Интеграция РЗА и ЛСАУ. ГТЭС Новокузнецкая

Организация расширенного информационного
пространства путем интеграции цифровых
устройств РЗА и локальных САУ
с общеблочным ПТК.
Объект: ГТЭС «Новокузнецкая»
Ведущий инженер
Московского филиала «Центратомтехэнерго»
ОАО «Атомтехэнерго»
Бабаев Денис Игоревич
ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ»
ОАО «АТОМТЕХЭНЕРГО»
г. Берлин, Германия
октябрь 2014 г.

Описание объекта автоматизации. ГТЭС «Новокузнецкая»
ГТЭС «Новокузнецкая» – газотурбинная
электростанция в г. Новокузнецк. Суммарная
мощность станции 298 МВт (2x149 МВт) – две
газотурбинных установки, представляющих
собой блок №14 и блок №15. Тепловая схема
каждого блока включает газовую турбину ГТЭ-
145 и выхлопную систему.
Проект станции призван ликвидировать
энергодефицит в Южном
энергорайоне Кемеровской области и
предотвратить его возникновение по Кузбассу в
целом, повысить выработку и эффективность
генерирующей компании и заместить
выбывающие мощности.
2
Московский филиал «Центратомтехэнерго»
Станция работает в режиме постоянной готовности газотурбинных блоков для
покрытия пиковых нагрузок в Кузбасской энергосистеме.
Время пуска из холодного состояния и нагрузки одной ГТУ до номинальной
нагрузки составляет не более 18 минут!

Описание объекта автоматизации. ГТЭС «Новокузнецкая»
3
В связи с краткими сроками пуска и ограниченного числа оперативного и
административно-технического персонала ГТЭС накладываются повышенные
требования к информационному полю (сигналы, видеокадры, сигнализация)
АСУ ТП, которое призвано снабдить оперативный персонал ГТЭС
необходимым и достаточным объемом информации о состоянии
технологических параметров для своевременного принятия решений.

АСУ ТП ГТЭС «Новокузнецкая»
4
АСУ ТП ГТЭС представляет собой распределенную автоматизированную
систему, ядром которой является общеблочный ПТК АСУ ТП, выполненный на
базе контроллеров SIMATIC S-400 и системы SPPA-Т3000 компании Siemens.
В перечень АСУ ТП ТМО, ЭТО и ЛСАУ ГТЭС «Новокузнецкая», поставляемых
предприятиями - изготовителями комплектно с производимым оборудованием,
входят:
ЛСАУ очистных сооружений – замасленные стоки/ ливневые стоки/бытовые
стоки на базе котроллеров WAGO;
ЛСАУ водогрейных котлов на безе контролеров SIMATIC S-300;
ЛСАУ пункта подготовки газа на базе контроллеров SIMATIC S-400;
ЛСАУ дожимной компрессорной установки на базе контроллеров SIMATIC S-
400;
ЛСАУ дизельных генераторов на базе контроллеров GENPART 6000;
ЛСАУ температурного контроля генератора (СТК-ЭР-М) на базе измерителя
сопротивления MIDAS;
Терминалы релейных защит ЭКРА в комплекте с АРМ релейщика;
Система тиристорного возбуждения генератора (СТСН);

5
Система мониторинга аккумуляторных батарей Midtronics в комплекте с АРМ;
Регуляторы напряжения TAPCON;
Микропроцессорный комплекс противоаварийной автоматики (КПА-М);
ЛСАУ выключателя генераторного на базе модуля CBWatch (Alstom);
ЛСАУ щитов постоянного тока (ЩПТ) на безе контроллеров RIDUS;
Блоки микропроцессорные релейных защит (БМРЗ);
Микропроцессорные цифровые счетчики электроэнергии МИП (ProSoft).
ЛВС РЗА
ПТК АСУ ТП SPPA-T3000

Проблемы организации расширенного информационного
пространства
6
 Отсутствие проектного решения для организации линий связи и
передачи цифровых сигналов от электротехнического оборудования
(цифровых счетчиков электроэнергии, микропроцессорных
терминалов и блоков релейный защит и пр.) в информационную
систему общеблочного ПТК АСУ ТП ООО «Сименс»;
 Ограниченное количество физических каналов связи между ЛСАУ
ТМО и общеблочным ПТК АСУ ТП не позволяющие сформировать
необходимое информационное пространство;
 Различные промышленные протоколы передачи данных для
организации цифровой связи между устройствами и ПТК АСУ ТП;
 Отсутствие системы единого времени АСУ ТП ГТЭС;
 Различный человеко-машинный интерфейс ПТК АСУ ТП и ЛСАУ
ГТЭС.

Цели организации расширенного информационного пространства
7
 Обеспечение возможности информационного взаимодействия между
автоматизированными рабочими местами (АРМ), серверами
общестанционного ПТК на базе системы SPPA-T3000 и интеллектуальными
устройствами РЗА и ЛСАУ ГТЭС «Новокузнецкая»;
 Реализация единообразия представления данных на АРМ для различных
протоколов передачи данных от различных устройств автоматизации;
 Представление единого информационного пространства на АРМ ПТК АСУ ТП
для ЭТО и ТМО ГТЭС «Новокузнецкая»;
 Внедрение системы единого времени в АСУ ТП.
РЕШЕНИЕ: Создание локально-
вычислительной сети для обмена
цифровой информацией между
устройствами.

Общие положения организации информационного пространства
посредством создания сети ЛВС РЗА
8
 Стандартные средства организации цифровой сети;
 Определение физического интерфейса для каждого вида оборудования;
 Определение промышленных протоколов обмена;
 Выявление требований к синхронизации времени;
 Разработка топологии внутренней подсети;
 Использование преобразователей интерфейсов;
 Применение единого сервера SICAM PAS для сбора, обработки
информации и диагностики каналов связи;
 Защита ПТК АСУ ТП посредством межсетевого экрана SCALANCE S612;
 Разработка и согласование эскизов видеокадров;
 Разработка и согласование перечней параметров передаваемых от
оборудования в ПТК АСУ ТП.

Структурная схема ЛВС РЗА и ЛСАУ ГТЭС
9

Проектирование, организация и ПНР ЛВС РЗА и ЛСАУ
10
В ходе ПНР на объекте ГТЭС «Новокузнецкая» проведена работа по
интеграции информации от цифровых микропроцессорных устройств
релейной защиты и автоматики (РЗА) и локальных систем управления
(ЛСАУ) в общестанционный ПТК АСУ ТП.
Одновременно с проведением работ по интеграции РЗА и ЛСАУ
разрабатывался техно-рабочий проект.
Указанная работа проводилась в сжатые сроки в 4 этапа.
Этап 1.
Формирование
требований
Этап 2.
Монтажные работы/
формирование перечня
сигналов и исходных
данных
Этап 3.
Наладка ЛВС и
интеграционные
испытания
Этап 4.
Разработка комплекта
проектной
документации

ЭТАП №1
11
На первом этапе проводились следующие работы:
 Изучение объектов автоматизации;
 Формирование требований к организации вычислительной сети;
 Выявление оборудования, с которого можно получать цифровую
информацию; Формирование требований к организации передачи и
хранения данных;
 Согласование с поставщиками оборудования и заводами-изготовителями
интерфейсов связи, протоколов передачи данных;
 Разработка и согласование технического задания (решения) по организации
ЛВС РЗА и ЛСАУ для интеграции интеллектуальных цифровых устройств;
 Подготовка кабельного журнала ЛВС РЗА;
 Разработка спецификации на коммутационное оборудование;
 Осуществлена доработка общего сервера SICAM PAS для реализации
функции регистрации цифровых сигналов по различным протоколам
передачи.

ЭТАП №1
12
В соответствии с разработанным техническим решением ЛВС РЗА и ЛСАУ ГТЭС
представляет собой вычислительную сеть сложной иерархической топологии с
коммутационными узлами в различных помещениях Новокузнецкой станции,
объединяющую собой 38 различных территориально распределенных систем
управления.
Передача данных в общестанционный ПТК АСУ ТП осуществляется от подсистем
автоматизации по различным протоколам обмена информации таким как:
 IEC 61850;
 Modbus RTU;
 Modbus TCP ;
 SNMP;
 МЭК 60870-5-104;
 OPC;
 S7-Connection («BLACK BOX»);
На первом этапе началась разработка проектной документации
для ЛВС РЗА и ЛСАУ ГТЭС.

ЭТАП №2
13
Второй этап проводился совместно с монтажными работами по организации
ЛВС РЗА и ЛСАУ.
На данном этапе:
 Формировался и согласовался перечень цифровых сигналов, передаваемых
от оборудования;
 Проводилась автономная наладка интеллектуальных устройств для
реализации функции передачи данных;
 Лабораторные тесты с целью подтверждения правильности адресации
сигналов;
 Разрабатывались эскизы видеокадров для представления информации на
дисплеях рабочих мест операторов ГТЭС.

ЭТАП №3
14
Третий этап проводился по окончанию монтажных работ и включал в себя:
 Наладку коммутационного оборудования ЛВС;
 Наладку цифровых линий связи;
 Организацию системы единого времени путем установки СПО на ЛСАУ;
 Формирование БД сигналов на стороне ПТК АСУ ТП;
 Разработку видеокадров для представления информации на АРМ
операторов;
 Наладку специального программного обеспечения на стороне ПТК АСУ ТП
для организации приема данных от различных устройств.
На третьем этапе проводились интеграционные испытания систем, целью
которых было подтверждения прохождения всех сигналов от интеллектуальных
устройств в ПТК АСУ ТП с контролем правильности отображения информации
на дисплеях операторов.

ЭТАП №4
15
На четвертом этапе разрабатывалась исполнительная документация на
ЛВС РЗА и ЛСАУ ГТЭС и была завершена разработка комплекта
проектной документации.
Сформирована актуализированная база данных цифровых сигналов.

Заключение
16
В ходе настоящих работ была осуществлена интеграция 38 систем различных
поставщиков, обеспечена регистрация в ПТК АСУ ТП более 5000 цифровых
сигналов, что позволило внедрить единое необходимое и достаточное
информационное поле для своевременного принятия решения оперативным
персоналом 14 и 15 энергоблоков ГТЭС «Новокузнецкая».
Применение в работе современных методов управления проектами PMBOK
совместно с PRINCE2 позволило выполнить указанную работу качественно и в
установленные сроки.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
No 31100130

Интеграция РЗА и ЛСАУ. ГТЭС Новокузнецкая

More Related Content

What's hot

Similar to Интеграция РЗА и ЛСАУ. ГТЭС Новокузнецкая

Интеграция РЗА и ЛСАУ. ГТЭС Новокузнецкая