Обеспечение непрерывного эксплутационного контроля турбо- и гидрогенераторов, а также их вспомогательных систем является основой надежной работы этого оборудования. Для реализации функции диагностики состояния оборудования необходимо получение и накопление полной и достоверной информации в течение длительного периода эксплуатации, что на средствах контроля предыдущего поколения становится практически невозможным.

Современные технические средства, в первую очередь промышленная электроника и вычислительная техника, достигли высокой степени надежности и долговечности, а вычислительные ресурсы и объемы памяти позволяют решать неограниченный круг задач.

Такие возможности и грамотная концепция построения средств контроля позволяют сегодня значительно увеличить время полезного использования этих средств, отодвинуть момент морального устаревания оборудования за счет возможности периодической модификации программного обеспечения и замены устаревших интерфейсов.

Примером подобной системы является система контроля и измерения технологических параметров генераторов «СТК-ЭР» (система технологического контроля – «Электросила» – «Ракурс»), разработанная ООО «НПФ «Ракурс».

«СТК-ЭР» обеспечивает мониторинг генератора, формирует и выдает сменный отчет и отображает запрошенные оператором-технологом данные в виде таблиц, графиков или мнемосхем, формирует диаграмму мощности, осуществляет архивирование результатов контроля и выполняет ряд сервисных эксплуатационных функций.

Современная модификация системы осуществляет измерения заданного набора технологических параметров (температуры активных частей, подшипников, охлаждающих сред, электрических параметров, влажности воздуха, механических вибраций и вибраций лобовых частей, увлажнения изоляции межфазных зон и др.), проверку нахождения этих параметров в пределах установленных норм с выдачей соответствующих сигналов и сообщений, если имеют место отклонения от этих норм или при сбоях и отказах измерительных устройств и средств контроля самой системы.

Функциональные возможности системы базируются на модульном программном обеспечении, разработанном специалистами ООО «НПФ «Ракурс» при алгоритмической поддержке специалистов АО «Электросила». Новые задачи контроля и диагностики легко интегрируются в систему, как программные модули.

Тщательно разработанный интерфейс пользователя позволяет предоставить оператору в удобной для него форме всю необходимую информацию о текущей работе генератора, вспомогательного оборудования, самой системы «СТК-ЭР» и обеспечивает богатые сервисные возможности, в том числе:
• Эксплуатационный контроль, индикацию и регистрацию технологических параметров генератора в базе данных системы, а также периодическую или по запросу оператора-технолога регистрацию параметров генератора на бумажном или магнитном носителях (flash‑карта).
• Сигнализацию, индикацию и автоматическую регистрацию отклонений от нормального режима работы генератора и его вспомогательных систем.
• Сигнализацию и регистрацию отклонений от нормального режима измерительных средств, электронных блоков, коммуникаций и программного обеспечения «СТК-ЭР», а также фиксацию сбоев и отказов отдельных измерительных каналов.
• Непрерывный мониторинг генератора с предоставлением информации в виде мнемосхем, таблиц параметров, графиков зависимости параметров от времени, предупредительных и аварийных сообщений.
• Возможность оператору вводить или корректировать параметры измерительных каналов: диапазон измерения по каждому параметру или группе параметров, до пяти уставок по каждому каналу – верхняя аварийная и верхняя предупредительная, нижняя аварийная и нижняя предупредительная, предупредительная по производной, вводить и выводить из обработки любые обрабатываемые параметры генератора с терминала и компьютера системы без нарушения процесса контроля и диагностирования и т. д. Все процедуры ввода защищены от несанкционированного доступа.
• Автоматизированную калибровку измерительных каналов (ИК).
• Выработку управляющих воздействий по реализации технологических защит агрегата.
• Специальную математическую обработку параметров и накопление статистических данных по надежности, условиям эксплуатации и определению ресурса генератора, а также выполнения диагностических алгоритмов.
• Выполнение операций по контролю и управлению рабочими и пусковыми процессами генератора и его вспомогательных систем в соответствии с заданными алгоритмами.
• Ведение архива, анализ накопленных данных и обобщение опыта эксплуатации агрегата.
• Контроль метрологической достоверности результатов работы «СТК-ЭР».




Описание «СТК-ЭР»

Система построена на базе программируемого логического контроллера с использованием специализированных модулей измерения сигналов термометров сопротивления (ТС) и термопар (ТП) с повышенной помехоустойчивостью (принимающих сигналы от датчиков, находящихся в зоне действия сильных электромагнитных полей), модулей приема унифицированных сигналов тока и напряжения, модулей приема сигналов от виброакселерометров и датчиков увлажнения, программируемого сенсорного терминала, вторичных источников питания, принтера и промышленного компьютера.

Унифицированные сигналы напряжения и силы постоянного тока и сигналы от ТС и термопар и др. поступают на входные модули контроллера и специализированные модули, где преобразуются в цифровой код. Контроллер сравнивает измеренные сигналы с уставками и вырабатывает выходные дискретные сигналы управления и предупреждения при превышении уставок.

Информация о текущих параметрах отображается на промышленном терминале и мониторе компьютера. Информация о выявленных отклонениях от нормальной работы и сменные отчеты автоматически или по запросу оператора распечатываются на принтере. Ввод настроечных параметров – выбор канала, тип НСХ, подключаемого параметра, диапазон измерения, значения уставок и т. д. – осуществляется с программируемого терминала или промышленного компьютера и защищен паролем.

Система обеспечивает автоматическое измерение заданных параметров, самодиагностику и диагностику подключаемых датчиков, формирование архива и отображение графиков.

Система легко интегрируется, как с автоматизированными системами управления (АСУ) станции, так и с другими локальными системами за счет установки соответствующих интерфейсных модулей.

Расширенные модификации системы позволяют выполнять архивирование результатов контроля, осуществлять диагностирование неисправностей контролируемого оборудования и реализовывать функции управления, включая выполнение технологических защит, формирование условий на разрешение или запрет пуска генератора и работу его вспомогательных систем.




Технические характеристики и условия эксплуатации «СТК-ЭР»

• В части электромагнитной совместимости cистема соответствует нормам ГОСТ Р 50746‑2000 «Совместимость технических средств электромагнитная. Технические средства для атомных станций. Требования и методы испытаний», а по каналам измерения температуры – повышенным требованиям в соответствии с ТУ.
• Система позволяет принимать дискретные сигналы от датчиков и исполнительных механизмов типа «сухой контакт» с питанием от СТК-ЭР 24VDC или 220VAC. Количество входных дискретных каналов не ограничено.
• Система имеет релейные дискретные выходные каналы типа «изолированный сухой контакт» и «транзисторный выход 24VDC». Количество выходных дискретных каналов не ограничено.
• Гальваническая развязка между входными и внутренними цепями каналов 1500 В, между измерительными каналами преобразования сигналов ТС – 1500 В, между измерительными каналами тока и напряжения – 500 В. По отдельному заказу устанавливаются измерительные каналы преобразования сигналов ТС и термопар с гальванической развязкой между входными и внутренними цепями каналов и между каналами – 5000 В.
• Цикл опроса входных каналов: дискретных – не более 0,1 сек, ИК преобразования сигналов ТС и ТП – не более 0,5 сек, ИК преобразования тока и напряжения – не более 0,5 сек.
• Климатическое исполнение системы по ГОСТ 15150‑69 – УХЛ4 с расширенным температурным диапазоном эксплуатации: от 0 до 45 оС. В условиях, когда необходимо поднять верхнюю границу температуры до 55 оС, используются холодильные агрегаты (кондиционеры), встроенные в типовой шкаф системы.
По отдельному заказу возможна поставка системы в исполнениях – ТВ4, ТС4, О4.
• Питание системы должно осуществляться от одного или 2 независимых источников питания постоянного (220+22‑33 В) или переменного тока (220+22‑33 В) с частотой 50 ± 3 Гц или 60 ±5 Гц. Переключение с одного источника на другой выполняется автоматически и сопровождается соответствующей сигнализацией
• Уровень механических воздействий в месте установки системы должен соответствовать группе М6 по ГОСТ 17516‑90.
• Средняя наработка на отказ системы Т > 100000 часов.
• Средний срок службы «СТК-ЭР» не менее 15 лет.

Опыт эксплуатации «СТК-ЭР» на различных объектах доказал надежность оборудования и возможность его работы в неблагоприятных условиях, связанных с особенностями функционирования турбо- и гидрогенераторов мощностью от 6 до 1000 МВт.

«СТК-ЭР» является серийно выпускаемой продукцией и функционирует на крупнейших предприятиях России, ближнего и дальнего зарубежья.

На сегодняшний день разработано, изготовлено и введено в эксплуатацию более 70 систем технологического контроля.