СПРАВКА

О новых разработках научно-производственного предприятия ЗАО «НПП «Русэлпром-Электромаш»

Предприятие специализировано на разработку и производство наукоемкой продукции для электроэнергетики, в частности систем возбуждения и систем мониторинга для гидрогенераторов. С 2010 года запущены в производство цифровые системы управления возбуждением, представляющие собой новое поколение аппаратуры с улучшенными техническими характеристиками, развитыми функциями самоконтроля и самодиагностики, расширенными информационными функциями, обеспечивающими полномасштабную работу систем возбуждения совместно с АСУТП. Сданы в промышленную эксплуатацию системы возбуждения этого типа для Сходненской ГЭС, Бухтарминской ГЭС (Казахстан), Иркутской ГЭС, Нижегородской ГРЭС.

Ниже дана краткая характеристика основных элементов новых систем.

1. Автоматический регулятор возбуждения АРВ-РЭМ700.

Регулятор построен на базе новейшего трехядерного процессора с возможностями сигнального процессора и 12-разрядным АЦП на борту. Повышенная вычислительная мощность процессора, расширенная память, увеличенная на порядок скорость опроса АЦП – обеспечили переход от применения целочисленной арифметики в существующих прототипах АРВ к расчетам с плавающей запятой, т.е. к использованию более мощных программных продуктов, отказу от аппаратной реализации функций и, в конечном счете, повышению как технических характеристик изделия, так и надежности работы.

Немаловажное значение имеет и то, что со времени начала разработок присутствующих на нашем рынке цифровых систем управления прошло уже более десяти лет и примененные ранее образцы микрочипов постепенно переходят в разряд раритетов со всеми вытекающими последствиями – значительным увеличением сроков поставки и повышению их стоимости в несколько раз.

Регулятор АРВ-РЭМ700 имеет встроенные функции самоконтроля и самодиагностики, обеспечивает автоматическую калибровку измерительных каналов; объем дневника до 1000 событий (увеличен в 10 раз); имеется возможность ведения многосуточных трендов событий и осциллографирование до восьми аналоговых сигналов («черный ящик»); регулятор имеет часы реального времени и карту энергонезависимой памяти типа Secure Digital SD, на которую переписываются осциллограммы аварийных процессов; карту SD можно извлечь и перенести на компьютер для дальнейшей обработки информации.

АРВ-РЭМ700 в апреле 2009 года прошел комплексную проверку по «Программе комплексных системных испытаний автоматических микропроцессорных регуляторов возбуждения синхронных генераторов», разработанной и утвержденной в ОАО РАО «ЕС России» и «рекомендуется к использованию как в составе вновь вводимых генерирующих мощностей (без ограничения установленной мощности), так и при плановой модернизации систем возбуждения и замене регуляторов АРВ-СД или АРВ-СДП различных модификаций».

2. Система мониторинга тиристорных преобразователей.

Системы возбуждения ЗАО «НПП «Русэлпром-Электромаш» имеют развитую систему мониторинга аппаратуры, в том числе мониторинга тиристорных преобразователей. Это позволяет отслеживать старение тиристоров и производить их своевременную замену, исключает и упрощает ряд операций регламентного обслуживания, позволяет оперативному персоналу оценивать остаточный ресурс оборудования без его отключения, что может предотвратить непредвиденный отказ оборудования и связанные с этим потери. Благодаря системе мониторинга тиристоров оперативный и оперативно-ремонтный персонал начинает «видеть» процессы, происходящие в силовом оборудовании, что позволяет ему принимать правильные текущие и перспективные решения, а также стимулирует повышение его технической квалификации.

Система мониторинга тиристорных преобразователей обеспечивает:

• измерения тока каждого тиристора;
• контроль состояния предохранителей;
• измерение температуры тиристоров;
• контроль за распределением токов по одноименным плечам параллельных тиристорных мостов;
• измерение текущих параметров каждого тиристора мостовой схемы (температур каждого вентиля, напряжения на тиристоре, параметров импульсов управления).

Собственно платы измерения размещены на тиристорных блоках на высоком потенциале, получают питание от снабберных цепей и импульсов управления и передают информацию по радиоинтерфейсу на специализированный контроллер, расположенный на потенциале земли. Далее эта информация обрабатывается контроллером и по локальной сети CAN системы возбуждения передается в шкаф управления.

Системой мониторинга уже оснащены системы возбуждения гидрогенераторов Загорской ГАЭС-2, Усть-Среднеканской ГЭС и Курейской ГЭС.

Системы возбуждения на Курейской ГЭС введены в эксплуатацию в конце 2009 года.

3. Устройство контроля изоляции обмоток возбуждения обеспечивают измерение и мониторинг сопротивления изоляции ротора.

Изоляция измеряется в диапазоне от 0,1 кОм до 10 МОм, также измеряется емкость обмотки возбуждения – от 0,1 пФ до 1000 мкФ. Последняя функция позволяет определить место пробоя изоляции ротора. Выпускаемые в России приборы могут измерить сопротивление величиной не более 1 МОм; емкость обмотки не измеряется. По своим техническим характеристикам устройство контроля изоляции сравнимо с продукцией ведущей в этой области фирмы «Bender» (Германия).

4. Структура управления.

Возможности цифровых систем управления возбуждением, представленных на рынке России как российскими, так и зарубежными производителями, практически исчерпаны. Всех их можно отнести ко второму поколению цифровых систем управления, называемых системами интегрального типа, в которых все функции – сбор и обработка информации, регулирование, защита, управление тиристорными преобразователями – реализованы на одном микроконтроллере.

Система управления возбуждением следующего поколения является системой распределенного типа и построена с использованием локальной сети. Модули ввода/вывода дискретных сигналов, измерительные преобразователи напряжения и тока с аналоговым выходом 4/20 mA, монитор для представления информации в удобном виде, релейные модули – являются микропроцессорными. Кроме своей основной функции они ведут предварительную обработку информации (фильтрация сигнала, исключение «дребезга» контактов, усреднение и т.д.) и передают ее по внутренней сети CAN, что снижает нагрузку на АРВ.

Все активные модули выполняют функцию самокалибровки измерительных трактов и не требуют обслуживания в процессе эксплуатации.

Для информационного обмена с внешним миром имеются технические средства с интерфейсами RS-232, USB, RS-485, Profibus и Ethernet.

5. Наладочно-диагностический комплекс «ДИАНА-3» для проверки и настройки системы возбуждения.

Сегодня на станциях проверка и настройка оборудования после планово-предупредительного ремонта выполняется непосредственно на работающем генераторе. Для этих работ необходим персонал с высокой квалификацией; они занимают определенное время и, как следствие, характеризуются значительными затратами по энергоносителю. Комплекс обеспечивает проверку и настройку системы регулирования в режиме «on-line» при остановленном генераторе. Полезность и необходимость такого прибора для эксплуатирующего персонала очевидна.

6. Система мониторинга гидрогенератора.

Обеспечение непрерывного эксплуатационного контроля гидрогенератора и его вспомогательных систем обязательно и является основой для надежной работы этого оборудования. Система мониторинга СМ-РЭМ осуществляет измерения заданного набора технологических параметров – температуры обмотки и сердечника статора, подшипников, охлаждающих сред; механических вибраций и биения вала; частоты вращения ротора; режимных параметров и обнаружение пожара гидрогенератора. Все элементы системы мониторинга, включая контроллеры и сетевые средства, обеспечены программными и аппаратными средствами самодиагностики. Аппаратура системы мониторинга функционирует в полностью автоматическом режиме.

Системы мониторинга, выпущенные в начале 2010 года для гидрогенераторов Толмачевской ГЭС поверены ФГУ «Тест-Санкт-Петербург» и будут запущены в эксплуатацию в этом году.

Коротко о предприятии.

Надежность работы оборудования определяется уровнем разработок, уровнем технологии, испытательной базой предприятия-изготовителя. ЗАО «НПП «Русэлпром-Электромаш» - предприятие полного производственного цикла; располагает современной производственной базой, в том числе оборудованием для автоматизированного поверхностного монтажа плат, специализированными цифровыми и физическими наладочными стендами: стенд токовых нагрузок позволяет нагружать преобразователи по току до 9000 А, а при номинальном напряжении – до тока холостого хода генератора; цифровые модели энергосистем, работающие в реальном масштабе времени совместно с реальной аппаратурой и уникальная испытательная установка – электродинамическая модель энергосистем, обеспечивают выпуск продукции с высокой заводской готовностью, что позволяет снизить сроки пуско-наладки до 5 дней. Научный коллектив предприятия составляет около 60% от общей численности.

Принципы, которыми руководствуется ЗАО «НПП «Русэлпром-Электромаш» - это максимальное использование аппаратуры собственной разработки. Все силовое оборудование, микропроцессорная аппаратура и программное обеспечение всей выпускаемой продукции, разработано научным коллективом.

Мы считаем, что, во-первых, в случае использования готовых изделий зарубежных фирм (АРВ, тиристорные преобразователи и т.п.) закладывается определенное отставание от мирового уровня техники; во-вторых, снижается уровень научных сотрудников и разработчиков, что может привести к полной потере данного сегмента производства; в-третьих, появляется зависимость от конкретного зарубежного производителя и не только в части запасных частей, но и в части своего дальнейшего развития; и главное – понижается уровень энергетической безопасности нашей страны.

Директор по научной работе В.В. Кичаев