Министерство образования и науки Российской Федерации 9 страница

14.2 Приклад проектування електричної схеми захисту

На рисунку 14.6 подано електричну схему керувальної частини технологічного захисту «витікання з другого контуру», алгоритм функціонування якої подано на рисунку 12.3. Цей захист спрацює в разі підтвердження події «витікання з другого контуру» двома парами незалежних параметрів. Таким чином, до схеми надходять чотири незалежних інформаційних потоки, кожний з яких містить чотири
незалежних інформаційних каналів за одним й тим же параметром.

У разі підтвердження аварійної ситуації на блоці двома незалежними інформаційними потоками (БФК1–БФК4 та БФК5–БФК8) або (БФК9–БФК12 та БФК13–БФК16) вихідні блоки БРВ спрацюють. Нормально розімкнуті контакти реле КА1–КАЗ зімкнуться. Команду захисту буде подано до блоків БПК. Команда з блока БПКповинна бути поданою до системи безпеки та до КОС. Оперативному персоналу, а також для подальшого аналізу першопричин, які викликали спрацювання захисту, необхідно знати, відхилення якої саме пари параметрів спричинило вмикання системи безпеки, тому використовують блок БФС з наступним вводом інформації до схеми аварійної сигналізації.

Рисунок 5.6 – Спрощена електрична схема захисту «витікання з другого контуру»

Крім того, незалежно від блока БФС формуються сигнали схеми сигналізації з використанням контактів реле вихідних блоків БРВ. Таким же чином за допомогою реле вихідних блоків виконується введення інформації про спрацювання захисту до КОС. Отже, інформаційний потік до КОС також дублюється, що безумовно підвищує загальну надійність АСУТП.

При випробуванні керувальної дискретної частни захисту вихідні реле блоків БРВ повинні спрацювати. Спрацювання підтверджується відповідною сигналізацією, але команда з виходів БПК не надходить до виконавчої частини схеми. Використання методу тестового самодіагностування стану устаткування, яке працює в режимі чекання, дозволяє звести ймовірність відмов типу «неспрацювання» практично до нуля.

14.3 Схеми управління виконавчим механізмом

14.3.1 Типова схема управління виконавчим механізмом містить блок вмикання регулятора БВР, блок управління клапаном БУК, блок ключів БКЛ та блок ручного управління БРУ-32 (рисунок 14.7). Дистанційне управління за допомогою блока БРУ-32, а також автоматичне управління регулюючим органом за командами УЛУ-ІІ виконують через блоки БУК і БКЛ.

У блоці БУК формується команда на відкриття або закриття регулюючого органу у вигляді сигналу «лог.1» напругою 15 В, далі в блоці БКЛ ця команда перетворюється в напругу, достатню для управління пусковим пристроєм виконавчого механізму. До блока БУК надходить інформація від кінцевих вимикачів виконавчого механізму про положення регулюючого органу. При повному відкритті забороняється вихідна команда «більше», при повному закритті забороняється команда «менше». Забороняється проходження команд «регулятор у режимі «автоматика»» дистанційного управління при надходженні інформації від блока БВР.

Рисунок 14.7 – Типова схема управління виконавчим механізмом

Комутація вихідних ланцюгів регулятора виконується в блоці БВР. У вимкнутому стані вихідні ланцюги регулятора ввімкнуті у схему самобалансу регулятора на вхід інтегратора. При переведенні блока БРУ-32 у положення «А» блок БВР-У переводиться в режим «автоматика». В цьому випадку при відсутності дозволу автоматичного управління регулятором від УЛУ-ІІ та при відсутності заборони команд регулятора його вихідні ланцюги підключаються до пускового пристрою (пускача або тиристорного підсилювача). При цьому від блока БВР до блока БУК надходить сигнал «регулятор у режимі «автоматика»», який забороняє дистанційне управління регулюючим органом.

При наявності дозволу на автоматичне управління регулятором останній вмикається та вимикається за командами УЛУ-ІІ після блока БВР у режим «автоматика». В разі спрацювання системи контролю справності регулятора до входу блока БВР «вимкнути від захистів (блокувань)» надходить сигнал, який вимикає регулятор. Ця команда запам’ятовується, і повторне вмикання регулятора виконується лише після його ручного вмикання.

14.3.2 У схемах регуляторів систем безпеки передбачається дублювання управління з БЩУ та РЩУ (рисунок 14.8). У цьому випадку для управління використовують малогабаритні ключі типу МКВ-1266 (МУ) та блоки управління проміжні типу БПУ. Ключі SAC1 і SAC2 призначені і для вмикання та вимикання регулятора, ключі SA1 і SA2 – для дистанційного управління регулюючим органом.

Блок БПУ має чотири вхідних контакти, до яких від ключів надходять визначені комбінації сигналів. При появі коду 0101 формується команда вмикання регулятора або відкриття регулюючого органа, код 1001 викликає команду вимикання регулятора або закриття регулюючого органу, код 1110 переводить блок БПУ до нейтрального стану.

Управління за допомогою комбінацій сигналів підвищує завадозахищеність системи і запобігає появі хибних керувальних сигналів, наприклад, внаслідок наведень.

Рисунок 14.8 – Схема управління регуляторами з БЩУ та РЩУ

14.4 Схеми самобалансування і вмикання регуляторів до роботи

Самобалансування регуляторів виконується дляїх безпоштовхового вмикання до роботи. Воно звичайно передбачається для регуляторів, які вмикаються автоматично – блокуваннями або пристроями ФГУ (функціонально-групового управління). Крім того, самобалансування дозволяє виконувати контроль справності вимкнутих регуляторів.

Розрізняють два види вмикання до роботи регуляторів: на поточне значення та на задане значення параметра. При вмиканні на поточне значення параметра вихідні ланцюги вимкнутого регулятора підключені до інтегратора Д07, а вихідний сигнал інтегратора підключений до входу регулятора (рисунок 14.9,а).

Рисунок 14.9 – Схеми самобалансування регуляторів:

а – на поточне значення; б – на задане значення

При будь-якій зміні регулюючого параметру на вході регулятора його керувальні сигнали будуть викликати зміну вихідного сигналу інтегратора таким чином, щоб компенсувати змінення регульованого параметра. При вмиканні регулятора до роботи його дія на інтегратор вимикається і інтегратор переходить до режиму «зберігання» сигналу. Відповідно, регулятор підтримуватиме зворотним зв’язком через інтегратор блока Д05 і таким чином самобалансується.

При вмиканні регулятора до роботи його вихідні ланцюги відключаються від інтегратора, а сам інтегратор контактами блока БГР за командами від блока БВР охоплюється негативним зворотним зв’язком через другий канал блока Д05. Вихідний сигнал інтегратора при цьому змінюється за експоненціальним законом із постійною
часу, яка визначається постійною часу інтегратора і коефіцієнтом передачі по другому каналу блока Д05. Одночасно задане значення регульованого параметра плавно змінюється від величини, яка мала місце у момент вмикання регулятора, до величини, яка визначена положенням задатника або коректора регулятора, регульований параметр на тому рівні, який «запам’ятався», тобто на рівні, який був у момент вмикання.

При вмиканні регулятора на задане значення використовують блок Д05 (рисунок 14.9,б). Останній має два канали динамічних перетворень: перший використовують як інтегратор, другий – як аперіодичну ланку з мінімальною постійною часу. Вимкнутий регулятор охоплюється зворотнім зв’язком через інтегратор блока Д05 і, таким чином, самобалансується.

При вмиканні регулятора до роботи його вихідні ланцюги від’єднуються від інтегратора, а сам інтегратор контактами блока БГР за командами від БВР охоплюється негативним зворотним зв’язком через другий канал блока Д05. Вихідний сигнал інтегратора при цьому змінюється за експоненціальним законом з постійною часу, яка визначається постійною часу інтегратора та коефіцієнтом передачі по другому каналу блока Д05. Одночасно задане значення регульованого параметра плавно змінюється від значення, яке мало місце в момент вмикання регулятора,
до значення, яке визначається положенням задатника або коректора регулятора.

14.5 Контроль справності регуляторів

Для підвищення надійності роботи автоматики в схемах найбільш відповідальних регуляторів передбачається безперервний контроль їх справності. Контроль виконують шляхом вимірювання тривалості керувальних імпульсів. Справний регулятор формує керувальну дію у вигляді коротких керувальних імпульсів. Поява на виводі регулятора імпульсу великої тривалості в нормальних режимах експлуатації свідчить про виникнення несправності у ланцюгах регулятора, і останній слід вимкнути.

Схему контролю справності подано на рисунку 14.10. Імпульси напругою 24 В з виходів «більше» та «менше» регулюючого блока Р27 або Р28 надходять до блока БПН1, де перетворюються в імпульси напругою 15 В і надходять до блока БЛВ-У. Якщо тривалість імпульсу перевищує уставку блока БЛВ, то на його виході з’являється сигнал 15 В, який вимикає регулятор за допомогою блоказ БВР, а також запам’ятовується у блоці БФС й вмикає сигналізацію на БЩУ. Повторне вмикання регулятора можливе лише після перемикання ключа ручного управління, тобто
ручного вимикання і повторного вмикання регулятора.

У схемах регуляторів, для яких не передбачений контроль справності за тривалістю вмикань, здійснюється контроль справності датчиків допомогою блоків АДП-2. При аналогічній зміні сигналу датчика виконується вимикання регулятора.

Рисунок 14.10 – Схема контролю справності регулятора

14.6 Схема управління запірною арматурою

Існують схеми управління запірною арматурою з електродвигунами потужністю до 28 кВт, які відрізняються типами електроприводів, способами та кількістю місць управління. На рисунку 14.11 подано схему управління від ключа на БЩУ запірною арматурою з електродвигуном потужністю до 7 кВт. Інші схеми управління запірною арматурою в принципі однакові.

Рисунок 14.11 – Електрична схема індивідуального управління арматурою

потужністю до 7 кВт

Ці схеми забезпечують:

– пуск електроприводу з крайніх та проміжних положень;

– відкриття (закриття) та зупинку арматури під впливом команд дистанційного управління, які подає оператор за допомогою індивідуальних ключів управління, від УЛУ-ІІ, пристроїв технологічних захистів, блокувань, а також кнопок на фасаді блока БУЗ;

– зупинку арматури в разі перевантаження електропривода, яке контролюється муфтами граничного моменту;

– пріоритетне виконання команд від оператора;

– заборону проходження команд від оператора;

– задавання режиму управління (оператор або УЛУ-П);

– сигналізацію положення арматури, за допомогою двох ламп, розташованих на мнемосхемі, та двох світлодіодів, встановлених на фасаді блока (крайні положення – рівне світло відповідної лампи, зупинка в проміжному положенні – рівне світло обох ламп, хід арматури – переривчасте світло лампи положення, до якого рухається
арматура) та погасання лампи крайнього положення, з якого переміщується арматура, після сходження її з кінцевого вимикача, відсутність світла обох ламп у разі зникнення напруги 220 В живлення її ланцюгів управління та контролю положення;

– формування інформації про положення арматури та її руху до УЛУ-ІІ, КОС, захисту та блокувань;

– роботу з «світлим» та «темним» щитами управління.

У схемах управління запірною арматурою потужністю до 7 кВт, які належать до пристроїв нормальної експлуатації і керуються з БЩУ, передбачено:

– індивідуальний ключ подачі команд SA1 та лампи сигналізації положення HLR1 та HLG1 на БЩУ;

– блок управління засувкою (БУЗ) А1 та блок семісторних ключів (БКЛ) А2, які розташовані в шафах УКТС.

Команди на відкриття (закриття) надходять до блока БУЗ, де через схему «АБО» надходять до входу тригера. Тригер при цьому видає сигнал «лог. 1», який надходить до блока БКЛ. Відкриття семистора в блоці БКЛ забезпечує подачу 220 В до пускача КМС (ПМО). Коли засувка займе відповідне поданій команді положення (крайнє), розімкнуться контакти кінцевого вимикача SQC1 (2–1). При цьому
знеструмиться пускач КМС і зніметься напруга з дільника R1/R5, який
контролює не відкрите (R2/R6 – не закрите) положення арматури.

Семістор у блоці БКЛ закриється внаслідок того, що блок БУЗ зніме команду на закриття. При дії команди «закрити» пристрій управління має особливість, яка полягає в тому, що в кінці ходу арматури на закриття виконується самоутримання пускача КМТ через свій замикаючий контакт (контакт муфти граничного моменту SQFT1) та кінцевий вимикач SQT2, який замикається трохи раніше, ніж розімкнеться кінцевий вимикач SQT1. Внаслідок цього, розмикання ланцюга обмотки пускача КМТ при переході арматури до кінцевого положення «закрито» виконується лише після досягнення необхідної щільності закриття арматури.

Замикання одного з контактів SQPT1, SQFT1 муфти граничного моменту внаслідок перевантаження на початку руху або в проміжному положенні арматури приводить до надходження сигналу на вхід «заборона закриття». Ця обставина забезпечує зупинку арматури та заборону її руху у вибраному напрямі до подачі команди у протилежний бік.

Також необхідно відзначити, що в схемі управління арматурою використана лише частина блока БКЛ – два з шести розташованих у ньому ключів. Невикористані в схемі ключі блоку БKЛ необхідно використовувати в схемах управління іншою запірною арматурою.

Команди від пристроїв автоматичного програмного управління
УЛУ-ІІ повинні мати необхідну за часом тривалість Внаслідок цього вони не потребують «запам’ятовування», а сигнали від УЛУ-ІІ забороняють дію зворотного зв’язку в тригерах. Це дозволяє здійснити ступінчасте «відкриття» («закриття») арматури за командою імпульсатора УЛУ-ІІ без подачі команди «Стоп» від УЛУ-ІІ. Команди від захистів та блокувань «запам’ятовуються» у блоці БУЗ.

У пристрої передбачені входи для дії блокувань (технологічних заборон):

– «відкрити» («закрити»);

– «відкрити та заборонити закриття»;

– «закрити та заборонити відкриття»;

– «заборонити відкриття» («заборонити закриття»), причому цей вхід має найвищий пріоритет. У разі руху арматури в будь-який бік вона може бути зупинена у

проміжному положенні шляхом подачі протилежної команди дистанційного управління, а при русі засувки у вихідне положення – повторною командою оператора.

Існують засувки, управління якими можливе як з БЩУ, так і з РЩУ. У цьому випадку до схеми управління вводять додатковий блок БПУ, який забезпечує перемикання сигналів управління або від БЩУ, або від РЩУ. Арматура з електроприводом типу ЕПВ має два кінцевих вимикачі, тому для забезпечення її ущільненого закриття контакти муфти SQT2 та кінцевого вимикачі SQT1 ввімкнуті паралельно.

розглянемо деякі особливості ввімкнення електропривода арматури. Напруга живлення збірок РТЗО вводиться від двох секцій розподільчого щита 380/220 В через пакетні вимикачі ПВМ-3-60, автоматичні пускачі ПА-411, автоматичний вимикач A3163. Комутаційними апаратами електродвигунів арматури є пускачі ПМЕ-211, а всього комплекту – ПА-411. Захист від коротких замикань та перевантаження виконується автоматичними вимикачами типу АП-50-3МТ, а усього щита – вимикачами типу A3163. У шафах РТЗО встановлені блоки (по чотири у кожному) з комутаційною апаратурою схем управління електроприводами. Для схем управління запірною арматурою потужністю до 10 кВт застосовують блоки Б1, Б1А, Б15, Б2, Б5, Б22A, Б22Б.

література

1. ГОСТ 2.743-72. Обозначения условные графические в схемах, Двоичные логические элементы.

2. ГОСТ 2.755-74. Обозначения условные графические в схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения.

3. Контрольно-измерительные приборы и автоматика энергоблока с реакторной установкой В-220: Учеб. пособие / B.C.Никитин. – Кузнецовск: Изд-во РАЭС, 1991. – 344 с.

4. Универсальный комплекс технических средств в схемах технологических защит / Сост. Н.Г.Барыкова. – М.: Изд-во МЭИ, 1992. – 48 с.

5. Ястребенецкий М.А., Иванова Г.А.Надежность автоматизированных
систем управления технологическими процессами. – М: Энергоатомиздат, 1988. – 262 с.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Поиск по сайту: