Модернизация ГТУ


ООО "Турбоэнергосервис" проводит модернизацию систем управления и телеметрии передвижных газотурбинной электростанции ПАЭС-2500

Комплекс технических средств (далее КТС) разработан для модернизации газотурбинных электростанций компанией ООО "Турбоэнергосервис".

КТС является типовым решением и может применятся для модернизации ПАЭС выпущенных в разные годы. При этом меняется только компоновка узлов, состав оборудования и функций одинаковый.

КТС обладает следующей функциональностью:

  • автоматическое возбуждение генератора;
  • автоматическая синхронизация;
  • автоматическое поддержание заданного напряжения и частоты генератора в режиме "работа на выделенную нагрузку" в том числе распределение мощности при работе нескольких станций параллельно;
  • автоматическое поддержание заданной активной мощности и коэффициента мощности (cos(φ)) в режиме "работа параллельно сети";
  • сбор, отображение и сохранение в базу данных основных параметров работы электростанции;
  • защита цепей генератора и технологические защиты двигателя взамен или в дополнение к существующим защитам;

Общее описание КТС.
КТС состоит из следующих основных функциональных узлов (см. Рисунок 1):

  • контроллер генератора: управление электрическими параметрами  генератора, синхронизация, защита генератора;
  • блок возбуждения: управление током возбуждения возбудителя;
  • контроллер TurboLogic (далее TurboLogic): сбор аналоговых и дискретных сигналов ПАЭС-2500, защиты двигателя;
  • панель оператора: местное отображение измеряемых параметров, изменение уставок, передача данных телеметрии;
  • волоконно-оптическая линия связи (далее ВОЛС), включая двунаправленные преобразователи Ethernet-fiber (далее "шлюз");
  • сервер базы данных (далее "сервер");
  • линия связи по интерфейсу CAN (далее CAN): служит для обмена данными между контроллерами генератора двух и более станций при работе с распределением нагрузки между станциями;
  • датчики давления и температуры, кабели для подключения к цепям ПАЭС.

 Описание КТС

 

Рисунок 1. Основные узлы КТС.
Сокращения на рисунке: В – возбудитель, Г – генератор, Д – двигатель, ВВ – высоковольтный выключатель.

Все узлы КТС размещаются в единственном шкафу телеметрии (далее ШТ), который устанавливается в экипажной части ПАЭС за исключением шкафа датчиков, который устанавливается рядом с маслобаком.

При установке КТС старая автоматическая система возбуждения основанная на РВА-62 демонтируется, однако ручная система возбуждения (реостат) остаётся для обеспечения большей живучести станции.

Автоматическое возбуждение реализовано в блоке возбуждения. Возбуждение включается кнопкой при работающем, прогретом двигателе, имеющем обороты близкие к номинальным.

После включения возбуждения блок возбуждения подаёт на обмотку возбуждения возбудителя заданный начальный ток. Величина тока подбирается таким образом, чтобы выходное напряжение генератора находилось в пределах от 50 до 100% от номинального значения (6.3 кВ). При начальном возбуждении используется бортовое питание ПАЭС. После достижения определённого значения напряжения на выходе возбудителя, блок возбуждения переключает питание своих силовых цепей на выход возбудителя. Настройки блока возбуждения делаются один раз при наладке КТС и не требуют каких либо изменений.

Поле того как напряжение на выходе генератора стабилизируется, контроллер генератора начинает управление и приводит напряжение и частоту генератора к номинальным значениям. Контроллер генератора использует трёхпозиционное регулирование для управления током возбуждения и сектором газа ("больше-меньше")

После выхода на номинальный режим генератор готов принимать нагрузку.
При работе на нагрузку контроллер генератора осуществляет регулирование возбуждения и сектора газа в зависимости от режима:

  • работа на выделенную нагрузку одной электростанции;
  • работа на выделенную нагрузку параллельно с другими электростанциями;
  • синхронизация;
  • работа параллельно сети.


Описание автоматизируемых функций.

Автоматическое возбуждение.

В режиме "работа на выделенную нагрузку" поддерживает заданное напряжение генератора

В режиме "работа параллельно сети"поддерживает заданный cos(φ)

Режим работы выбирается с панели оператора, при первом включении установлен режим "работа на выделенную нагрузку"

Подключение нагрузки контроллером генератора осуществляет двумя способами:

  • синхронизация с шиной (сеть), когда на шине присутствует напряжение
  • замыкание на неработающую шину, когда на шине отсутствует напряжение

Команду на подключение в обоих случаях отдаёт оператор путём включения тумблера "Автоматическое подключение нагрузки".

В случае если на шине присутствует напряжение, контроллер генератора проводит синхронизацию выходного напряжения, частоты и фазы с соответствующими параметрами шины и замыкает высоковольтный выключатель.Если на шине нет напряжения, easyGen замыкает высоковольтный выключатель сразу после включения тумблера.

Две и более станции, оснащённые КТС, могут работать параллельно на выделенную нагрузку, распределяя активную мощность поровну между станциями. Станции, участвующие в распределении мощности, связаны друг с другом по выделенному интерфейсу CAN. Контроллер генератора с младшим сетевым адресом CAN выполняет функцию мастера, то есть управляет распределением мощности всех станций.

Если отключается одна из станций, нагрузка распределяется между остальными станциями.
Если отключается станция-мастер, функции мастера берёт на себя easyGen с младшим сетевым адресом CAN из оставшихся.
Таким образом, КТС позволяет в любой момент подключать или отключать станцию от нагрузки при условии, что суммарная мощность нагрузки не превышает суммарную мощность работающих станций

В КТС реализованы следующие защиты цепей генератора (в скобках указаны значения уставок по-умолчанию):

  • превышение выходного напряжения генератора
  • превышение тока уровень 2 
  • превышение тока уровень 3
  • несимметричное выходное напряжение 
  • несимметричная нагрузка
  • обратная мощность 
  • низкая частота генератора 

Указанные защиты являются встроенными функциями контроллера генератора. Эти защиты работают параллельно с имеющимися в ПАЭС.

В КТС реализованы следующие технологические защиты:

  • низкое давление масла 
  • низкое давление топлива 
  • превышение мощности 
  • превышение оборотов 
  • превышение температуры переднего и заднего подшипника генератора
  • обратная мощность
  • низкая частота генератора