Организация управления на мощных станциях блочного типа - ­­­Электрическая часть электростанций

Здесь каждый блок со своим основным и вспомогательным оборудованием имеет продольную технологическую схему без поперечных технологических связей с другими блоками и является самостоятельной единицей станции. Современная автоматизированная система управления (АСУ) блоками мощностью 300 МВт и больше существенно отличается от применявшейся ранее организации управления на станциях средней и даже большой мощности. На станциях прежнего типа ведущая роль принадлежала оперативному персоналу, который путем визуального контроля, а также пользуясь регистрацией и сигнализацией отклонения параметров и средствами дистанционного управления и защиты, осуществлял пуск, остановку и изменение режимов работы оборудования. Накопленный опыт по совершенствованию схем, конструкций, систем управления, условий труда на основе новейших достижений науки и техники создал возможности для разработки новой системы организации управления. Оборудование и технологические схемы должны быть снабжены такими средствами управления, как преобразователи гидравлических, пневматических, теплотехнических, химических, электрических и других параметров, точными измерительными приборами, самонастраивающимися регуляторами, логическими устройствами управления, основанными как на релейной, так и на полупроводниковой технике, электронными вычислительными машинами и другой вычислительной техникой для сбора, хранения и обработки информации, расчета технико-экономических показателей и оперативного управления работой блоков. Но даже при такой насыщенности средствами АСУ руководящая роль в управлении и контроле сохраняется за человеком, который в новых условиях должен проявлять самые высокие психотехнические качества: живой ум, сообразительность, решительность, выносливость, быстроту реакции, должен иметь высокую квалификацию, легко ориентироваться в сложных режимах эксплуатации. Применяемые средства информации и автоматического воздействия должны только помогать оператору в обеспечении быстроты выполнения операций, надежности и экономичности работы. В технологической схеме блока тепловой станции энергетическое оборудование (котлы, турбины, генераторы, насосы, затворы и т. п.) связано единым технологическим процессом. Организацией управления определяется структура связей между оператором и объектом управления. Рис. 11-4. Структурная схема управления ТЭС блочного типа. Сплошная линия — управление; штриховая — сигнализация; штрих-пунктирная — связь 1 — связь с системой; 2 — ЩДУ; 3 — БЩУ; 4 — блоки станций; 5 — котлоагрегаты; 6 — турбины; 7 — генераторы; 8 — трансформаторы; 9 — питательные электро- и турбонасосы; 10, 11 — МЩУ; 12 — циркуляционная насосная; 13 — мазутонасосиая; 14 — компрессорная; 15 — электролизерная; 16 — багерная насосная; 17 — химводоочистка; 18 — топливоподача

Выполняются следующие операции: 1) контроль над состоянием оборудования и режимами работы; 2) оптимальное управление основным и вспомогательным оборудованием и технологическим процессом; 3) автоматическое регулирование режимов работы во всем диапазоне регулируемых параметров; 4) сигнализация отклонения параметров и нарушения работы агрегатов и устройств; 5) защита оборудования и режимов работы в аварийных ситуациях; 6) сбор и обработка информационных данных для характеристики технико-экономических и статистических показателей работы блоков и станции. Структурой АСУ должны решаться задачи пуска, остановки, изменения параметров и режимов, регулирования частоты и мощности в широком диапазоне, глубокой разгрузки, экономически наивыгодного распределения нагрузок между станциями и блоками, задачи обработки информации, обмена информацией между станциями и системой. Должны быть созданы высоконадежные АСУ, обеспечивающие автоматическое управление процессом эксплуатации и регулирование его с охватом всего хозяйства даже очень насыщенной ответственным вспомогательным оборудованием мощной атомной электростанции. На рис. 11-4 показан вариант структурной схемы управления тепловой электростанцией блочного типа, а на рис. 11-5 — вариант структурной схемы управления электрооборудованием блока.

Рис. 11-5. Структурная схема управления электрооборудованием блока 1 — блок; 2 — БЩУ; 3 — оператор; 4 — информация; 5 — сигнализация; 6 — дистанционное управление; 7 — автоматическое управление; 8 — автоматическое регулирование; 9 — технологическая защита Ведет эксплуатацию станции к осуществляет связь с энергосистемой дежурный инженер станции (ДИС), находящийся в помещении центрального щита управления (ЦЩУ). Это начальник смены станции (НСС). На ЦЩУ сосредоточивается информация о работе блоков, сигнализации, централизованная система управления. Для оперативной двусторонней связи на ЦЩУ устанавливаются комбинированные коммутаторы громкоговорящей и телефонной связи, дополненные промышленными многоканальными телевизионными установками. Блочный щит управления (БЩУ) служит для контроля над работой всего оборудования блоков и согласованного управления работой. Находящиеся в помещениях БЩУ старшие операторы и, операторы блоков обеспечивают нормальную работу блоков станции. В цехах с постоянным дежурным персоналом, например в цехах топливоподачи и химводоочистки тепловых станций, организуются местные щиты управления (МЩУ), так же как и в цехах, обслуживаемых обходчиками. Объем информации, поступающей на ЦЩУ тепловой станции мощностью 2,4 ГВт и больше, очень велик. Для его обработки, расчета и анализа наивыгодных режимов, технико-экономических и статистических показателей в помещении ЦЩУ оборудуется общестанционный информационно-вычислительный пункт с электронно-вычислительной машиной. В нашей стране разработана система управления «Комплекс», предполагающая использование вычислительной машины в качестве центрального органа и обработки информации, программного управления и регулирования. Обслуживание сложной вычислительной машины, коррекция программ и поддержание машины в состоянии постоянной работоспособности требует довольно многочисленного квалифицированного персонала. Существуют децентрализованные системы, например система «Эльбрус», где функции управления и контроля осуществляются автономными устройствами. Независимый характер управления обеспечивает возможность поэтапного ввода в эксплуатацию, удобство обслуживания и ремонта, а также живучесть объекта и быстроту восстановления работы. Один из вариантов структурной схемы управления блоком с информационно-вычислительной машиной (ИВМ) показан на рис. 11-6. Машина имеет блочное построение, позволяющее подключить до 480 измерительных преобразователей различного на значения с временем опроса 10 с.

Рис. 11-6. Структурная схема управления блоком с применением ИВМ I — БЩУ; II — блок; III — мнемосхема; IV — комплект ИВМ; V — оперативные панели блочного щита управления; VI — пульт управления; 1 — измерительные преобразователи; 2 — выходные коммутаторы; 3 — вычислитель; 4 — многоканальные приборы; 5 — устройства вызова контролируемой величины; 6 — сигнальные табло; 7 — самопишущий прибор с вызывной клавиатурой; 8 — индивидуальный самопишущий прибор; 9 — индивидуальный показывающий прибор; 10 — технологическая сигнализация; 11 — вызывное устройство для управления; 12 — ключ индивидуального управления; 13 — блок управления регулятором; 14 — указатель положения; 15 — табло номера объекта управления; 16 — мнемознаки; 17 — сигнализация положения Функциями ИВМ являются: 1) первая обработка информации — масштабирование, линеаризация, функциональные преобразования и т. д.; 2) сравнение измеряемых величин с заданными значениями и сигнализация об их отклонении; 3) регистрация отклонений в цифровой форме; 4) периодическая регистрация любых наперед заданных параметров; 5) визуальный контроль вызовом любой из контролируемых величин в цифровой или аналоговой форме; 6) вычисление технико-экономических показателей и отчетных данных о работе блока. Регистрация результатов вычислений за 1 ч, за 8 ч и за 1 сут производится на специальных бланках электрифицированными цифропечатающими машинками. В состав системы входят также подсистемы автоматического регулирования и технологических защит. Широкое применение вычислительных, регулирующих и логических устройств значительно расширяет кибернетические возможности системы. Рис, Ц-7. Варианты местоположения БЩУ на тепловой станции 1 — ЦЩУ; 2 — БЩУ; 3 — котлоагрегат; 4 — турбоагрегат Варианты выбора места для БЩУ тепловой станции показаны на рис. 11-7. На панелях щитов и пульта размещаются мнемосхема и вся контрольно-измерительная, сигнальная и пуско-регулирующая аппаратура, причем непосредственно перед оператором — только те приборы и аппараты, которые необходимы для управления блоком в нормальном режиме и особо опасных ситуациях. Чаще панели двух, а иногда и четырех блоков компонуются в одном помещении, но при этом увеличивается расход кабелей и повышается уязвимость и угроза выхода из строя всех четырех блоков. Для блоков 1,2 ГВт и более, вероятно, будет целесообразно иметь БЩУ на каждый агрегат при размещении ЦЩУ в средней части основного оборудования станции (рис. 11-7, крайний справа). Варианты компоновки панелей щитов и пультов двух БЩУ показаны на рис. 11-8. При выборе варианта компоновки следует иметь в виду, что при близком расположении панелей двух блоков действие сигнализации аварийного блока будет отвлекать внимание персонала нормально работающего блока. Кроме собственно БЩУ, для размещения всех прочих аппаратов вторичных устройств блоков станции требуется примерно 100 единиц панелей щитов и пультов, а кроме того, от 30 до 50 шкафов различных габаритов, относящихся к устройствам ЭВМ. Общая площадь помещений для расположения всех устройств АСУ двух блоков в зависимости от мощностей блоков составляет: 240 м² при блоках 200 МВт, 450 м² при блоках 300 МВт, 650 ма при блоках 500 МВт, 720 м² при блоках 800 МВт. Эта площадь может предусматриваться не только в соседних помещениях, но и в других этажах.

Рис, П~8. Варианты компоновки панелей щитов и пультов двух БЩУ 1 щит оперативных панелей; 2 — пульт управления; 3 — щит неоперативных панелей С целью уменьшения числа панелей и площади помещений в конструкциях щитов и пультов АСУ мощных блоков находят все большее применение избирательные схемы контроля и управления с вызывными аппаратами, малогабаритная аппаратура, многошкальные приборы с поворотными шкалами, секционные посты управления и т. п.