systèmes d'excitation unitrol 6800 des solutions aux

Systèmes d'excitation UNITROL® 6800Des solutions aux performances éprouvées

2 Systèmes d'excitation UNITROL® 6800 | ABB

Établissement des normes

Le système UNITROL 6800 SES est conçu pour les appli-cations avec gamme de puissance moyenne à grande, et il fonde de nouvelles normes en matière de flexibilité, de fiabilité et de connectivité.

Principaux avantages

+ Le contrôle ultime des performances maintient l'alternateur dans des limites sûresPlate-forme de contrôle haute performance AC 800PEC

+ Commande, surveillance et maintenance faciles du systèmeTerminal de contrôle de l'excitation convivial (ECT)

+ Délais de livraison courtsUtilise des modules fonctionnels préfabriqués éprouvés

+ Contribution optimisée à la stabilité du réseauOptions de stabilisateur des oscillations (PSS) intégrées

+ Ajustage fin hors ligne avec simulateur d'alternateur à circuit fermé en temps réelAjustage fin hors ligne du système et tests des conditions sévères du système (option intégrée ou externe)

+ Haute capacité d'intégration du contrôlePréparé pour la norme CEI 61850

+ Gestion efficace du cycle de vie du produitDurée de vie prolongée des dispositifs à moindre coût

+ Assistante technique toujours à votre portéeRéseau mondial des services d'excitation ABB

Système sur mesure

Principales caractéristiques

Applications sélectionnées

Le système UNITROL 6800 utilise des modules fonctionnels préfabriqués éprouvés. Avec une configuration de commande pour appareils monocanaux/bicanaux et un vaste choix de modules de modules de ponts à thyristors, le système peut être configuré pour répondre à toutes les données de champ et les exigences de disponibilité.

+ Programmation IEC 61131 du logiciel d'application avec ABB Control Builder M

+ Entièrement compatible avec la plate-forme du système d'automatisation ABB Automation System 800xA

+ Conforme aux normes internationales et locales + Communication sérielle par fibre optique entre les armoires

+ Isolation électrique et une forte immunité CEM + Installation autonome et facile de l'armoire de commande + Un maximum de sécurité pour le personnel d'entretien

en cas de maintenance en ligne + CPU 64 bits à virgule flottante

+ Aucune restriction concernant l'échelle et la gamme des données

+ Centrale électrique nucléaire, courant de champ Ifn >10 000 A + Centrale hydroélectrique souterraine, Ifn 4 500 A, échangeur

air-eau redondant + Centrale électrique à turbine à gaz, bloc MEGATROL avec

Ifn 6 000 A et convertisseur statique de fréquence 15 MW pour le démarrage de la turbine

+ Centrale électrique au charbon, Ifn 3 500 A, partie d'ali-mentation dans un conteneur IP54, armoire de commande AVR isolée avec une distance >150 m

+ Centrale hydroélectrique, Ifn 3 800 A, deux disjoncteurs de champ CC, dont un pour l'excitation de secours CC

ABB est le leader mondial dans la fourniture de régulateurs automatiques de tension (AVR) et de systèmes d'excitation sta-tique (SES) UNITROL pour les centrales électriques de tout type et de toute taille - ils sont connus pours leur retour sur investissement élevé depuis de nombreuses années.

ABB | Systèmes d'excitation UNITROL® 6800 3

Concept d'ingénierie

Les systèmes UNITROL 6800 peuvent être construits avec jusqu'à trois canaux de contrôle au total : deux canaux plei-nement intégrés et un canal de secours pour la commande d'urgence de l'alternateur. Le canal de sécurité est une unité de communication, de commande et de mesure (CCM) uni-taire. Son matériel distinct et ses différents logiciels garan-tissent une haute disponibilité du système. Chaque canal peut contrôler tous les modules du convertisseur de puissance redondant. Les modules sont connectés via leur propre inter-

UNITROL 6800

SES

UNITROL 6080

SES/AVR

Système de

contrôle à

boucle fermée

Monocanal Oui Oui

Bicanal Oui Oui

Canal de sécurité Oui Oui1)

Type de

module du

convertisseur

D5 (DCS800)

UNL 13300

UNL 14300

de D1 à D5

(DCS800) UNL

133002)

Redondance

du

convertisseur

1+1

n-1/max. modules

Oui

Oui/8

Oui

Non

Données

d'entrée

Fréquence nominale

de la tension CA max.

1 500 V

50 / 60 Hz

690 V

50 / 60 – 480 Hz3)

Données de

sortie max.

Limite maximale de

tension en courant

continu CC

10 000 A

1 900 V

1 600 A

850 V

face de contrôle du convertisseur (CCI), qui fournit également des fonctions de diagnostic et de maintenance, dont un enre-gistreur transitoire. L'interface de signal du convertisseur (CSI) et l'interface de commande de grille (GDI) fournissent des barrières de potentiel à l'intérieur du convertisseur de puis-sance. Au niveau du système, des unités combinées d'entrée et de sortie (CIO) sont utilisées pour servir d'interface avec les signaux E/S analogiques et numériques internes et externes. Ces unités sont entièrement redondantes, si nécessaire.

1) Avec troisième module convertisseur pour un courant continu CC max. ≤ 800 A2) Solution technique sur demande3) > 50/60 Hz pour les systèmes AVR uniquement ; l'alimentation monophasée est également disponible pour les systèmes AVR

Famille deproduits

Système d’excitation statique

Système d’excitation statique

Régulateur automatique de tension du type thyristor

Régulateur automatique de tension (AVR), de type IGBT

UNITROL 6800

UNITROL 6080

UNITROL 6080

UNITROL 1000

10 20 40 100 400 800 1000 2000 4000 10000

UNL 14300

UNL 13300

UNL 13300

D5

D5

D2, D3, D4 Converter

UN1020

UN1010

PM40

3

D1, D2, D3, D4 Converter 16.67, 50 … 400 Hz

Gamme de produits UNITROL

Courant d'excitation I [ADC]EN

Concept matériel des systèmes UNITROL 6800

Canal decontrôle n°�1

Canal decontrôle n°�2

Canal desécurité et de

protection

Elément E/S

Convertisseurn°1

Contrôle du convertisseur

Signaux de mesureLiaison de données à fibre optiqueContrôle de gâchettes du thyristor

Amorçagedu champ

Décharge

4 Systèmes d’excitation UNITROL® 6800 | ABB

La communication entre le canal/les canaux de contrôle, le convertisseur de puissance et les appareils E/S analo-giques et numériques s'effectue grâce à des câbles à fibres optiques. Cela permet de réduire les influences électromagné-tiques perturbatrices, tout en permettant une installation facile et isolée de l'ar-moire de commande. En cas de mainte-nance en ligne, la sécurité maximale du personnel d'entretien est assurée.

Le système UNITROL 6800 SES illustré est conçu pour la gamme

Ifn 2 882 A, avec tension du champ nominale de 585 V et une

limite de courant de 4 192 A pour 10 s.

Le système UNITROL 6800 SES est conçu pour répondre aux conditions opérationnelles et environnementales individuelles ainsi qu'aux normes internationales et locales. Tous les systèmes sont entièrement soumis à un essai de fonctionnement avant de quitter l'usine.

Vue d'ensemble

Terminal de contrôle de l'excitation

– Panneau de commande de service de base – Terminal de contrôle de l'excitation convivial

Électronique de réglage

– 2 ou 3 canaux de contrôle redondants – Tous les appareils sont facilement acces-

sibles pour les essais et le remplacement pendant l'exploitation en ligne

Amorçage du champ

Permet l'amorçage en tension en cas de faible tension résiduelle de l'alternateur

Dispositif de désexcitation

Disjoncteur de champ, résistance de décharge et protection de surtension de champ « crowbar », sélectionnés pour répondre à toutes les conditions opéra-tionnelles et aux défauts potentiels

Sortie CC

Câbles CC / barres blindées pénétrant par le bas ou le haut

Circulation d'air de refroidissement

Refroidissement forcé par circulation d'air avec prise d'air à l'avant et sortie d'air à l'avant ou sur le dessus


Indice de protection de l'armoireIP31 par défaut, IP54 avec échangeurs air-eau intégrés sur demande

Transformateur d'excitation Un transformateur d'excitation sec à bobine coulée est recommandé ici. Il a prouvé sa pertinence dans plusieurs ins-tallations et présente plus d'avantages que les autres types de transformateurs.

Entrée CA

Grande armoire pour connecter les câbles CA / les barres blindées pénétrant par le basou le haut

Convertisseur de puissance

Ponts du thyristor entièrement contrôlés

Ventilateurs de refroidissement du convertisseur

Facilement remplaçables pendant le fonctionnement du système (2 ventila-teurs redondants en option)

Sortie CC

Câbles CC / barres blindées pénétrant par le bas ou le haut

Panneau de contrôle du convertisseur

Fournit les valeurs actuelles, les données de courant et de température du conver-tisseur, ainsi que l'indication de l'état à travers des témoins LED


Fonctions de contrôleLe micrologiciel standard bien structuré comprend toutes les fonctions de régulation, de protection et de surveillance requises pour le fonctionnement sûr du système AVR/SES. Il peut toutefois être adapté aux exigences spécifiques du client par l'extension du nombre de signaux E/S ou par l'ajout de fonctions logicielles optionnelles.

Enregistrement des données et des événements

Synchronisation de l'heure du système

La fonction d'enregistreur interne d'événements permet de gérer et de stocker jusqu'à 2 000 événements, chacun étant doté d'un horodatage en temps réel. L'enregistreur de don-nées contient une partie pré-configurée capable d'enregistrer 64 signaux / 2 000 points de données dans chaque cas, et une autre partie librement configurable pour 8 signaux / 2 000 points de données dans chaque cas.

L'affichage et l'analyse des données enregistrées sont effectuées au moyen du logiciel du terminal de contrôle de l'excitation.

Si le système AVR/SES est doté d'un terminal de contrôle de l'excitation, les données enregistrées sont téléchargées sur sa mémoire, afin qu'elles soient disponibles indépendamment de l'appareil de contrôle principal.

L'heure de système de tous les appareils de contrôle peut être synchronisée avec une source de temps via SNTP (simple network time protocol) avec une précision meilleure que 1 ms.

Le signal de temps peut être fourni en interne (à partir du terminal de contrôle de l'excitation) ou à partir d'une source extérieure au réseau local (Ethernet) de l'installation.

Grâce à un récepteur disponible en option, il est également possible d'utiliser des signaux GPS (global positioning sys-tem), DCF77 (Europe) ou IREG-B (Asie, États-Unis).

Système de contrôle à boucle fermée – Régulateur de tension avec filtre PID (mode de fonctionne-

ment AUTO) – Régulateur du courant de champ avec filtre PI (mode de

fonctionnement MAN) – Compensation de chute du courant actif et/ou réactif – Circuits de limitation pour

– le courant de champ maximum et minimum – Courant du stator maximum, dépendant de la tempéra-

ture des fluides de refroidissement de la machine – Sous-excitation P/Q – Volts / Hertz

– Restriction manuelle – Facteur de puissance / contrôle de la charge réactive – Stabilisateur des oscillations

Fonctions de protection et de surveillanceLes fonctions de surveillance et de protection peuvent être configurées librement à trois niveaux d'action différents :

– Signal d'alarme uniquement – Commutation des circuits redondants – Déclenchement du disjoncteur instantané de l'excitation à

des fins de protection

Principales fonctions disponibles – Protection contre la surintensité (instantanée / inversion du

temps) – Protection de Volts / Hertz – Protection contre la perte de champ – Température du rotor – Surveillance de la conduction des thyristors – Surveillance des valeurs actuelles – Délai d'amorçage du champ

Échantillon d'enregistrement rapide pour l'essai AVR en boucle fermée


Stabilisateur des oscillations (PSS)Pendant plusieurs années, ABB s'est attelé à développer et mettre en œuvre des stabilisateurs des oscillations. La fonction PSS permet d'améliorer la stabilité de l'alternateur et du système de transmission dans son ensemble en utilisant l'excitation pour amortir les oscillations de puissance.

– Conformément à la norme IEEE 421.5-2005 PSS2A/2B – Conformément à la norme IEEE 421.5-2005 PSS4B PSS

multibande (sur demande) – Stabilisation de glissement adaptative (APSS) développée

par ABB Suisse

Simulateur transitoire de la machine synchrone – en temps réel (SMTS-RT 6000)

Codes de réseau

Le nouveau SMTS-RT 6000 simule un alternateur / moteur, sa turbine / son poids et le raccordement au réseau. Le simula-teur est raccordé au système d'excitation pour les essais en boucle fermée, afin d'analyser le comportement stationnaire et transitoire. Un câble à fibre optique bidirectionnel est la seule connexion requise pour relier le simulateur au système UNITROL 6800. Le système SMTS-RT 6000 peut réduire la durée d'essai de votre machine, permettre de réduire les coûts et servir d'outil idéal de formation pour le personnel de

La fonctionnalité de contrôle du UNITROL 6800 est conçue pour prendre en charge tout code de réseau. Les fonctions étendues d'essai prédéfinies et les enregistreurs de données puissants du terminal de contrôle de l'excitation (ECT) servent à tester, ajuster et démontrer la performance des fonctions de contrôle, de stabilisation et de limitation. La réponse en fréquence du système peut être analysée rapidement et préci-sément en utilisant le générateur de bruit blanc intégré. Cette méthode permet de réduire la durée d'essai et toute perturba-tion du réseau.

Les enregistrements de données sont stockés dans la mémoire dédiée de l'ECT et peuvent être facilement copiés et intégrés dans des documents électroniques.

En combinaison avec le SMTS-RT 6000, il est possible de simuler les conditions d'installation ou de réseau les plus critiques, ce qui est généralement impossible de tester avec un alternateur réel.

Types de PSS disponibles en option pour UNITROL 6800 :

maintenance et d'exploitation. La durée de mise en service peut également être réduite à travers un ajustage fin préalable des paramètres de contrôle, à l'aide du simulateur et d'un dispositif de contrôle UNITROL 6800.

Dispositif SMTS-RT 6000 SMTS operate, l'interface homme-machine du SMTS-RT 6000

Convertisseur de puissance UNL 14300 en position d'extractionUnité de mesure et canal de contrôle principal pour UNITROL 6800


CommandeLe système de contrôle AC 800PEC se distingue par sa très grande vitesse de traitement, fournissant : – un traitement analogique et numérique rapide des signaux

E/S avec un cycle typique de 400 µs – un contrôle rapide en boucle fermée et une logique de pro-

cessus classique conçue dans un seul appareil de contrôle – un faible débit des E/S avec un cycle typique de 10 ms – une logique programmable très rapide pour le contrôle des

impulsions du convertisseur avec une durée de cycle allant jusqu'à 25 ns

Convertisseur de puissanceLe convertisseur de puissance contient un ou plusieurs modules de convertisseur sélectionnés et connectés pour répondre aux exigences du système en termes de cycle de service et de disponibilité. ABB a développé une gamme de convertisseurs de puissance à thyristors dédiés aux systèmes AVR/SES, tels que les dispositifs D1 à D5 et UNL 14300. Ce dernier peut être équipé de thyristors 3˝ ou 4˝.

Principales caractéristiques

Caractéristiques optionnelles du convertisseur de puissance UNL 14300

– Tension d'alimentation CA jusqu'à 1 500V – Niveau d'isolation élevé – Tension d'essai HiPot jusqu'à

7,5 kV – Ventilateurs redondants, pouvant être remplacés pendant

le fonctionnement (en option) – Faible niveau de bruit des ventilateurs de refroidissement

≤ 70 dB(A) – Réglage de balance du courant actif

– Conception «d'extraction » – Position d'essai sûre pour la réparation en ligne et les tests

de fonctionnement – Retrait ou remplacement de la partie puissance avec un

chariot de module

Composants matérielsLe système est conçu sur la base de la famille de processeurs hautement performants AC 800PEC. Il s'agit là d'une extension de la plate-forme de commande 800xA d'ABB, conçue pour répondre aux exigences de commande de l'électronique de puissance.

Fonctions de communicationLes fonctions de communication des systèmes UNITROL 6800 assurent une interaction simple et conviviale homme-machine, qu'il s'agisse de la mise en service du système ou de l'intégra-tion dans le système de contrôle de l'installation.

Vue avant de l'ECT, écran du « diagramme de puissance »

Logiciel ECT, écran de « commande »


Terminal de contrôle de l'excitation (ECT)L'ECT est une interface homme-machine conviviale qui permet la commande, la surveillance et la maintenance du système. Il s'agit là d'un ordinateur industriel performant à écran tactile qui fonctionne indépendamment de l'appareil de contrôle du système. Les événements et les données du système peuvent être enregistrés sur une longue période de temps. L'écran tactile LCD fournit à l'opérateur une gamme d'écrans sélectionnables montrant des informations sur l'état réel du système sous forme graphique et numérique.

L'intégration dans le système de contrôle de l'installationDes protocoles Ethernet et de bus de terrain et les protocoles Modbus-RTU, Modbus-TCP et Profibus sont les princi-paux choix en matière de communication avec le système de contrôle de l'installation. Des signaux de commande d'urgence peuvent être câblés directement sur la carte de commande.

Services à distanceLes services et le dépannage à distance permettent de ré-duire les coûts associés à la durée moyenne de réparation et d'entretien. UNITROL 6800 est conçu pour prendre en charge les accès à distance. Ainsi, le personnel de maintenance local peut obtenir toute l'assistance nécessaire des spécialistes d'entretien d'ABB.

Écran « événements » du logiciel ECT montrant les instructions de dépannage Logiciel ECT, écran « enregistrement lent »

Logiciel du terminal de contrôle de l'excitation (ECT)Le logiciel ECT est un outil précieux qui permet la mise en service, la commande, la surveillance et la maintenance du système. Il peut être chargé sur le terminal de contrôle de l'excitation ou installé sur n'importe quel ordinateur fonction-nant sous Windows.

Une documentation pour l'utilisateur en plusieurs langues est intégrée dans le logiciel, facilitant la procédure de dépan-nage. Avec l'écran d'événements, l'opérateur du système peut directement accéder à la description des événements et obtenir des instructions de dépannage. La fonction prend en charge de nombreuses langues comme l'anglais, l'allemand, le français, l'espagnol, le portugais, le russe et le chinois.

Control Builder MControl Builder M est un outil conforme à la norme IEC 61131 servant à administrer et personnaliser le logiciel d'application AC 800PEC. Il fait partie du système d'automatisation éten-due 800xA d'ABB et fonctionne sur les ordinateurs Windows.

Outils logicielsDes outils logiciels dédiés simplifient la manipulation quoti-dienne du système et permettent une programmation supplé-mentaire si nécessaire.


Installation et mise en service

Formation

Gestion du cycle de vieLe professionnalisme, la vaste expérience et les compétences multilingues des ingénieurs d'ABB garantissent une installa-tion et une mise en service pleinement satisfaisantes.

ABB University offre des cours de formation standards et personnalisés pour les systèmes d'excitation UNITROL 6800. Des offres de formation sur site sont également disponibles. Pour les programmes de formation détaillés, veuillez consulter la page : www.abb.com/abbuniversity.

Le modèle de gestion du cycle de vie des systèmes d'exci-tation d'ABB aide les clients à prolonger et à optimiser le cycle de vie de leurs biens à moindre coût. En fonction de la phase de cycle de vie du produit, les spécialistes d'entre-tien recommandent des mesures qui sont nécessaires et ils contactent les clients pour les informer de manière proactive sur tous leurs besoins de maintenance, d'entretien et de mise à niveau.

Exemples de services de cycle de vie : – Assistance technique pour une fiabilité optimisée – Services à distance – Maintenance préventive et corrective – Amélioration et modernisation

Pour une assistance technique urgente, veuillez appeler l’assistance téléphonique : +41 (0)844 845 845 (365 jours sur 365 / 24 heures sur 24) ou contacter ABB par e-mail : [email protected]

Service et assistanceLe réseau mondial de spécialistes UNITROL est à votre dispo-sition pour toute question concernant la gestion du cycle de vie ou l'assistance technique.

Modèle de gestion du cycle de vie ABB

Des services complets de cycle de vie sont garantis pour les phases Active et Classique. Dès que le système entre dans la phase Limitée, il est recom-

mandé de mettre à niveau, de moderniser ou de remplacer les équipements avec la dernière technologie qui est disponible dans la phase Active.

Active Classique Limitée Obsolète

Services de cycle de vie complets Services de cycle de vie limités

■ Les systèmes UNITROL sont disponibles avec des services complets de cycle de vie (life cycle services).

■ Les systèmes UNITROL sont disponibles avec des services complets de cycle de vie (life cycle services) pour les extensions d'installation.

■ Les pièces de rechange, les services de maintenance et de réparation sont disponibles aussi longtemps que les matériaux sont disponibles.

■ Pour des raisons techniques, ABB ne peut pas garantir la disponibilité des services de cycle de vie (life cycle services) ou dans des coûts raisonnables.


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