Компания ПОИСК изготовила щит управления для малой гидроэлектростанции КАШХАТАУ ГЭС, входящей в каскад Нижне-Черекских гидроэлектростанций в Кабардино-Балкарии (порядковый номер щита - 151).

Щит КАШХАТАУ ГЭС оснащён системой электронной индикации нового поколения, разработанной компанией ПОИСК. Основным элементом этой системы являются светящиеся по всей длине линии и шины (линии мнемосхемы светятся, если соответствующие им реальные линии находятся под напряжением).

Технология ПОИСК-ЩИТ и ранее располагала символом индикатора «запитки» линий ИЗЛ (отрезки линий с вмонтированными в них точечными светодиодами, которые ставились, как правило, в начале и в конце линии). Светящиеся по всей длине линии и шины, безусловно, намного нагляднее демонстрируют «запитку» участков схемы. Кроме того, в щите КАШХАТАУ ГЭС впервые применен ряд новых многоцветных мнемосимволов с большими равномерно светящимися поверхностями. Основные технические проблемы, которые были успешно решены при создании новых мнемосимволов, - получение высокой яркости, насыщенных цветов и равномерной засветки светящейся поверхности символов и линий.

Щит отображает мнемосхему электрической сети ГЭС с тремя гидроагрегатами, системами шин 110, 10 и 0,4 кВ, с тремя трансформаторами 10/110 кВ, двумя трансформаторами собственных нужд 10/0,4 кВ и множеством коммутирующих аппаратов. Мнемосхема располагается на рабочем поле 1,8 х 4,4 м.

Щит изготовлен в напольном исполнении, крепление – только к полу. Габаритные размеры щита – 2,8 м (высота), 4,4 м (длина), 0,7 м («глубина»). Высота фриза – 0,55 м, высота цоколя – 0,45 м. На фризе расположены цифровые индикаторы серии Ин100. В плане щит расположен по прямой линии.

В оформлении щита используются качественные отделочные материалы: композитные декоративные панели с алюминиевой поверхностью, окрашенной краской «металлик», на нерабочих поверхностях щита и задних дверцах щита, профили из анодированного алюминия, обрамляющие рабочее поле, цоколь, фриз, дверцы, а также алюминиевый плинтус.

В основе системы управления щита – промышленный компьютер с установленной на нём программой ZNZ32 (сервер щита). Сопряжение с внешней системой, являющейся источником данных о состоянии объекта, - по технологии ОРС.

Щит питается от двух вводов – от сети ~220 В/50 Гц (основное питание) и от сети постоянного тока 220 В (резервное питание). Система питания щита имеет цепи контроля всех генерируемых в ней номиналов питания.

Новая система светодиодной индикации

В щите применена система светодиодной индикации нового поколения, разработанная компанией ПОИСК. Система включает в себя следующие новые элементы:

• светящиеся линии ЛС и шины ШС,
• символы выключателей ВЭ28 и ВЭ18,
• символ трансформатора Т95,
• символ генератора Г100,
• активные терминальные платы P16W.

Новые мнемосимволы могут использоваться как исключительно в составе новой системы, так и в комбинации со всеми «старыми» символами компании ПОИСК. Введение новых мнемосимволов не требует никаких изменений существующей системы управления, за исключением применения новых «активных» терминальных плат P16W со встроенными ключами и источником питания для управления светящимися ЛС и ШС. Для всех новых мнемосимволов созданы соответствующие модели индикации в управляющей программе ZNZ32.

Мнемосимволы светящихся линий ЛС и шин ШС

Впервые на щите использованы СВЕТЯЩИЕСЯ ПО ВСЕЙ ДЛИНЕ ЛИНИИ И ШИНЫ! Внешне – по размерам и форме – светящиеся линии и шины полностью повторяют соответствующие обычные (пассивные) линии и шины компании ПОИСК: линии шириной 5 мм и шины шириной 10 мм, выполненные из цветной пластмассы. Внутри линий и шин помещены светодиоды, обеспечивающие равномерную по длине символа подсветку. В щите КАШХАТАУ ГЭС используются линии и шины трёх цветов: красный (110 кВ), синий (10 кВ) и жёлтый (0,4 кВ). Вообще доступны красный, оранжевый, жёлтый, зеленый, синий, белый цвета свечения.

Мнемосимволы выключателей ВЭ28 и ВЭ18

Символы выключателей нового типа – т.н. «экранные» символы – отличаются тем, что у них равномерно засвечивается вся лицевая поверхность символа. Таких символов – два: у ВЭ28 светится поле размером 26х26 мм, у ВЭ18 – поле 16х16 мм. Символы – трёхцветные. В щите КАШХАТАУ ГЭС символы могут светиться красным, зеленым и желтым цветами, хотя это могут быть и любые другие комбинации 3-х цветов из ряда красный, оранжевый, жёлтый, зеленый, синий, белый. Значения трех цветов в щите КАШХАТАУ ГЭС – включено, отключено, неопределённое состояние. ВЭ28 использованы для отображения основных выключателей – масляных, вакуумных, воздушных и элегазовых. ВЭ18 отображают разъединители, заземлители и прочие коммутирующие аппараты.

Мнемосимвол трансформатора Т95

Символ трансформатора Т95 размером 95х70 мм имеет два частично пересекающихся светящихся кольца с внешним диаметром каждого около 50 мм и шириной 7 мм. Кольца светятся, если трансформатор находится под напряжением. В отсутствие напряжения все поле мнемосимвола – чёрное. В щите использованы мнемосимволы трансформаторов с сине/красными кольцами (10 кВ/110 кВ) и сине/жѐлтыми кольцами (10 кВ/0,4 кВ).

Мнемосимвол генератора Г100

Символ генератора Г100 диаметром 100 мм имеет две светящиеся зоны: внутренний круг диаметром 70 мм и кольцевую зону вокруг него шириной 8 мм. У внутреннего круга – 5 цветов свечения: белый, зеленый, синий, красный, желтый; в отсутствие свечения – чёрный. Цвет свечения кольцевой зоны – синий, в отсутствие свечения – чёрный. Комбинации цветов свечения двух зон генератора отображают разные состояния готовности и режимов работы генератора (в числителе – цвет кольцевой зоны, в знаменателе – цвет центрального круга):

• чёрный/белый – гидроагрегат остановлен, готовность к пуску отсутствует,
• чёрный/зелёный – гидроагрегат остановлен, есть готовность к пуску,
• чёрный/синий – гидроагрегат вращается на холостом хорду, не возбуждѐн,
• синий/синий – гидроагрегат вращается на холостом хорду, возбуждѐн,
• синий/красный – гидроагрегат в генераторном режиме,
• синий/жёлтый – гидрогенератор работает в режиме СК.

Предусмотрены режимы мигания кольцевой зоны и центрального круга для обозначения аварийного режима, режима неисправности и переходного состояния от момента задания режима до его окончательного установления.

Пассивные мнемосимволы

Пассивными (т.е. не оснащѐнными светодиодной индикацией) в мнемосхеме являются следующие мнемосимволы:

• символы измерительных трансформаторов напряжения,
• символы предохранителей,
• символы заземления,
• держатели надписей.

Все перечисленные символы изготовлены на основе держателей 15 х 23 мм и 25 х 50 мм. Цвет корпуса – красный в цепях 110 кВ, синий – в цепях 10 кВ, горчично-желтый (далее – для упрощения – «желтый») – в цепях 0,4 кВ. Символы друг от друга отличаются рисунком (текстом), нанесенным на специальную матовую пленку. Пленка с рисунком наклеена в неглубокую нишу на лицевой поверхности символа. Цвет линий рисунка – черный, цвет фона – белый.

Конструкция щита

Каркас щита составлен из 4-х секций, ширина 1-й и 4-й секций – 1,0 м, ширина 2-й и 3-й секции – 1,2 м. Каркас щита изготовлен из анодированных алюминиевых профилей, соединенных между собой быстродействующими замками.

Вся задняя стенка щита составлена из дверей, закрывающих доступ во внутреннее пространство щита. Число створок дверей – 16. Высота дверей – 2,2 м (основной объём щита) и 0,6 м (цокольная часть щита). Ширина дверей у 1-й и 4-й секций – 0,5 м, у 2-й и 3-й секций – 0,6 м. Двери снабжены алюминиевыми ручками и магнитными фиксаторами.

Облицовка всех поверхностей щита, кроме наборного поля, - фриза, цоколя, верхней и боковых стенок, дверей - выполнена из композитного декоративного материала РЕЙНОБОНД (алюминий-пластикалюминий), лицевая поверхность которого покрыта краской «серебристый металлик», обрамление панелей и дверей – из декоративного алюминиевого профиля, плинтус – также алюминиевый. Все металлические части корпуса соединены между собой поводками из медной плетенки.

Внутри щита, в его цокольной части, расположены 5 панелей питания, в которых размещается система питания щита и сосредоточены все цепи постоянного и переменного напряжения 220 В. Нижний ярус щита (его цокольная часть), отделена от основного объёма щита перегородкой, а снаружи имеет ряд собственных дверец. В основном объёме щита отсутствуют напряжения, превышающие 24 В.

Цифровые индикаторы

Цифровые индикаторы Ин4.45 – четырехразрядные двухцветные индикаторы с высотой символа 45 мм и с произвольным положением запятой используются для отображения текущих значений мощностей, токов и напряжений непосредственно на поле мнемосхемы. Индикаторы имеют зеленый цвет свечения при нахождении индицируемой величины в допустимых пределах, красный – при выходе величины за уставку.

Индикаторы Ин4.45 отображают следующие величины:

• мощность активная генератора – 3 индикатора,
• мощность реактивная генератора – 3 индикатора,
• ток статора генератора – 3 индикатора,
• ток ротора генератора – 3 индикатора,
• напряжение статора генератора – 3 индикатора,
• напряжение на шинах 0,4 кВ – 3 индикатора,
• напряжение на шинах 10 кВ – 3 индикатора,
• напряжение на шинах 110 кВ – 3 индикатора,
• мощность активная воздушной линии 0,4 кВ – 1 индикатор,
• мощность активная воздушной линии 110 кВ – 3 индикатора,
• мощность реактивная воздушной линии 110 кВ – 3 индикатора,
• ток воздушной линии – 3 индикатора,
• напряжение воздушной линии 10 кВ – 1 индикатор.

Общее количество индикаторов Ин4.45 на щите – 35 шт.

Цифровые индикаторы серии Ин100 – одноцветные индикаторы (зеленые или красные) с высотой символа 100 мм и с числом разрядов от 3 до 6 используются для отображения глобальных параметров ГЭС:

• суммарная активная мощность – 5-разрядный индикатор красного цвета свечения Ин5.100 (88888),
• суммарная реактивная мощность – 5-разрядный индикатор красного цвета свечения Ин5.100 (88888),
• активная мощность генератора – 3 шт. 4-разрядных индикатора красного цвета свечения Ин4.100 (8888),
• уровень верхнего и нижнего бьефа – 2 шт. 3-разрядных индикатора зеленого цвета свечения Ин3.100 (888),
• напор – 3-разрядный индикатор зеленого цвета свечения Ин3.100 (888),
• суммарный расход – 4-разрядный индикатор зеленого цвета свечения Ин4.100 (8888),
• частота – 5-разрядный индикатор зеленого цвета свечения Ин5.100 (88888),
• время – 5-разрядный (с разделителем) индикатор зеленого цвета свечения Ин5.100 (88Р88),
• дата – 8-разрядный (с двумя разделителями) индикатор зеленого цвета свечения Ин8.100 (88Р88Р88).

Общее количество индикаторов серии Ин100 на фризе щита – 12 шт.

Органы управления

Помимо мнемосимволов и индикаторов на рабочем поле щита установлено 3 переключателя, выступающих в роли ключей аварийного останова генераторов. Связи от них выведены непосредственно на клеммную колодку, расположенную в пятой панели питания. Колодка предназначена для подключения внешних связей. С системой управления щита переключатели не связаны.

Надписи

Надписи на мнемосхеме и фризе щита выполняются по технологии ПОИСК-ЩИТ. Изготовление надписей производится из доступных и распространенных материалов, на доступном оборудовании. Технология изготовления надписей передается заказчику.

Система управления щита

Система управления

• преобразует телеинформацию, поступающую от внешней системы и касающуюся состояния коммутирующих аппаратов станции (телесигналов ТС) и измеренных значений параметров станции (телеизмерений ТИ), в дискретные сигналы управления активными мнемосимволами и в коды управления цифровыми индикаторами соответственно,
• производит преобразование ТС или комбинаций ТС в дискретные сигналы или в комбинации дискретных сигналов управления активными мнемосимволами на основе заложенных в программу т.н. «моделей индикации» мнемосимволов, учитывающих определенную логику преобразования и полярности сигналов,
• производит преобразование ТИ в коды управления цифровыми индикаторами на основе заложенных в программу их «моделей индикации», учитывающих число разрядов индикатора, заданный масштаб преобразования, положение запятой,
• воспринимает ТС выхода телеизмерений за уставки, формирует признаки цвета изображения (только для двухцветных цифровых индикаторов Ин4.45),

• формирует сигналы управления активными мнемосимволами линий, шин и трансформаторов (признаки запитки) на основе анализа ТС о состоянии всех генераторов и всех выключателей схемы,
• формирует сигналы управления сигнализаторами заземления линий (признаки заземления) на основе анализа ТС о состоянии всех заземлителей схемы,
• обеспечивает технологический режим конфигурирования системы управления при внесении изменений или дополнений в мнемосхему (введение или изменение мнемосимволов, индикаторов); при этом производится внесение мнемосимволов и индикаторов в электронную мнемосхему, назначение им той или иной модели индикации, осуществляется адресация контроллеров и их выходов,
• формирует определѐнные уровни яркости свечения символов и индикаторов в соответствии с задаваемыми в программе ZNZ32 признаками 1) общего уровня яркости и 2) индивидуальными весовыми коэффициентами для каждого цвета свечения каждого типа символа или индикатора;
• обеспечивает тестовый режим проверки индикации.

В аппаратном отношении система управления состоит из следующих компонентов:

• сервера щита,
• контроллеров щита К07А на 96 выходов каждый,
• терминальных плат P32D, P16P5 и P16P24.

Сервер щита – компьютер с установленными на нем операционной системой WINDOWS XP, программой ZNZ32, программным драйвером управления контроллерами и индикаторами щита PDMT, ОРС-клиентом для приема данных из внешней системы, интерфейсной платой для формирования портов RS-485.

Контроллеры щита К07А на 96 дискретных выходов каждый равномерно распределены по щиту; контроллеры управляются компьютером по интерфейсу RS-485. Выходные сигналы контроллеров передаются на терминальные платы P32D, P16P5 и P16P24 плоскими кабелями.

Терминальные платы P32D, P16P5 и P16P24 служат для распределения и усиления сигналов от контроллеров. С помощью терминальных плат осуществляется переход от монтажа плоскими кабелями к проводному монтажу. Провода от плат присоединяются непосредственно к выводам мнемосимволов.

Все цифровые индикаторы имеют встроенные контроллеры и управляются сервером по интерфейсу RS-485 (по тому же, что и контроллеры К07А).

Сервер щита подключен к локальной сети ЛВС, по которой он обменивается информацией с внешней системой по технологии ОРС (с настройкой DCOM).

Сервер щита располагаются в специальной 19″-стойке.

Система питания щита

Система питания обеспечивает питание щита от двух источников энергии:

• однофазной трехпроводной сети переменного тока 220 В, 50 Гц,
• сети постоянного тока 220 В.

Система питания щита имеет встроенный АВР, обеспечивающий питание щита в нормальных условиях от сети переменного тока и его запитку от сети постоянного тока в случае отсутствия напряжения в сети переменного тока.

Система питания щита обеспечивает необходимыми номиналами постоянного тока 10 В и 24 В все индикаторы, контроллеры, мнемосимволы и терминальные платы щита. В системе питания щита источники бесперебойного питания отсутствуют. Стабилизаторы 10 В и 24 В работают как от переменного тока, так и от постоянного.

Система питания сервера имеет в своем составе источник постоянного напряжения 48 В, инвертор для преобразования постоянного напряжения 48 В в переменное напряжение 220 В, 50 Гц и АВР, с выхода которого напряжение передается на источник бесперебойного питания сервера.

Общее потребление щита – не более 1,0 кВА / 0,85 кВт.

Щит прошёл контрольную сборку на предприятии, полный цикл приёмо-сдаточных испытаний, 72-часовой технологический прогон и в настоящее время подготовлен к поставке.

Срок гарантийного обслуживаний щита - 2 года.