de garantie d'alimentation électrique. Après avoir pesé le pour et le contre, la charge d'alimentation électrique est considérée comme un schéma raisonnable, compte tenu de la fiabilité de l'alimentation électrique, de l'économie et d'autres facteurs. La capacité du groupe électrogène à bois de chauffage ne peut être déterminée qu'après la détermination de la charge d'alimentation électrique du projet.
3 Conception du système d'alimentation et de distribution d'énergie du groupe électrogène
Selon le nombre de groupes électrogènes diesel, la nature de la charge, leur fonction et les besoins en énergie, il existe de nombreux types de systèmes d'alimentation utilisant des groupes électrogènes diesel comme alimentation de secours. Actuellement, les systèmes d'alimentation courants les plus utilisés dans les applications pratiques comprennent : le groupe électrogène alimente directement la charge commune ; plusieurs groupes électrogènes en parallèle alimentent la charge commune ; une unité unique est utilisée comme alimentation de secours et comme alimentation électrique municipale pour l'alimentation de la charge ; plusieurs unités et plusieurs commutateurs de transfert alimentent respectivement la charge ; comme système de distribution d'un simple générateur moyenne et haute tension en alimentation commune ; systèmes moyenne et haute tension avec plusieurs générateurs et alimentations électriques municipales alimentés par jeu de barres ou par charge parallèle ; un générateur basse tension utilise un transformateur d'appoint pour alimenter un système de distribution basse ou moyenne tension. Le mode d'alimentation doit être déterminé en fonction de l'état de l'alimentation du réseau local et de la situation réelle d'utilisation de la charge. Le mode d'alimentation spécifique doit être déterminé en fonction de l'alimentation et de la consommation du réseau électrique local. Parmi ces solutions, une unité unique sert d'alimentation de secours et l'alimentation électrique municipale alimente respectivement la charge. Plusieurs unités et plusieurs commutateurs de transfert sont couramment utilisés dans de nombreux projets de systèmes d'alimentation et de distribution d'électricité basse tension. Lorsque la puissance du groupe électrogène diesel est importante, généralement supérieure à 8 kW, il est conseillé d'en installer deux de même puissance. Ils peuvent supporter séparément une partie de la charge ou alimenter toutes les charges en parallèle. Parallèlement, deux groupes électrogènes diesel peuvent également être configurés pour une alimentation de secours mutuelle. En cas de panne ou de maintenance régulière de l'un d'eux, l'autre peut servir d'alimentation de secours et alimenter certaines charges prioritaires ou obligatoires. Il est généralement interdit de faire fonctionner les groupes électrogènes diesel en parallèle avec le réseau. En effet, une panne du groupe électrogène à bois de chauffage peut affecter le réseau et étendre la zone d'impact de la panne. Par conséquent, le bois de chauffage et le réseau sont souvent interconnectés pour éviter leur fonctionnement simultané.
Le mode de démarrage et les exigences du groupe électrogène diesel doivent également être déterminés en fonction de la charge et du schéma d'alimentation. L'armoire de commande du groupe électrogène est généralement fournie par le fabricant. Le groupe électrogène diesel étant généralement démarré sur secteur, l'alimentation électrique municipale (chargeur, batterie et autres équipements de démarrage) est nécessaire. La salle des générateurs diesel doit également être configurée pour une alimentation électrique municipale. Lorsqu'un groupe électrogène diesel est utilisé comme système de secours, en cas de panne de courant, le système de contrôle de conversion du groupe électrogène diesel envoie un signal de démarrage. Lorsque le secteur est rétabli, le système de contrôle envoie un signal, le groupe électrogène diesel est arrêté et l'alimentation secteur normale est rétablie. Le système de contrôle de conversion des groupes électrogènes secteur et à bois de chauffage utilise un automate programmable industriel (API) ou une unité de contrôle intégrée, ce qui nécessite généralement une protection contre les surcharges et les courts-circuits, ainsi que d'autres fonctions de protection. Lorsque la capacité du groupe électrogène diesel est insuffisante, la charge secondaire peut être déchargée. Lorsque le secteur est rétabli, la charge déchargée peut être rétablie.
4. Sélection de l'emplacement de la salle des générateurs diesel
La salle des générateurs diesel est généralement installée au niveau de la charge afin d'éviter l'augmentation des investissements en câbles due à des lignes trop longues et de garantir la qualité de la tension d'alimentation. Le choix de l'emplacement de la salle des générateurs diesel doit également prendre en compte de nombreux facteurs lors de son fonctionnement. Il s'agit notamment de garantir l'environnement de fonctionnement du groupe électrogène, notamment la ventilation, l'évacuation et le désenfumage. Dans ce cas, nous ne considérerons que la combustion de diesel, car la plupart des projets sur le marché utilisent actuellement ce carburant. L'approvisionnement et le stockage du carburant sont également des facteurs à prendre en compte lors de l'aménagement de la salle. Lors de son fonctionnement, la combustion du diesel produit beaucoup de fumée, ce qui génère des gaz et de la chaleur, ce qui non seulement nuit à son fonctionnement, mais pollue également l'environnement du site. Par conséquent, lors du choix de l'emplacement de la salle des machines diesel, il est important d'évacuer les fumées, les gaz et la chaleur loin des entrées et sorties intérieures et du personnel afin d'attirer de l'air frais et de créer une bonne dissipation thermique et une bonne ventilation. D'autre part, le groupe électrogène diesel vibre et produit du bruit pendant son fonctionnement. Il est donc nécessaire de choisir l'emplacement de la salle des machines en tenant compte de l'impact des vibrations et du bruit sur l'environnement et de prendre des mesures raisonnables pour les réduire si nécessaire. Compte tenu de ces facteurs, si les conditions générales le permettent, la salle des machines peut être située à l'extérieur, à proximité du projet, loin des entrées et sorties et des lieux fréquentés. Lorsque les conditions ne le permettent pas, de nombreux projets sont également situés en sous-sol. Grâce à la ventilation, à l'évacuation des fumées et aux mesures de réduction des vibrations et du bruit, le bon fonctionnement du projet a également permis d'obtenir d'excellents résultats économiques.
5. Conception optimisée de la base de production d'électricité diesel
La base d'un groupe électrogène diesel est son composant clé. Sa conception et sa précision d'usinage influencent directement ses performances, ses vibrations, son niveau sonore, sa fiabilité et sa durée de vie. L'usinage de la base du groupe électrogène diesel ne peut garantir que la coaxialité du moteur et du groupe électrogène. Cependant, l'influence de la déformation de la base sur la coaxialité pendant le fonctionnement et le levage doit être vérifiée dès la conception. Afin de garantir la qualité des matériaux de la base, un modèle de calcul de vérification a été établi en combinant les données expérimentales de mesure. La répartition des contraintes de ses composants clés dans différents états a été analysée par altération du nombre limite. La simulation par éléments finis a permis d'optimiser la structure de la base, améliorant ainsi sa solidité et sa fiabilité. Un autre aspect de l'optimisation de la base concerne la conception d'un système de réduction des vibrations. La réduction des vibrations de l'unité influe sur le bruit à l'intérieur et à l'extérieur de la salle des machines : les performances de réduction des vibrations de l'unité sont directement liées à la charge dynamique de ses fondations et à l'intensité des vibrations de ses composants. L'unité offre un excellent effet de réduction des vibrations, ce qui contribue à la réduction du bruit et prolonge sa durée de vie.
Date de publication : 30 novembre 2022