F.A.Q. по стыковке контроллеров MULTI-LINE с другими системами

[Jackson]

Это топик посвящен тому, как состыковать автоматику DEIF с автоматикой других производителей.

1. Стыковка контроллеров с регуляторами оборотов и напряжения
2. Примеры стыковки с регуляторами частоты вращения
3. Примеры стыковки с регуляторами напряжения
4. Стыковка разнотипных систем управления. Введение.
5. Пример. Добавление одного генератора в электростанцию

[Jackson]

Существует большое количество регуляторов частоты вращения и напряжения приводных двигателей и генераторов, каждый из которых имеет свои возможности по внешнему управлению. Регуляторы бывают цифровые (управляются по цифровому интерфейсу), цифро-аналоговые (цифровой регулятор с возможностью внешнего управления аналоговыми/дискретными сигналами) и аналоговые (управление только аналоговыми/дискретными сигналами). Речь идёт о цифро-аналоговых и полностью аналоговых регуляторах.

Стыковка с конкретным регулятором на конкретной установке каждый раз является уникальной задачей и сводится к подбору схемы подключения и вспомогательных элементов (резисторов, промежуточных реле, потенциометров). Поэтому, не существует гарантированного готового решения по стыковке. Но при этом уже накоплен огромный опыт управления самыми разными регуляторами. Принципы и схемы стыковки с каждым регулятором описаны в едином документе, который называется "Interfacing DEIF to governors and AVRs", который свободно доступен на сайте http://www.deif.com и содержит примеры стыковки с большим количеством регуляторов. Этот документ носит рекомендательный характер и должен применяться на практике с учётом оценки местных условий. Нередко на месте схему включения можно взять из документа, но величины резисторов приходится подбирать по месту.

При наличии конкретной задачи (конкретного двигателя, генератора, контроллера и регуляторов) можно обратиться в техническую поддержку Компании "ДВК-электро" за консультацией, поскольку сервисные инженеры эту задачу решают самостоятельно и имеют некоторый опыт, а также есть опыт полученный от крупных заказчиков, и этот опыт не является секретом.

[Jackson]

В разработке

[Jackson]

В разработке

[Jackson]

В общем случае, все производители автоматики малых электростанций предусматривают собственные интерфейсы, предназначенные в лучшем случае для стыковки с аппаратурой того же производителя, в худшем - только того же самого типа (зависит от типа контроллера). Пока не существовало цифровых интерфейсов взаимодействия контроллеров этого класса друг с другом, проблема стыковки разнородной аппаратуры сводилась к физическому преобразованию одних аналоговых сигналов в другие и для этого существуют до сих пор большое количество устройств-преобразователей. Цифровые же интерфейсы (как правило это CAN) у каждого устройства имеют собственные форматы (за исключением, разве что, CAN J1939 - интерфейса стыковки контроллеров двигателей с вышестоящими контроллерами электростанций) и это закрытая коммерческая информация. Однако некоторые контроллеры продолжают комплектоваться и аналоговыми интерфейсами. Поэтому, исходя из сказанного, задача стыковки автоматики разных производителей, как правило, решается одним из трёх способов или их комбинацией:

1. Поиск возможностей стыковки по аналоговым и дискретным (не цифровым) интерфейсам - функциональность такого решения будет сильно ограничена.
2. Установка автоматики одного производителя "поверх" автоматики другого производителя и наладка совместной работы всей системы.
3. Полная замена автоматики электростанции на автоматику только одного производителя и типа.

[Jackson]

Если в автономной электростанции с несколькими генераторами требуется добавить ещё один генератор, не имеющий вообще никакой автоматики - чем нужно оснастить этот генератор для того чтобы включить его в параллельную работу с остальными?

Эта задача не имеет общего решения, каждый раз она решается одним из наиболее подходящих по месту способов. Например:

Задача и её решение взяты из реального отработанного запроса: имеется три генератора по 1 МВт 0,4 кВ, оборудованных итальянскими контроллерами DST4602 (функциональный аналог AGC-222). Генераторы настроены на параллельную работу с комплексным управлением (пуск/стоп по нагрузке). Имеется ещё один генератор, не оборудованный никакой автоматикой вовсе, который требуется добавить к трём уже имеющимся.Проблема с которой столкнулся заказчик - техническая поддержка. Самым простым решением является закупить четвертый контроллер DST4602 и состыковать его с уже имеющимися по цифровому интерфейсу. Но, со слов заказчика, техническая поддержка со стороны итальянцев такова, что можно позвонить в Италию, можно позвонить в Грецию, можно совершенно никуда не звонить - во всех трёх случаях результат одинаков. Поэтому заказчик обращается к фирмам поближе. Задача осложняется тем, что три имеющихся генератора находятся на гарантии и затрагивать их модернизацией заказчик не хочет.

[+] решение

Для полного удовлетворения заказчика новый генератор должен в составе всей станции обеспечивать:

1. автоматическую синхронизацию со сборными шинами;
2. распределение активной и реактивной нагрузки;
3. запуск/останов при изменении нагрузки;
4. запуск включение на шины при обесточивании шин;
5. автоматическое чередование приоритета для равномерности выработки моторесурса всех генераторов;
6. интеграция в существующую систему мониторинга.

Важно понимать, что это требования не к контроллеру управления нового генератора, а ко всей электростанции в целом.

Итак, контроллеры DST4602 в комплектации заказчика имеют только цифровой интерфейс CAN для организации комплексного управления электростанцией, к которому подключиться не получится. Но поскольку электростанция автономная, то шанс есть, а точнее - есть два шанса. С точки зрения - если так можно сказать - нового генератора, три существующие установки являются источником энергии, то есть одним генератором мощностью 3х1000 = 3 МВт. Предлагаемый к установке на новый генератор контроллер AGC-222 может быть снабжён блоком интерфейсов типа не IOM-220 (им он комплектуется стандартно), а IOM-230, который в отличие от первого имеет унифицированный аналоговый интерфейс распределения активной и реактивной нагрузки. Точно такой же интерфейс имеют устройства распределения нагрузки - это блоки LSU серии UNI-LINE. Эти блоки до сих пор производятся и будут производиться ещё долго, поскольку их назначение как раз и заключается в реализации только нужных функций простейшими средствами.

С помощью IOM-230 и блока LSU-113DG организуем классическую схему пропорционального распределения нагрузки между двумя генераторами, один из генераторов - новый, а второй - это три имеющихся генератора. Можно реализовать и схему "ведущий-ведомый", если это потребуется. Блок LSU выбирается на мощность генератора - то есть в нашем случае на суммарную мощность трёх генераторов.

Измерить общий ток трёх генераторов можно двумя способами:
а) установить общий трансформатор тока на сборные шины;
б) три вторичных тока (по одному с каждого генератора) пропустить через суммирующий трансформатор.

У первого способа есть ограничения: нагрузка должна быть подключена только со стороны нового генератора и никак иначе. Если хотя бы часть нагрузки будет с другой стороны - эта часть будет "невидима" для устройства LSU и возможен перекос при распределении нагрузки. Кроме того, необходимо установить трансформатор тока в одну фазу сборных шин, что достаточно трудоёмко и технически сложно. См.рис.1.

рисунок 1

У второго способа также есть ограничения: необходимо врезаться в штатные измерительные цепи к существующим трансформаторам тока и тянуть их достаточно далеко. Либо же можно установить новый трансформатор тока, но для этого придётся отключить силовые кабели или разобрать ошиновку. Возможно применение разъёмного трансформатора тока. А можно всё-таки врезаться в цепи существующих трансформаторов тока, но через дополнительный разделительный трансформатор тока. См.рис.2.

рисунок 2

Осталось связать блок LSU с контроллером AGC-222 через блок IOM-230, включить в контроллере аналоговые линии - и распределение нагрузки готово.

В примере выбраны блоки LSU для активной (LSU-113DG) нагрузки и второй - для реактивной (LSU-122DG). Если в существующих генераторах распределение реактивной нагрузки выполняется по принципу статизма, то блок LSU-122DG (для реактивной нагрузки) не требуется - новый генератор также будет распределять реактивную нагрузку за счёт своего статизма.

Важно чтобы три имеющихся генератора были должным образом настроены на управление оборотами и напряжением (в части управления регуляторами), иначе при включении ещё одного генератора может возникнуть раскачка мощности между генераторами, устранить которую не удастся.

Обобщим, что получилось по заданным требованиям заказчика:

1. автоматическую синхронизацию со сборными шинами - выполняется.;
2. распределение активной и реактивной нагрузки - выполняется;
3. запуск/останов при изменении нагрузки - может выполняться, если задействовать выходы P>80% и P<20% блока LSU-113DG, при этом новый генератор всегда будет иметь низший приоритет;
4. запуск включение на шины при обесточивании шин - выполняется;
5. автоматическое чередование приоритета для равномерности выработки моторесурса всех генераторов - возможно только для трёх имеющихся генераторов;
6. интеграция в существующую систему мониторинга - выполняется (контроллер AGC-222 имеет RS-485 и Ethernet ModBUS-TCP)