CC BY
77
УДК 621.311:658.011.56
ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ АСУТП ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ЭНЕРГОБЛОКА ПГУ-215 ст. № 4 БЕРЕЗОВСКОЙ ГРЭС
Кандидаты техн. наук СЕНЯГИН Ю. В., НАЛЕЦКИЙ М. М., инженеры ЗЫЛЬ Е. Н., КОЧУРА С. В.
РУП «БелТЭИ»
При реконструкции в 2004 г. энергоблока ст. № 4 Березовской ГРЭС мощностью 165 МВт надстройкой двумя газовыми турбинами по 25 МВт разработана и внедрена в эксплуатацию полномасштабная автоматизированная система управления технологическими процессами, охватывающая как оборудование тепломеханической части энергоблока (котлоагрегаты, турбоагрегаты и механизмы собственных нужд), так и электротехническое оборудование энергоблока (АСУТП ЭТО).
В состав технологического объекта управления АСУТП ЭТО входит оборудование главной электрической схемы блока, собственных нужд 6 кВ энергоблока в целом и собственных нужд 0,4 кВ паросиловой и газотурбинной частей блока.
Главная электрическая схема энергоблока представлена на рис. 1.
Рис. 1
Изучение рынка программных пакетов и технических средств для построения АСУТП ЭТО позволило сделать анализ возможностей различных 8САБА-систем, выполненных на базе соответствующего программного обеспечения и программируемых логических контроллеров, и выбрать наиболее развитую по функциональным возможностям и вместе с тем простую в освоении и эксплуатации систему. Было принято решение: в качестве программного обеспечения человеко-машинного интерфейса исполь-
зовать один из лучших на сегодня SCADA-пакетов iFIX (версия 3.5) компании Intellution (США), работающий под управлением ОС Windows 2000, а в качестве контроллеров - РС-совместимые контроллеры TREI-5B фирмы TREI GmbH (РФ), работающие под управлением операционной системы реального времени QNX. Программное обеспечение контроллерного уровня по функциям АСУТП ЭТО разработано на базе инструментального программного пакета ISaGRAF, имеющего два текстовых и три графических языка программирования. Для связи iFIX с контроллерами используется драйвер MBE (версия 7.17).
Отличительные особенности программного пакета iFIX следующие:
• широкие возможности для пользователя;
• удобство работы; надежность;
• высокий уровень совместимости с другими программными продуктами.
Главным преимуществом пакета является то, что iFIX может быть освоен любым техническим специалистом, владеющим персональным компьютером.
Программный пакет iFIX поддерживает распределенную архитектуру «клиент - сервер», при этом SCADA-сервер выполняет сбор, хранение и обработку данных, а операторские станции (клиенты iClient) получают всю необходимую информацию от SCADA-серверов и осуществляют функции визуализации и диспетчерского управления.
Структурная схема АСУТП ЭТО приведена на рис. 2.
Рис. 2
АСУТП ЭТО выполняется на базе пяти шкафов контроллеров ТЯШ и рабочих станций на основе ЭВМ и состоит из следующих главных подсистем:
• информационно-вычислительного комплекса (ИВК);
• подсистемы дистанционного управления (ДУ);
• архивной станции (АС);
• базы данных (сервер БД);
• экрана коллективного пользования (ЭКП).
Информационно-вычислительный комплекс и подсистема дистанционного управления реализуются на базе двух взаимно заменяющих друг друга операторских станций. Для управления в системе в АСУТП ЭТО используется манипулятор «мышь».
База данных реализуется на резервной паре серверов iFix Professional SCADA Pack RT. Количество тегов базы данных - 2195, в том числе входных сигналов - 1066.
Архивная станция выполняется на базе сервера iHistorian.
Экран коллективного пользования выполнен на основе технических средств и программного обеспечения фирмы Synelec.
АСУТП ЭТО в соответствии со своим назначением реализует следующие основные технологические функции:
• сбор и обработку информации о работе электрооборудования энергоблока;
представление по запросу персонала текущей информации о работе энергоблока;
управление выключателями в электрической части энергоблока и разъединителями, имеющими моторный привод;
• контроль теплового режима генератора 165 МВт;
• предупредительную и аварийную сигнализации.
Представление информации оперативному персоналу является одной из основных функций АСУТП ЭТО. Оперативная информация по энергоблоку в целом и отдельным подсистемам представляется в виде экранных форм. В основу фрагментов экранных форм положены графические формы, применяемые для обозначения оборудования в электрических схемах. Главными элементами схемы энергоблока, состояние которых представляется в динамике на экранах дисплеев, являются выключатели, разъединители, а также шины и участки ошиновки оборудования и коммутационной аппаратуры.
Вызов соответствующей экранной формы осуществляется посредством меню. Обобщенная информация, отражающая состояние энергоблока в целом, представляется в виде обзорной видеограммы. Детализация информации состоит в разделении электрической или технологической схемы на отдельные фрагменты. При этом разделение схемы на фрагменты выполняется таким образом, чтобы каждый фрагмент был логическим продолжением соответствующего другого фрагмента, и при совместном рассмотрении они представляли бы собой единое целое. Дальнейшей детализацией является представление информации об отдельных режимах работы энергоблока, где отображается каждый режим работы или вариант схемы в виде отдельной видеограммы.
С учетом сложившейся практики и возможностей ЭВМ электрические схемы отображаются на экранах цветных дисплеев с использованием следующих цветовых решений:
зеленого - отключенные и обесточенные части ошиновки; красного - токоведущие части ошиновки, находящиеся под напряжением;
черного - отключенные, обесточенные и заземленные части ошиновки;
• белого - при наличии недостоверной информации элементы схемы;
• красного - индикация и сигнализация аварийных режимов и параметров;
• желтого - предупредительная сигнализация о нарушении режимов работы или неисправностях.
Пример выполнения видеограммы главной электрической схемы паросилового блока 165 МВт в ИВК приведен на рис. 3.
Рис. 3
Главное окно видеограммы состоит из заголовка, панели меню, панели инструментов, активного окна и строки состояния. Цвет фона - серый.
Заголовок расположен в верхней части окна и содержит название энергоблока и наименование текущего окна.
Главное меню находится над заголовком, содержит основные пункты (разделы) программы и позволяет выполнить действия по управлению основными задачами АСУТП ЭТО.
Панель инструментов отображается под заголовком. Она содержит табло сигнализации, состоящее из 141 микроокна и разделенное на три группы (строки). На табло выведены сигналы как от штатных устройств контроля режима и состояния энергоблока, так и формируемые АСУТП ЭТО. Микроокна имеют подсветку и мигают при превышении уставки срабатывания соответствующего датчика измеряемого сигнала. Мигание сопровождается звуковым сигналом аудиосистемы. Табло сигнализации постоянно присутствует на экране на всех фрагментах видеограмм энергоблока. Кроме того, с правой стороны табло сигнализации расположены кнопки -по числу групп сигналов, предназначенные для просмотра при необходимости каждой строки табло на отдельной видеограмме.
Строка состояния (Ready) расположена в нижней части окна и предназначена для текстовых сообщений обо всех нарушениях режима работы энергоблока и аварийных ситуациях.
Видеограмма главной схемы генератора 4Г-1 (25 МВт) газотурбинной установки с панелью управления возбуждением генератора, виртуальной колонкой синхронизации и панелью управления выключателем приведена на рис. 4.
Рис. 4
Порядок операций при включении и отключении выключателей и разъединителей следующий. Для включения (отключения), например выключателя, необходимо щелкнуть левой клавишей «мыши» непосредственно по значку выключателя на экранной форме. При этом на экране появятся диалоговое окно - виртуальная панель управления выключателем и мигающая подсветка, указывающая на соответствующий включаемый (отключаемый) выключатель. На панели управления предусмотрены два ключа: «Вкл» -для включения выключателя и «Отк» - для отключения выключателя.
Синхронизация и включение в сеть генераторов могут осуществляться автоматически с использованием общего для трех генераторов устройства 8УКСИЯОТЛСТ или вручную с помощью колонки синхронизации, синхроноскопа и ключа, расположенных на панели управления. В качестве основного режима синхронизации принят автоматический. Для контроля за процессом синхронизации генератора предусмотрена виртуальная колонка синхронизации. Для синхронизации и включения генератора в сеть в режиме автоматической синхронизации необходимо возбудить генератор,
вызвать панель управления выключателем генератора, нажать кнопку «Вкл» и АСУТП ЭТО включит генератор в работу.
Технико-экономический эффект от внедрения АСУТП ЭТО складывается из:
повышения надежности работы энергоблока в результате уменьшения числа аварий как из-за отказов оборудования, так и по вине оперативного персонала, сокращения длительности аварийных простоев и увеличения времени использования установленной мощности;
увеличения срока службы основного оборудования энергоблока благодаря своевременной диагностике его состояния;
повышения экономичности работы энергоблока за счет снижения эксплуатационных затрат на обслуживание электрооборудования энергоблока.
АСУТП ЭТО эксплуатируется с 2004 г.
В Ы В О Д
Предложенная автоматизированная система контроля и управления электрооборудованием энергоблоков электростанций, выполненная на базе технических средств и программных продуктов современной информационной технологии, может быть использована как для модернизации систем контроля и управления на действующих электрических станциях, так и на вновь строящихся.
Поступила 1.09.2006
УДК 621.433
КОМБИНИРОВАННАЯ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ
УСТАНОВКА
Инж. ПАНТЕЛЕЙ Н. В.
Белорусский национальный технический университет
Ряд жизненно важных технологических продуктов, таких как азот, углекислота, вода, электрическая, тепловая и хладоэнергия, в большинстве случаев производится по раздельным технологиям, что удорожает их вследствие больших энергозатрат, а также приводит попутно к загрязнению атмосферы продуктами сжигания органических топлив. Анализ показал, что перечисленные выше продукты могут производиться одной комбинированной энерготехнологической установкой, названной далее автором как ЭТУ-1 (рис. 1).
