Электрогидравлическая система регулирования и защиты паровой турбины

Система состоит из трех основных частей: гидравлической (ГЧСРиЗ), электрогидравлических преобразователей (ЭГП) и электрической (ЭЧСРиЗ).

Гидравлическая часть (разработана ЗАО «Уральский турбинный завод») предназначена для перемещения рабочих органов регулирующих клапанов и регулирующих диафрагм с помощью сервомоторов. Автозатворы стопорных и защитных клапанов управляются давлением масла, поступающего от троированного блока золотников защит.

Электрогидравлические преобразователи обеспечивают преобразование электрических сигналов регулирования и защит в гидравлические управляющие сигналы сервомоторами и автозатворами стопорных клапанов.

Электрическая часть (разработана НПФ «Ракурс») производит измерение основных параметров турбины, анализ ее состояния и выработку управляющих воздействий для регулирования и защиты.

ЭЧСРиЗ предназначена для управления частотой вращения ротора турбины при пусках, остановах и синхронизации генератора с сетью, управления мощностью турбогенератора, управления давлением пара в производственных и отопительном отборах турбины, а также температуры сетевой воды.

В состав ЭЧСРиЗ входят шкаф бесперебойного питания, шкаф управления ЭЧСРиЗ, рабочая станция оператора (РСО).

Управление турбоагрегатом, изменение параметров и индикация состояния ЭЧСРиЗ осуществляется с помощью РСО или сенсорного экрана программируемого терминала (ПТ), расположенного на двери шкафа управления (ШУ). Виртуальные кнопки управления ПТ защищены от несанкционированного доступа. ПТ обеспечивает выполнение настройки и тестирования системы, а также может быть использован, как местный (резервный) пульт управления механизмами турбоагрегата.

Программное обеспечение РСО позволяет выполнять управление турбоагрегатом; изменение параметров элементов системы; архивацию изменения состояния и параметров системы, «аварийного среза»-запись частоты вращения турбины и положения сервоприводов при сбросе нагрузки или остановке турбины (запись производится на интервале ~3 сек с квантованием по времени < 10 мсек), архивацию и отображение графиков изменения сигналов датчиков.

Изменения состояния элементов ЭЧСРиЗ архивируются в РСО и сопровождаются информационным предупреждением на ПТ и РСО.

В соответствии с технологической программой ЭЧСРиЗ выполняет следующие функции:

• регулирование частоты вращения турбины (ПИ- при работе на холостом ходу, П- при работе в сети под нагрузкой со степенью неравномерности 4,5±0,5 %); активной электрической мощности с частотной коррекцией (при работе в сети); давления производственных отборов пара; давления отопительных отборов пара; температуры или нагрева сетевой воды с подчиненным контуром регулирования давления отопительного отбора пара;
• обеспечение безопасной эксплуатации турбины и защиту от неправильных действий оперативного персонала (соблюдает ограничения по минимальному давлению свежего пара, максимальному давлению в регулирующей ступени, максимальному давлению в камерах производственных и отопительных отборов, ухудшению вакуума в конденсаторе и т.д.);
• защита турбины от разгона – трёхканальный электрический автомат безопасности (ЭАБ) обеспечивает останов турбины при достижении ротором предельной частоты вращения (с учетом величины ускорения ротора);
• обеспечение приёма и отработки сигналов электрических защит турбоустановки, сигналов противоаварийной автоматики энергосистемы;
• контроль основных параметров ЭГСРиЗ и изменения параметров настройки;
• контроль датчиков, линий связи с объектом и цепей питания;
• тестирование каналов ЭАБ, совмещенное с расхаживанием золотников защит;
• безударное включение и выключение регуляторов во всех режимах эксплуатации;
• безударное изменение алгоритмов регулирования при обнаружении отказов;
• обеспечение проведения необходимых испытаний (разгон, повышение давления в регулируемых отборах и др.) и определения характеристик;
• оповещение, регистрация и архивирование сообщений об изменении режимов и отклонениях в работе турбины (в том числе аварийных);
• обеспечение связи с системами верхнего уровня (АСУ ТП).

ЭЧСРиЗ выполняется на комплектующих фирмы Omron, обеспечивающих высокую надежность и бесперебойность работы системы. В качестве процессорного устройства применяется дублированный контроллер CS1D-CPU65H. Для управления гидравлическими сервомоторами используются электрические сервопривода серии Sigma-II. Для измерения частоты вращения и выработки сигнала защиты по превышению частоты вращения используется тахометр CCD FMD-RS422, собственной разработки НПФ «Ракурс». Возможна поставка системы построенной на ПЛК Siemens.

Конструктивно ЭЧСРиЗ выполнена в виде металлических шкафов габаритами 2000×800×600 мм и 2000×800×800 мм со степенью защиты IP44.