Nam Theun 2 Power Company Limited prowadzi wielką elektrownię wodną w Laosie, gdzie cztery turbiny generują łącznie około 1000 MW energii elektrycznej. Każda turbina jest kluczowym elementem procesu produkcji energii i musi być chroniona przed niebezpiecznymi warunkami pracy, takimi jak nadmierna prędkość obrotowa.
System wykrywania nadmiernej prędkości pełni funkcję dedykowanej warstwy bezpieczeństwa w obrębie urządzeń wirujących. Nieustannie monitoruje prędkość obrotową i uruchamia wyłączenie w przypadku przekroczenia z góry określonych limitów, zapobiegając uszkodzeniom mechanicznym i sytuacjom zagrażającym bezpieczeństwu.
Wyzwanie: wymiana systemu wykrywania nadmiernej prędkości Jaquet T401
Istniejący w zakładzie system wykrywania nadmiernej prędkości opierał się na platformie Jaquet T401. Z biegiem czasu system stał się przestarzały, co sprawiało, że konserwacja i usuwanie usterek stawały się coraz trudniejsze. Dostępność części zamiennych i elastyczność systemu były ograniczone, co zmniejszało możliwość dostosowania systemu do aktualnych wymagań operacyjnych.
Złożoność projektu wzrosła ze względu na konfigurację elektrowni. Każda z czterech turbin wymagała własnego, niezależnego systemu zabezpieczenia przed nadmierną prędkością z strukturą głosowania 2oo3. Tego typu konfiguracja opiera się na trzech niezależnych kanałach pomiarowych w celu zapewnienia niezawodnego wykrywania i bezpiecznego wyłączania.
Oprócz wyzwań technicznych wymiana musiała zostać przeprowadzona bez zakłócania bieżącej pracy zakładu. Nowy system musiał zintegrować się z istniejącymi środowiskami SCADA i EWS, zachowując jednocześnie pełną widoczność alarmów, sygnałów wyłączenia i stanu systemu.
Rozwiązanie: zastosowanie systemu SpeedSys® 200 do ochrony turbin przed nadmierną prędkością
Firma TriSystems zaprojektowała i dostarczyła nowy panel systemu wykrywania przekroczenia prędkości, który zastąpił dotychczasową instalację. Rozwiązanie opierało się na systemie wykrywania przekroczenia prędkości SpeedSys® 200, a firma Istec zapewniła sprzęt oraz wsparcie techniczne w trakcie realizacji projektu.
Dla każdej turbiny wdrożono dedykowaną strukturę głosowania 2oo3 z wykorzystaniem trzech niezależnych modułów SpeedSys® 200. Łącznie w czterech turbinach zainstalowano dwanaście modułów. Taka konfiguracja gwarantuje, że wyłączenie z powodu przekroczenia prędkości następuje tylko wtedy, gdy co najmniej dwa z trzech kanałów wykryją zdarzenie przekroczenia prędkości, zapewniając solidny i odporny na awarie mechanizm zabezpieczający.
Modułowa konstrukcja SpeedSys® pozwala na skalowalne architektury systemowe i umożliwia modernizacje o niewielkim wpływie na istniejącą infrastrukturę. Umożliwia to integrację systemu z istniejącą infrastrukturą bez większych modyfikacji, przy zachowaniu kompatybilności z różnymi typami czujników i systemami sterowania.
Realizacja projektu modernizacji systemu ODS w instalacji z wieloma turbinami
Projekt został zrealizowany przez firmę TriSystems, która była odpowiedzialna za projektowanie, instalację, konfigurację i uruchomienie nowych paneli ODS. Firma Istec wsparła projekt poprzez dostawę modułów SpeedSys® 200 oraz doradztwo techniczne podczas projektowania i walidacji systemu.
Podczas instalacji każdy system turbinowy był konfigurowany indywidualnie, w tym jego logika głosowania, przetwarzanie sygnałów oraz wyjścia wyłączające. Systemy zostały zintegrowane z istniejącym środowiskiem SCADA i EWS w celu zapewnienia pełnej widoczności operacyjnej i kontroli.
Walidację systemu przeprowadzono w ramach ustrukturyzowanego procesu testów akceptacyjnych serwisu. Symulowano warunki nadmiernej prędkości w celu zweryfikowania działania logiki wykrywania oraz prawidłowego uruchamiania sygnałów wyłączenia turbiny. Takie testy oparte na symulacjach są niezbędne, ponieważ umożliwiają pełną weryfikację systemu bez narażania turbiny na rzeczywiste warunki nadmiernej prędkości.
Kluczowe wyniki
- Projektowanie i dostawa nowych paneli ODS dla czterech turbin
- Dostawa dwunastu modułów SpeedSys® 200
- Wdrożenie czterech niezależnych struktur głosowania zgodnych z normą ISO 2003
- Integracja z istniejącymi systemami SCADA i EWS
- Konfiguracja, testowanie i uruchomienie całego systemu
Wyniki modernizacji systemu wykrywania nadmiernej prędkości
Po uruchomieniu nowy system wykrywania nadmiernej prędkości działa w pełni na wszystkich czterech turbinach. Każda turbina działa obecnie z niezależnym i spójnym systemem zabezpieczeń opartym na znormalizowanej architekturze.
Testy odbiorcze serwisu zakończyły się sukcesem, potwierdzając dokładne wykrywanie prędkości oraz niezawodne uruchamianie mechanizmów wyłączających turbiny w warunkach symulowanych. System został przyjęty przez klienta bez żadnych istotnych zaległych problemów, co świadczy o tym, że wdrożenie spełniło wszystkie wymagania funkcjonalne i bezpieczeństwa.
Przejście na system modułowy poprawia łatwość konserwacji i umożliwia łatwiejsze wprowadzanie modyfikacji w przyszłości. Standaryzacja we wszystkich turbinach upraszcza zarządzanie systemem i zmniejsza złożoność infrastruktury zabezpieczeń elektrowni.
Wnioski
Projekt ten ilustruje wymianę przestarzałego systemu wykrywania nadmiernej prędkości w wielu turbinach przy użyciu ustrukturyzowanego i skalowalnego podejścia. Dzięki połączeniu możliwości inżynieryjnych i wykonawczych firmy TriSystems z platformą SpeedSys® 200 oraz wsparciem technicznym firmy Istec wdrożono spójny i niezawodny system zabezpieczeń.
W rezultacie otrzymujemy łatwe w utrzymaniu i przejrzyście zorganizowane rozwiązanie w zakresie zabezpieczeń przed nadmierną prędkością, które integruje się z istniejącą infrastrukturą zakładu i zapewnia bezpieczną, długoterminową eksploatację.
