Перечень автоматизируемого оборудования
Проектом предусмотрена установка вне помещения котельной двух когенерационных газопоршневых установок (далее ГПУ) контейнерного исполнения. ГПУ представляет собой электроагрегат, выполненный на единой раме и состоящей из газового поршневого двигателя и синхронного генератора соединенных муфтой, контурных теплообменников, насосов, агрегатов безопасности, системы управления, контроля и диспетчеризации, силового оборудования.
Проектом предусмотрена утилизация тепла с рубашки охлаждения двигателей ГПУ и дымовых газов. Теплосъем обеспечивается теплоносителем обратного трубопровода теплосети. Циркуляция в контуре "ГПУ-котельная" осуществляется насосами ЕЛ 080-080-250.
Для поддержания минимальной температуры на входе в газопоршневые установки проектом предусмотрен трехходовой регулирующий клапан управляемый электроприводом. Данные мероприятия необходимы для обеспечения эксплуатационной безопасности при работе ГПУ.
Насосы и регулирующий клапан расположены в отдельно стоящем блок-модуле. Для охлаждения интеркуллера проектом предусмотрены две градирни. Для аварийного охлаждения ГПУ предусмотрены две аварийные градирни.
Также проектом предусматривается установка сдвоенных насосов в контейнерах ГПУ для контуров циркуляции аварийных градирен.
Технические средства автоматизации
Каждая ГПУ оснащена собственной системой управления на основе контроллера 16-ИТ фирмы Сотар. Между собой контроллеры ГПУ соединяются по промышленному интерфейсу САМ. Для этого на боковые стенки ГПУ выведены клеммники.
Для управления синхронизацией газопоршневых установок с внешней электрической сетью, включением/отключением автоматических выключателей, посредством моторных приводов, устанавливаются специализированные контроллеры 1М-ИТ Сотар в существующей, реконструируемой КТП.
Контроллеры 1М-ИТ Сотар по интерфейсу САИ объединяются в единую сеть с контроллерами ГПУ - 16-ИТ Сотар. Управление градирнями осуществляется контроллерами ГПУ - 16-ИТ Сотар. Управление циркуляционными насосами аварийных контуров градирен осуществляется комплектными шкафами управления АЭП40 "Грантор".
Для управления насосами и регулирующим клапаном контура "ГПУ-котельная", в блок-модуле устанавливается шкаф автоматизации блок-модуля котельной N4 - ШАБМК1, основанный на контроллерах SIEMENS-1200.
Проектом также предусматривается установка ГРПШ с узлом учета газа. Учет газа выполнен на базе корректора НПФ "Логика".
Диспетчеризация
Все сигналы контроля и управления контроллеров Сотар, SIEMENS и узла учета СПГ выводятся в диспетчерский пункт котельной N4.
Автоматизированное рабочее место оператора АРМ построено на базе пакета программ MasterSCADA, входящих в комплект поставки ГПУ, программы СПСеть от НПФ "Логика" для ГРПШ, и предназначено для визуализации, документирования и архивации информации о состоянии оборудования ГПУ, блок-модуля и ГРПШ.
Функции системы автоматизации. Режимы работы ГПУ
Подключение ГПУ к КТП 2х1000кВА 10/0,4кВ котельной N4 осуществляется через шкаф ввода ГПУ (ШВ ГПУ).
ШВ ГПУ состоит из 5 секций:
- 3 вводные секции, 800 А, автоматы И2М4, выкатного исполнения;
- 2 отходящие секции, 2500 А, автомат 12МХ40, выкатного исполнения, с моторным приводом.
ШВ ГПУ устанавливается в блок-модуль.
На вводных секциях ШВ ГПУ применяются автоматические выключатели М2М4 800А, а на отходящих секциях современные быстродействующие автоматические выключатели выкатного исполнения 12МХ40 2500А.
Все вновь устанавливаемые автоматические выключатели 12МХ40 комплектуются моторными приводами 12МХ40М.
Так же подлежат замене существующие вводные автоматические выключатели по стороне 0,4кВ от трансформаторов N4 и N2 на 12МХ40 2000А с моторными приводами и установка трансформаторов тока ТТИ-100 2000/5.
В контейнере ГПУ заводом-изготовителем предусмотрен контроллер для синхронизации когенерационных установок между собой и с сетью Кз-ИТ.
Для обеспечения работы и управления мощностью ГПУ "параллельно с сетью" без экспорта электроэнергии во внешнюю сеть и для управления моторными приводами автоматических выключателей проектом предусмотрена установка в КТП специализированных контроллеров 1М-ИТ Сотар. Настройка режимов работы производится организацией осуществляющей пуско-наладочные работы.
Для подключения контроллеров 1М-ИТ применена независимая система измерения направления энергии посредством измерительных трансформаторов тока ТТИ 2000/5 на вводных ячейках от РУ-10кВ РП «Котельная» яч.4 и РУ-10кВ РП «Котельная» яч.Ю в КТП 2*1000 кВА 10/0,4 кВ котельной N4.
От этой системы выведен сигнал в шкаф автоматики ГПУ 1пК00О, которая является «ведущей» установкой и управляет электрической мощностью всех работающих ГПУ. Контроллеры вводных автоматических выключателей 1М-1ЧТ по интерфейсу САИ объединяются в единую сеть с контроллерами 16-ИТ ГПУ.
Технический учет выработанной электроэнергии осуществляется контроллерами ГПУ 1С-ИТ.
Исходно котельная запитана по вводу N4 12МХ40 2000А от трансформатора N 1.
При этом секционный выключатель АВМ20 2000А замкнут, ввод №2 12МХ40 2000А от трансформатора №2 разомкнут.
Автоматические выключатели И2М4 800А от ГПУ в ШВ ГПУ замкнуты. Автоматические выключатели 12МХ40 2500А в ШВ ГПУ разомкнуты. Автоматические выключатели в контейнерах ГПУ разомкнуты.
В момент, когда нагрузка электропотребителей котельной N4 превысит заданный минимум, контроллер 1М-1ЧТ подает команду на запуск «ведущей» ГПУ и замыкание одного из автоматических выключателей 12МХ40 2500А от ШВ ГПУ.
При параллельной работе после запуска генераторной установки и после достижения номинальных оборотов запускается автоматическая (точная) синхронизация с внешней сетью на вводе.
При точной синхронизации до включения генератора его напряжение и частота устанавливаются равными напряжению и частоте сети, в момент совпадения фаз напряжений сети и генератора последний включается в сеть.
После этого установка начинает работать параллельно с сетью на предварительно установленном значении электрической мощности.
По окончании синхронизации автоматический выключатель в контейнере ГПУ замыкается (синхронизация с внешней сетью производится на автоматических выключателях расположенных в контейнере ГПУ).
Возможность перехода ГПУ из режима автономной электрической сети в режим работы параллельно с сетью и обратно определяется программным обеспечением контроллеров ГПУ.
Если одной ГПУ недостаточно, происходит подключение дополнительных установок (команда на старт следующей ГПУ подается, когда нагрузка на ГПУ превышает 80% от номинальной).
Диапазон регулирования мощности без ограничения времени работы: 50 - 100%.
В рабочем режиме электроснабжение КТП 2х1000кВА 10/0,4кВ котельной N4 осуществляется от проектируемых когенерационных газопоршневых установок контейнерного типа 1п-400 и 1п-40(электрической мощностью 400кВт и 800кВт соответственно и напряжением 0,4кВ и внешней сети, без экспорта электроэнергии во внешнюю сеть.
В случае возникновения аварии на когенерационных газопоршневых установках электроснабжение КТП 2х1000кВА 10/0,4кВ котельной N4 осуществляется только от внешней сети.
Качество электроэнергии должно соответствовать ГОСТ 32144-2013 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».
Необходимые защиты генератора реализованы в контроллерах К5-1МТ установок ГПУ:
- слишком низкое напряжение: 90%;
- слишком высокое напряжение: 105%;
- задержка сигнализации по напряжению: 2с;
- слишком высокое напряжение (требующее непосредственного реагирования): 110%;
- разбаланс напряжений: 10%;
- задержка сигнализации по разбалансу напряжений; 10с;
- слишком низкая частота; 90%;
- слишком высокая частота: 110%;
- задержка сигнализации по частоте: 2с;
- разбаланс токов: 30%;
- задержка сигнализации по разбалансу токов: 10с;
- защита от обратной мощности: 10%.
Управление градирнями
Управление рабочими градирнями осуществляется контроллерами ГПУ КЗ-ИТ по существующим датчикам температуры установок.
Управление аварийными градирнями осуществляется контроллерами ГПУ 16-ИТ по проектируемым датчикам температуры в контурах аварийных градирен.
Включение/выключение проектируемых насосов б контурах аварийных градирен осуществляется комплектными шкафами управления АЭП40 "Грантор" по проектируемым датчикам температуры после теплообменника охлаждения двигателя. Режим работы насосов - «Рабочий/Резервный» с ротацией по наработке.
Управление контуром утилизации
Управление насосами и регулирующим клапаном контура "ГПУ-котельная", в блок-модуле осуществляется шкафом автоматизации блок-модуля котельной N4 - ШАБМК1, основанный на контроллерах SIEMENS-1200.
Режим работы насосов - «Рабочий/Резервный» с ротацией по наработке.
Для обеспечения эксплуатационной безопасности при работе ГПУ, регулирующим клапаном предусматривается режим подержания минимальной температуры на входе в газопоршневые установки.
Требования к монтажным работам
Монтаж электрооборудования выполнить в соответствии с ПУЗ гл.7 и СНиП-3.05.06-85.
При производстве монтажных работ должна быть обеспечена техника безопасности в соответствии со СНиП-Ш-4-80, гл.13 и правилами техники безопасности при электромонтажных и наладочных работах, гл.2.6, утвержденных МСС и МР РФ.
Комплектное устройство управления типа АЭП предназначено для управления циркуляционными, повысительными, скважинными, подпиточными насосами со стандартными асинхронными электродвигателями переменного тока с короткозамкнутым ротором в соответствии с сигналами управления .
Шкаф управления обеспечивает:
- комплексную защиту электродвигателей;
- выбор режимов управления: автоматический или ручной;
- автоматическое управление электродвигателями по сигналам от реле давления и реле защиты от «сухого» хода или по иным внешним сигналам управления;
- автоматическое отключение электродвигателей при наличии сигнала внешней ошибки (тепловое реле или иной релейный контакт) и автоматическое включение при ее отсутствии;
- автоматическое отключение электродвигателей при коротком замыкании или срабатывании теплового реле , встроенного в автомат защиты двигателя;
- автоматическое отключение электродвигателей при пропадании одной из фаз , перекосе или неправильной последовательности подключения фаз и автоматическое включение при ее появлении;
- автоматическое отключение электродвигателя при срабатывании реле перепада давления на насосе или по иному внешнему сигналу управления (только для шкафа на два электродвигателя );
- автоматическое взаимное резервирование электродвигателей ;
- визуальное отображение рабочего или аварийного состояний каждого электродвигателя ;
- задержку включения и выключения основного/резервного электродвигателя по сигналу реле давления с целью снижения количества пусков в единицу времени (время задержки см. пункт 2.4 «Настройки параметров»);
- дистанционную передачу сигнала аварии каждого электродвигателя (беспотенциальные контакты);
- выбор режима работы основной/резервный (положение 21) или основной/дополнительный (положение 22) с помощью тумблера внутри шкафа (только для шкафов на два электродвигателя );
- периодическую смену функций электродвигателей (основного и резервного/дополнительного) через заданные интервалы времени работы с целью выравнивания ресурса (только для шкафов на два электродвигателя ). •
- защиту корпуса 1Р54.
Для обеспечения передачи данных на АРМ оператора используется интерфейс Р5-232.