Капитальный ремонт с модернизацией передвижной электростанции ПАЭС-2500

Наша компания предлагает услуги по капитальному ремонту (с модернизацией системы управления) электростанции ПАЭС-2500 на газообразном топливе. Срок модернизации оборудования 90-120 рабочих дней.

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА МОДЕРНИЗАЦИИ ПАЭС-2500

• повышение качества продукции (вырабатываемой электроэнергии);
• снижение влияния человеческого фактора на технологический процесс;
• повышение надѐжности системы управления;
• снижение простоев оборудования;
• увеличение срока службы оборудования;
• полный контроль за работой оборудования за счет формирования архивов и отчѐтов;
• возможность расширения (наращивания) дополнительных функций системы за счет увеличения (изменения) модулей программируемого логического контроллера;
• возможность открытой интеграции с другими системами.

ХАРАКТЕРИСТИКИ И КАЧЕСТВО ВЫРАБАТЫВАЕМОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ.

Нестабильность напряжения и частоты при любой неизменной нагрузке, лежащей в пределах от 0 до 100 % номинальной мощности и при СОSφ=(0,8-1,0), составляет не более + 1,0 %.

Понижение и повышение частоты и напряжения при набросе и сбросе 50 % номинальной нагрузки и СОSφ=(0,8-1,0), не более +7 %.

Время переходных процессов при набросе 50 % номинальной нагрузки до момента установления допустимой нестабильной частоты не более 5 секунд. Электростанция допускает 10 % перегрузки по мощности в течение 15 минут при номинальных значениях напряжения, частоты и коэффициента мощности (СОSφ=0,8), при этом перед включением перегрузки генератор должен работать на нагрузке не более 2000 кВт.

НАЗНАЧЕНИЕ, ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ И ПРИНЦИП РАБОТЫ САУ ПАЭС-2500

Система автоматического управления электростанцией (САУ) представляет собой законченный аппаратно-программный комплекс, обеспечивающий выполнение всех необходимых функций по контролю, управлению и регулированию всего технологического оборудования электростанции.

САУ ПАЭС-2500 построена на базе системы распределенного ввода-вывода SIMATIC ET 200SP, оснащенной программируемым логическим контроллером Siemens CPU 1512SP F-1 PN, выполняющим функцию автоматизации технологического оборудования ПАЭС-2500, взаимодействие с системами автоматического управления энергокомплекса.

САУ состоит из следующих основных частей:

• микропроцессорная система контроля и управления МСКУ 2500-01;
• источник бесперебойного электропитания;
• пульт резервного управления.

САУ обеспечивает:

• контроль и автоматическое управление технологическим оборудованием;
• дистанционное управление отдельными механизмами по командам с пульта управления;
• обеспечение защиты технологического оборудования;
• аварийный останов электростанции по команде с пульта управления;
• автоматический аварийный останов по сигналам срабатывания защит;
• обеспечение работы электростанций параллельно с сетью – ввод и вывод электростанций в сеть, автоматическое перераспределение мощностей между электростанциями;
• перераспределение генерируемых мощностей между электростанциями;
• регулирование электрических параметров энергосети;
• ввод энергоблока в сеть, автоматическая разгрузка и т.д.;
• автоматическое управление высоковольтным выключателем распределительного устройства электростанции;
• диагностику САУ, контроль каналов измерения, линий связи и пр;
• взаимодействие с ПЛК модернизированных электростанций, АСУ ТП энергокомплекса;
• взаимодействие со смежными системами (регулятором возбуждения автоматическим AVR-10-BR-Q2, блоком релейной защиты и автоматики (Сириус-3 ГС), устройством точной синхронизации Спринт-М, автоматической системой пожаротушения С2000-АСПТ, системой контроля загазованности СТМ- 30М) по средствам последовательных каналов передачи данных МODBUS RTU, MODBUS TCP/IP и физических линий связи типа сухой контакт;
• автоматический запуск с заданным ускорением ротора и ограничением температуры продуктов сгорания.
• работа в автономном режиме, поддержание частоты электрического тока (автоматический, ручной режим).
• работа в параллельном режиме с энергосистемой или другими электростанциями (автоматический, ручной режим);
• синхронизация в автоматическом и ручном режиме;
• два алгоритма работы САУ в одном устройстве:
  — работа с КТА-5Г, РПГ-20Д;
  — совместно с современным топливно-регулирующим клапаном.
• резервирование каналов измерения температуры выходящих газов, частоты вращения ротора двигателя. В случае отказа одного из измерительных каналов, система переключается на дополнительный (второй) канал измерения;
• контроль исправности цепей управления и наличия напряжения питания в цепях управления исполнительными механизмами, участвующими в алгоритме аварийного останова;
• представление на экране рабочей станции мнемосхем с отображением значений основных параметров работы и состояния автоматизируемого оборудования;
• представление измеренных значений технологических параметров и значений уставок предупредительной и аварийной сигнализации в единицах физических величин по ГОСТ 8.417;
• формирование массивов информации, содержащих значения контролируемых технологических величин и параметров состояния автоматизируемого оборудования, об отклонениях технологических параметров от аварийных и предупредительных уставок, об изменении состояния оборудования и выдача их по последовательным каналам связи на средства представления информации пульта управления.

Контроль виброскорости двигателя и генератора включен в состав САУ.

Электропитание САУ выполнено от двух вводов 220 В с резервированием от источника бесперебойного питания.

ИБП в случае пропадания электропитания от сети электроснабжения напряжением переменного тока 220 В обеспечивает бесперебойное электропитание на время не менее 30 минут.

Структурно САУ состоит из набора локальных станций (МСКУ 2500-01), конструктивно размещенных в приборных шкафах.

Каждое МСКУ, входящее в состав САУ электростанции укомплектовано блоком экстренного останова, позволяющего по команде оператора в случае неисправности контроллера МСКУ или пульта управления или при непредвиденных ситуациях на станции выполнить экстренный останов.

Кроме того, в состав МСКУ входит блок противоаварийной защиты, который срабатывает автоматически в момент достижении одним из контролируемых параметров установленного значения, способного привести или приведшего к возникновению аварии.

В состав САУ входит пульт резервного управления (ПРУ). ПРУ размещается на пульте управления и предназначен для резервирования рабочих станций пульта управления в части основных функций контроля и управления электростанции.

ПРУ является средством представления информации содержащим панель оператора SIMATIC KP300 Basic mono PN. Панель оператора KP300 Basic mono PN. имеет кнопки управления, с помощью которых осуществляется возможность передавать в контроллер МСКУ команды управления по каналу PROFINET IO и монохромный дисплей для отображения информации полученной от контроллера в виде списков сигналов и их значений. Цикл обновления выходных команд логического управления САУ не более 0,20 с. Для отдельных быстродействующих исполнительных механизмов (например, высоковольтногго выключателя) предусмотрен цикл 0,020 с.

Рис. 2. Общий вид низковольного электрооборудования

Обновление информации о значении постоянно индицируемых параметров САУ происходит не реже 1 раза в секунду.

Для корректного отображения быстроменяющихся параметров (быстрые тренды) установлен цикл обновления информации 0,020 с.

Рис 3. МСКУ 2500-01. Вид открытого шкафа

УСТРОЙСТВО ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЯ

Устройство обеспечивает электропитание стартерных двигателей постоянного тока с независимым возбуждением СТГ-12ТМО, регулируя при этом величины токов возбуждения СТГ-12ТМО и ограничивая токи якорных цепей в момент запуска авиационного двигателя АИ-20 в составе передвижной автоматизированной электростанции ПАЭС-2500 и во время холодных прокруток.

Конструктивно УПД выполнено в виде навесного шкафа (ВхШхГ) 1000x600x400мм IP65.

Варианты исполнения изделия:

• инвертор (питание от сети переменного тока 0,4 кВ);
• схема силовых цепей от шины постоянного тока (ШПТ);
• инвертор + ШПТ.

Вариант – «инвертор» обеспечивает плавный старт стартеров (метод широтно-импульсной модуляции, позволяет ограничивать пусковые токи и их последующую регулировку), разгон с заданным ускорением, В данном случае устройство питается от сети переменного тока 380 В.

В случае со схемой ШПТ, устройство включает СТГ-12ТМО через резисторы, которые ограничивают пусковые токи на момент запуска и их последующую регулировку. В качестве источника питания в данном случае может выступать тяговая аккумуляторная батарея, любая выпрямительная установка или шина постоянного тока со следующими параметрами:

• номинальный ток не менее 600 А на каждый канал;
• номинальное напряжение 2х24 В.

УПД фиксирует количество запусков, отображает значение токов каждого канала и наличие неисправностей. Информация предоставляется на LCD индикаторе, расположенном на лицевой стороне шкафа.

Основные технические данные:

• Номинальное входное напряжение 380 В
• Количество каналов 2
• Номинальный ток канала 500 А
• Номинальное напряжение канала 48 В
• Габаритные размеры устройства 1000х600х400

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Блок «С2000-АСПТ» осуществляет противопожарную защиту машинного отсека электростанции по одной зоне порошкового пожаротушения.

Описание системы:

• Контроль состояния:
  — трех неадресных шлейфов пожарной сигнализации
  — цепи датчиков состояния дверей
  — цепи устройства дистанционного пуска
  — цепи контроля выхода огнетушащего вещества (ОТВ)
  — цепи исправности оборудования установки пожаротушения
• Контроль исправности цепей запуска и управления оповещателями на обрыв и короткое замыкание
• Настраиваемая временная задержка перед запуском средств пожаротушения, по отдельности для каждого режима:
  — для автоматического запуска
  — для дистанционного (ручного) запуска
• Передача служебных и тревожных сообщений на пульт оператора (АРМ оператора)
• Дистанционный запуск и останов средств пожаротушения по команде от пульта оператора
• Ручной запуск средств пожаротушения от устройств дистанционного пуска
• Ручной (с панели прибора) или дистанционный (командой от пульта оператора) сброс пожарной тревоги и режима запуска средств пожаротушения
• Автоматический запуск средств пожаротушения при срабатывании двух пожарных извещателей в одном либо в двух шлейфах сигнализации
• Включение звукового и светового пожарного оповещения (сирена, световые табло)
• Блокировка автоматического пуска при открытии дверей в защищаемое помещение
• Резервное электропитание от встроенных аккумуляторных батарей

Рис. 4 АСПТ. Приборы приемно-контрольные

Вся пожарная автоматика и сигнализация интегрирована в САУ. САУ доступно управление АСПТ и вся подробная информация о состоянии оборудования посредствам канала последовательной передачи данных MODBUS RTU и линиям физической связи.

Рис. 5. Пульт оператора – Мнемосхема АСПТ

СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ЗАГАЗОВАННОСТИ

СТМ-30М - микропроцессорная газоаналитическая система. Предназначена для непрерывного автоматического контроля довзрывоопасных концентраций горючих газов и паров и их смесей в воздухе рабочей зоны и выдачи сигнализации о превышении установленных пороговых значений.

Рис. 6. СТМ-30М

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО ОПЕРАТОРА «АТЛАС 2.3»

Управление ПАЭС осуществляется дистанционно с пульта оператора. На пульте оператора размещаются рабочие станции на базе персональных компьютеров и пульт резервного управления (ПРУ). Каждая рабочая станция имеет в своем составе клавиатуру и манипулятор типа «мышь».

Контроль основных параметров и управление работой объектов, оперативность действий обслуживающего персонала в аварийных ситуациях обеспечивается организацией

интерфейса «человек-машина» на базе «Атлас 2.3», разработанного ООО «КапРемМоторс». Программный комплекс «Атлас 2.3» входит в состав программного обеспечения каждой рабочей станции.

Взаимодействие оператора с автоматизируемым оборудованием осуществляется с помощью мнемосхем. Мнемосхемы являются основой интерфейса «человек-машина». С помощью мнемосхем оператор следит за состоянием оборудования, управляет в дистанционном режиме работой исполнительных механизмов, оперативно реагирует на поступающие предупредительные и аварийные сообщения.

Функции «Атлас 2.3»:

• одна или несколько ПАЭС;
• архив сообщений и параметров;
• диагностика САУ;
• контроль каналов измерения;
• генерация ведомостей и отчетов;
• запоминание первопричины останова и срез значений;
• автоматизированная проверка защит с формированием протокола;
• всплывающие подсказки ко всем динамическим объектам;
• различные уровни доступа для пользователей
• пульт резервного управления для каждой ПАЭС (в случае отказа основного пульта управление электростанцией можно осуществлять с панели резервного управления) с выносными кнопками аварийного останова и релейного блока (БЭАО).

Рис. 7. Пульт управления ПАЭС-2500 с одним монитором

Рис. 8. «Атлас 2.3» - Мнемосхема ЭСН

Рис. 9. «Атлас 2.3» - Мнемосхема ПАЭС-2500

КАНАЛЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Связь электростанций с пультом оператора выполнена по кольцевой структуре PROFINET с резервированием. По желанию заказчика возможно два варианта:

• витая пара (медный кабель);
• волоконно-оптический кабель.

Панель резервного управления подключена с САУ отдельным каналом связи PROFINET.

НАЗНАЧЕНИЕ, ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

К высоковольтному оборудованию на электростанции относятся:

• синхронный генератор СГС-14-100-6У2;
• возбудитель 2ПН2В250М;
• автоматический регулятор возбуждения AVR-10-BR-Q2;
• КРУ-6кВ для передвижной электростанции ПАЭС-2500;
• устройство точной синхронизации Спринт М;

В состав синхронного генератора входят:

• возбудитель с регулятором возбуждения. Автоматический регулятор возбуждения обеспечивает:
• местное или дистанционное изменение уставки напряжения со скоростью 0,5% в секунду в диапазоне от 80 до 110%, относительно номинального напряжения генератора;
• поддержание задаваемого уставкой напряжения на выводах генератора с точностью не хуже 1% относительно установленной статической характеристики. При этом величина статизма регулирования по реактивному току может устанавливаться в диапазоне от 0 до 10%;
• независимость напряжения на выводах генератора в режиме х.х. при изменении частоты от 47 до 52 Гц;
• форсировку тока возбуждения до заданных значений по кратности при возмущениях, вызвавших снижение напряжения на выводах генератора на 10-20% и более;
• ограничение тока возбуждения на двукратном значении тока ротора генератора;
• ограничение длительности форсировки возбуждения генератора в зависимости от ее кратности;
• гашение поля (развозбуждение) генератора путем гашения поля бесщеточного возбудителя;
• программное начальное возбуждение;
• устойчивое регулирование тока возбуждения генератора при резкопеременных нагрузках, вплоть до отдельных набросов нагрузки, вызванных одновременным включением асинхронных двигателей с общей мощностью до 30% номинальной мощности генератора;
• ограничение минимального тока возбуждения до величины, не допускающей переход генератора в режим глубокого потребления реактивной мощности;
• устойчивое распределение реактивной мощности без использования группового регулирования или поперечных уравнительных связей между несколькими, параллельно включенными на уровне генераторного напряжения генераторами соизмеримой мощности;

Рис. 10. AVR-10-BR-Q2

ВЫСОКОВОЛЬТНОЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

КРУ-6кВ для передвижной автоматизированной электростанции ПАЭС-2500 предназначено для приема от генератора и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока напряжением 6 кВ, для включения и отключения генератора в нормальных и аварийных режимах работы электростанции.

КРУ укомплектовано тремя шкафами: релейный отсек; вводная ячейка генератора и ячейка измерительных трансформаторов.

• Предусмотрено управление вакуумным выключателем в двух режимах: «Местное» и «Дистанционное».
• Защита и автоматика КРУ выполнена на микропроцессорном устройстве защиты статорных цепей генераторов малой и средней мощности «Сириус-ГС-02».
• Синхронизацию электростанции с сетью выполняет устройство точной автоматической синхронизации «Спринт-М».
• Для фиксации момента возникновения дуги в шкафах КРУ 6 кВ и выдачи сигнала управления в цепи автоматики и релейной защиты установлено устройство с волоконно-оптическими датчиками «Орион-ДЗ».
• В КРУ предусмотрены местная и центральная сигнализации.
• С целью осуществления силового питания автоматического регулятора возбуждения, резервирования электропитания основных и вспомогательных систем электростанции КРУ укомплектовано трансформатором собственных нужд.
• Предусмотрена схема подключения стандартно используемых счетчиков электроэнергии для присоединений 6 кВ.
• Для предотвращения неправильных операций при эксплуатации в шкафах выполнены следующие виды блокировок:
  — механическая блокировка разъединителя - осуществляется механическими блок-замками;
  — электромагнитная блокировка разъединителя - осуществляется электромагнитными блок-замками типа ЗБ-1;
  — электромагнитная блокировка дверей КРУ - осуществляется электромагнитными блок-замками типа ЗБ-1;
  — электрическая блокировка вакуумного выключателя – осуществляется схемой управления вакуумного выключателя.

Рис. 11. Высоковольтное распределительное устройство

УСТРОЙСТВО ТОЧНОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ

Устройство точной синхронизации (Спринт М), предназначено для синхронного включения генератора в сеть или на параллельную работу с другими работающими генераторами без броска уравнительного тока, без толчка активной мощности на вал генератора без глубоких качаний. УТС в качестве входных сигналов использует пониженные с помощью трансформаторов напряжение сети Uc и генератора Ur, содержащие информацию об амплитуде, частоте и фазе напряжения сети и генератора. После обработке входных сигналов Uc и Ur УТС воздействует через выходное реле на регуляторы напряжения и числа оборотов генератора, а также подает команду на включение высоковольтного выключателя.

Рис 12. Спринт М

ЭЛЕКТРООСВЕЩЕНИЕ ОТСЕКОВ

Электроосвещение отсеков выполнено низковольтными светодиодными светильниками, что позволяет их использование в условиях отсутствия основного электропитания.

Рис. 13. Электроосвещение отсеков ПАЭС-2500

ОБОГРЕВ ОТСЕКОВ

В качестве обогрева отсеков электростанции используются электрообогреватели. В дежурном режиме МСКУ поддерживает температуру воздуха в каждом отсеке согласно установок.

ШКАФ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВВОДА РЕЗЕРВА

АВР служит для переключения электропитания трехфазных и однофазных потребителей с первого на второй, или на третий питающий ввод в автоматическом режиме в случае пропадания электроснабжения на первом (основном) вводе или перекосе фаз.

Световая индикация на передней панели прибора позволяет обслуживающему персоналу отследить от какого конкретно ввода производится питание подключѐнных потребителей, а также наличие электропитания по трем вводам.

В шкафу предусмотрено два реле контроля фаз (1, 2 ввод), с помощью которых можно настроить параметры, по которым будет происходить функционирование шкафа АВР.

В целях обеспечения пользователя дополнительной информацией (контроль наличия фаз ввод 1-3, в работе ввод 1-3) установлен модуль дискретного ввода МВ210-221. Информация о состоянии шкафа АВР доступна САУ по каналу последовательной передачи данных MODBUS TCP.

В целях ограничения нагрузки на третий ввод предусмотрено селективное переключение потребителей.

Рис. 14. Шкаф автоматического ввода резерва