ABB UFC721BE101

Описание

Общие сведения о продукте

Описание продукта

1. Адаптивные алгоритмы регулировки и синхронизации с сетью: Модуль ABB UFC721BE101 включает предустановленные алгоритмы для управления газовыми и паровыми турбинами:
   • Регуляция скорости и мощности: Адаптивный PID-алгоритм поддерживает скорость ротора турбины в диапазоне 2500–3600 об/мин (в зависимости от типа турбины) с точностью ±0.05% номинальной скорости, а также регулирует мощность генератора в диапазоне 0–100% номинальной.
   • Синхронизация с сетью: Модуль сравнивает частоту и фазу напряжения генератора с параметрами сети (50/60 Гц) и корректирует скорость турбины для плавного параллельного включения генератора — это предотвращает импульсные нагрузки на сеть и повреждение генератора.

     Например, в газотурбинной электростанции UFC721BE101 управляет турбиной мощностью 100 МВт: при запуске он увеличивает скорость ротора от холостого хода (3000 об/мин) до рабочей (3600 об/мин), синхронизирует генератор с сетью 50 Гц и поддерживает мощность на уровне 90 МВт, корректируя топливоподачу при изменениях нагрузки сети.

2. Многофункциональные входы/выходы и защита от аварий: ABB UFC721BE101 имеет 12 аналоговых входов (4–20 мА) для подключения сенсоров температуры, давления, вибрации и скорости, а также 6 аналоговых выходов (4–20 мА) для управления клапанами топливоподачи, дросселями пара и сигнальными системами. Дополнительно модуль оснащен 8 цифровыми входами/выходами для обработки дискретных сигналов (например, сигналы аварийных переключателей).

   Защита от аварийных режимов включает:

   • Защита от превышения скорости: При превышении скорости ротора на 115% номинального значения модуль блокирует топливоподак, останавливая турбину за 0.5 сек;
   • Защита от перегрева: При превышении температуры газов на выходе турбины за допустимый лимит (например, 650 °C) модуль снижает топливоподачу, возвращая параметры в безопасный диапазон;
   • Защита от вибраций: При превышении амплитуды вибраций ротора (сигнал от вибрационного сенсора) модуль отправляет тревогу в контроллер и снижает мощность турбины.
3. Отказоустойчивость и диагностика в реальном времени: ABB UFC721BE101 поддерживает режим резервирования 1+1 (активный-резервный) — два модуля работают параллельно, синхронизируя данные через высокоскоростную шину Symphony Plus. При сбое основного модуля резервный автоматически принимает управление за ≤30 мс, не прерывая работу турбины. Модуль также передает в контроллер данные о состоянии каждого канала (ток, напряжение, температура) и логи ошибок — операторы могут отслеживать параметры в реальном времени через SCADA и прогнозировать возможные неисправности (например, снижение точности сенсора давления).

Технические параметры

• Тип модуля: Модуль управления газовыми/паровыми турбинами для ABB Symphony Plus;
• Аналоговые входы: 12 × 4–20 мА (дифференциальные, точность ±0.05%);
• Аналоговые выходы: 6 × 4–20 мА (максимальный ток 0.5 А/канал);
• Цифровые входы/выходы: 8 (дискретные, 24 В DC);
• Параметры регулировки:
  • Диапазон скорости турбины: 2000–4000 об/мин;
  • Точность регулировки скорости: ±0.05% номинальной;
  • Время реакции алгоритма PID: ≤50 мс;
• Режим резервирования: 1+1, время переключения ≤30 мс;
• Питание:
  • Напряжение: 24 В DC ±10%;
  • Потребляемый ток: ≤1.0 А;
• Операционные условия:
  • Температурный диапазон: 0 °C до +60 °C;
  • Максимальная относительная влажность: 95% (без конденсации);
  • Уровень защиты (IP): IP20;
  • Устойчивость к вибрации: 5–150 Гц (амплитуда 0.15 мм);
• Механические параметры:
  • Тип монтажа: В шасси ABB Symphony Plus;
  • Размеры (длина × ширина × высота): 180 mm × 100 mm × 65 mm;
  • Вес: ~850 г;
  • Индикаторы LED: 7 (питание, работа, режим резервирования, ошибка, синхронизация, авария, диагностика);
• Совместимость:
  • Системы: ABB Symphony Plus, ABB System 800xA;
  • Сенсоры: Датчики температуры (Pt100), давления (4–20 мА), скорости (энкодеры), вибраций (4–20 мА);
• Стандарты соответствия: IEC 61131-3, IEC 61000-6-2 (EMC), CE, UL 508.

Преимущества и особенности

1. Высокая точность регулировки: Адаптивный PID-алгоритм и точность ±0.05% скорости гарантируют стабильную работу турбины и плавную синхронизацию с сетью — критично для избежания импульсных нагрузок и снижения износа оборудования.
2. Отказоустойчивость: Режим резервирования 1+1 и время переключения ≤30 мс предотвращают аварийные остановки турбин — снижают риск потерь электроэнергии и финансовых убытков.
3. Универсальность: Поддержка газовых и паровых турбин, а также разных типов сенсоров (температуры, давления, вибраций) упрощает интеграцию в существующие энергетические объекты — не требуется замена модуля при модернизации турбины.
4. Комплексная защита: Защита от превышения скорости, перегрева и вибраций предотвращает повреждение дорогостоящего оборудования (лопатки турбины, генератор), увеличивая срок службы.
5. Интеграция с Symphony Plus: Полная совместимость с системами ABB Symphony Plus обеспечивает синхронную работу с другими модулями (аналоговыми, цифровыми) и SCADA — не требуется дополнительные шлюзы или адаптеры.

Примеры применения

1. Энергетика (газотурбинная электростанция):
   • Задача: Управление газотурбиной мощностью 100 МВт, синхронизация генератора с сетью 50 Гц и защита от превышения температуры газов (≤650 °C) и скорости ротора (≤3600 об/мин).
   • Конфигурация: ABB UFC721BE101 подключен к энкодеру скорости (4–20 мА), датчику температуры газов (Pt100), вибрационному сенсору (4–20 мА) и клапану топливоподачи (аналоговый выход 4–20 мА). При запуске турбины модуль увеличивает скорость до 3600 об/мин, синхронизирует генератор с сетью и поддерживает мощность на уровне 90 МВт. При превышении температуры газов до 660 °C модуль снижает топливоподачу, возвращая температуру до 640 °C.
2. Тепловая электростанция (паротурбинная установка):
   • Задача: Регулировка давления пара на входе турбины (8–12 МПа) и скорости ротора (3000 об/мин), а также защита от перегрузки генератора и вибраций ротора.
   • Конфигурация: ABB UFC721BE101 считывает сигнал от датчика давления пара (4–20 мА) и регулирует дроссель пара через аналоговый выход. При снижении давления ниже 8 МПа модуль открывает дроссель, увеличивая подачу пара; при превышении 12 МПа — закрывает, стабилизируя параметры. Данные о давлении, скорости и вибрациях передаются в SCADA для мониторинга операторами.
3. Комбинированная электростанция (газотурбина + паротурбина):
   • Задача: Синхронное управление газотурбиной (50 МВт) и паротурбиной (30 МВт), регулировка общей мощности станции (80 МВт) и защита обеих турбин от аварийных режимов.
   • Конфигурация: Два модуля ABB UFC721BE101 работают в составе системы Symphony Plus — один управляет газотурбиной, другой — паротурбиной. Модули обмениваются данными через шину Symphony Plus, синхронизируя мощность обеих турбин: при увеличении нагрузки сети газотурбина увеличивает мощность до 55 МВт, а паротурбина — до 35 МВт, поддерживая общую мощность 90 МВт. При сбое модуля газотурбины резервный переключается за 25 мс, не прерывая работу.

Сравнение с конкурентами

Советы по выбору и предостережения

• Советы по выбору: Выбирайте ABB UFC721BE101 если вам нужно управлять газовой или паровой турбиной в составе системы ABB Symphony Plus и требуется высокая точность регулировки + отказоустойчивость. Оптимально для газотурбинных, паротурбинных и комбинированных электростанций с требованиями к плавной синхронизации с сетью и защите оборудования.
• Предостережения:
  • Калибруйте сенсоры (давления, температуры, скорости) совместно с модулем через ПО ABB Control Builder — неправильная калибровка снижает точность регулировки и может привести к аварийным ситуациям;
  • Настраивайте параметры защиты (лимиты скорости, температуры, вибраций) строго в соответствии с техническими характеристиками турбины — превышение этих лимитов может привести к повреждению лопаток или генератора;
  • Регулярно проверяйте состояние резервного модуля — его готовность критична для непрерывной работы турбины;
  • Используйте только экранированные кабели для подключения сенсоров (особенно вибрационных и температурных) — уменьшает влияние электромагнитных помех от генератора и других энергетических устройств.

UFC721BE101