ЭЧСР

Дублированная система управления паровой теплофикационной турбиной

Назначение

ООО "ПромАвтоматика" разработало дублированную систему управления паровой турбиной К-225-12.8. Данная система заменяет собой гидравлическую систему регулирования паровой турбины и предназначена для автоматизации управления электрической и тепловой нагрузкой турбины во всех режимах.

Основные функции

• Управление положением четырех клапанов высокого давления, четырех клапанов среднего давления и двух клапанов низкого давления паровой турбины.
• Работа в режиме автоматического регулирования электрической мощности с коррекцией задания по частоте в энергосистеме. Автоматика или оператор вводят конечное задание и скорость изменения мощности согласно диспетчерскому графику.
• Работа в режиме регулирования давления свежего пара перед турбиной.
• Работа в режиме скользящего давления с заданным открытием клапанов турбины.
• Работа в режиме регулирования частоты вращения ротора турбины.
• Автоматическое регулирование давления в теплофикационном отборе.
• Автоматический разворот ротора турбины до номинальной частоты с промежуточными выдержками и с ускоренным прохождением критических зон.
• Ограничительное регулирование минимального давления свежего пара, максимального давления в контрольной ступени ЦВД, максимального давления в теплофикационном отборе.
• Автоматическая разгрузка по сигналам блочной автоматики.
• Удержание частоты вращения ротора в заданных пределах при сбросе электрической нагрузки.
• Формирование сигнала на отключение турбины при возникновении недопустимых значений частоты и ускорения турбины.
• Автоматический выбор скорости изменения нагрузки в зависимости от термонапряженного состояния роторов ЦВД и ЦСД.
• Мониторинг параметров рабочего тела и состояния основного оборудования.

Структура системы управления

В состав системы управления входит собственно шкаф управления и операторская станция.

Шкаф управления включает в себя средства контроля и управления и предназначен для установки в помещении блочной автоматики электростанции. В состав шкафа входят два идентичных по аппаратным средствам канала управления. Один из каналов управляет турбиной, другой находится в горячем резерве. Каналы управления полностью гальванически изолированы друг от друга и от внешних цепей.

Переключение управления с одного канала на другой производится коммутацией выходных цепей при помощи реле (время переключения не более 3 мс). Управление переключающими реле осуществляется специальным устройством - "арбитром", на который приходят диагностические сигналы от обоих каналов. На основе этих сигналов "арбитр" принимает решение о работоспособности каналов управления и, в случае отказа ведущего канала, передает управление на канал, находящийся в резерве. Такое ответственное применение "арбитра" требует высокой надежности, поэтому "арбитр" выполнен троированным.

Для безударного перехода управления с одного канала на другой между контроллерами каналов производится непрерывный обмен данными по последовательному каналу.

У каждого канала имеется панельный сенсорный монитор, предназначенный для настройки параметров контуров управления, управления режимами работы турбины.

Состав аппаратных средств каналов управления

Каждый канал управления включает в себя устройства гальванической развязки внешних входных и выходных сигналов, управляющий контроллер, блоки позиционеров клапанов турбины, блоки формирователей тока для электрогидравлических преобразователей (ЭГП), стабилизаторы тока подмагничивания ЭГП, резервированную систему питания.

Основой канала управления является микроконтроллер формата MicroPC. Он выполняет основной алгоритм управления. Длительность цикла управляющей программы 0,01 с. Управляющая программа создана в среде разработки ПОЛИГОН.

Блоки позиционеров предназначены для позиционирования клапанов турбины в соответствии с заложенной на каждый клапан характеристикой. Позиционеры представляют собой микропроцессорные регуляторы с длительностью цикла управления 0,001 с. Обратными связями для них являются давление масла в управляющей линии и положение штоков сервомоторов клапанов.

Блок позиционеров формирует аналоговый управляющий сигнал 4-20 мА, который подается на формирователь тока ЭГП. Формирователь тока ЭГП - это оконечный элемент, передающий управляющее воздействие системы регулирования на ЭГП сервомоторов клапанов высокого, среднего и низкого давлений. Таким образом, отсутствует необходимость в МУТ и блоке золотников регулятора скорости и давления в отборе.

Операторская станция

Операторская станция на основе промышленного персонального компьютера устанавливается в помещении блочного щита управления (БЩУ). Связь со шкафом управления осуществляется по сети Enternet. Операторская станция предоставляет удобный и ясный для оператора интерфейс в виде мнемосхемы на экране компьютера, где оператор может посмотреть значения измеряемых параметров или изменить режим работы турбины. Также, операторская станция располагает минимально необходимым набором электромеханических элементов управления и индикации, связанных непосредственно со шкафом управления, на случай сбоя в работе компьютера.