SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Конструктор для оперативного тока. Оборудование серии HVR

На базе оборудования, входящего в линейку HVR, создаются системы гарантированного питания, которые широко используются на самых разных объектах, где требуется питание постоянным током. Выпрямители, контроллеры и другие устройства серии HVR, разработанные и выпущенные компанией «Электролион», позволяют создавать надежные системы, отвечающие современным техническим требованиям.

Компания «Электролион», г. Москва

Electrolion.png


 


«Мощные системы постоянного тока» – одна эта фраза наводит на мысль о дороговизне решения, о наличии большого штата узких специалистов и зависимости от конкретного дистрибьютора или интегратора. И во многом это действительно так! Для мощных систем постоянного тока требуется сложное оборудование, поставляемое западными компаниями, которые «подвержены влиянию» санкционной политики и прочих внешних факторов. К тому же курс доллара совсем не способствует доступности подобных систем хорошего качества. А если добавить к этому отсутствие универсальности и взаимозаменяемости элементов системы (так уж традиционно сложилось в отрасли), то станет ясно, что решение это действительно дорогостоящее.

Но нет худа без добра. Благодаря ситуации в экономике, которая описывается набившими оскомину словами «кризис» и «импортозамещение», появились компании, сумевшие не только во многом предугадать направление развития рынка, но и воплотить эти тенденции в изделиях, которые обладают многими преимуществами больших и сложных систем: гарантированным качеством, многочисленными настойками и подстройками, а также, казалось бы, двумя несовместимыми свойствами – универсальностью и кастомизированностью под конкретный проект.

Компания «Электролион» находится в России, и все ее разработки родом из России. А тут есть чем похвастаться: представьте себе, система оперативного тока достаточно большой мощности (скажем, 50 КВт) собирается, как простой конструктор лего. Иными словами, вы заказываете необходимые блоки и элементы (естественно, в компании вас подробно проконсультируют, что, зачем и как лучше), которые, заметим, почти всегда есть на складе. Всё русифицировано, и производитель не далеко за рубежом, а рядом с вами – то есть в случае необходимости вы всегда сможете получить консультацию и помощь.

Устройство и работа ШОТ

Шкафы оперативного постоянного тока (ШОТ) предназначены для бесперебойного электроснабжения важнейших потребителей, а потому незаменимы на электрических станциях, трансформаторных подстанциях, распределительных пунктах, в системах гарантированного электропитания АСУ ТП и на других объектах.

Ris_1_shema.png

Рис. 1. Структурная схема ШОТ

В рабочем режиме ШОТ осуществляет питание цепей потребителей постоянного тока от выпрямительных устройств и одновременно – подзаряд встроенной в шкаф аккумуляторной батареи. В аварийном режиме, то есть при отключении сети, находящаяся в шкафу система оперативного тока автоматически присоединяет цепь потребителей к резервному источнику питания – аккумуляторной батарее.

Для питания выпрямительных устройств и поддержания параметров аккумуляторной батареи в рабочем режиме к шкафу подводится питание от источника переменного трехфазного или однофазного напряжения.

Устройства, входящие в линейку HVR и разработанные компанией «Электролион», позволяют изготавливать шкафы, ни в чем не уступающие зарубежным аналогам.

Комплектующие системы оперативного тока HVR

ШОТ собирается из достаточно большого числа компонентов: сюда входят выпрямительные модули, управляющий контроллер, автоматические выключатели ввода переменного напряжения, автоматические выключатели отходящих фидеров, разъединитель цепи, устройство контроля изоляции, аккумуляторные батареи и прочие устройства. Охарактеризовать их все не позволяет формат журнальной статьи. Поэтому в статье мы остановимся лишь на основных устройствах, входящих в линейку HVR:
 - выпрямительные модули;
 - контроллеры;
 - система сбора и обработки информации CDAM‑2 и CDAM‑3;
 - система контроля сопротивления изоляции ICM‑32, ICM‑64;
 - система контроля аккумуляторных батарей BCM‑19 и BCM‑55;
 - система сбора информации состояния отходящих линий DI/DO‑64.

Выпрямительные устройства

Главное «рабочее устройство» шкафов оперативного тока – выпрямительные модули. С их помощью питающее напряжение переменного тока, которое они получают от сети, преобразуется в напряжение постоянного тока для питания потребителей и заряда АБ.

Ris_2_HVR-220V20A3P-N.png

Рис. 2. Выпрямительный модуль HVR 220V20A3P-N

Выпрямительные модули HVR (рис. 2) с выходным напряжением 220 В и 110 В постоянного тока изготавливаются двух видов – с естественным и принудительным (вентиляторным) охлаждением. Модули с выходным напряжением 220 В изготавливаются с выходными токами 5, 10, 20, 30 и 40 А, модули с выходным напряжением 110 В – с выходными токами 10, 20 и 40 А.

Выпрямительные модули HVR могут использоваться как в качестве одиночных выпрямителей, так и вместе с системами мониторинга и измерения: комплексным информационным анализатором, аккумуляторным анализатором, анализатором изоляции, анализатором состояния автоматических выключателей.

Контроллеры

Центральным устройством системы оперативного тока, управляющим выпрямительными модулями, является контроллер. В линейку HVR входит множество контроллеров, которые можно разделить на два основных типа: с сенсорным графическим или с монохромным дисплеем. Ко второму типу относятся более бюджетные устройства. Для примера рассмотрим технические характеристики двух моделей.

Ris_3_EMS-070SW-ZL.png

Рис. 3. Контроллер HVR EMS 070SW-ZL

Контроллер HVR EMS 070SW-ZL (рис. 3) предназначен для использования в составе систем постоянного оперативного тока ШОТ, ШУОТ, СОПТ и пр. Снабженный экраном контроллер размещается на двери шкафа и служит для управления RTU и выпрямительными модулями.

Устройство оборудовано 7-дюймовым графическим жидкокристаллическим сенсорным дисплеем, на котором в реальном времени отображается состояние системы, ее рабочие и аварийные параметры. С помощью сенсорного дисплея легко выполнять настройки и проводить опрос состояния системы.

Контроллер дает возможность отслеживать состояние входной сети, статус аккумуляторной батареи, параметры ШП и ШУ, а также состояние выпрямительных модулей, заряд/разряд аккумуляторной батареи и т. д.

В энергонезависимой памяти устройства может быть записано и сохранено более 10 000 аварийных и рабочих параметров.
HVR EMS 070SW-ZL позволяет:
 - контролировать и настраивать режимы заряда двух групп аккумуляторных батарей;
 - отслеживать сопротивление изоляции на общей шине и сопротивление изоляции отходящих линий с выдачей сигнализации;
 - организовать пользовательские сигналы посредством цифровых входов.
Контроллер поддерживает протоколы: RS‑485 и MODBUS, а также опционально – интерфейс RJ‑45 и IEC 61860 (МЭК 61860).
Контроллер HVR EMS2G (рис. 4) оборудован голубым монохромным 4-строчным ЖК-дисплеем разрешением 240 × 64 точки. Управление осуществляется с помощью кнопок. Так же, как и предыдущая модель, HVR EMS2G монтируется на дверь шкафа и отвечает за управление выпрямительными модулями и RTU.

Ris_4_new.png

Рис. 4. Контроллер HVR EMS2G


На мониторе отображаются часы реального времени. Если произошел сбой в питании, то часы продолжают показывать нормальное время.
Контроллер поддерживает RS‑485, RS‑232, протоколы CDT и MODBUS.

При срабатывании аварийного сигнала на устройстве загорается соответствующий светодиод и из встроенного динамика раздается звук. В энергонезависимой памяти хранится информация о неполадках с током (до 30 записей). Журнал событий хранит информацию о 200 событиях, данные не теряются в случае сбоя в электропитании.

Все аварийные сигналы выводятся на дисплей системы мониторинга.

Система сбора и обработки информации CDAM‑3

Предназначена для сбора и обработки цифровых и аналоговых сигналов для передачи в контроллер. Система реализована в модулях CDAM‑2 и CDAM‑3.

Ris_5_CDAM-3.png

Рис. 5. Модуль сбора и обработки информации CDAM‑3

Модуль CDAM‑3 (рис. 5) способен собирать и обрабатывать следующие сигналы:
 - отслеживание состояния двух входящих линий 380 В три фазы с автоматическим переключением резерва (АВР);
 - отслеживание состояния шести линий постоянного тока: четырех датчиков тока отходящих линий и двух датчиков температуры аккумуляторной батареи;
 - управление ограничителями напряжения с 5/7 ступенями ограничения;
 - контроль изоляции двух секций шин.

Модуль имеет 32 цифровых входа и 8 реле сухих контактов. Применим для двух групп аккумуляторных батарей и двух групп выпрямительных модулей.

Система контроля изоляции ICM‑32

Еще один важный элемент ШОТ – система контроля изоляции отходящих линий. Модуль ICM‑32 (рис. 6) отслеживает состояние сопротивления изоляции двух секций отходящих шин и определяет сопротивление изоляций 32 отходящих линий. После чего пересылает данные в контроллер по интерфейсу RS‑485. Цикл измерения: не более 40 с.

Ris_6_ICM-32.png

Рис. 6. Модуль контроля изоляции ICM‑32


Система контроля аккумуляторной батареи BCM‑19

Выполняет измерения напряжения и температуры аккумуляторной батареи и пересылает данные в контроллер по интерфейсу RS‑485.

Регистрирует напряжения на 19 блоках АКБ с номинальным напряжением 12 В.

Регистрирует температуру (1 контур).

Ris_7_BCM-19.png

Рис. 7. Модуль контроля аккумуляторной батареи BCM‑19

Система сбора информации состояния отходящих линий

И наконец, задача системы сбора информации состояния отходящих линий HVR DI/DO‑64 (рис. 8) – отслеживание положения автоматических выключателей.

Ris_8_DIDO_64.png

Рис. 8. Система сбора информации состояния отходящих линий HVR DI/DO‑64

Все перечисленное оборудование, входящее в серию HVR (выпрямительные модули, контроллер, модули сбора информации и др.), позволяет строить системы гарантированного питания, которые идеально подходят для систем электропитания трансформаторных подстанций. При разработке серии HVR был учтен многолетний опыт компании по построению технических систем, отвечающих самым изысканным требованиям, а также по решению вопросов обслуживания. Системы HVR служат на электростанциях 15–60 МВт и подстанциях 500 В – 10 кВ, ТЭС, ГЭС, на трансформаторных и распределительных подстанциях, а также на других объектах, использующих постоянный ток как источник резервного питания. Также системы HVR используются для питания оборудования передачи данных, охранных систем, телекоммуникационного оборудования и резервного освещения. Они широко применяются в электроэнергетике, нефтегазовой и химической промышленности, металлургии, машиностроении, производстве бумаги, угольной промышленности, производстве строительных материалов, текстильной, пивоваренной промышленности и т. д.

Понятно, что такой широкий спектр применений был бы невозможен без конструктивного решения, позволяющего собирать из оборудования серии HVR системы с разными количественными характеристиками. Модульная конструкция позволяет создавать систему постоянного тока по принципу конструктора «Лего». Такая система собирается по требованию заказчика, чтобы служить либо на предприятиях с большими мощностными запросами, либо на объектах, где потребности в мощности не столь велики.

Особенности серии HVR

В завершение еще раз перечислим основные достоинства серии HVR.

Высокоинтеллектуальная система электропитания. В серию HVR входят устройства, предназначенные для построения интеллектуальных и высокочастотных систем питания постоянного тока нового поколения. В основе лежит использование патентованной технологии, специально разработанной для создания четырех линий управления и сбора информации. Системы серии HVR обеспечивают возможность удаленного мониторинга и управления, они отличаются высокой эффективностью и надежностью в сочетании с высокой плотностью мощности, компактными размерами и небольшой массой.

Процесс зарядки аккумуляторных батарей полностью соответствует требованиям, предъявляемым к свинцово-кислотным и никель-кадмиевым батареям, при этом управление осуществляется с помощью специальной интеллектуальной системы управления зарядом АКБ. Мониторы оснащены стандартным интерфейсом RS‑232 / RS‑485 и рядом коммуникационных протоколов. Благодаря гибкой конфигурации система мониторинга может объединяться с АСУ ТП подстанции, осуществлять сбор и обработку информации, передавать данные о состоянии системы, контролировать выходные параметры, причем все это – удаленно, что позволяет использовать систему без оперативного персонала.

Высокая надежность. Оборудование HVR позволяет строить системы с параллельным подключением, резервированием и гибкостью настроек, что в сочетании с возможностью удаленного мониторинга и управления делает энергосистемы более ­безопасными и стабильными.

Простота в эксплуатации. Система управления и мониторинга, построенная на базе оборудования HVR, оснащена интуитивно понятным интерфейсом, выпрямительные модули и модули сбора данных подключаются с помощью технологии Plug and Play.

Удобный дисплей и аварийные сигналы. Системы оснащены ЖК-дисплеем, визуальными и звуковыми аварийными сигналами, а также журналом событий, который сохраняет данные о событиях в случае сбоя в электропитании.

Автоматический переключатель между двумя источниками переменного питания. Переключение между входами переменного тока и старт зарядного устройства происходят плавно за счет встроенной защиты от изменения чередования фаз и задержки.

Совершенная система управления зарядом АКБ. Система управления зарядом АКБ позволяет отслеживать напряжение на контактах, ток зарядки/разрядки, проводить тестирование пропускной способности (Ач) с сохранением результатов, проводить автоматическую стабилизацию и подзаряд, инициировать регулярную стабилизацию заряда АКБ.

Автоматическая температурная компенсация АКБ. Функция температурного регулирования позволяет настраивать температурную компенсацию в зависимости от типа и параметров батарей, что продлевает срок их службы.

Высокий КПД и коэффициент мощности. При полной нагрузке КПД системы, построенной на оборудовании серии HVR, превышает 95 %. Используется технология пассивной корректировки коэффициента мощности, который при полной нагрузке превышает 0,92.

Высокая стабильность напряжения и тока. Стабилизация тока – не хуже ±1 %; стабилизация напряжения – не хуже ±0,5 %; коэффициент пульсации не превышает ±0,5 %.

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 4(64)_2016

Компания "Электролион", г. Москва
тел.: +7(495)774-2500
e-mail: info@electrolion.ru
сайт: electrolion.ru