Glava_1

Система регулирования турбины (ЭЧСР)

Электронная часть системы регулирования турбины (ЭЧСР) предназначена для реализации заданных алгоритмов управления турбиной и формирования управляющих воздействий на устройства управления гидравлической части системы регулирования. ПТК ЭЧСР обеспечивает весь комплекс задач регулирования расхода пара в турбину во всех режимах. В этом ПТК формируются управляющие токовые сигналы на электромеханические преобразователи регулирующих клапанов в соответствии с алгоритмами управления и во взаимодействии с регулятором реактора и другими системами контроля и управления энергоблока. ЭЧСР реализуется на базе аппаратуры ТПТС-EM в трех шкафах, входящих в состав СКУ НЭ и подключенных к общей шине обмена СКУ НЭ.

ПТК ЭЧСР выполняет следующие функции:

1) режим дистанционного управления, включающий в себя: а) изменение оператором режимов работы ЭЧСР; б) ручное управления РК турбины и РК ГП;

в) ввод заданий регулятора мощности (электрической нагрузки генератора); г) ввод величин ограничений и темпа роста изменений параметров;

2) режим автоматического управления:

а) автоматическое изменение режимов работы ЭЧСР; б) автоматическое переключение настроек регуляторов; в) автоматическое ограничение величин заданий;

г) автоматическая блокировка неправильных действий оператора; д) автоматическое разомкнутое управление клапанами турбины:

- отработка передаваемых команд «Больше/Меньше» автоматического управления задатчиками регуляторов ЭЧСР;

- аварийная импульсная разгрузка турбины по командам противоаварийной

автоматики;

-противоразгонное управление турбиной;

3)автоматическое регулирование обеспечивает поддержание или изменение величины регулируемого технологического параметра в соответствии с сигналом задания по заранее установленному закону с заранее заданной точностью и качеством переходных процессов.

При штатной работе ЭЧСР может работать в двух основных режимах:

-регулирование давления пара перед турбиной;

-регулирование мощности.

Включение турбинного регулятора в режим поддержания мощности может быть только при условии, что давление пара в ГПК поддерживается автоматическим регулятором мощности реактора (АРМР) или регулятором БРУ-К.

5.2. Описание ТПТС – ЕМ

На рисунке 5.2.1 приведена структурная схема СКУ НЭ с использованием комплекса технических средств типа ТПТС – ЕМ.

Аппаратура ТПТС-ЕМ связана с датчиками, исполнительными механизмами, средствами оперативно-диспетчерского управления и другими системами энергоблока при помощи проводных связей. Кроме того, предусмотрены подключения по шине RS-485 подсистем сторонних производителей, таких как СКУ ЭЧ, АСВД. Для информационного обмена между отдельными ПТК нормальной эксплуатации, а также между ПТК и СВБУ, используется коммуникационная система – оптоволоконная шина EN, имеющая кольцевую структуру. Приборные стойки ПТК объединяются в единую сеть с помощью оптической магистральной коммутируемой шины EN. Шина EN разбивается на два сегмента, в которых применяются коммутаторы разных производителей. Допускается применять коммутаторы:

Hirshmann RS2-FX/FX (до 3 коммутаторов в одной ПС; 5 абонентских портов, 2 магистральных оптических порта);

Moxa EDS-508A-MM-SC (до 4 коммутаторов в одной ПС; 6 абонентских портов, 2 магистральных оптических порта).

Каждый сегмент представляет собой кольцевую структуру устойчивую к единичным отказам. Такая устойчивость обеспечивается применением коммутаторов-менеджеров резервирования, соединяющих, образовавшиеся при отказе, два отдельных участка сегмента в единую сеть.

Приборные стойки (ПС).

Приборные стойки являются основными функциональными составляющими ПТК, в которых реализуются заданные алгоритмы контроля и управления технологическим оборудованием энергоблока. ПС осуществляют:

сбор и первичную обработку входных дискретных сигналов;

измерение технологических параметров;

выполнение необходимых вычислений;

автоматическое и дистанционное управление исполнительными механизмами;

обмен данными и командами со смежными ПТС, базирующимися на других программно-технических средствах;

реализацию технологических защит и блокировок;

автоматическое регулирование;

групповое и подгрупповое управление;

выдачу аналоговых и дискретных сигналов на средства оперативно-диспетчерского управления (ТС ОДУ) или в другие системы управления энергоблока;

прием команд дистанционного управления и обмен информацией с СВБУ.

Кроме того, в ПС устанавливаются следующие средства коммуникации:

коммуникационный модуль ЦМ-Е для организации обмена данными между

ФМ в ПС и для связи с абонентами шин EN;

модуль связи шин ввода/вывода ТПТС52-1.1322 применяется для связи

резервированных шин ввода/вывода (шин обмена данными внутри ПС);

модуль базовый коммуникационный ТПТС51-2.1333 применяется для связи с

интеллектуальными датчиками, приводами или смежными ПТК по шине RS-485 и обеспечивает передачу данных по шине EN; г) блоки шлюзов сопряжения (БШС) для связи с СВБУ;

коммутаторы и оптические кроссы для соединения абонентов шин EN ;

служебные модули (обеспечение электропитания, световой сигнализации

неисправности ПС и т.д.);

средства подключения кабелей (клеммники, соединители).

«Интеллектуальной» основой ПС являются функциональные модули (ФМ). ФМ подключаются к шине ввода-вывода, которая организована внутри ПС и находится под управлением модуля ЦМ-Е. По шине ввода-вывода осуществляется:

-- обмен данными между ФМ;

-- передача дистанционных команд оператора от СВБУ (БПУ, РПУ) в ФМ через модуль ЦМ-Е;

-- передача данных из ФМ в СВБУ (или БПУ, РПУ) с помощью сообщений, формируемых модулем ЦМ-Е.

ФМ устанавливаются в крейты, в ПС их четыре. Емкость одного крейта – 14 мест (слотов) для установки модулей. Максимальное количество ФМ в ПС – 52 в основной ПС и 56 в ПС расширения.

Внешний вид ПС схематично показан на рисунке 5.2.2. Обозначения к рисунку представлены в таблице 5.2.1.

Рисунок 5.2.2. Внешний вид ПС варианта исполнения ТПТС51.2010-09 (двери не показаны)

Таблица 5.2.1. Обозначения для внешнего вида ПС варианта исполнения ТПТС51.2010-09

Модуль ЦМ-Е, осуществляющий функцию связи, занимает два слота и всегда располагается в крейте крайним справа. Резервный модуль ЦМ-Е размещается крайним справа во втором сверху крейте. Наличие в ПС коммутатора или блока шлюза сопряжения (БШС) и оптического кросса не является обязательным и определяется схемой шинной системы. Для подключения кабелей процесса в ПС имеется клеммная панель (соединитель SAE), которая состоит из 32-контактных клеммных блоков и обеспечивает возможность подключения проводов сечением 0,5 мм2 по технологии Maxi-Termi-Point (внешний монтаж). Внутренний монтаж проводов к этой клеммной панели выполняется накруткой. Максимальная мощность, рассеиваемая приборной стойкой – 350 Вт. Габаритные размеры ПС (длина х ширина х высота) по каркасу шкафа:

1000 x 400 x 2200 мм ;

масса – не более 350 кг.

ФМ имеют следующие интерфейсы:

интерфейс шины ввода/вывода (базовый соединитель X1);

аппаратный интерфейс для связи с периферийными устройствами (базовый соединитель Х2);

последовательный интерфейс «токовая петля» (соединитель на передней панели

модулей).

Интерфейс шины ввода/вывода представляет собой параллельную шину, состоящую из 8- разрядной шины данных, 12-разрядной адресной шины и шины управления. Интерфейс служит для обмена данными между ФМ в границах ПС через модуль ЦМ-Е (или ЦМ-СБ). Обмен данными по шине ввода/вывода осуществляется с помощью соответствующего драйвера в модуле ЦМ-Е (или ЦМ-СБ) через передающую оперативную память ФМ, доступ для чтения и записи к которой имеют как процессор самого ФМ, так и процессор модуля ЦМ-Е (или ЦМ-СБ).

Через аппаратный интерфейс к ФМ подключаются кабели, идущие от датчиков и исполнительных механизмов, а также от щитов и панелей управления (напрямую или через стойки сопряжения). Схематично внутренняя структура ФМ показана на рисунке 5.2.3.

ТПТС51-2.1717 можно реализовать следующие функции управления, которые обычно используются для выполнения функции автоматического ввода резерва:

-- выбор двух из трех агрегатов с отключением дефектного канала;

-- переключение режимов работы.

Для увеличения числа двоичных входов и выходов предусмотрена совместная работа модуля ТПТС51-2.1717 с модулем расширения ТПТС51-2.1719.

Модуль расширения двоичных сигналов ТПТС51-2.1719 применяется в системах нормальной эксплуатации и в системах безопасности и предназначен для совместной работы с модулем индивидуального управления ТПТС51-2.1717 или с модулем ТПТС52-2.1717 с целью увеличения числа двоичных входов и выходов аппаратного интерфейса.

Модуль обработки аналоговых сигналов ТПТС51-2.1722 применяется в системах нормальной эксплуатации и предназначен для сбора и обработки сигналов от максимум 14 измерительных преобразователей в диапазоне измерений от 0 до 5 мА, от 0 до 20 мА, от 4 до 20 мА, от 0 до +10 В или от +2 до +10 В. Модуль имеет 14 аналоговых выходов с диапазоном от 0 до +10 В или от 2 до +10 В и 14 двоичных входов/выходов.

Модуль сбора и обработки двоичных сигналов ТПТС51-2.1723 применяется в системах нормальной эксплуатации и предназначен для сбора и обработки информации от дискретных датчиков. Модуль имеет 28 дискретных входов и 28 дискретных выходов, которые могут использоваться для питания датчиков. Если выходы не используются для питания датчиков, то их можно перенастроить и использовать в качестве дополнительных входов.

Модуль подгруппового управления ТПТС51-2.1726 применяется в системах нормальной эксплуатации и предназначен для использования в качестве модуля подгруппового управления. В модуле можно реализовать до четырех каналов подгруппового управления с пошаговым (с использованием стандартных шаговых программных блоков) или комбинаторным (по алгоритму пользователя) методом управления.

Модуль счета импульсов ТПТС51-2.1724 применяется в системах нормальной эксплуатации и используется для счета импульсов (максимально по восьми каналам) или измерения частоты (максимально по четырем каналам).

Модуль преобразования частоты ТПТС51-2.1728 применяется в системах нормальной эксплуатации и обеспечивает преобразование сигналов, поступающих по трем каналам от датчиков частоты вращения, в шестнадцатиразрядный цифровой код и аналоговые сигналы напряжений постоянного тока, соответствующие частоте вращения и скорости изменения частоты вращения. Модуль ТПТС51-2.1728 применяется совместно с модулем регулирования частоты ТПТС51-2.1416.

Модули аналогового ввода ТПТС51-2.1730, ТПТС51-2.1731, ТПТС51-2.1732 применяются в системах нормальной эксплуатации для приема и обработки сигналов от термоэлектрических преобразователей и термопреобразователей сопротивления без использования промежуточных преобразователей. Все четыре канала модуля могут также, при необходимости, принимать сигналы измерительных преобразователей от 0 до 20 мА или от 4 до 20 мА. Канал 1 может принимать сигналы в диапазоне от 0 до +10 В или от +2 до +10 В. Линеаризация характеристик датчиков температуры и компенсация температуры холодного спая для стандартных датчиков температуры осуществляется в модуле. Возможен прием сигналов от нестандартных датчиков температуры и линеаризация их характеристик посредством задания соответствующей прикладной конфигурации.

Модуль расширения аналогового ввода ТПТС51-2.1703 применяется в системах нормальной эксплуатации и в системах безопасности и используется для увеличения числа измерительных каналов модулей ТПТС51-2.1730, ТПТС52-2.1730, ТПТС51-2.1731, ТПТС52-

2.1731 и обеспечивает прием сигналов термоэлектрических преобразователей и термопреобразователей сопротивления.

Модуль расширения аналогового ввода ТПТС51-2.1704 применяется в системах нормальной эксплуатации и используется для увеличения числа измерительных каналов модуля ТПТС51-2.1732 и обеспечивает прием сигналов термоэлектрических преобразователей и термопреобразователей сопротивления.

К одному модулю аналогового ввода можно подключить максимум два модуля расширения.

Модуль группового управления ТПТС51-2.1725 применяется в системах нормальной эксплуатации и реализует функции группового управления (максимум 4 канала). Групповое управление по одному каналу координирует работу двух и более (максимум девять) подчиненных подгрупп. В свою очередь каждая подчиненная подгруппа может координировать работу:

отдельного исполнительного механизма;

группы механизмов объединенных общей функцией;

установки управляемой пошаговой программой.

Групповое управление определяет: когда, сколько и какие подгруппы должны переходить в состояние работы (запускаться) или покоя (останавливаться).

Управление по каждому каналу может осуществляться как автоматическими, так и ручными командами, передаваемыми через шинные системы или в случае использования панели или пульта блочного пункта управления (ПБПУ), непосредственно через интерфейс связи с процессом.

Модуль регулирования частоты (МРЧ) ТПТС51-2.1416 применяется в системах нормальной эксплуатации в качестве ведущего регулятора электронной части системы регулирования частоты (ЭЧСР) турбогенераторной установки. Базовое программное обеспечение модуля ориентированно на реализацию регуляторов основных технологических режимов работы турбины, обеспечивающих требования к первичному регулированию частоты в промышленной сети.

Стойки сопряжения (СС).

Стойки сопряжения (СС) ТПТС52.2110-00.ХХХ используются при построении ПТК в тех случаях, когда необходимо осуществить:

переход с одного типа кабеля (внешнего) на другой (внутренний, использующийся в аппаратуре ТПТС-ЕМ и подключаемый методом «Maxi-Termi-Point»);

гальваническое разделение цепей ПС и цепей периферийного устройства;

увеличения тока через контакты внешних устройств, для которых требуется повышенная токовая нагрузка;

преобразование входного сигнала с напряжением 220 В в дискретный сигнал в виде коммутации контактов цепи с низким напряжением 24 (48) В;

преобразование выходного потенциального сигнала 24 В в дискретный сигнал в виде коммутации контактов цепи с напряжением 220 В;

преобразование выходного аналогового сигнала ПС [0 (4) – 20 мА; 0 (2) – 10 В] в аналоговый сигнал другого уровня.

Для выполнения этих функций в СС имеются соответствующие клеммные элементы и модули сопряжения: модули подгрузки, релейные модули, усилители, преобразователи и другие необходимые устройства.

СС используется для сопряжения сигнальных цепей ПС с внешними кабелями и проводами, передающими: