800xa_electrical_control

© ABB Group December 23, 2015 | Slide 13BSE062589 F

800xA Electrical Control SystemPA Control Technologies


Что такое электрическая система?

Каждый завод имеет подстанцию,

которой необходимо управлять

(осуществлять мониторинг)

Электрическая система управления

(Electrical Control System) = Взять

управление подстанциями

Распределение электроэнергии:

выключатели, трансформаторы,

генераторы

Потребление: двигатели низкого и

среднего напряжения

Каждому технологическому процессу необходима энергия


Power Generation

Transformer

Protection &

Control IED

Variable

Speed

Drive

Motor

Controller

LV

Switchgear

Transformer

Transformer

Grid connection

Generator

Protection &

Control IED

LV

MV

HV

Motors

Transformer

Protection &

Control IEDs

Variable

Speed

Drive

Protection

& Control

IED

Что такое электрическая система?

Электрическая

система

Автоматизация

технологического процесса

НВ/СВ Двигатели:

½ Процесс: блокировки, логика

½ Электрохозяйство: Потребление, обслуживание

Process

Electrif.

Process

Electrif.

Process

Electrif.

Process

Electrif.

Process

Electrif.


MV/LV

Switchgear Drives

Motor starters

Instrumentation Protection & Control IEDs

?

ВызовыРешение вопроса “двигатель”

Дополнительные

счетчики-измерители

Связь по проводам

или “hand-made”

связь

АСУТП АСУ Электрохозяйства


ВызовыУвеличение стоимости эксплуатации и технического обслуживания


ВызовыЭксплуатационная готовность оборудования снижается

? X !

!


ВызовыОбеспечение безопасности для персонала


Какие проблемы в наше время?Фокус на энергоэффективность


Какие проблемы в наше время?Фокус на энергоэффективность


800xA Electrical Control SystemЕдиная полная система управления электрохозяйством и технологическим процессом


Преимущества


800xA Electrical Control SystemПреимущества отдельной и общей системы

Уменьшение затрат

Инвестиции и

оперативные затраты

Повышение

надежность и

безопасности

предприятия

Энергоэффективность


800xA Electrical Control SystemВыступая в качестве отдельной системы ECS

1. Электрическая SCADA для промышленных предприятий:

Удаленная работа и управление

Аварийные сообщения и события с SoE (Sequence of Events); отчеты

Автоматическая загрузка файлов осциллограмм

Удаленное обслуживание и параметризация

”Электрический протокол”: IEC 61850; Modbus; IEC-104/DNP-3*

(* using 3rd party OPC connection and CI boards)

Protection &

Control IEDs


800xA Electrical Control SystemВыступая в качестве отдельной системы ECS

1. Электрическая SCADA для промышленных предприятий:

2. Интегрированная электрическая SCADA и логика управления электропотреблением

Сброс нагрузки

Активная и реактивная мощность управления

Управление генератором

Синхронизация шин

Protection &

Control IEDsLV Switchgear

Drives

Motor starters


Преимущества как отдельной системы ECSУменьшение затрат на электрическую инфраструктуру и АСУТП

Уменьшение

затрат Avg. ~30m Avg. ~30m

Avg. ~20m20 wires

/ connection

5 wires

/ connection

2 wires

/ connection

MV LV

Large

AC 800M

IOPLC

S 800


PLC Switch

Преимущества как отдельной системы ECSУменьшение затрат на электрическую инфраструктуру и АСУТП


затрат Avg. ~30m Avg. ~30m

Fiber Optic

MV LV

Switch

AC 800M

Profibus

Avg. ~5m

Thin

Нет

необходимости в

кросс-шкафах

Только сетевые

кабели (простая

инсталляция)

Проще связь с

автоматизацией

Проще

проектирование и

тестирование ячеек

MV/LV


Преимущества как отдельной системы ECS

Экономия на кабеле и инфраструктурных затратах,

автоматизации, и на человеко-часах инженеров,

работах по тестированию и пусконаладочных работах

(исключая распределительные устройства)

Пример предприятия: 10 подстанций; Среднее

напряжение: 150 ячеек; Низкое напряжение: 2000

двигателей, 100 преобразователей частоты.

Уменьшение затрат на электрическую инфраструктуру и АСУТП


затрат

Стоимость Ед.Проводное

соединение IED

Стоимость кабелей и лотков US$ 179 117,65 25 798,32

Общая стоимость проекта по

автоматизации*US$ 1 717 904,16 1 856 374,49

Стоимость человеко-часов US$ 3 493 508,40 1 978 302,52

Общая стоимость US$ 5 390 530,21 3 860 475,33

Экономия US$ 1 530 054,88 28,38%* Включая затраты на компьютеры, коммутаторы, шкафы и IED


Преимущества как отдельной системы ECSСжатие графика выполнения проекта– типовыйподход


затрат

800xA


Преимущества как отдельной системы ECSОптимизированная проектная документация – нет проводов для I/O

Что произойдет,

если позже

необходимы будут

изменения?


затрат

Hardwired IO:Cabinet FAT

and

commission-

ing reportsCable list

and

substation

assembly

drawings

(cable trays)

Cabinet

Drawings

(1 by 1)I/O List with

allocation to

cabinets

Substation

assembly

projects

(cable trays:

only fiber-

optic)

Network

diagram –

IED location

on

substations

Bay typicals

I/O List

IED configuration –

software IO:


a

Преимущества как отдельной системы ECSПоздние изменения при эксплуатацииПроводная блокировка (пример: 30 мВ трансформаторы)


затрат

140

0

20

0

16

0

60

0

40

0

Hardwired GOOSE

Человеко-часы

276hours


140

3

20

1

16

3

60

20

40

40

1

Hardwired GOOSE

Man-hours


SCD

Bay typicals

I/O List

Поздние изменения при эксплуатацииGOOSE блокировка (пример: 30 мВ трансформаторы)

Reduce

costs

68hours


Общее время остановки процесса:

5ч ремонт + 4ч вывод в рабочий режим =

9h $$

!

Преимущества как отдельной системы ECSПроцедура технического обслуживания сегодня

Повышение

доступности

и



REF615

HV subst.

REF615

MV subst.

34.5 kV

Пружинный

механизм

Неправильная

параметризация

3-я поездка в течение

месяца: повторяющаяся

проблема


!

Преимущества как отдельной системы ECSУдаленное обслуживания для быстрого решения проблем

Повышение

доступности и



REF615

HV subst.

REF615

MV subst.

34.5 kV

Sobrecarga do motor TripSobrecarga do motor TripSobrecarga do motor Trip

Удаленная

параметризация

SMS

Общее время остановки процесса:

Параметр: 0,5ч ремонт + 4h вывод в

рабочий режим = 4,5h: 50% сохранение $$

Пружина: 2h ремонта + 0h вывод в

рабочий режим

(не прерывания производства) = $$$$


Преимущества как отдельной системы ECSAsset Management для электрооборудования

Повышение





Преимущества как отдельной системы ECSСнижение затрат и времени процесса обслуживания, а также его стандартизация

1. Проблема обнаружена

мониторингом состояния

оборудования в реальном времени

2. Заказ на работу уже

запланирован?

3. Подтвердить заказ по

устранению неисправности

в CMMS

5. Выполнены работы по

устранению неисправности.

Оператор получил

уведомление.

4. Наряд на работу

автоматически добавляется

в CMMS

Диагностическое обслуживание

Взаимодействие различных

служб при обслуживании

Быстрое устранение

неисправностейПовышение





Преимущества как отдельной системы ECSPower Management System – профилактика полного отключения (blackout)

за 3 мс

с

IEC61850

Быстрый сброс

нагрузки

Сброс

Сброс

Расцепитель генератора



1. Точное измерение в

режиме реального

времени

Измерители мощности

2. Измерение

распределения

электроэнергии на

каждом участке

производства

Измерение с реле

защиты

3. Подробные измерения к

LV/MV двигателям

Измерения от

пускателей

Лучше видно распределение электроэнергии по всему предприятию

Generators

Transformer

Generator

Drives

DrivesMotor

control

Grid connection

Protection and

control IEDs

High Voltage

Motors

Medium voltage

Low voltage

Энерго-

эффективность


800xA Electrical Control System

4. Единая система управления процессом и Электрохозяйством

Преимущества при единой системе управления

Protection &

Control IEDsLV Switchgear

Drives

Motor starters

КИП, полевое

оборудование


0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

FCM original FCM integrated

MU

SD

Others

Services

Switches

Computers

Panels

Software ABB

Hardware ABB

Преимущества при единой системе управленияУменьшение инфраструктуры автоматизации

Снижение

затрат32%

сбережения

≈ 1 MUSD


Преимущества при единой системе управленияСнижение затрат на монтаж

Решение вопроса “двигатель” с помощью единой системыСнижение

затрат

Process Automation

MV/LV Switchgear Drives

Motor starters

Protection &

Control IEDs

Instrumentation

Fieldbuses IEC 61850

Electrical system


Преимущества при единой системе управленияЭнергоэффективные операции

Энерго-



Преимущества при единой системе управленияЭнергоэффективные операции (все предприятие и каждый потребитель отдельно)

Энерго-



Внедренные проекты


Внедренные проекты 800xA Electrical Control SystemREPAR Refinery, Petrobras, Brazil

Customer’s need

Refinery process control and power

management

Single plant interface, integrated operations

and maintenance

ABB solution

800xA Process Control and Power

Management System

Based on open standards

ABB and Schweitzer IEDs in IEC61850

Complete Portfolio from ABB:

DCS, PMS, IEDs

Customer’s benefits

30% less engineering hours: reusing data

15% savings in installation time: standardized

solution

20% savings in training costs: improved

visibility with single system


Внедренные проекты 800xA Electrical Control SystemAbu Dhabi crude oil pipeline, APIC, UAE

Customer’s need

Reliable power supply in a distributed

application

Consolidated control room – Master

Monitoring Station

ABB solution

Wide range of ABB electrical equipment and

protection relays

LV and MV switchgear, IEDs


Multi system integration for Master Monitoring

Station


Three distributed Electrical Control Systems

along the pipeline

Consolidated control center for monitoring of

complete pipeline


Внедренные проекты 800xA Electrical Control SystemAitik Mine, Boliden Minerals, Sweden

Customer’s need

Concentrator plant process control and

electrical monitoring

One integrated system for entire plant

operations

ABB solution

800xA Process and Electrical Control System


Schneider IEDs in IEC61850

Complete Portfolio from ABB: DCS, ECS, LV

switchgear, MV switchgear, drives


Extended plant control system to electrical

monitoring

Centralized operations and maintenance from

control room

Platform to optimize power consumption


Внедренные проекты 800xA Electrical Control SystemRenewable Energy Corporation, Singapore

Customer’s need

Solar cell production electrical monitoring

system

Reliable supply, future extension and remote

maintenance

ABB solution



ABB IEDs in IEC61850

Complete Portfolio from ABB: ECS,

switchgear, IEDs


Optimized life cycle cost through future-proof

IEC 61850

Very strong local competence and support

User-friendly system using latest technology


FAQ session


FAQ session

1. Cable savings

2. More information. What for?

Remote maintenance

Asset Management

Power Management System

Energy Manager

Why should you choose fieldbuses (vs. hardwired)?


FAQ session

Only possible with IEC61850:

1. GOOSE: less cabling for interlocks

2. Remote maintenance features

IED Parameterization, logic configuration and

disturbance record file via network

Time stamp with 1ms resolution coming from IEDs

Sequence of events is fundamental for troubleshooting

in substations (“what happened first?”)

Also possible with PROFINET

What is the difference between IEC61850 and others?


FAQ session

YES! 800xA Electrical Control System can centralize all

voltage levels:

HV: IEC61850 interface, Modbus TCP, DNP3 (OPC

Server), IEC101 (OPC Servers or CI853), IEC104

(OPC Servers or CI864)

MV: switchgear via IEC61850, motors via

PROFIBUS, PROFINET, or even IEC61850

LV: motors via any fieldbus

Benefits:

GOOSE between MV and HV: cable saving between

substations (many times away from each other)

Same operation and maintenance philosophy

Complete energy efficiency scheme for whole plant

Can we integrate all voltage levels in 800xA?


FAQ session

YES! If the devices are certified for the specific fieldbus or

especially IEC61850, then 800xA can communicate with

them

Fieldbuses: check Device Library (ABB Library). If

device is not integrated, you can integrate it locally or

use Device Integration Center in Bangalore

IEC61850: check device manufacturer website looking

for KEMA certificate for IEC61850

Can 800xA communicate with 3rd party IEDs?

Business

800xa_electrical_control