Система автоматического управления (САУ) паровых турбин, включая турбинный контроллер

ПТК ЭЧСРиЗ


Целью создания ПТК ЭЧСРиЗ является автоматизация процессов управления турбины, обеспечивающая надежное и качественное управление, регулирование и защиту турбины во всех допустимых по техническим условиям технологических режимах работы и в аварийных ситуациях.


НАЗНАЧЕНИЕ И СОСТАВ ПТК ЭЧСРИЗ

ПТК ЭЧСРиЗ является неотъемлемой частью электрогидравлической системы регулирования и защиты турбины, обеспечивающей гарантируемые производителем характеристики турбоагрегата, как объекта управления, и предназначен для:

Реализации алгоритмов управления и защиты турбины во всех режимах работы;
Формирования управляющих воздействий и передачи их в гидравлическую часть системы регулирования и защиты;
Обеспечения взаимодействия с АСУТП электростанции и со средствами диспетчерского и противоаварийного управления энергосистемы;
Обеспечения связи с оператором (машинистом) турбины.

В состав ПТК ЭЧСРиЗ входят две подсистемы:
Реализации алгоритмов управления и защиты турбины во всех режимах работы;
Электронная части системы регулирования (ЭЧСР).
Подсистемы ЭЧСР и ЭЧСЗ выполняются на идентичных технических средствах. Количество шкафов, контроллеров и распределение функций между ними определяются требованиями проекта и конечного заказчика.


В общем случае в состав ПТК ЭЧСРиЗ входят:
Шкафы контроллеров ЭЛИКОНТ-100;
АРМы операторов-машинистов турбины;
АРМы инженеров;
Комплект запасных частей и документации на ПТК;
Подсистема вторичного электропитания всех компонентов ЭЧСРиЗ;
Шкаф серверов, в котором расположены дублированные сервера архивов и сетевое оборудование ПТК.
При необходимости в состав оборудования поставляемого для ПТК ЭЧСРиЗ могут быть включены датчики оборотов, ЭМП приводы и другие устройства, необходимые для реализации проекта.


ЭЧСР

ЭЧСР имеет резервированную структуру, гарантирующую сохранение функций управления турбиной при любом единичном отказе. При этом обеспечивается безударность переключения между основным и резервным контроллерами в случае возникновения неисправностей.

К задачам, выполняемым ЭЧСР, относятся:

Прием и обработка входных сигналов, включая обработку сигналов резервированных датчиков;

Выдача аналоговых и дискретных сигналов в другие системы контроля и управления;

Реализация алгоритмов:

Замкнутых контуров регулирования основных технологических параметров в нормальных режимах работы турбины и в режимах технологических ограничений;

Разомкнутых контуров управления;

Логических переключений и блокировок при активации режимов работы ЭЧСР и изменениях условий работы турбоустановки.


Функции ЭЧСР

Управляющие функции:

Дистанционное управление исполнительными устройствами;
Автоматическое управление;
Автоматическое регулирование.

К автоматическому управлению относятся:

Автоматическое изменение режимов работы ЭЧСР;

Автоматическое переключение настроек регуляторов и контроллеров задания;

Автоматическое ограничение величин заданий, вводимых оператором или внешней по отношению к ЭЧСР автоматикой;

Автоматическая блокировка неправильных действий оператора;

Автоматическое разомкнутое управление РК ЦВД и РК ЦСД турбины, активирующееся при выполнении логических условий и выполняемое по заданным алгоритмам.


Функции автоматического разомкнутого управления клапанами турбины включают в себя:

Отработка команд типа «прибавить – убавить»;

Противоразгонное управление турбиной посредством формирования управляющего воздействия на форсированное закрытие РК ЦВД и РК ЦСД турбины (релейная форсировка) обеспечивающее ограничение динамического повышения частоты вращения ротора турбины так, чтобы мгновенная потеря любой нагрузки генератора вплоть до максимально достижимой при номинальных параметрах не приводила к срабатыванию противоразгонной защиты турбины;

Противоразгонное управление турбиной посредством формирования управляющего воздействия в сторону закрытия РК ЦВД и РК ЦСД турбины (дифференциатор), пропорционального величине актуального значения углового ускорения ротора турбины, обеспечивающее ограничение динамического повышения частоты вращения ротора при сбросах нагрузки генератора, не сопровождающихся отключением генераторного или сетевого выключателя;

Противоаварийное управление турбиной по командам систем противоаварийной автоматики, реализуемое в соответствие с требованиями системного оператора энергосистемы;

Формирование сигналов в систему защиты на отключение турбины:

При достижении скорости вращения ротора уставки предварительной защиты, величина которой вычисляется ЭЧСР в зависимости от актуального значения углового ускорения ротора турбины;
При отказах в компонентах ЭЧСР, приводящих к потере функции регулятора скорости или функции управления РК турбины.


Функция автоматического регулирования реализует:

Регуляторы нижнего уровня – позиционеры РК ВД и РК СД;

ПИ-регулирование основных технологических параметров:

скорости (частоты вращения ротора турбины), реализующий П-закон регулирования при работе генератора в сети и ПИ-закон регулирования при развороте турбоагрегата, работе генератора на холостом ходу, испытаниях защиты от повышения частоты вращения ротора, синхронизации генератора с сетью и работы генератора на изолированную от сети нагрузку;

мощности (электрической нагрузки генератора) в соответствии с заданием, получаемым от оператора или от внешней системы;

Давления пара перед РК ЦВД (давления свежего пара);

Заданного положения РК ЦВД и РК ЦСД (режим ручного управления парораспределением);

Заданного положения РК ЦВД/давления свежего пара (режим скользящего давления);

Ограничительное регулирование;

Минимального давления пара перед РК ЦВД;

Максимального давления пара в камере регулирующей ступени турбины.


Информационные функции

Сбор и первичная обработка информации от датчиков;

Формирование и передача в систему контроля и управления электростанции следующей информации;

Значения технологических параметров;

Сигналы о переключении режимов работы и активации функций управления;

Сигнализация о неисправностях оборудования и датчиков ЭЧСРиЗ;

Обмен информацией с другими системами электростанции.


Вспомогательные и сервисные функции:

Автоматизированная проверка сервомоторов РК на остановленной турбине;

Автоматизированное расхаживание сервомоторов РК на работающей турбине;

Диагностика сервомоторов РК на работающей турбине (контроль превышения времени закрытия сервомоторов при срабатывании канала релейной форсировки и защит турбины);

Диагностика собственных программно-технических средств и внешних связей;

Контроль доступа в систему.

ЭЧСЗ

ЭЧСЗ предназначена для управления, в соответствии с алгоритмами, устройствами защиты турбины в случае возникновения аварийной ситуации на турбине или вспомогательном оборудовании с целью экстренного отключения турбины путем закрытия всех СК, РК и открытия СбК, и прекращения подачи пара в цилиндры турбины.

В ЭЧСЗ реализуются алгоритмы технологических защит турбины и турбогенератора, в результате действия которых формируются управляющие воздействия на исполнительные устройства.

ЭЧСЗ имеет резервированную структуру, гарантирующую сохранение функций защиты при любом единичном отказе, в том числе отсутствие ложных срабатываний или отказов срабатывания защит при обрыве или коротком замыкании любой линии связи.

ЭЧСЗ обеспечивает автоматическое отключение турбины при возникновении следующих аварийных ситуаций:

Недопустимое повышение частоты вращения ротора;
Недопустимый осевой сдвиг ротора;
Высокое давление в конденсаторе турбины;
Низкое давление на смазку подшипников;
Недопустимо высокая вибрация подшипников;
Недопустимо низкая температура свежего пара перед турбиной;
Недопустимое ускорение вращения ротора (ЭЧСР);
Отказ ЭЧСР;
Срабатывание защит парогенератора, технологических и электрических защит генератора и Других защит электростанции, действующих на останов турбины.

Функции ЭЧСЗ

Прием и обработка сигналов, поступающих в ЭЧСЗ от датчиков, а также сигналов от других систем АСУТП электростанции;

Автоматическая непрерывная самодиагностика с точностью до элемента замены;

Автоматическое устранение максимально возможного количества выявленных отказов путем реструктурирования системы в месте отказа, подключения резервных элементов, наложения запрета на формирование ошибочных команд, либо путем частичного или полного отключения с возможностью формирования команды на останов оборудования;

 Реализация защиты от повышения частоты вращения ротора турбины - электронного автомата безопасности (ЭАБ);

Реализация технологических защит турбины и формирование команд на исполнительные устройства при выявлении аварийной ситуации по сигналам от датчиков или от других систем контроля и управления электростанции.

Заинтересовало решение?
Свяжитесь с нами прямо сейчас!

Электронный автомат безопасности

Электронный автомат безопасности (ЭАБ) может быть реализован как часть системы ЭЧСРиЗ, а также в виде отдельного комплекса. ЭАБ осуществляет функцию противоразгонной защиты турбины путем сравнения скорости вращения ротора турбины с динамической уставкой, величина которой изменяется в зависимости от актуального значения углового ускорения ротора турбины.

ЭАБ состоит из трёх идентичных каналов защиты. В состав каждого из каналов входит:

Датчик числа оборотов вала турбины;

Модуль контроля оборотов – МКО-11.

Частотные сигналы от датчиков оборотов ротора турбины вводятся через индивидуальные полевые адаптеры в раздельные модули контроля оборотов (МКО), размещенные в раздельных блоках УСО.

Выходные сигналы срабатывания защиты выполнены по логике «2 из 3». Работоспособность ЭАБ не зависит от исправности других элементов контроллера, в том числе процессорных и коммуникационных модулей.

Модули контроля оборотов оснащены встроенными генераторами частоты, для поканального тестирования функций защиты на работающей или остановленной турбине. Тестирование производится по команде с АРМ оператора.

ЭАБ оснащен встроенными функциями диагностики, позволяющими выявлять следующие виды отказов:

Отказ микроконтроллера модуля контроля оборотов;

Обрыв линий связи с датчиком;

Отказ источника питания датчика;

Обрыв линии связи с ЭМВ;

Отсутствие напряжения, питающего защитное реле;

Недостоверность входной частоты.


Особенности реализации ПТК ЭЧСРиЗ

Для реализации функций ЭЧСР и ЭЧСЗ применяются контроллеры ЭЛИКОНТ-100 состоящие из дублированных процессорных блоков и блоков для размещения модулей УСО (БУС);
Все компоненты ПТК ЭЧСРиЗ резервируются. Модули и процессорные блоки контроллеров поддерживают горячую замену без остановки оборудования;
Аналоговые и дискретные сигналы, формирующие условия срабатывания защит по логической схеме «2 из 3-х», вводятся в контроллер через индивидуальные полевые адаптеры в раздельные модули УСО, размещенные в раздельных блоках УСО (БУС-1, БУС-2, БУС-3);
реализация защиты от повышения частоты вращения ротора турбины - электронного автомата безопасности (ЭАБ);
Гарантия на ПТК ЭЧСРиЗ – 36 месяцев;
Дискретные сигналы участвующие в логике защит выполнены с контролем целостности линий связи;
В составе ПТК ЭЧСРиЗ может быть выполнен моделирующий сервер, обеспечивающий возможности отладки алгоритмов управления и защиты ЭЧСРиЗ без воздействия на оборудование турбоустановки, а также обучения операторов машинистов турбины;
Наработка на отказ не менее 300 000 часов.

<

Мы используем файлы cookies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cookies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookies, нажмите здесь.