Modernização da cogeração - Reguladores de velocidade, Automação e proteção elétrica das...
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Soluções integradas para geração de energia
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CLIENTE: SUZANO – Papel e Celulose – Unidade Mucuri/ BA PROJETOS: Modernização e Cogeração – Linha 1 Integração das Linhas 1 e 2
Dados dos Geradores:
TG1: 13,8 kV
47MVA
Projeto
TG2: 13,8 kV
47MVA
TG3: 13,8 kV
21MVA
TG4: 13,8 kV
76,3MVA
TG5: 13,8 kV
76,3MVA
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Fornecimento SCEPP:
Limitador de corrente de curto-circuito;
Cubículo de interligação de barras;
Retrofit de relés de proteção;
Sistemas elétricos de controle e proteção dos geradores;
Automação do sistema auxiliar e de controle dos geradores;
Automação de subestação e central elétrica;
Automação do sincronismo entre 8 pontos (3 barras);
Implantação de sistema de rejeição de cargas;
Automação do sistema para cogeração de energia com as 2 linhas interligadas;
Sistema de supervisão e controle.
Escopo
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Modernização do sistema de supervisão, proteção e controle dos geradores da linha 1, buscando:
• Simplificar os procedimentos operacionais;
• Facilitar a engenharia de manutenção;
Foco do Projeto
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Modernização do sistema de supervisão, proteção e controle dos geradores da linha 1, buscando:
• Simplificar os procedimentos operacionais;
• Facilitar a engenharia de manutenção;
Foco do Projeto
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Modernização do sistema de supervisão, proteção e controle dos geradores da linha 1, buscando:
• Aumentar a confiabilidade e disponibilidade do sistema, através de
diversos tipos de redundância;
Foco do Projeto
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Integrar os diversos elementos de proteção e controle do sistema através de:
• Diversos tipos/níveis de redes de comunicação;
• Disponibilização de dados para níveis gerenciais;
Foco do Projeto
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Diagnóstico detalhado, confiável e rápido através de:
• Alarmes, eventos e trends;
• Todos dispositivos sincronizados com GPS;
Foco do Projeto
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Flexibilidade no desenvolvimento aliado a curto prazo de implantação;
Foco do Projeto
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BARRA A BARRA B
Unifilar Básico
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BARRA A
Unifilar Básico – Barra A
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BARRA B
Unifilar Básico – Barra B
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Unifilar Básico – Barra C
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Implantação da Modernização e Sistema de Cogeração:
• Fábrica SCEPP : Processo de industrialização do painéis;
Painel de Automação e Proteção dos Geradores
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Implantação da Modernização de Cogeração:
• Fábrica SCEPP : Processo de industrialização dos painéis e desenvolvimento dos softwares e supervisório;
Painel de Automação e Proteção dos Geradores
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Implantação do Limitador de Corrente de Curto-Circuito:
• Fábrica SCEPP : painel industrializado pela SCEPP;
Limitador de Corrente de Curto-Circuito
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Implantação do Limitador de Corrente de Curto-Circuito:
• Fábrica SCEPP : painel fabricado pela SCEPP;
Compartimento de Controle
do LCC
Compartimento LCC
Limitador de Corrente de Curto-Circuito
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Implantação do Limitador de Corrente de Curto-Circuito:
Limitador de Corrente de Curto-Circuito
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Cubículo do limitador de
curto-circuito
Modernizado
Implantação do Limitador de Corrente de Curto-Circuito:
Limitador de Corrente de Curto-Circuito
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Implantação do Cubículo de Interligação do LCC:
• Fábrica SCEPP : painel industrializado pela SCEPP;
Cubículo de Interligação do LCC
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Implantação do Cubículo de Interligação do LCC:
Cubículo de Interligação do LCC
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Implantação do Cubículo de Interligação do LCC:
• Fábrica SUZANO : Cubículos do LCC e de Interligação instalados pela SCEPP;
Cubículo de Interligação do LCC
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Portas antes do Retrofit
Modernização do sistema de proteção dos cubículos de distribuição da linha 1, buscando:
• Simplificar os procedimentos operacionais;
• Facilitar a engenharia de manutenção;
Retrofit dos Relés de Proteção
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Modernização do sistema de proteção dos cubículos de distribuição da linha 1.
• Fabrica SCEPP: produção das portas substitutas com os respectivos Relés
Portas em Produção
Retrofit dos Relés de Proteção
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Modernização do sistema de proteção dos cubículos de distribuição da linha 1.
• Fabrica SCEPP: produção das portas substitutas com os respectivos Relés
Portas em Produção
Retrofit dos Relés de Proteção
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Modernização do sistema de proteção dos cubículos de distribuição da linha 1.
• Fabrica SUZANO: Instalação das portas.
Processo de substituição das portas
Retrofit dos Relés de Proteção
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Modernização do sistema de proteção dos cubículos de distribuição da linha 1.
• Fabrica SUZANO: Instalação das portas.
Portas após o Retrofit
Retrofit dos Relés de Proteção
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• 7SJ62
Relés utilizados para proteção de linha em altas e medias tensões. Logicas de proteção implementadas através de CFC. Dados de proteção e medições disponibilizados via Profibus-DP. Sincronismo com o GPS através de IRIG-B.
• 7SJ64
Relés utilizados para proteção de linha em alta e media tensões nos disjuntores sincronizáveis.
Logicas de proteção implementadas através de CFC. Synchro-check. Dados de proteção e medições disponibilizados via Profibus-DP. Sincronismo com o GPS através de IRIG-B.
Modernização do sistema de proteção dos cubículos de distribuição da linha 1.
Relés SIEMENS – SIPROTEC 4
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• 7UM62 Relés utilizados de modo redundante para proteção dos geradores. Logicas de proteção implementadas através de CFC. Dados de proteção e medições disponibilizados via Profibus-DP. Sincronismo com o GPS através de IRIG-B.
• 7VE61 Relé utilizado para realização de sincronismo entre 8 pontos. Dados do sincronismo e medições disponibilizados via Profibus-DP. Sincronismo com o GPS através de IRIG-B.
Relés SIEMENS – SIPROTEC 4
Relés de proteção dos geradores e relé de sincronismo.
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Relés SIEMENS – SIPROTEC 4
• 7RW80 Relés utilizados para monitoramento de frequência e tensão das barras. Logicas de proteção implementadas através de CFC. Dados de proteção e medições disponibilizados via Profibus-DP. Sincronismo com o GPS através de IRIG-B.
Relés de monitoramento de subfrequência
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Lógicas para sincronismo de 8 pontos;
Alimentãção redundante;
PLCs redundantes;
Relé de sincronismo 7VE61;
Módulo de I/Os remotos via Profibus-DP (ET200M)
Painel de Compra, Venda e Sincronismo
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Análise de intertravamentos necessários
Condições de fechamento em barra morta
Definição de gerador a ser ajustado
Seleção de TPs do ponto a ser sincronizado
Controles de exportação e importação
Fornecer comandos para aumentar ou diminuir as
referências das variáveis de sincronismo
Painel de Compra, Venda e Sincronismo
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Sistema de alimentação redundante
PLCs redundantes
Módulo de I/Os remotos via Profibus-DP (ET200M)
Comunicação com mais de 40 escravos Profibus-DP
Relés de proteção de subfrequência das barras
Comunicação com demais PLCs
Painel de Rejeição de Cargas – Linha 1
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Lógicas de rejeição de cargas das duas linhas de produção integradas:
Link de comunicação ótica Ethernet e
Profibus-DP entre as duas linhas;
PLCs redundantes de alto desempenho
Lógicas de rejeição de cargas por prioridade
Sistema de Rejeição de Cargas Central
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Lógicas de rejeição de cargas das duas linhas de produção integradas:
Sistema de Rejeição de Cargas Central
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Lógicas de rejeição de cargas das duas linhas de produção integradas:
Sistema de Rejeição de Cargas Central
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Sistema de Rejeição de Cargas Central
![Page 38: Modernização da cogeração - Reguladores de velocidade, Automação e proteção elétrica das turbinas](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052705/587aa5861a28abed218b474f/html5/thumbnails/38.jpg)
Lógicas de rejeição de cargas das duas linhas de produção integradas:
Link de comunicação ótica Ethernet e
Profibus-DP entre as duas linhas;
PLCs redundantes de alto desempenho
Lógicas de rejeição de cargas por prioridade
Sistema de Rejeição de Cargas Central
![Page 39: Modernização da cogeração - Reguladores de velocidade, Automação e proteção elétrica das turbinas](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052705/587aa5861a28abed218b474f/html5/thumbnails/39.jpg)
Sistema de Rejeição de Cargas:
Definição das cargas a serem rejeitadas através de tabela de prioridades no supervisório.
Monitoramento em tempo real do Sistema e das ilhas de rejeição formadas.
Sistema de Rejeição de Cargas Central
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Sistema de Rejeição de Cargas:
Tempo de processamento de toda lógica de rejeição de cargas da ordem de 20ms.
Relatório detalhado com todas informações relevantes a um evento de rejeição de cargas.
Sistema de Rejeição de Cargas Central
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Malhas de controle contínuas e discretas
Controle e supervisão das variaveis de temperatura, pressão e
vazão de vapor de toda linha
Módulo de I/Os remotos via Profibus-DP (ET200M)
Comunicação com demais PLCs
Painel de Processo de Vapor – Linha 1
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Sistemas auxiliares do gerador, malhas de controle (frequência, carga, condensados, extração e etc.),
lógicas de proteção e TRIP do gerador com as informações dos relés 7UM62 e sensores de velocidade,
comandos de ajustes para sincronismo, entre outras.
Sistema de alimentação redundante
PLCs redundantes
Módulo de I/Os remotos via Profibus-DP (ET200M)
Comunicação com escravos Profibus-DP (7UM62)
Malhas de controle discretas e contínuas
Proteção do gerador via PLC e intertravamentos elétricos
Painel de Controle de Gerador
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Reúne todos os computadores industriais que operam como servidores e estações de operação do
sistema, além de ser o hub das redes de comunicação de chão de fábrica e da rede de supervisão e
controle.
IPCs de alta robustez e confiabilidade.
Servidores de aquisição e banco de dados através de hardware dedicado.
Comunicação no system bus através de anel de fibra ótica gerenciável e ethernet.
Serviços de trends e armazenamento das variáveis de processo
Rack dos Servidores e Estações de Operação
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Switchs industriais da rede de supervisão e controle redundantes garantindo maior disponibilidade.
Todos dispositivos sincronizados via GPS.
Dados de processo disponibilizados via OPC server para níveis gerenciais da planta
Rack dos Servidores e Estações de Operação
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Integração Linhas 1 e 2
Anteriormente a implantação do projeto as duas linhas
operavam de modo isolado, consequências:
Limitação das condições operacionais e
manobras.
Baixo aproveitamento do excedente energético
para exportação.
Sistemas de rejeição de cargas não unificado.
TGs de maior potência sem disponibilidade de
controles de exportação de energia.
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Tela de supervisão do Sistema interligado
Sistema de Supervisão e Controle
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Integração Linhas 1 e 2
Os benefícios principais da implantação foram:
Processos operando de modo integrado entre ambas as linhas: flexibilidade operacional.
Recordes de energia exportada da planta: eficiência energética.
Sistemas de rejeição de cargas e proteções unificadas.
Todos os controles padronizados e comutação disponíveis para os 5 TGs.
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Integração Linhas 1 e 2
Recordes de energia exportada pela planta:
Sistema de controle de exportação.
Análise de tendências e estatísticas de exportação.
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Desenvolvido em plataforma SIEMENS: PLCs (S7400H) redundantes + SCADA (WinCC v7.2).
Soluções técnicas avançadas, linguagens de programação de alto nível e alta integração com os
PLCs que controlam os processos.
As seguintes telas de supervisão e controle foram desenvolvidas:
Telas e faceplates de controle e supervisão da central elétrica,
subestação e sincronismo
Telas totalizadoras das informações de exportação
Telas e faceplates de controle e monitoramento dos geradores.
Telas do Sistema de Rejeição de Cargas
Telas do Sistema Interligado
Telas de trends, alarmes e eventos.
Sistema de Supervisão e Controle
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Tela de controle e supervisão da central elétrica e subestação.
Sistema de Supervisão e Controle
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Tela de controle e supervisão do Sistema de Rejeição de Cargas.
Sistema de Supervisão e Controle
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Tela de controle e supervisão da Rejeição de Cargas
Sistema de Supervisão e Controle
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Telas de controle e supervisão da central elétrica e subestação.
Sistema de Supervisão e Controle
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Telas de sincronismo.
Sistema de Supervisão e Controle
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Tela de operação dos geradores.
Sistema de Supervisão e Controle
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Tela de monitoramento e controle do Sistema hidráulico dos geradores.
Sistema de Supervisão e Controle
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Tela de monitoramento e controle do Sistema de condensado/vapor dos geradores.
Sistema de Supervisão e Controle
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Tela de monitoramento dos mancais dos geradores.
Sistema de Supervisão e Controle
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Faceplates em PCS7 para controles dos TGs da linha 2.
Sistema de Supervisão e Controle
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Faceplates de instrumentos e controladores.
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Telas de trends, alarmes e eventos.
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Todo o sistema (hardware e software) passou por testes de aceitação em fábrica pré-
comissionamento:
Disponibilização de hardware representando de modo fiel os PLCs da planta.
Simulação dos PLCs de controle dos 5 TGs, Rejeição de Cargas e Sincronismo
Testes de Aceitação em Fábrica
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Manuais detalhados de operação e manutenção;
Relatórios e Manuais Detalhados
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O fornecimento contemplou Operação Assistida 24 horas após o comissionamento;
Treinamento realizado on-site para a equipe de operação;
Treinamento e Operação Assistida
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Soluções integradas para geração de energia