Besturingssysteem Energievoorziening

Onderdeel van Geveke Werktuigbouw bv Postbus 820 1000 AV Amsterdam Barajasweg 60 1043 CP Amsterdam

Telefoon +31 (0)20 - 582 9111 Telefax +31 (0)20 - 582 2496

www.geveke-besturingstechniek.nl

Besturingssysteem Energievoorziening




BESTURINGSSYSTEEM ENERGIEVOORZIENING ............................................................................. 1 BESCHRIJVING BESTURINGSSYSTEEM ENERGIEVOORZIENING .............................................. 3 LIJNDIAGRAM VOORBEELD ............................................................................................................................. 3 SYNCHRONISATIEREGELING ........................................................................................................................... 5 TEST NOODSTROOMBEDRIJF ........................................................................................................................... 6 EXTRA VOORZIENINGEN .................................................................................................................................. 6 OPBOUW AUTONOME BESTURINGSKAST ........................................................................................................ 6 DOORMELDINGEN, METINGEN EN BEÏNVLOEDING GEGEVENS VAN EN NAAR HET GBS ............................. 7 BESCHRIJVING AGGREGAAT BESTURINGSMODULE..................................................................... 7 FUNCTIES .......................................................................................................................................................... 7 METING EN VISUALISATIE ............................................................................................................................... 8 BEVEILIGING GENERATOR .............................................................................................................................. 8 SIGNALERINGEN ............................................................................................................................................... 8 ALARMERING/MELDINGEN ............................................................................................................................. 9 BEDIENING ........................................................................................................................................................ 9 NET- EN KOPPELVERMOGENSCHAKELAARS ................................................................................. 10 BEWAKING- EN BEVEILIGINGSFUNCTIES...................................................................................................... 10 INKOPPELPUNT(EN) MOBIEL NSA....................................................................................................... 11 BEWAKING- EN BEVEILIGINGSFUNCTIES...................................................................................................... 11 WAAROM INTELLIGENTE BESTURINGSMODULEN? .................................................................... 12 SAMENVATTEND ............................................................................................................................................. 13




Beschrijving besturingssysteem energievoorziening De totale installatie wordt vanuit één of meerdere onderstations van de netbeheerder rechtstreeks vanuit het xkV-net elektrisch gevoed. Essentiële delen van een installatie, welke bepaald zijn door de gebruiker gestelde criteria, zijn op een automatische noodstroominstallatie aangesloten met een normale onderbreking.

De noodstroominstallatie bestaat uit een x-tal noodstroomaggregaten(NSA), eventueel aangevuld met een x-tal warmte/krachtkoppelingen(WKK) en een aansluitpunt voor mobiele noodstroomaggregaten(MNSA). Lijndiagram voorbeeld

De intelligentie besturing voor deze energievoorziening is volledig gedecentraliseerd. Daardoor neemt de kans op een storing aan de totale voorziening af.

De componenten voor deze besturing communiceren met elkaar via een gegevenskoppeling. Na omzetting zijn de alarmen storingmeldingen, meet- en statusgegevens beschikbaar op het gebouwbeheersysteem en op een algemene besturingskast.

Het besturingssysteem is zodanig opgezet dat een groot mogelijke bedrijfszekerheid wordt

verkregen. Ieder aggregaat is voorzien van een autonome besturingskast, waarin de intelligente aggregaat besturingsmodulen zijn opgenomen. Alle in de installatie voorkomende regel-, besturings- en beveiligingsfuncties zijn ondergebracht in deze autonome besturingskast.




De algemene besturingskast is voorzien van een zogeheten touchscreen, waarop de elektrische

installatie met stand- en storingsmelding van de schakelaars is afgebeeld. Met een modem kunt u bijvoorbeeld een externe serviceorganisatie op de hoogte stellen van de alarmen

storingmeldingen, meet- en statusgegevens van deze installatie. Op afstand bedienen van de installatie behoort tot de mogelijkheden.

Het aggregaat levert het gevraagde vermogen op continu basis, ongeacht of het aggregaat is gekoppeld aan het openbare net of in eilandbedrijf opereert.

De WKK-installatie wordt ingesteld en geregeld op de navolgende bedrijfsmodi;     

W-vraag

E-vraag

Minimum vraag

Maximum vraag Piekscheren



Vollastregeling



Noodstroombedrijf

De NSA-installatie wordt geregeld en ingesteld op de navolgende bedrijfsmodi;  

Noodstroombedrijf

Piekscheren

De bedrijfsmodi worden ingesteld en verkregen vanuit de algemene besturingskast. Op de kast is zichtbaar in welke modus de WKK of NSA is ingesteld.

Tijdens de E-vraag ontstane warmteoverschot wordt automatisch afgevoerd door de ingeschakelde noodkoelers.

De W-vraag en hoeveel WKK’s worden in- of uitgeschakeld, wordt vanuit het GBS geïnitieerd bepaald aan de hand van gewenste en opgewekte vermogen.

De noodkoeling wordt alleen ingeschakeld indien de maximale watertemperatuur aan de intrede wordt overschreden. Tijdens de W-vraag ontstane overschot aan elektrische energie wordt teruggeleverd aan het openbare net. Noodstroombedrijf

Indien in het openbare net door calamiteiten een spanningsuitval voordoet, dan worden de NSA’s opgestart en de openbare nutsvoorziening ontkoppeld. Opstarten van de NSA’s is gelimiteerd tot drie pogingen.




Indien een WKK in bedrijf is, dan wordt de bijbehorende generatorschakelaar geopend en blijft de WKK op nullast draaien.

Nadat de NSA’s de preferente verbruikers voeden, wordt de generatorschakelaar van de WKK met deze voeding gesynchroniseerd en ingeschakeld.

Openbare nutsvoorziening is weer aanwezig en stabiel?

Dan zal na een wachttijd de netschakelaar worden gesynchroniseerd met de actieve NSA’s en

worden ingeschakeld. Na een wachttijd wordt vermogen van de NSA’s afgebouwd tot ca. 3% van het nominale vermogen, daarna opent de generatorschakelaar. De NSA’s draaien een aantal minuten na om af te koelen en zodra de motor stilstaat wordt de actuator en brandstofklep

uitgeschakeld. De pompen draaien na en schakelen zich hierna af. De WKK-installatie wordt weer afgestemd op de dan gewenste vraag. Piekscheren

Een WKK of NSA wordt automatisch gestart bij het bereiken van een maximaal elektrisch vermogen

betrokken vanuit de openbare nutsvoorziening. Indien dit vermogen een bepaald minimum

onderschrijdt, dan wordt het aggregaat weer uitgeschakeld, nadat vermogen op dit aggregaat is afgebouwd, tot ca. 3% van het nominale generatorvermogen.

De WKK’s kunnen worden opgestart op basis van draaiuren, aantal starts, of keuze volgordeschakelaar.

De spanning en frequentie worden automatisch naar het niveau van het openbare net gebracht.

Nadat de WKK geschikt is om verbruikers te voeden, zal de generatorschakelaar synchroniseren met het openbare net.

Na het sluiten van de generatorschakelaar wordt geleidelijk het vermogen opgeregeld.

Afhankelijk van de motortemperatuur of een bepaalde tijdsduur kan worden gekozen of eerst een zogeheten kouddraaivertraging met deellast moet worden uitgevoerd. Synchronisatieregeling Indien de aggregaat besturingsmodule op automatisch bedrijf is ingesteld verloopt de

synchronisatieregeling volledig automatisch. De regeling corrigeert het verschil in frequentie, spanning en fase tussen de generator en openbare net of tussen de generatoren. Door het

toerental van de motor te verstellen wordt de frequentie geregeld en door de bekrachtiging te verstellen op de spanningsregelaar wordt de generatorspanning aangepast.

Zodra de generatorschakelaar is gesloten wordt de actieve regeling voor synchronisatie beëindigd. Hierna zal de werkelijke en blindlastregeling in actie komen. Of wordt de arbeidsfactorregeling actief, indien het aggregaat parallel aan het openbare net is gekoppeld. De werkelijke last zal

evenredig over de generatoren worden verdeeld. Bij twee aggregaten is dit voor elke generator 50% van zijn nominale vermogen.

Een timer start nadat de synchronisatieregeling actief is ingeschakeld. Wordt een maximale tijd

overschreden dan stopt de synchronisatieregeling en is de storing synchronisatiefout zichtbaar in




het scherm. De generatorschakelaar wordt tevens bewaakt op in- en uitschakelen. Faalt het sluiten van de generatorschakelaar na vijf pogingen, dan volgt een alarmmelding. Bij het openen van de

generatorschakelaar verwacht de besturing binnen 2s een terugmelding, indien deze terugmelding niet wordt ontvangen volgt er een alarmmelding. Gedrag bij een storing

Er zijn drie soorten faalklassen; 1. Generatorschakelaar wordt direct geopend en de motor stopt zonder nadraaien 2. Generatorschakelaar wordt direct geopend en de motor draait na en stopt

3. Generatorschakelaar wordt geopend, nadat vermogen is afgebouwd, motor draait na en stopt

Test noodstroombedrijf De noodstroomtest wordt uitgevoerd door keuze aggregaat in te geven op de algemene besturingskast(touchscreen) of via de gegevenskoppeling.

Indien geselecteerd aggregaat paraat is wordt deze gestart, gesynchroniseerd met het openbare net en generatorschakelaar wordt ingeschakeld.

Vermogen wordt opgebouwd tor een nominale waarde(eventueel lager)

Belast proefdraaien wordt bepaald door de installatieverantwoordelijke of kan na een ingestelde tijd, bijvoorbeeld 30 minuten, worden beëindigd.

Nadat door de installatieverantwoordelijke beëindig belast proefdraaien wordt ingegeven op het touchscreen of nadat de ingestelde tijd is verstreken, volgt een automatische stop met vermogensafbouw en nadraaien.

Test is geslaagd indien aggregaat het ingestelde vermogen levert en gedurende de proeftijd zonder storing opereert.

Elke stap kan worden vastgelegd in logboek(algemene PLC of GBS). Extra voorzieningen Systeem kan worden uitgebreid met een uitlaatgasbewaking, preferentieschakeling (E-beheer), gasdetectie etc.

Opbouw autonome besturingskast o

Besturingsmodule in deur

o

Automatische laadinrichting

o

Hoofdschakelaar

o

Signaleringen(visueel en akoestisch)

o

Hoofdstroomgroepen voor de

aansturingen van de pompen, kleppen en ventilatoren. o

Gestabiliseerde

gelijkstroomvoeding o

Ondersteuningsbatterijen

o o o o o o

Aanwijsinstrumenten Noodstopdrukker Reset drukker Thermostaat

Ventilator met roosters en filter Documenthouder




Doormeldingen, metingen en beïnvloeding gegevens van en naar het GBS 

Aanpassen en doormelden van setpoints(vermogen, arbeidsfactor)



Starten en stoppen aggregaten

 

Doormelden elektrische en niet elektrische grootheden

Doormelden bedrijfsmodi, motorgegevens en alarmhistorie

Beschrijving aggregaat besturingsmodule De aggregaat besturingsmodule is specifiek bestemd voor signalering, bediening, bewaking,

beveiliging en synchronisatie van diesel- en gasgestookte verbrandingsmotoren met daaraan gekoppeld een synchrone generator. De module is uitgevoerd met een cyclische zelftest,

daardoor worden storingen in het apparaat continu gesignaleerd. Een digitale uitgang zal bij een storing afvallen.

Aanpassingen in de configuratie van de aggregaat besturingsmodule worden op het front uitgevoerd. Meldingen, alarmen, statussen en meetwaaarden zijn in het uitleesvenster zichtbaar. Met een menustructuur bladert men door de menu’s.

De ingestelde gegevens zijn opgeslagen in een niet vluchtig geheugen en gaan niet verloren bij een uitval van de hulpspanning. Voor het documenteren kunnen deze gegevens worden vastgelegd en afgedrukt met de meegeleverde software te installeren op een PC. Functies    

Start- en stopautomatiek

Actieve synchronisatie voor- en achterwaarts

Automatische netuitvalherkenning en -wederkeer Bewaking generatorschakelaar



Automatisch noodstroombedrijf



Elektronische regeling van toerental=frequentie en spanning(eilandbedrijf)

        

Elektronische regeling van cos phi en vermogen(W en var) netparallelbedrijf Lastverdeling (W en var)

Voorgloeien/reinigingsronde (startvertraging ontsteking) Start- en stopvertraging

Startherhaling met drie startpogingen, inclusief instelbare pauzetijden

Kouddraaivertraging met deellast(parallel gekoppeld met openbare net) Voor- en naloopvertraging instelbaar Gebeurtenissenrecorder (logboek)

Wachtwoordbeveiliging drie niveaus




Meting en visualisatie 

generatorspanning, -stroom, -frequentie, -vermogen, arbeidsfactor, aanloopstroom, toerental

   

netspanning, -stroom, -vermogen

Synchronoscoop

Service display (dubbel voltmeter en frequentiemeter)

Telwerk voor kWh-uren, onderhoudsinterval, bedrijfsuren, aantal startpogingen

Beveiliging generator 

Onder- en overspanning



Terugwatt



Onder- en overfrequentie



Belasting asymmetrie



Overtoerental



Overstroom



Overbelasting



Batterij onderspanning

Signaleringen 

Stroomvoorziening paraat of handbedrijf, in stopmodus of in noodbedrijf



Standsignalering generatorschakelaar



Standsignalering eilandbedrijf of netparallel bedrijf



Automatiek in bedrijf



Alarm aanwezig



Beveiliging actief



Motor start en draait



Nadraaien en afkoelen motor



Motor stopt



Startfout



Stopfout



Noodstop



Ongewenste stop



Type generatorbeveiliging fout



Synchronisatiefout



Afbouwen vermogen



Duur afbouwen vermogen te lang



Wachttijdaanduiding bij netterugkeer



Service display (regeling frequentie, spanning actief)






Voor- en nalopen hulpwerktuigen actief(bijvoorbeeld kleppenregisters, pompen,

smering) 

Service oproep



Communicatieverbinding gestoord



Draaiveld richting verkeerd

Alarmering/Meldingen 

Startfout



Stopfout



Noodstop



Generatorschakelaar faalt



Brandstof niveau te laag, laag



Brandstofvulpomp gestoord



Motorkoelvloeistof temperatuur te hoog



Oliedruk te laag



Smeerolietemperatuur te hoog



Smeeroliedruk te laag



Kleppenregisters gestoord



Dynamofout

Bediening  

bedrijfskeuze stop/hand/test/auto hand- en testbedrijf o o o o



starten en stoppen motor

generatorschakelaar in- en uitschakelen

instelbaar levering en regeling vermogen voor belast proefdraaien instelbaar regeling toerental/frequentie en spanning

herstel storing en akoestisch alarm




Net- en koppelvermogenschakelaars De net- en koppelvermogensschakelaars zijn voorzien van autonome besturings- en

bewakingsmodule. De module bewaakt de openbare nutsaansluiting en verzorgt de in- en uitschakeling van de te bewaken vermogensschakelaar. De modules zijn middels een gegevenskoppeling met de aggregaat besturingsmodulen gekoppeld.

Indien de synchronisatieregeling van deze module wordt geactiveerd, dan worden de

setpoints voor frequentie, spanning, vermogen aan de aggregaat besturingsmodulen

middels de gegevenskoppeling doorgegeven. Indien de waarden voor spanning, frequentie en fasehoek binnen bereik zijn wordt de schakelaar gesynchroniseerd.

Een timer start nadat de synchronisatieregeling actief is ingeschakeld. Wordt een maximale tijd overschreden, dan stopt de synchronisatieregeling en is de storing synchronisatiefout zichtbaar in het scherm. De net- en koppelschakelaar wordt tevens bewaakt op in- en uitschakelen.

Het ingekochte elektrische vermogen wordt met deze besturingsmodule gemeten. Bij een overschrijding worden de WKK’s of NSA’s gestart, aantal wordt bepaald door de afwijking tussen gemeten en ingestelde afwijking van het maximum vermogen. Bij een minimum ingekocht elektrisch vermogen wordt één of meerdere aggregaten uitgeschakeld. Bij uitval van de gegevenskoppeling wordt de status van de schakelaar niet meer doorgegeven. De bewakingsfunctie van de schakelaar blijft wel in tact. De

vermogensschakelaar blijft staan in de stand voordat de gegevenskoppeling werd verbroken. De synchronisatiefunctie is geblokkeerd. Bewaking- en beveiligingsfuncties     


Onder- en overfrequentie Spanningsasymmetrie Fase/vectorsprong

Draaiveld



Synchronisatie time-out



Uitval module en gegevenskoppeling




Inkoppelpunt(en) mobiel NSA Tijdens stroomuitval, een renovatie of ombouw, kan uw stroomvoorziening en -distributie worden gevoed door een tijdelijke noodstroomvoorziening. Ondanks alle zorg die de

verhuurder hieraan besteedt, zijn de meeste installaties niet beveiligd. Ingeval van een fout

in de tijdelijke noodstroomvoorziening, kan dit leiden tot verstoring van uw proces. Om uw kwetsbare apparatuur hiertegen te beschermen adviseren wij om zogeheten inkoppelpunten

te beveiligen met een bewakingsmodule. Deze module wordt ingebouwd in de hoofdverdeler

nabij de vermogenschakelaar voor in te koppelen MNSA. Deze module beveiligt uw installatie eenvoudig door vastleggen van een bandbreedte waarin de tijdelijke noodstroomvoorziening mag en moet opereren.

Deze module is niet in het lijndiagram opgenomen. Bewaking- en beveiligingsfuncties   


Onder- en overfrequentie

Spanningsasymmetrie

Draaiveld beveiliging is niet opgenomen, omdat deze tijdens het aansluiten van MNSA door de verhuurder moet worden gecontroleerd.

Op verzoek wordt de automatische draaiveld bewaking geïntegreerd in de totale beveiliging.




Waarom intelligente besturingsmodulen? De modulen zijn speciaal ontwikkeld voor besturen, beveiligen en bewaken van energieopwekeenheden en –distributie.

Modulen zijn geschikt voor elk type energievoorziening zoals NSA of WKK(oud en nieuw). Elke vermogensschakelaar(net –koppel, generator) krijgt zijn eigen autonome besturing.

Daardoor een overzichtelijk geheel voor de gebruiker. Elke module geeft aan wat er gebeurt en wat de status is. Voor de NSA/WKK velden is iedere module identiek, daardoor korte leercurve voor de eindgebruiker

Minder componenten in de besturingskast noodzakelijk, aangezien in elke module de relevante functies zijn ondergebracht. Daardoor besparing op: o o

planning

bedrading o o o

o o o

meting/instrumentatie besturing

additionele componenten

programmeerkosten

geen aanschaf apparatuur nodig met monofuncties

geen extra knoppen of meetinstrumenten noodzakelijk

Daardoor significante afname van fouten in aansluitingen. De modules zijn met beproefde firmware uitgerust en worden wereldwijd toegepast. Eventuele onvolkomenheden zijn daardoor zeer snel op te sporen.

Door de R&D afdeling wordt continue de wensen van gebruikers onderzocht of verbetering van de apparatuur(firmware en hardware) kan worden bewerkstelligd. Besturingen controleren zichzelf cyclisch (watchdog functie) Exacte waarden voor elke functie instelbaar.

Geen verloop van instellingen na verloop van tijd.

In de meeste verdelers wordt veelal gewerkt met een passieve synchronisatie, welke actief wordt ingeschakeld bij een te koppelen vermogensschakelaar en met netwachters. Dit vereist een grote impact op de bekabeling en besturing van de verdeler. Niet te vergeten, dat als elke keer wordt omgeschakeld een relais kan blijven kleven waardoor voedingsbronnen ongewenst worden gekoppeld. Dit kan leiden tot uitval van een noodstroomsysteem.

Voor en achter elke vermogensschakelaar worden verscheidene parameters gemeten en

bewaakt. Beslissingen zoals adequaat in- en uitschakelen en actief synchroniseren kunnen daardoor worden genomen,




Alle communicatiemiddelen zijn op elkaar afgestemd door toepassing van beproefd protocol.

Door segmentatie ontstaat een vast omlijnde hiërarchie. Dit verhoogt de betrouwbaarheid en is nagenoeg plug- en play. Tussen de modules wordt iedere aangesloten component

continue door zichzelf en de andere gecontroleerd op acties. De modulen beschikken over snelle acquisitietijden, ongeacht de hoeveelheid parameters die in gebruik zijn in de module(s). Bij een defect in de module moet deze worden uitgewisseld en de instellingen worden geladen. Indien deze module beschikbaar is bij de klant is dit slechts een kwestie van

minuten. Met wat hand en spandiensten kan men aggregaat toch op de verdeler laten invoeden onder toeziend oog van de installatieverantwoordelijke.

Klant/gebruiker kan de module zelf parametreren indien de toegangscodes aanwezig zijn en deze persoon voldoende onderricht is. Beveiliging is op twee niveaus.

Telefonische ondersteuning voor aanpassen parameters is mogelijk zonder dat de gebruiker kennis heeft van de apparatuur. Samenvattend  Overzichtelijke bedrijfsvoering  Snelle inbedrijfstelling

 Korte leercurve eindgebruiker

 Betrouwbaar, door beproefde technologie, “dedicated” componenten en vast omlijnde hiërarchie

 Waarborging door cyclische zelftest van componenten  Verhoogde beschikbaarheid noodstroominstallatie  Korte MTTR

Besturingssysteem Energievoorziening

Recommend Documents