Eficienţa energetică - caracteristică principală a produselor dezvoltate de ICPE ACTEL (episodul XVII)

Episodul XVI s-a dorit a fi o retrospectivă a produselor realizate de ICPE ACTEL şi a serviciilor asociate prin prisma aportului specialiştilor societăţii în vederea obţinerii unei eficienţe energetice maxime la utilizator. Cu această ocazie s-au trecut în revistă principalele soluţii şi produse ce reprezintă rezultatul activităţii societăţii în prezent şi în perspectiva următorilor ani.

Introducere

Unul din produsele de bază al societăţii noastre îl reprezintă sistemul de reglare automată a tensiunii cu regulator numeric tip SRAT, utilizat pentru excitarea generatoarelor sincrone de tip hidro sau turbo din dotarea centralelor hidroelectrice sau termoelectrice. Produs cu o vechime de aproximativ 40 ani în abordarea ICPE ACTEL, dezvoltat pentru prima dată în România la ICPE, în colectivul LEAAMP, actualul ICPE ACTEL, transferat tehnologic în fabrică în anii ‘80, şi-a regăsit de fiecare dată rolul de a asigura SEN stabilitate, siguranţă şi performanţă, motiv de a-l considera primordial în urmărirea lui cu mare atenţie pentru a-l pune în parametrii maximi de eficienţă tehnică.

1. Structura echipamentelor de tip SRATN

Din punct de vedere al schemei bloc de principiu şi de integrare a produsului SRATN în ansamblul reţea - grup de producere energie electrică, în figura de mai jos se poate observa că soluţia dezvoltată de ICPE ACTEL se bazează pe elementele specifice electronicii de putere (fig. 1).

Figura 1 - Schema SRAT Termo

Pentru obţinerea unei eficienţe sporite a utilizării acestui echipament în excitarea grupurilor energetice s-au avut în vedere următoarele aspecte:

• stadiul actual în domeniul producătorilor de astfel de echipamente;
• necesitatea obiectivă de automatizare şi monitorizare a funcţionării în sistem;
• optimizarea funcţiilor şi a performanţelor dinamice;
• multiple studii şi teste experimentale;
• redundanţa elementelor semnificative;
• funcţionare stabilă şi sigură în exploatare.

2. Soluţie eficientă pentru noua generaţie de produse SRATN

Pornind de la cele amintite mai sus, noua structură de echipamente a urmărit ca în cadrul schemei de comandă şi reglare să fie utilizat un sistem redundant între convertorul c.a./c.c. principal şi cel de rezervă prin utilizarea a două PLC-uri care asigură trecerea automată de pe un convertor pe celălalt, funcţie de sarcină şi de o eventuală avarie pe unul din ele.

În acest fel, timpul de răspuns al buclei de curent a scăzut de la circa 4 ms la circa 1 ms.  De asemenea, a crescut substanţial precizia de citire a defazajului U şi I ale generatorului prin utilizarea unui convertor intrinsec cu timp de răspuns mai mic de 50 ms.

Sistemul de comandă şi reglare digital SRATN permite în plus, prin utilizarea unui sistem de reglare redundant cu 2 PLC-uri, următoarele:

• supravegherea SRATN cu 50 ecrane;
• precizia de reglare digitală sporită;
• funcţionarea optimă conform diagramei P-Q a maşinii sincrone;
• frânarea electrodinamică prin convertor de putere;
• comunicare facilă în reţea.

În acest mod de lucru s-au obţinut următoarele performanţe:

• precizie de măsură îmbunătăţită de circa 10 ori pentru toate mărimile achiziţionate;
• viteza de achiziţie crescută de circa 20 ori pentru mărimile ce intră în sistemul de reglare;
• timpi de răspuns în regim dinamic de circa 4 ori mai mici;
• posibilitatea trecerii şi funcţionării în regim insularizat al fiecărui grup.

De asemenea, prin implementarea redundanţei în funcţionare cu două PLC-uri s-a obţinut o precizie de reglare a mărimilor dorite, semnificativ mai bună, iar prin îmbunătăţiri soft s-au obţinut funcţii de protecţie incluse şi treceri manual - automat sau invers, fără şocuri de curent în înfăşurările generatorului (fig. 2).

Figura 2

3. Perspectivele pentru următoarea generaţie de produse SRATN

Una din direcţiile urmărite cu foarte mare atenţie pentru creşterea eficienţei acestor produse este legată de îmbunătăţirile impuse pentru creşterea fiabilităţii acestora.

În acest sens, se vor avea în vedere următoarele aspecte calitative:

• scăderea ratei de defectare sub 0,1%/ an şi intervenţii rapide şi uşoare în caz de service;
• costuri mici de întreţinere şi reparaţii pe parcursul duratei de viaţă;
• integrare în sistem digitalizat şi control de la distanţă (wireless);
• redundanţă 100% la toate elementele cheie ale produsului;
• alimentare redundantă de la serviciile proprii ale centralei sau din servicii proprii generator;
• modificări hardware pentru blocul de măsură a mărimilor sistemului prin creşterea numărului de intrări analogice şi a numărului de ieşiri digitale, printr-o comunicare protejată şi performantă atât cu celelalte plăci de control din sistem, cât şi cu PLC - ul de control;
• modificări software pentru a mări posibilitatea de realizare a unei diagnoze în timp real, pentru a asigura autodiagnoza convertoarelor c.a./c.c. şi c.c./c.a., pentru a salva un istoric al funcţionării produsului în termeni optimi (fig. 3).

Figura 3 - Sistem numeric de comanda, masura si control

Din punct de vedere al cuantificării efectelor energetice, putem spune că produsul SRATN, în viziunea noastră, rezultat al măsurătorilor pe câteva produse în funcţionare, astăzi are:

• un randament global în funcţionare la sarcina nominală cu 2,3 % mai bun decât vechea generaţie de produse;
• o diminuare a cheltuielilor în exploatare cu circa 14% faţă de soluţia precedentă.

4. Concluzii

Produsul SRATN este, ca orice produs, în continuare perfectibil. În acest sens, urmărim ca într-o nouă generaţie de produse, următoarele aspecte să rămână deschise pentru cei care se ocupă de viaţa acestora:

• reducerea timpilor de răspuns ai buclelor de reglare (curent, tensiune);
• reducerea timpului de răspuns al întregului sistem în care funcţionează SRATN;
• creşterea posibilităţilor de monitorizare şi autodiagnoză;
• integrare în reţeaua internă de comunicaţie a fiecărei centrale electrice.

Cum timpul va reprezenta întotdeauna inamicul principal al fiecărui specialist, am speranţa că la rându-i, acesta se va convinge în găsirea celor mai bune soluţii oferite de ICPE ACTEL pentru piaţa de produse specifice activităţilor noastre.

Ion Potarniche este dr. ing., Director General ICPE ACTEL