Referencje - Instytut Energetyki, Oddział Gdańsk - Układ

w w w. a s t o r. c o m . p l
Instytut Energetyki, Oddział Gdańsk
Układ wzbudzenia i regulacji napięcia
Instytut Energetyki, Oddział Gdańsk (IEN Gdańsk) od blisko
50 lat zajmuje się projektowaniem układów wzbudzenia.
Opracowane przez tę firmę układy pracują w wielu elek−
trowniach w kraju i za granicą. W roku 2004 w IEN Gdańsk
został zaprojektowany i wykonany nowy układ wzbudzenia
typu WGSY−38. W tym samym roku IEN Gdańsk dokonał
instalacji i uruchomienia urządzenia na obiekcie (Elektrow−
nia Bełchatów). Od tego czasu powstało jeszcze pięć takich
układów, w tym jeden jako produkt eksportowy.
Układ WGSY−38 jest cyfrowym układem wzbudzenia i re−
gulacji napięcia generatorów synchronicznych dużej mocy.
Regulacja napięcia odbywa się poprzez zmiany prądu
wzbudzenia If, którego źródłem są sterowane za pomocą
światłowodów dwa, trzy lub cztery prostowniki tyrystorowe.
rownika dla regulatora przesądził korzystny stosunek moż−
liwości (dwa porty szeregowe z możliwością zaimplemen−
towania Master'a RTU) do jego ceny. Sterowniki VersaMax
(96 wejść binarnych, 64 wyjścia binarne w jednym kanale)
realizują wszystkie funkcje logiczne i diagnostyczne regu−
latora WGSY−38, a także pełnią rolę rejestratora zdarzeń w
regulatorze. Sterowniki PLC sprawują również nadzór nad
procesem operacyjnego i awaryjnego przełączania kana−
łów (redundancja kanałów). Aby przełączenie nie spowo−
dowało aktywności lub nieaktywności obu kanałów jedno−
cześnie, sterowniki za pomocą wyjść i wejść binarnych wy−
mieniają między sobą informacje o aktywności i sprawności
kanałów.
Wartość prądu wzbudzenia If z jednego prostownika może
osiągać 3000 A przy napięciu wzbudzenia 600 V. WGSY−38
składa się z dwóch całkowicie niezależnych, funkcjonalnie
identycznych kanałów regulacji oraz wspólnego dla obu
kanałów panelu operatorskiego − przemysłowego kompu−
tera PC z ekranem dotykowym. W czasie pracy układu ka−
nały (A1, A2) rezerwują się nawzajem, a w razie wystąpie−
nia awarii aktywnego kanału następuje przełączenie na ka−
nał będący w rezerwie.
W każdym z kanałów WGSY−38 zastosowano sterownik
VersaMax firmy GE Fanuc. O wyborze właśnie tego ste−
Do wymiany informacji wewnątrz układu wzbudzenia,
oprócz wejść/wyjść binarnych, VersaMax wykorzystuje oba
swoje porty szeregowe:
●
Schemat poglądowy układu wzbudzenia i regulacji
napięcia typu WGSY−38.
PORT 1 (Master RTU) poprzez konwerter RS232/485
sterownik wykorzystuje do komunikacji z kartą RC−16
(IEN Gdańsk, 16 wejść analogowych, 10 wyjść analo−
gowych) oraz ze sterownikami lokalnymi SL−01 (IEN
Gdańsk). Do karty RC−16 sterownik zapisuje rejestr
trybu pracy, odczytuje zaś dostępne pomiary (m.in. na−
pięcia, prądy, moce). Ze sterowników lokalnych (stano−
wiących wyniesione, separowane wejścia/wyjścia ste−
rownika PLC) VersaMax odczytuje stan wejść binar−
nych oraz temperaturę każdego z tyrystorów, zapisuje
zaś stan wyjść binarnych.
●
PORT 2 (Slave RTU) służy do pobierania przez panel
operatorski informacji o stanie pracy obu kanałów, ak−
tywnych alarmach oraz zarejestrowanych zdarzeniach.
Ponadto VersaMax może odebrać przez ten port pole−
cenia z panelu operatorskiego.
Do wymiany informacji między układem wzbudzenia a na−
stawnią blokową zastosowano separowane wejścia/wyjścia
binarne sterownika VersaMax, separowane wyjścia 4 ÷ 20
mA z kart RC−16 oraz łącze ethernetowe panelu operator−
skiego. Panel ten pozwala na wizualizację procesu regula−
cji oraz pełni rolę serwera TCP, który za pomocą protokołu
Modbus/TCP udostępnia dane dotyczące procesu dla sys−
temu sterowania w nastawni blokowej.
W porównaniu do swoich poprzedników układ WGSY−38
posiada wiele dodatkowych funkcji i nowych możliwości,
takich jak:
●
pełna redundancja sprzętu i oprogramowania − dwa
kanały regulacji (nadzór nad procesem przełączania
kanałów w PLC); każdy kanał posiada niezależne
światłowodowe sterowanie każdej szafy prostowniko−
wej oraz niezależne łącza szeregowe RS485 do ste−
rowników lokalnych,
●
kontrola (w PLC, niezależnie w każdym kanale) wszel−
kich możliwych zakłóceń występujących w układzie
wraz z rejestracją daty i czasu wystąpienia usterki,
●
komunikacja z nadrzędnym systemem sterowania i wi−
zualizacji w oparciu o łącze ethernetowe (Mod−
bus/TCP),
●
rozbudowane funkcje regulacyjne, kontrolujące czy
punkt pracy generatora nie przekroczył dopuszczalne−
go obszaru,
●
możliwość dużego oddalenia (kilkadziesiąt metrów)
prostowników od regulatora dzięki zastosowaniu świa−
tłowodów do sterowania pracą prostowników oraz in−
terfejsu RS485 do komunikacji każdego sterownika
PLC ze sterownikami lokalnymi w prostownikach.
Te cechy pozwalają na utrzymanie generatora w ruchu, na−
wet przy usterce w aktywnym kanale regulacji, uszkodzonej
szafie prostownika lub uszkodzonym łączu komunikacyj−
nym. Ma to niebagatelne znaczenie zważywszy, że kilkumi−
nutowy postój generatora dużej mocy to dla elektrowni
strata kilkudziesięciu tysięcy złotych.
Michał Izdebski − Instytut Energetyki O/Gdańsk, Zakład
Automatyki i Analiz Systemowych
ELEMENTY SYSTEMU
VersaMax
w w w. a s t o r. c o m . p l