Панель электрооборудования (ЭГР)

ПРЕДПОСЫЛКИ К ВНЕДРЕНИЮ:

1. организация удобного интерфейса пользователя для управления частотой вращения и активной мощностью гидротурбины за счёт применения современных технических средств.
2. непрерывное автоматическое поддержание заданной частоты вращения и активной мощности гидротурбины
3. своевременное предоставление оперативному персоналу достаточной и достоверной информации о состоянии и режиме работы гидроагрегата за счёт удобного интерфейса пользователя.
4. обеспечение управления мощностью гидроагрегата (ГА) от группового регулятора активной мощности (ГРАМ)
5. обеспечение участия ГА в режимах ОПРЧ и НПРЧ

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА:

1. качество регулирования частоты вращения и активной мощности в соответствии с требованиями ГОСТ
2. надёжность, достигаемая за счёт резервирования всех измерительных и управляющих каналов, использующихся при управлении, включая ЦПУ контроллера, платы ввода/вывода контроллера и измерительные преобразователи (датчики), а также за счёт применения поканальной гальвано развязки всех внешних электрических сигналов.
3. глубокая диагностика исправности измерительных каналов, аппаратуры ПТК, электрической и гидравлической части электрогидравлической следящей системы (ЭГСС), контура регулирования частоты и мощности, что минимизирует время простоя оборудования при неисправности.
4. ПТК ЭГР является готовой подсистемой САУ ГА и с помощью стандартных протоколов обмена данными легко интегрируется как в САУ ГА, так и в АСУ ТП станции
5. ведение локального архива измеренных и вычисленных параметров с глубиной хранения более 1 года с привязкой к единому времени с точностью 1мс.

ОСНОВНЫЕ ВЫПОЛНЯЕМЫЕ ФУНКЦИИ:

Регулятор выполнен в виде программно-технического комплекса (ПТК ЭГР)
ПТК ЭГР обеспечивает непрерывное выполнение в автоматическом режиме следующих функций:

1. работа ГА в режимах:
• холостой ход турбины / холостой ход генератора
• генераторный режим – работа ГА на мощную энергосистему на индивидуальном управлении и под управлением ГРАМ
• регулирования частоты при работе ГА на изолированную нагрузку
• синхронный компенсатор
• водоток – поддержание заданного расхода воды через ГА
• уровень – поддержание заданного уровня воды
• насос – работа в насосном режиме для обратимых турбин
2. регулятор частоты формирует квазиоптимальный по быстродействию закон регулирования с переключающей плоскостью. Приближение к точке равновесия происходит в режиме скольжения по переключающей плоскости.
3. работа ЭГСС в аварийных режимах при неисправности сигнала положения главного золотника.
4. автоматическая коррекция задания по мощности для выполнения задания часовой выработки мощности.
5. автоматическое прохождения отдельных зон на эксплуатационной характеристике, для которых производителем турбины установлены ограничения времени работы, с минимальным временем нахождения в зоне, определяемым допустимой скоростью перемещения регулирующих органов.
6. ограничение скорости изменения открытия направляющего аппарата = 0,4Vмакс при работе под управлением ГРАМ.
7. контроль скорости изменения задания от ГРАМ с автоматическим переходом на индивидуальное управление при скачкообразном изменении задания.
8. для поворотно-лопастных (ПЛ) турбин реализация двухпараметрического комбинаторного механизма:
• классический Y2 = Y2(Y1, H)
• Р – комбинатор Y2 = Y2(Y1, Pk). Дополнительно появляется возможность определять (рассчитывать) напор ГА, расход через ГА, КПД ГА, Рmax
• максимального водотока (предотвращение холостых водосбросов ГЭС)
9. для ПЛ турбин программный разворот лопастей рабочего колеса (РК) при сбросе нагрузки для уменьшения величины заброса частоты.
10. для ПЛ турбин программный разворот лопастей РК в пусковое положение при нормальном останове.
11. учёт стока воды через ГА по эксплуатационной характеристике на основе усредненных на односекундном интервале времени измерений сигналов активной мощности и открытия направляющего аппарата (+ лопастей рабочего колеса для ПЛ-турбины)
12. диагностика (мониторинг) качества ведения первичного и вторичного регулирования с помощью расчёта сигнала теоретической первичной и вторичной мощности
13. функция чёрного ящика. Ведение в контроллере локального архива аналоговой и дискретной истории с темпом записи 1 секунда всех основных сигналов системы регулирования с привязкой к системе единого времени с дискретизацией 1мс. При перерыве связи с верхним уровнем ПТК ЭГР обеспечит автономную работу с регистрацией сигналов в локальном архиве истории за период не менее чем 1 год. При восстановлении связи с верхним уровнем (ВУ) потерянные данные в архиве ВУ могут быть восстановлены за счёт запроса данных из локального архива ПТК ЭГР за требуемый интервал времени
14. реализация в ПТК программно-аппаратных счётчиков технологических показателей и моточасов работы
15. диагностика деградации системы регулирования путём сравнения основных сигналов (зависимостей) в течение времени эксплуатации и между ГА (функция реализуется при участии АСУ ТП ГЭС)
16. специальные наладочные и сервисные функции, доступные ремонтному персоналу для проведения наладки, настройки и испытаний контуров управления регулятора: наладка сигналов аналогового и дискретного, физического и сетевого ввода/вывода, настройка ЭГСС, имитация изменения частоты для проверки ОПРЧ и НПРЧ, имитация изменения задания мощности для проверки контура мощности, комбинаторного механизма ПЛ турбины
17. контроль состояния (диагностика) измерительных каналов (обрыв, короткое замыкание), переключение между резервными сигналами (датчиками)
18. формирование обобщённой технологической сигнализации
19. контроль действий пользователей системы с протоколированием и архивированием.

ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ПТК ЭГР:

1. ПТК ЭГР строится на базе общепромышленных контроллеров, программируемых с помощью МЭК языков, с возможностью изменения программного обеспечения в режиме онлайн, т.е. без остановки технологического процесса.
2. Резервирование оборудования всех измерительных и управляющих каналов, использующихся при управлении, включая ЦПУ контроллера, платы ввода/вывода контроллера и измерительные преобразователи (датчики). Одиночный отказ в следствии выхода из строя одного любого элемента в ПТК ЭГР не оказывает влияния на технологический процесс и аварийному останову ГА.
3. В состав ЭГР входят два взаиморезервированных четырёхканальных измерительных преобразователя (ИП) частоты собственной разработки с точностью ±1мГц в диапазоне 0,04..100 Гц, с тремя независимыми цифровыми интерфейсами связи и линейной характеристикой (2*RS485 для подключения к двум взаиморезервированным контроллерам ЭГР топология точка-точка, 1*RS485 для интеграции со сторонними системами). Ввод информации с ИП в контроллер в цифровом виде, что повышает (не ухудшает) точность. Дополнительно ИП частоты предоставляют следующие возможности:
• наличие в ИП встроенной функции по выбору измерительного канала с использованием логики «два из трёх» (мажоритарное резервирование) для формирования двух релейных выходов воздействий защит от разгона
• поддержка подключения к ИП как сигналов частоты вращения от зубчатого колеса, так и сигналов частоты напряжения измерительных трансформаторов или тахогенератора.
• каждый ИП оснащён 8 дискретными выходами для реализации конфигурируемого реле оборотов, независящего от контроллера
• подключение измерительных цепей производится через испытательные блоки с тестируемыми выводами, позволяющие замену измерительных преобразователей на работающем агрегате.
• наличие в ИП встроенной функции для определения по сигналам частоты направления вращения (турбинное/насосное) для обратимых гидротурбин.
• наличие в ИП встроенной функции по измерению частоты вращения сигнала зубчатого колеса в режиме скользящего среднего между одноимёнными зубами (т.е. первым зубом и им же на следующим обороте вала, вторым зубом и им же на следующем обороте вала и т.д.). Это позволяет добиться высокой (требуемой) точности измерения частоты вращения гидроагрегатам даже при плохом качестве изготовления зубчатки.
4. В состав ЭГР входят два взаиморезервированных многофункциональных ИП активной/реактивной/полной мощности, частоты, напряжения и тока с точностью 0.5% с четырьмя независимыми цифровыми интерфейсами связи (2*RS485 для подключения к двум взаиморезервированным контроллерам ЭГР топология точка-точка, 2*Ethernet для интеграции со сторонними системами). Ввод информации с ИП в контроллер в цифровом виде, что повышает (не ухудшает) точность. Дополнительно ИП предоставляют следующие возможности:
• усреднение на заданном интервале (0.2 / 0.5 / 1 секунда) измеряемых значений.
• подключение измерительных цепей тока и напряжения производится через испытательные блоки с тестируемыми выводами, позволяющие замену измерительных преобразователей на работающем агрегате.
5. Возможность горячей замены всех резервированных компонентов (в т. ч. измерителей мощности и измерителей частоты) без остановки технологического процесса.
6. Поканальная гальваноразвязка всех внешних электрических сигналов:
• аналоговых входов/выходов не менее 1500В
• дискретных входов/выходов не менее 2500В
7. Переключение с основного на резервный аналоговый сигнал управления электрогидравлическим преобразователем за время не более 200мкс обеспечивает безударность переключения (изменение положения главного золотника менее 1% в момент переключения).
8. Поддержка контроллером вычислений с двойной плавающей запятой
• важно для расчёта первичной мощности
• важно для расчёта первичной/вторичной и суммарной выработки мощности

КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ:

ПТК ЭГР выполнен в виде напольного шкафа с установленной на двери панелью оператора с тачскрином, на которую выводятся все контролируемые параметры и осуществляется взаимодействие пользователя с системой.

ИНТЕГРАЦИЯ СО СМЕЖНЫМИ СИСТЕМАМИ:

ПТК ЭГР имеет все возможности для интеграции в смежные системы (АСУ ТП и САУ ГА):

1. Стандартный интерфейс для интеграции с ВУ обеспечивает дистанционное управление. Предусмотрено подключение каждого контроллера к двум взаиморезервированным сетям Ethernet с топологией двойная звезда.
2. Стандартный интерфейс для интеграции с ГРАРМ обеспечивает дистанционное управление. Предусмотрено подключение каждого из контроллера к двум взаиморезервированным сетям Ethernet с топологией двойная звезда. Опционально для многоагрегатных станций предусматривается установка в каждый контроллер дополнительных выделенных сетевых модулей Ethernet для подключения к выделенным управляющим сетям ГРАМ с топологией двойная звезда.
3. Стандартный интерфейс для интеграции со стационарной системой виброконтроля:
• DO – установившийся режим
• DO – режим НПРЧ
• DO – режим ГРУППА
• DI– высокая вибрация
• DI– аварийно-высокая вибрация

ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ:

Защита информации в ПТК выполнена в соответствии с ГОСТ 50739-95 «Средства вычислительной техники. Защита от несанкционированного доступа к информации. Общие технические требования», в соответствии с которой реализована защита программного обеспечения от несанкционированных действий, а также ограничения действий пользователя в зависимости от уровня доступа оператора.

СТЕПЕНЬ ГОТОВНОСТИ ПРИ ПОСТАВКЕ:

ПТК ЭГР поставляется полностью готовым к работе на объекте. Каждый ПТК ЭГР проходит приёмку ОТК и заводские испытания. Для проверки работы технологических алгоритмов ЭГР на заводских испытаниях используется имитатор гидроагрегата.

В комплекте с ПТК ЭГР идёт комплект эксплуатационной документации, достаточной, чтобы осуществить привязку ПТК ЭГР к объекту (подключение датчиков, питания, сетевых подключений).

Для ввода в работу ПТК ЭГР на объекте потребуется проведение следующих видов работ:

• внешний монтаж
• наладочные испытания
• предварительные комплексные испытания
• опытная эксплуатация
• приёмочные испытания

ОБУЧЕНИЕ:

В учебно-консультационном центре ГК «Ракурс» предусмотрен специальный учебный курс по обслуживанию ПТК ЭГР для обучения представителей заказчика работе с поставляемым оборудованием.

Программа курса знакомит с общей структурой ПТК, принципом работы, технологическими алгоритмами, интерфейсом пользователя и методикой наладки и испытаний.

СЕРВИС:

1. Поддержкой и постоянным развитием занимается выделенная группа специалистов.
2. Техническая поддержка (сопровождение) осуществляется на русском языке.

ВНЕДРЕНИЕ:

Средний срок поставки ПТК ЭГР составляет 6 месяцев с момента заключения договора и согласования технического задания.

Ввод ПТК ЭГР в работу, как правило, составляет 2-3 недели при полностью завершённом монтаже на объекте.

ГК «Ракурс» имеет богатый опыт производства и внедрения ПТК ЭГР. С 1998 года изготовлено и поставлено более 100 ПТК ЭГР для гидроагрегатов в РФ, Анголе, Казахстане, Киргизии, Молдавии и Узбекистане.