Энергия разума №2, 2013

энергия разума

Журналдля заказчиков АББ

в России 2|13

Нефтегазовая отрасль уходит на шельфИнтеллектуальная станция ALC800 компании АББ для управлениястанками-качалкамиРасширение сотрудничества с «МКС-Филиал ОАО «МОЭСК»Повышение качества оперативного управления производствомАвтоматический выключатель Emax 2

2 Энергия разума 2 |13

В номере

Энергия разума 2|13 • Журнал для заказчиков АББ • copyright 2013 • Выпуск подготовлен Департаментом корпоративных коммуникаций

Тел.: +7 495 777 222 0 • Факс +7 495 960 22 01 • e-mail: [email protected] • Верстка макета: ООО «Центр инновационных технологий»

Контактная информация: ООО «АББ» 117997 Москва, ул. Обручева, 30/1, стр. 2

17

2010

Повышение качества оперативного управления производствомУспешное решение проблемы внедрения систем ERP / EAM

Выключатель Emax 2Экономия энергопотребления и предотвращение перебоев энергоснабжения

Нефтегазовая отрасль уходит на шельфМы можем внести свой вклад в зеленую энергети-ку, сделав решения для нефтегазовой отрасли более энергоэффективными

3Энергия разума 2 |13

В номере

22 23Сотрудничество с «МКС-Филиал ОАО «МОЭСК»Применение ячеек UniSec и SafePlus

«АББ Системы связи в энергетике»Задачей компании стала не просто прода-жа заказчику оборудования, но и наладка надежно работающих систем связи

Новости4

Новости АББ в России8

Тема номера10 Нефтегазовая отрасль уходит на шельф

Интервью с Руне Финне, руководителем под-разделения «Автоматизация процессов» в АББ в России

Технологии АББ13 Интеллектуальная станция ALC800 компании АББ для управления станками-качалками Д. А. Поздеев

17 Повышение качества оперативного управления производством

Как качественно улучшить оперативное управ-ление производством горнодобывающего предприятия?

Оборудование АББ20 AББ выпустила первую в мире серию низковольтных выключателей для управления энергопотреблением и использования в интеллектуальных сетях Smart Grid

Emax 2 – первый низковольтный автоматиче-ский выключатель с интегрированными функ-циями управления энергопотреблением

22 Расширение сотрудничества с «МКС-Филиал ОАО «МОЭСК»

В этом году новый этап работы знаменовался согласованием на применение ячеек UniSec и SafePlus

Интересные проекты23 «АББ Системы связи в энергетике» – 10 ЛЕТ УСПЕШНОЙ РАБОТЫ

В этом году новый этап работы знаменовался согласованием на применение ячеек UniSec и SafePlus

Исторические события26 Железные дороги


Совет директоров АББ единогласно выбрал в качестве нового исполни-тельного директора Ульриха Шписс-хофера, главу подразделения Дис-кретная автоматизация и движение. С 15 сентября 2013 года он заменит на этой позиции Джо Хогана. Хоган продолжит работу в АББ в течение не-скольких месяцев в качестве главного советника Совета директоров. Шписсхофер стал членом Исполни-тельного комитета АББ в 2005 году, в 2009 был назначен руководителем подразделения «Дискретная автома-тизация и движение». Он удвоил дохо-ды подразделения, провел интеграцию

с компанией Baldor – самым крупным приобретением АББ. Ему удалось по-высить прибыль направления Робото-техника и добиться повышения при-были в области продаж двигателей и приводов.«Я рад возможности возглавить АББ и быть полезным нашим заказчикам, опираясь на успех Джо. Я с нетерпени-ем жду продолжения работы со всеми моими коллегами в Исполнительном комитете и со всей командой АББ. Вместе мы продолжим добиваться роста прибыли и устойчивой реализа-ции», – заявил Шписсхофер.

Ульрих Шписсхофер назначен новым исполнительным директором АББ

28 мая 2013 года производство АББ подразделения «Оборудование для электроэнергетики» в Екатеринбурге посетил Посол Швейцарии в России Пьер Хельг.Со стороны АББ во встрече приняли участие финансовый директор АББ в России Гурджит Сингх, финансовый контролер подразделения «Оборудо-вание для электроэнергетики» Оливер Бергер, руководитель екатеринбург-ского филиала АББ Юрий Тарасов и директор производства АББ в Екате-ринбурге Дмитрий Уваров.В ходе трехчасовой встречи господи-на Хельга познакомили с основными направлениями деятельности Екате-ринбургского филиала АББ России, провели экскурсию по производ-ственному цеху, рассказали о пла-нах развития компании в России и в Екатеринбурге. Обсуждались вопросы возможного взаимодействия и под-держки развития бизнеса АББ в рос-сийских регионах.

Производство АББ в Екатеринбурге посетил Посол Швейцарии в России

Новости


Работа над проектированием первых человекоподобных роботов началась еще в середине 1920-х годов и про-должается по сей день.

Существует расхожее мнение, что производственные роботы АББ со-всем не похожи на людей, однако нет абсолютно никаких сомнений, что ин-

женеры АББ принимали во внимание человеческую анатомию, когда про-ектировали 6-осевых промышленных роботов, также известных как IRB. Достаточно лишь внимательно взгля-нуть на одного из них. У каждого IRB есть основание – его «подошва» – и длинный гладкий корпус. IRB ими-тирует способности человеческого тела – он может сгибаться в локте, подниматься вверх и опускаться вниз, наклоняться вправо и влево. АББ разработала технологии управления движением TrueMove и QuickMove, которые являются ключевыми в рабо-те любого робота с точки зрения точ-ности, скорости, программирования и синхронизации. Никто не знает наверняка, какими еще возможностями будут наделены робо-ты в будущем, но точно можно сказать лишь, что они будут вбирать в себя все больше и больше «человеческого».

Компания АББ успешно запустила «Солнечный парк Eneone Yorii» – новый солнечный фотоэлектрический завод в префектуре Сайтама на окраине Токио. Помимо разработки дизайна и проек-тирования завода, ABB также была ответственной за поставку основных

продуктов и систем, включая систе-мы управления и защиты, а также ряд распределительных устройств низкого и среднего напряжения, инверторы и распределительные трансформаторы. Едва оправившись от трагических по-следствий ядерной катастрофы, Япо-

ния начала существенно увеличивать долю использования возобновляемых источников энергии. Данная политика может в скором времени сделать Япо-нию одной из стран, наиболее активно использующих солнечную энергию.

AББ помогает использовать солнечную энергию в стране восходящего солнца

Производственным роботам АББ не чуждо ничто человеческое

Новости


Первый в мире быстрозаряд-ный автобус с батарейным питанием был представлен на международной конференции

в Женеве, Швейцария. Для работы автобусу не нужна воздуш-ная линия, он заряжается на останов-ках менее чем за 15 секунд. Автобус

внешне очень похож на троллейбус, но вместо обычной опоры контактной сети он имеет лазерную направляю-щую, которая соединяется с розеткой, вмонтированной в автобусную оста-новку. В конце маршрута ультрабы-страя зарядка продолжительностью от 3 до 4 минут перезаряжает батарею

полностью. Автобус вмещает 133 пас-сажира.Также в компактной батарее автобу-са во время торможения происходит накопление энергии, которая может быть использована для питания дви-гателя или может расходоваться для обслуживания салона автобуса.

Недавно журнал Forbes опубли-ковал статью «Хищение элек-троэнергии: более серьезная проблема, чем вы думаете», в

которой говорится, что хищения элек-троэнергии только в США оценивается в 6.000.000.000$ в год. В некоторых стра-нах потери энергии в результате кражи оцениваются более чем в 35%.Для борьбы с этой проблемой теперь используется качественно новый подход. Компания АББ разработала датчик, присоединяющийся к распре-делительным трансформаторам низ-кого напряжения с целью измерения базовой мощности, передаваемой в энергосистему. Сравнение получен-ных данных с платежными листками клиентов поможет в обнаружении возможного мошенничества в потре-блении энергии.

Встречайте первый быстрозарядный автобус с батарейным питанием

Борьба с мошенничеством в потреблении энергии

Новости


Система управления АББ Symphony P lus помо-жет защитить Венецию от затопления.

Омывающая группу из 118 неболь-ших островов, Венецианская лагуна, большая закрытая бухта, соединен-ная с Адриатическим морем, угрожает полностью затопить город в течение следующих пятидесяти лет, превратив его во вторую Атлантиду. Для защиты 300 000 жителей Венеции, а также с целью сохранения репутации «плаву-чего города», Министерство инфра-структуры и транспорта начало строи-тельство барьера для защиты города.Проект защиты от наводнений MOSE (Экспериментальный Электромехани-ческий Модуль) стоимость в 6,7 млрд. долларов, является крупнейшим про-ектом общественных работ из когда-либо предпринятых в Италии. После завершения строительства в июне 2015 года MOSE будет состоять из группы барьеров, судоходных шлюзов и волнорезов, которые защитят Вене-цию и лагуну от высокой воды и волн.

Спасение Венеции и Венецианской лагуны. Всемирное наследие ЮНЕСКО

Новости


В компании АББ в России работает более 1500 сотрудников, и найти того, кто проконсультирует вас по одному из десятка тысяч продуктов и решений, может быть затруднительно. С 1 июля 2013 года все партнеры АББ могут воспользоваться услугами нового Контактного центра (Customer Contact Center), операторы которого доступны каждый рабочий день с 8 до 19 часов (в пятницу до 17:45) по бесплатной теле-фонной линии 8 800 500 222 0. Команда Контактного центра будет в своевременном порядке принимать и распределять все ваши входящие звон-ки по соответствующим специалистам. В случае отсутствия нужного вам со-трудника АББ, специалист Контактно-го центра зарегистрирует ваш запрос, и наши коллеги свяжутся с вами в са-мое ближайшее время и помогут ре-шить любой вопрос. Свяжитесь с нами по телефо-ну 8 800 500 222 0, напишите на [email protected] или вос-пользуйтесь веб-формой. Мы соединим Вас со специалистом по вашему вопросу.

Система управления технологическими процессами компании ABB Symphony Plus, имеющая широкое применение во всем мире в различных отраслях промышленности, получила в России разрешение Ростехнадзора. Данное разрешение позволяет приме-нять эту современную систему теперь и в России на опасных производствен-ных объектах вне взрывоопасных зон в соответствии с отраслевыми норма-ми, правилами безопасности и техни-ческой документацией изготовителя. Например, для автоматизации тепло-вых электростанций мощностью 150 МВт и выше. Надежность, простота и высокая функциональность Symphony Plus позволяют решать любые задачи автоматического управления.

ABB Symphony Plus получила разрешение Ростехнадзора

Новости АББ в России

Свяжитесь с нами!Контактный центр АББ – успешный старт нашего сотрудничества

Symphony Plus – это система управ-ления технологическими процессами для ресурсоемких приложений в раз-личных отраслях промышленности. Большей частью система внедрена на объектах электроэнергетики, но так-же и на объектах фармацевтической, нефтехимической и других отраслей промышленности. Масштабируемое резервирование системы обеспечива-ет максимальную надежность техноло-гического процесса. Мощные контрол-леры объединены в цифровую сеть, построенную с использованием прин-ципов резервирования. Кроме того, они обеспечивают связи с модулями ввода-вывода, полевыми устройства-ми, рабочими местами операторов и средства проектирования.


Новости АББ в России

Эта книга посвящена одному из создателей Brown и Boveri & Cie – величайшему электротехнику, инженеру-конструктору Чарльзу Брауну, его творческому пути, проектам и изобретениям, во многом повлиявшим на развитие прикладной электротехники. Эта книга о главном его детище – Brown и Boveri & Cie, которое он вместе со своим коллегой – Вальтером Бовери – основал и развил до ведущего мирового электротехнического предприятия. В России представительство АББ открылось сразу после создания компании, в 1988 году. С тех пор сотрудничество ABB с российскими компаниями-потребителями электротехнической продукции постоянно расширяется. Но исторически ASEA и BBC присутствовали на российском рынке практически с момента их основания. В книге большое внимание уделено проектам Brown и Boveri & Cie в России. Многие из них вписаны золотыми буквами в историю электроэнергетики нашей страны. Читатели найдут в этой книге много интересных фактов, демонстрирующих тесную связь ВВС на протяжении более чем столетия с российской экономикой и наукой.

Автор – сотрудник компании АББ Дмитрий Бородин, подразделение «Дискретная автоматизация и движение». Все мы знакомы с его работами – в течение последних двух лет корпоративный журнал «Энергия разума» публикует его статьи, которые и легли в основу данного издания. Книга оформлена в корпоративном стиле АББ, ярко и богато иллюстрирована.

АББ, являясь правопреемницей Brown и Boveri & Cie, с большим уважением относится к своей славной истории. Нам есть чем гордиться, но это и накладывает и особые обязательства на нас, современных сотрудников. Мы прилагаем все свои усилия к тому, чтобы соответствовать репутации АББ, завоеванной предыдущими поколениями.

Компания АББ выпускает книгу «ЧАРЛЬЗ БРАУН.

У ИСТОКОВ ЭНЕРГЕТИКИ»

К 25-летию компании АББ Д. А. Бородин, В. Д. БородинЧарльз Браун. У истоков электроэнергетики


Тема номера


Нефтегазовая отрасль уходит на шельф

Расскажите несколько слов о себе.Я пришел в ASEA (шведская состав-

ляющая компании АББ) в 1985 году. Начинал в качестве инженера по авто-матизации процессов в нефтегазовой отрасли в Норвегии, занимался систе-мами управления процессами и систе-мами безопасности. Несколько лет я проработал в Статойл, ведущей нефте-газовой компании в Норвегии.

С 2001 по 2010 год я возглавлял под-разделение «Автоматизация процессов» в АББ в Норвегии, в 2007-2010 был президентом АББ в Норвегии. Послед-ние два года, перед тем как приехать в Россию, я проработал в штаб-квартире АББ в Цюрихе – возглавлял Департа-мент по работе с ключевыми клиентами в химической и нефтегазовой отраслях.

Почему Вы решили приехать в Россию?

Основная причина, почему я здесь – это огромный нефтегазовый рынок, рынок горнодобывающей промышленно-сти и другие динамично развивающиеся отрасли, которые находятся в фокусе внимания подразделения «Автомати-зация процессов». У АББ очень боль-шой потенциал, и мы можем сделать

гораздо больше, чем сделали до сих пор. Что касается личных причин, то для меня это прекрасная возможность узнать больше о России и ее культуре.

Какие приоритеты в качестве главы подразделения «Автоматизация про-цессов» Вы ставите для себя?

Первым делом нам необходимо уве-личить количество сотрудников и коли-чество ресурсов в России.

Нам надо уйти от ситуации, когда крупные проекты передаются за рубеж, вместо того чтобы реализовывать их в России. Это то, чего от нас ждут наши заказчики.

Необходимо также поменять способ ведения бизнеса – АББ в России долж-на активнее участвовать в проектах. То есть мы можем обслуживать наших заказчиков и после поставки. Проект – это только начало долгих отношений с заводом. Срок активного использования оборудования обычно составляет около 20 лет. Конечно, важно выполнить про-ект и поставить оборудование в стро-го обговоренный срок и согласован-ного качества. Но что еще важнее для заказчика – это чтобы мы могли оказы-вать ему сервисные услуги достойного

качества на протяжении всего жизнен-ного цикла завода. Так что сервис так-же в приоритете.

У вас уже были встречи с российски-ми заказчиками?

Да, у меня были встречи с несколь-кими ключевыми заказчиками. И на этих встречах они четко дали понять, что хотят видеть компанию АББ сильнее, заботящуюся о своих заказчиках.

Какие преимущества АББ может пред-ложить операторам, работающим в России?

Мы можем предложить операто-рам полный набор решений, таких как: системы электроснабжения, автома-тизированные системы управления, контрольно-измерительное оборудова-ние и телекоммуникации. Мы можем пред-ложить заказчику целый ряд решений, начиная с самых ранних этапов проекта вплоть до завершения поставки систе-мы. Мы верим, что использование наше-го системного подхода под названием MAC/MEC* поможет сократить около 20% инвестиционных расходов наших заказ-чиков на эти системы. Мы также можем повлиять на снижение рисков.

Интервью с Руне Финне, руководителем подразделения «Автоматизация процессов» в АББ в России




Часто наши заказчики покупают обо-рудование у разных производителей: трансформаторы в одном месте, выклю-чатели – в другом, и решения по авто-матизации – в третьем. И им необходи-мо свести все это в одну работающую систему. Если что-то пойдет не так, каж-дый из вендоров заявит, что эта пробле-ма возникла не по его вине. Мы называ-ем это интеграционной проблемой.

Преимущество АББ – это полное портфолио систем вместе с сервисом удаленного доступа и интегрированным управлением. Мы можем помочь проди-агностировать систему заказчика дис-танционно (удаленно) и дать инструкции, что следует делать для ее корректной работы в дальнейшем. Такой сервис сегодня очень ценится клиентом и вос-требован большим количеством между-народных нефтяных компаний.

Не могли бы Вы привести примеры передового опыта компании АББ в области автоматизации систем?

Мы выполняли проект для итальян-ской нефтяной компании ENI: постав-ляли системы электрификации, АСУТП и системы связи на нефтедобывающую платформу Goliat в Северном море. Мы также занимались обеспечением бере-гового энергоснабжения с использова-нием подводной кабельной системы. Это означает, что все энергоснабжение идет от береговой распределительной сети, и на самой платформе не требует-ся использование дорогостоящей гене-рации, которая, к тому же, загрязняет окружающую среду.

У АББ также есть экономически выгод-ное и эффективное решение для морской промышленности, особенно подходящее для российских ледоколов. В прошлом году АББ выиграла тендер на поставку мощной электродвижительной установ-ки и энергосберегающих электрических систем для строительства нового ледо-кола для компании Росморпорт. Для нас морская промышленность России также находится в фокусе внимания.

Каково Ваше мнение об альтернатив-ных источниках энергии?

За последние 20 лет львиная доля энергии вырабатывается за счет угле-водородов. Грубо говоря, 25% прихо-дится на уголь и 50% на нефть и газ. Альтернативная энергетика очень попу-лярна, но нуждается в субсидиях прави-тельства. Крупная растущая экономика, такая как у России, Индии, Бразилии и Китая, зависит от нефти и газа.

Но мы можем внести свой вклад в зеленую энергетику, сделав решения для нефтегазовой отрасли более энер-гоэффективными. Например, внедряя береговое энергоснабжение. Около 50 платформ в Северном море в Норве-гии нуждается в энергоснабжении для работы насосов и компрессоров. Что делали на протяжении последних 50 лет? Устанавливали газовое оборудование и дизельные генераторы на каждую плат-форму. Такой способ энергоснабжения приводит к сильным загрязнениям и экономически неэффективен.

Мы организовали передачу элек-троэнергии с берега на многих проек-тах таких компаний как Статойл, BP. Мы работаем сейчас над этим же для французской Total и итальянской ENI. Электроэнергия передается с бере-га посредством подводного кабеля.

В таком случае, конечно, необходимо надежное снабжение и надежная сеть.

Если такая сеть отсутствует, и несколько платформ расположены недалеко друг от друга, то есть аль-тернативное решение – построить на берегу одну электростанцию вместо нескольких источников энергии на каж-дой платформе. Это позволит снизить количество вредных выбросов. Более того – снизится вес самой платформы за счет уменьшения оборудования на ней. А это сильно влияет на стоимость при постройке платформы.

Какие перспективы у подразделения «Автоматизация процессов» АББ на российском рынке?

Большинство наших перспектив свя-зано с развитием работы на шельфе. Пока что около 95% – это освоение береговых месторождений.

Если посмотреть на карту откры-тий новых месторождений, то многие из них связаны с расширением рабо-ты на шельфе. Для шельфовой нефте-добычи АББ предлагает действитель-но уникальные решения. Но не только оффшорный рынок, мы также видим потребность «углубиться» – необходи-мо оборудование для работы на мор-ском дне. Это тоже область, на которой специализируется АББ и в разработки которой она инвестирует средства.

Растущий оффшорный рынок, пер-спективы разработок для работы на морском дне, а также развитие нефте-газового сектора в Российской Аркти-ке – все это прекрасные возможности для АББ предложить наши решения и сервисные услуги для отрасли. Это касается добычи нефти и газа, морской индустрии – ледоколов и вспомогатель-ных судов – и перевозки СПГ.

Возвращаясь к вопросу выше, вот почему мы ищем квалифицированный персонал – талантливых инженеров и опытных менеджеров по продажам, что-бы они присоединились к нашей команде. Я думаю, что у бизнеса «Автоматизация процессов» АББ хорошие перспективы в России, и команда нашего подразделения планирует продемонстрировать это уже в нынешнем году: у нас есть ряд инте-ресных проектов и мы рассчитываем на дальнейшее развитие нашего бизнеса.

* MAC/MEC (Main Automation Contractor/Main Electrical Contractor) – генераль-ный подрядчик по автоматизации/электрооборудованию

Подразделение «Автоматизация процессов» компании АББ поставляет решения, сервисные и консалтинговые услуги в части автоматизации и электрификации производства для нефтегазовой, энергетической, металлургической, пищевой, целлюлозно-бумажной, морской и других отраслей промышленностей. Предлагаемые АББ отраслевые решения включают в себя системы управления технологическими процессами, КИПиА, аналитическое оборудование, системы безопасности, решения для оптимизации производства, телекоммуникации, энергоменеджмент и распределение электроэнергии. Решения АББ помогают клиентам достигать критически важных для предприятия показателей энергоэффективности, рентабельности, производительности капитала и управления рисками.Штат сотрудников подразделения в более чем 50 странах мира – 280 000 человек. В России подразделение представлено в Москве, Санкт-Петербурге, Мурманске и Новосибирске.


Интеллектуальная станция ALC800 компании АББ для управления станками-качалками

В настоящее время нефтяные скважины с дебетом менее 20 м3/сут оснащены, как прави-ло, станками-качалками, при-

чем в российском добывающем парке двигатели подавляющего большинства таких станков приводятся в действие нерегулируемым электроприводом (кон-тактором), работающим по управлению от контроллера в периодическом (старт-стопном) режиме по заданным времен-ным уставкам. В статье рассматривается предлагаемый компанией АББ альтер-нативный вариант – станция ALC800 (Artificial Lift Control) управления стан-ком-качалкой на базе регулируемого электропривода со специальным про-граммным обеспечением, описывают-ся ее характеристики, функциональные возможности и преимущества, полу-чаемые нефтедобывающей компанией при использовании такого решения [1].

Общепринятый периодический режим работы станка, когда дополни-тельно к скорости качания задаются время откачивания и время паузы для заполнения скважины нефтью, удобен для скважин с известными и постоянны-ми параметрами. В этом случае функции регулируемого электропривода ALC800 сводятся к плавному разгону и останову

станка и защите от нештатных ситуаций. Периодический режим может исполь-зоваться совместно с двухскоростным режимом, рассмотренным ниже.

Известно, однако [2], что дневную производительность скважины можно поднять, используя непрерывную рабо-ту насоса с регулируемой скоростью вместо периодического режима экс-плуатации. В этом случае необходимо поддерживать в скважине минимально допустимый уровень жидкости (давле-ние) для обеспечения ее максимально-

го притока из месторождения (рис.1). С этой целью используется запатентован-ный компанией АББ алгоритм поддер-жания уровня жидкости в скважине, который включает два этапа:

Этап 1. Идентификация скважины при полном ее заполнении. Определяет-ся максимальная работа в цикле подъ-ема жидкости для данной скважины при максимальной и минимальной скоро-стях подъема, учитывая, таким обра-зом, свойства конкретной скважины (вязкость нефти) и скорость качания.

Д.А. ПоздеевКандидат технических наукВедущий инженер Департамента нефтегазовой промышленностиподразделения «Автоматизация процессов»

Технологии АББ

QДав

лени

е в

ниж

ней

точк

е

P

Приток в скважину

Скважина с ALC800:поддерживается давлениев нижней точке (P=Const) спостоянным притоком нефти

Увеличение ежедневногопритока и производительности

Низкий притокв начале циклаоткачки

Большойприток в концецикла откачки

Средний дневнойприток ипроизводительность

Периодический режим:

Рис. 1. Характеристика P-Q скважины и увеличение ее производительности по сравнениюс периодическим режимом работы при поддержании постоянства давления(уровня жидкости) в скважине


Этап 2. Рабочий режим. Привод пускается в работу, и через запрограм-мированную выдержку времени, необхо-димую для разгона до заданной скорости и окончания механических переходных процессов:

а) Измеряется работа каждого хода. Если она меньше уставки (низкий уро-вень жидкости в скважине) выделен-ный в памяти счетчик инкрементиру-ется, если больше уставки (высокий уровень жидкости) – декрементирует-ся. При уровне жидкости в скважине близком к уставке значение счетчи-ка близко к нулю, при его отличии от уставки это значение постепенно рас-тет или уменьшается в зависимости от знака рассогласования.

б) При достижении счетчиком задан-ной по модулю величины скорость кача-ния увеличивается на установленный шаг при отрицательном значении счетчика и уменьшается на шаг при его положи-тельном значении.

в) Если, несмотря на такое много-кратное ступенчатое снижение скоро-сти, уровень жидкости падает, напри-мер, из-за изменения характеристики скважины, при достижении минимальной уставки скорости привод останавлива-ется на запрограммированную выдерж-ку времени, после чего автоматически возобновляет работу.

Для фиксации верхнего положения используется аналоговый сигнал инкли-нометра (0-10 В или 4-20 мА), или дис-кретный концевой выключатель, или не используется никаких датчиков. В последнем случае верхнее положение определяется по электрическим сигна-лам фазного тока и напряжения зве-на постоянного тока преобразовате-ля частоты, при этом станок должен быть хорошо сбалансирован. Диаграм-мы работы станка показаны на рис. 2.

Альтернативным является инверс-ный режим работы, при котором зада-ние на скорость «инверсно» связано с каким-либо текущим параметром при-вода по закону

)1(ωмакс −= , (1)ωзад υмакс

υ

где в качестве υ принимают, как пра-вило, фильтрованные с программируе-мой постоянной времени ток нагрузки или развиваемый момент, но можно выбрать и любой другой, например, температуру обмотки двигателя. При-мер инверсного режима для υ = [момент двигателя] показан на рис. 3.

Четвертый режим, реализованный в ALC800 – двухскоростной режим – позволяет раздельно задавать скорости подъема и опускания штанги в цикле. Технолог определяет два положения штанги: для начала движения с каж-дой скоростью и скорость подъема φ

1. Привод автоматически рассчиты-

вает скорость опускания φ2. из условия

поддержания заданной средней ско-рости качания. Пример работы стан-ка-качалки в двухскоростном режиме приведен на рис. 4. Он может исполь-зоваться совместно с рассмотренным выше периодическим режимом работы.

В дополнение к стандартным защи-там электропривода специфические функции защиты станка-качалки вклю-чают в себя:

1. Защита от «сухих качаний» сни-жает скорость качания на заданный шаг Δω при снижении минимального в цикле усилия на штанге ниже опреде-ленного уровня F

мин и нахождении его в

зоне Fмин

+ ΔF в течение определенного числа n

1последовательных ходов (ΔF –

заданный гистерезис). Станок работает с пониженной скоростью, пока мини-мальное в цикле усилие на штанге не превысит уровня F

мин + ΔF в течение

определенного числа n2 последователь-

ных ходов, после чего скорость кача-ния возвращается к прежнему уров-ню (рис. 5). Защита действует во всех режимах работы станка, для нее необ-хо-димы датчики усилия, а также поло-жения штанги (инклинометр или конце-вой выключатель).

7.26 9.26 11.26 13.26 15.26

-50

0

50

100

t (c)

%

Подъем противовеса

Положение штанги

Регенерация

Подъем столба жидкости

24.68 26.68 28.68 30.68 32.68

-50

0

50

100

Отсутствие вязкоготрения жидкости приопустошенной скважине

Увеличение скоростив момент регенерации

Момент двигателя%

t (c)

Скорость двигателя

Подъем столбажидкости

21.38 23.38 25.38 27.38 29.38

-50

0

50

100

Кривая момента двигателя (определяется программой)для хода штанги вверх и вниз

%

t (c)

а)

б)

в)

Рис. 2. Диаграммы момента и скорости двигателя в режиме поддержанияуровня жидкости: а) при полной скважине; б) при опустошенной скважине;в) при оптимальном уровне жидкости



2. Защита по температуре допуска-ет прием и обработку одного дискрет-ного (тепловое реле) и двух аналого-вых датчиков температуры (например, подшипников, редуктора, двигателя, насоса и др.). При превышении тем-пературой заданного уровня в каче-стве результирующего действия мож-но выбрать сигнализацию, аварийный останов или многократное ступенчатое снижения скорости на величину Δφ

2 с

заданным интервалом времени вплоть до минимальной скорости. В последнем случае после снижения температуры аналогичными ступенями Δφ

2 скорость

автоматически возрастает до первона-чального уровня.

3. Защита по давлению допуска-ет прием и обработку трех аналоговых сигналов (например, давление в обсад-ной, транспортной колоннах, на входе насоса) и двух дискретных сигналов. Она служит, в частности, и для защи-ты штанги от поломки в случае прину-дительного опускания плунжера насоса в область высокого противодавления. Если давление превышает/опускает-ся ниже верхнего/нижнего предела в течение заданного времени, происхо-дит сигнализация или аварийный оста-нов (по выбору).

4. Защита по моменту нагрузки огра-ничивает допустимые усилия сверху (превышение уставки заданное число ходов подряд) – для исключения поло-мок штанги, и снизу – для фиксации проблем с двигателем, штангой или насосом. Различают защиту по мини-мальному моменту при обрывах штанги неглубоко от поверхности земли (уси-лие меньше уставки в течение заданно-го времени) и при глубоких поломках, когда разность между максимальным и минимальным усилиями в цикле стано-вится меньше уставки в течение задан-

ного числа ходов подряд. Для защиты по моменту нагрузки необходим датчик усилия на штанге. К достоинствам стан-ции следует отнести задание и индика-цию (или передачу по каналу в АСУТП) параметров станка в единицах измере-ния, принятых в нефтяной промышлен-ности: скорость качания [ходов/мин], добыча общая и за последние 24 часа [баррелей], текущая производитель-ность [баррелей/день], максимальное и текущее усилия штанги [Н], момент двигателя и редуктора [Нм], положение штанги [% от верхней точки], текущая мощность [кВт], работа за цикл [кВт*с] и т.д. Учитывая изложенное, применение станций, подобных ALC800, дает наи-больший эффект для скважин, имею-щих хотя бы одну из следующих харак-терных особенностей:

1) переменные параметры скважи-ны, использование закачки воды или пара в пласт;

2) высокая газовая компонента, частые удары насоса о жидкость, газо-вые пробки;

3) вероятность полной откачки жид-кости и работы насоса «насухо»;

4) низкий КПД насоса;5) обрывы/поломки штанги более

1 раза в год;6) изменяющийся с течением време-

ни приток нефти.Положительный эффект от приме-

нения ALC800 на скважинах сводится, в основном, к следующему:

Увеличение производительности. Алгоритм поддержания уровня жидко-сти не позволяет станку работать «насу-хо». Уровень жидкости поддерживается в заданных пределах выше насоса, обе-спечивая оптимальное давление в сква-жине и гарантируя максимальный при-ток нефти из месторождения. Скорость качания подстраивается равной скоро-

349.0 353.0 357.0 361.0

-50

-100

0

50

100

t (c)

Момент двигателя Задание скорости

Скорость (фильтрованная)%

Рис. 3. Задание скорости качания при инверсном режиме работы


сти притока нефти в скважину, обеспе-чивая наполняемость насоса даже при изменении таких параметров, как вяз-кость нефти и содержание попутного газа, в результате чего число пусков станка снижается с 10000-70000 до 12-24 в год (из опыта эксплуатации). При этом дополнительно исключают-ся удары плунжера насоса о жидкость при движении вниз и, как следствие – ударные нагрузки на штангу, приводя-щие к ее поломке.

Защита от «сухих качаний» повыша-ет эффективный КПД насоса, а функ-ционирование защит по моменту и дав-лению увеличивает надежность работы штанги, насоса, трубопровода, ремней, шкивов. Кроме того, регулирование ско-рости устраняет необходимость замены шкивов при смене условий работы сква-жины. Все это уменьшает время про-стоев оборудования, приводя к допол-нительному увеличению добычи. По опыту эксплуатации ALC 800 увеличение годовой производительности скважины за счет указанных факторов составля-ет более 20%.

Снижение эксплуатационных рас-ходов. Алгоритм поддержания уровня жидкости и, следовательно, оптималь-ной скорости приводит к снижению более чем на 20% пиковых нагрузок на штангу по сравнению с работой на максимальной нерегулируемой скоро-сти в периодическом режиме. Кроме того, на 10-15% снижается динамиче-ская нагрузка на штангу (разница между максимальным и минимальным усилиями в течение цикла качания). Выше упоми-налось об исключении ударов плунже-ра о жидкость и вероятности поломки штанги по этой причине. Редкие плав-ные пуски вместо частых прямых пусков многократно снижают нагрузки на все механические узлы. Все эти факторы увеличивают межремонтный интервал станка-качалки.

Снижение потребления электроэ-нергии на единицу добытой нефти до 20-30% достигается: а) исключением «сухих» качаний и увеличением эффек-тивного КПД насоса; б) снижением пла-ты за установленную мощность, т.к. нет необходимости завышать мощность дви-гателя для тяжелых пусков после оста-нова, ибо станок почти не останавли-вается, но даже при редких частотных пусках преобразователь допускает до двукратной перегрузку двигателя по моменту; в) по тем же причинам допу-стима замена энергетически неэко-


номичных двигателей с повышенными скольжением и пусковым моментом на более экономичные двигатели с обыч-ным скольжением.

Работа при скачках напряжения питающей сети. За счет использования регенеративного привода (с активным выпрямителем) с запасом по току (стан-дарт) и исполнения привода с расширен-ным диапазоном питающего напряжения (опция) обеспечивается работоспособ-ность станции при снижении и повы-шении напряжения сети до 50%. Воз-можна поставка станции с пониженным гармоническим влиянием на питающую сеть (опция). Изготовляются станции управления в шкафном варианте улич-ного исполнения с температурой экс-плуатации +40…–50 оС.

Литература:1. ACS800 Firmware manual rod pump

light application program. ABB Inc., 2004.2. Чаронов В.Я. Автоматизация рабо-

ты основного оборудования и проблемы энергосбережения на объектах нефте-газодобычи. Альметьевск: Изд-во АО Татнефть, 1998 г., 336 с.


t

Положениештанги

t

Нижняя

Заданная средняяскорость

точка

Положениештанги

ω2

ω1

Положение для начала движения:а) со скоростью ω2б) со скоростью ω1

|

Нижняяточка

Верхняяточка

Скорость

Ход вверх Ход вниз

Рис. 4. Задание скорости качания при двухскоростном режиме работыω1 – скорость подъема; ω2 – скорость опускания

Рис. 5. Алгоритм защиты от «сухих качаний».n1=2 - заданное число ходов с усилием F<F

мин;

n2=3 - заданное число ходов с усилием F>Fмин

+∆F;∆ω - шаг снижения скорости

Счетчик n1

Положение штанги

∆ω

Состояние защиты

активнаянеактивная

Скорость, [ходов/мин]

t

t

F , [Н]

Fмин

+ ∆F

Fмин

∆F

t

t

Счетчик n20

16000

12000

80004000

20000

Минимальное за цикл усилие на штанге


Внедрение отдельной системы управления предприятием (ERP) или управления основными фондами (EAM) для улучшения управления оперативной производственной деятельностью зачастую не приводит к желаемым результатам. Почему это происходит и как этого можно избежать? Как качественно улучшить оперативное управление производством горнодобывающего предприятия?

Повышение качества оперативного управления производством

В одном достаточно давнем исследовании компания Gartner сделала заключение: «Как и предприятия смежных обла-

стей промышленности, горнодобываю-щие предприятия осознали, что внедре-ние системы управления предприятием или управления основными фондами не оправдывает в должной степени ожи-даний в улучшении процессов опера-тивного управления производством».

К основным причинам, вызываю-щим снижение эффекта от внедрения систем управления предприятием отно-сятся: отсутствие согласованных и долж-ным образом обработанных данных об эффективности производственной деятельности в натуральных едини-цах; отсутствие у внедряющих ERP-системы компаний необходимых знаний в технологиях, ограничивающее эффект внедрения и, зачастую, односторон-ний подход предприятий к автоматиза-ции деятельности, направленный либо на внедрение систем верхнего уров-ня, при этом далеких от производства (например, электронный документоо-борот и т.д.), либо только на внедрение систем управления технологическими процессами.

В совокупности названные причины приводят к возникновению достаточно

большого разрыва между уровнем тех-нологии и уровнем управления пред-приятием, тем самым лишая основную движущую силу и сердце любого гор-нодобывающего предприятия – произ-водство – эффективных инструментов оперативного управления и кратко- и среднесрочного планирования.

Перекос в сторону автоматизации только технологии также чреват сни-жением эффективности оперативного управления производством из-за отсут-ствия инструментов перспективного анализа и планирования производства, контроля и оценки в долгосрочной пер-спективе качества ведения тех же тех-нологических процессов (из-за отсут-ствия агрегированных данных, имея на руках только данные реального времени, вы можете оценить текущее отклонение параметров от заданных значений, но не можете оценить в перспективе ухуд-шается ли ведение процесса во време-ни или становится лучше).

Решение проблемыВ смежных областях промышлен-

ности, таких как машиностроение и пищевая промышленность, широкое распространение начали получать системы управления производством (Manufacturing Execution Systems или

MES-системы), выступающие в роли звена, объединяющего технологию и финансы и обеспечивающего оператив-ное управление производством.

К сожалению, в силу специфики тех-нологий добычи и переработки полез-ных ископаемых такие системы до сих пор не получили соответствующего рас-пространения на предприятиях горно-добывающей промышленности.

Для сокращения разрыва между про-изводством и информационными техно-логиями для повышения качества опера-тивного управления горнодобывающего и перерабатывающего предприятия Ventyx предлагает набор интеллекту-альных решений, призванных способ-ствовать качественному улучшению процессов управления всеми передела-ми, начиная от проектирования и раз-работки месторождения и заканчивая отгрузкой готовой продукции и работой на сырьевых рынках.

Комплекс интеллектуальных реше-ний Ventyx (Ventyx Intelligent Mining Suite) включает такие программные продук-ты, как:

• Горно-геологическая информацион-ная система Ventyx MineScape, призван-ная обеспечить качественное управле-ние проектированием и планированием разработки месторождения.



• Система управления производ-ственной логистикой Ventyx MineMarket, предназначенная для согласованного на основе прогнозов и потребностей покупателей планирования объемов производства, формирования графиков отгрузки и последующего учета объемов и контроля выполнения обязательств и соблюдения качества готовой продук-ции на всех этапах производства.

• Особый интерес для предприятий, занимающихся переработкой железной руды, золотодобычей и добычей цвет-ных металлов, представляет продукт Ventyx Production Accounting, направ-ленный на повышение точности процес-сов учета объемов производства, рас-чета баланса металлов на всех этапах переработки руды и определения узких мест производства.

• Лабораторная информацион-ная система управления (ЛИС) Ventyx CCLAS, служащая для оптимизации деятельности лаборатории и прове-дения анализов, начиная с момента регистрации образцов проб и до выда-чи результатов анализа, включая воз-можность автоматического получения данных от аналитических приборов и оптимизацию загрузки персонала лаборатории.

• Система организации единого хра-нилища данных о качестве Ventyx Assay Management, обеспечивающая возмож-ность создания централизованного и согласованного в рамках предприятия и его подразделений источника данных о качестве, служащего единственной точкой достоверных данных.

Продукты из состава Ventyx Intelligent Mining Suite (Ventyx IMS) могут исполь-зоваться как самостоятельно, так и в составе комплексных решений, сла-женная работа которых обеспечива-ется подсистемой интеграции Ventyx Integration Platform, предназначенной для организации бесшовной связи указан-ных продуктов между собой и с суще-ствующими на предприятии системами как уровня управления технологией и диспетчеризации (АСУТП, АСДУ), так и системами управления предприяти-ем (ERP, EAM и пр.).

В основе решений Ventyx лежит ком-плексный, интегрированный подход к улучшению всех аспектов деятельно-сти горнодобывающего предприятия. Он позволяет за счет интеллектуаль-ных и сложных алгоритмов и специа-лизированных моделей, разработанных при участии специалистов предпри-ятий по всему миру и положенных в основу каждого продукта, качествен-но улучшить и при помощи информа-ционных технологий сблизить техно-логию и экономику, сократив разрыв и обеспечив их взаимопроникновение, поднять управление предприятием на новый уровень.

Комплекс интеллектуальных реше-ний Ventyx при должном внедрении может стать надежной и при этом гиб-кой, развиваемой и соответствующей современным требованиям основой для построения полнофункциональной системы управления производством горнодобывающего и перерабатываю-щего предприятия.





AББ выпустила первую в мире серию низковольтных выключателей для управления энергопотреблением и использования в интеллектуальных сетях Smart Grid

Компания АББ представила Emax 2 – первый низко-вольтный автоматический выключатель с интегриро-ванными функциями управления энергопотреблением. Замена обычного выключателя на Emax 2 позволя-

ет сэкономить 5,8 миллиона мегаватт-час (МВтч) в год. Это сопоставимо с количеством энергии, потребляемой ежегод-но 1,4 миллиона квартир в Европе.

Такая экономия энергии позволяет сократить количество выделяемого углекислого газа CO

2 на 4 миллиона тонн, что

эквивалентно количеству углекислого газа, ежегодно выде-ляемого 1 миллионом автомобилей. Использование Emax 2 в электроустановке зданий позволяет снизить до 15% значе-ние максимальной потребляемой электроэнергии.

Выключатели серии Emax 2 используются в низковольт-ных энергосистемах, требующих надежной защиты и кон-троля уровня потребляемой энергии: например, в промыш-ленных электроустановках, коммерческих зданиях, центрах обработки данных или на кораблях.

С технической точки зрения замена существующего выклю-чателя на выключатель Emax 2 выполняется очень просто. Бла-годаря достигаемой экономии электроэнергии стоимость уста-новки Emax 2 окупится в первый же год его использования.

«Выключатели практически не используются для сокраще-ния затрат электроэнергии, хотя могут обеспечить значитель-ную экономию. Выключатели традиционно применялись для повышения уровня безопасности системы и защиты электри-ческих сетей, однако теперь они впервые могут применяться также для экономии электроэнергии», – говорит Тарак Мехта (Tarak Mehta), директор подразделения «Низковольтное обо-рудование» компании АББ.

«Поскольку автоматические выключатели широко исполь-зуются в распределении энергии, потенциал экономии энер-гии поистине колоcсален. Это прекрасный пример того, как мы можем использовать интеллектуальные технологии для

Инновационное решение позволяет сэкономить электроэнергию в количестве, эквивалентном энергопотреблению 1,4 миллиона квартир в Европе, а также помогает предотвратить перебои энергоснабжения

Emax2 – первый автоматический выключатель, способный экономить электроэнергиюЭволюция устройства защиты в интеллектуальное устройство экономии энергии

Первый в мире умныйвыключатель используетсложные алгоритмы исовременную электронику

Сэкономленная энергияспособна дать питаниеэлектромобилю, чтобы добратьсядо Солнца и обратно

больше чем 11 раз...

...или предоставитьэнергию дляпитания почти

всех жилыхдомов в Берлинена один год

Защищает и контролируетэлектроустановки промышленныхи коммерческих зданий, ЦОДовили кораблей

Исключает полноеотключениеэнергоснабженияпри пиковых потреблениях

Окупаемость меньше,чем за год за счетэкономии энергии

Оборудование АББ


сохранения окружающей среды. Emax 2 стал отличной ново-стью для наших заказчиков, т.к. теперь они могут достигнуть значительной финансовой экономии благодаря переходу на новую серию», – добавляет Тарак.

Автоматический выключатель становится интеллектуаль-ным устройством.

Выключатель оборудуется расцепителем защиты со встро-енным модулем управления энергией (Power Controller), кото-рый точно измеряет и оценивает уровень потребления элек-троэнергии, а затем управляет распределением нагрузок, предотвращая превышение установленного пользователем максимального уровня энергопотребления или сокращая его. Это также помогает снизить риск перебоев энергос-набжения, поскольку их основной причиной является пре-вышение максимальной потребляемой мощности, обеспе-чиваемой системой.

В целях регулирования энергопотребления подача энер-гии к приборам второстепенной важности (неприоритетным нагрузкам) временно прекращается и возобновляется вновь при достижении допустимого общего уровня энергопотребле-ния. Использование встроенного контроллера и программно-го обеспечения, созданного на основе сложных алгоритмов, позволяет устройству определить, когда можно отключить или снова включить энергоснабжение потребителей, сохра-няя при этом общую функциональность и эффективность работы оборудования системы.


Кроме того, выключатель имеет встроенный модуль связи, позволяющий передавать важную информацию об энергопотре-блении и параметрах надежности системы напрямую в интел-лектуальную сеть и другие протоколы в реальном времени.

На разработку нового выключателя Emax 2, которой руко-водил научно-исследовательский центр АББ в г. Бергамо, Италия, потребовалось несколько лет.

В 2012 г. инвестиции АББ в научно-исследовательские работы составили 1,5 миллиарда долларов, а в настоящее время в штате компании по всему миру продолжают рабо-тать 7000 технических специалистов.

Emax2 – первый автоматический выключатель, способный экономить электроэнергиюЭволюция устройства защиты в интеллектуальное устройство экономии энергии

Первый в мире умныйвыключатель используетсложные алгоритмы исовременную электронику

Сэкономленная энергияспособна дать питаниеэлектромобилю, чтобы добратьсядо Солнца и обратно

больше чем 11 раз...

...или предоставитьэнергию дляпитания почти

всех жилыхдомов в Берлинена один год

Защищает и контролируетэлектроустановки промышленныхи коммерческих зданий, ЦОДовили кораблей

Исключает полноеотключениеэнергоснабженияпри пиковых потреблениях

Окупаемость меньше,чем за год за счетэкономии энергии


Расширение сотрудничества с«МКС-Филиал ОАО «МОЭСК»

В настоящее время в эксплуа-тации филиала Московские кабельные сети (МКС) нахо-дятся электросети 0,4-35 кВ

общей протяженностью более 60 000 км и свыше 15 000 распределительных и трансформаторных подстанций, по которым осуществляется транспор-тировка электроэнергии для жилых и общественных зданий, объектов город-ского хозяйства, электрифицированно-го транспорта, промышленных пред-приятий по всей Москве: от Кремля до Куркино и Бутово, включая Зеле-ноград и Щербинку.

Сотрудничать с таким заказчиком престижно и почетно, и Департамент оборудования среднего напряжения ООО «АББ» приложил немало усилий, чтобы стать поставщиком для МКС. В 2013 году были согласовано примене-ние ячеек UniSec и SafePlus на подстан-циях города Москвы.

Ячейка SDC соответствует нормам IEC 62271-200, имеет декларацию соот-ветствия ГОСТ и предназначена для распределительных сетей соедини-тельных подстанций (СП) 20 кВ. Ячей-ка не имеет аналогов среди зарубеж-ных поставщиков.

Сотрудничество компании ООО «АББ» и «МКС – Филиал ОАО «МОЭСК» успешно продолжается с 2005 года. В этом году новый этап работы знаменовался согласованием на применение ячеек UniSec и SafePlus

Ячейка типа SDC для MKC является частью комплекса UniSec и обеспечивает высокий уровень безопасности и надежности. Она была разработана АББ в Цюрихе специально для нужд и потребности компании МОЭСК: по техническим требованиям МКС разработкой занимались инженеры Департамента оборудования среднего напряжения ООО «АББ» и конструкторы завода ABB S.p.A в Италии.

Безопасность – основное требование к электроустановкам. В данной разработке отсутствуют межъячеечные кабельные связи, контроль наличия напряжения на всех функциях.Многофункциональность: возможность увеличения количества отходящих фидеров, учет электроэнергии на вводе и на отходящих линиях.Минимальные габариты позволяют применять разработку в ограниченных пространствах в бетонных блочных подстанциях и при реконструкции объектов.

Преимущества решения на базе ячеек SafePlus:

Второе решение – разработка на базе ячеек SafePlus, произведено ABB AS Норвегия. На основании типовой схемы учета 6-20 кВ, разработанной в МКС, было представлено решение на ячейках АББ. Разработка получила одобрение заказчика и было разреше-но к применению в электросетях горо-да Москвы.

Заказчики и проектные институ-ты могут обращаться в Департамент оборудования среднего напряжения ООО «АББ» и получить данные реше-ния и консультации по ним.



«АББ Системы связи в энергетике» –10 ЛЕТ УСПЕШНОЙ РАБОТЫ

Задачей компании стала не просто продажа заказчику оборудования, но и наладка надежно работающих систем

связи. Во все проекты начали включать предпроектные работы, производство и поставку оборудования, выполнение шеф-монтажных, монтажных и пуско-наладочных работ. Кроме того, суще-ственно расширилась номенклатура выпускаемой продукции. В результате стремительно выросли объемы про-даж, а вместе с ними укрепилось при-

Интересные проекты

История департамента «Системы связи в энергетике» началась в 1994 г. В составе Представительства АББ в России было открыто подразделение систем связи для организации продаж из Западной Европы. С 1997 года направление перешло в состав компании АББ ВЭИ Метроника, а в 1999 году для производства оборудования ВЧ связи в России в рамках той же компании был создан инженерный центр (ИЦ) «Системы связи в энергетике»

сутствие АББ на российском рынке свя-зи для энергетики.

Дальнейшее развитие ИЦ «Системы связи в энергетике» привело к тому, что 12 марта 2003 года появилась самостоятельное юридическое лицо ООО «АББ Энергосвязь», деятельность которого стала полностью специализи-роваться на построении систем связи в энергетике.

10 июля 2003 года в Москве «АББ Энергосвязь» открыла новый, один из лучших в Европе, научно-производ-

ственный комплекс. Это позволило уве-личить объемы выпускаемой продукции и открыло новые возможности для раз-работки передовых конструкторских и системных решений.

Все это время мы непрерывно раз-вивались. В компании сформировался мощный инженерно-технический отдел, появился технологический отдел. Наше производство сегодня четко структури-ровано, и каждое подразделение отве-чает за определенный производствен-ный этап.


Наиболее важными проектами стали, в первую очередь, ПС 500 кВ «Звезда» (2004-2006), ПС 500 кВ «Воронежская» (2006-2007), крупнейшая в Европе под-станция «Очаково» и др.

ПС 500 кВ «Звезда»: «АББ Энер-госвязь» выполнила рабочее проек-тирование, изготовила и поставила оборудование, выполнила весь ком-плексстроительно-монтажных и пуско-наладочных работ всего оборудования связи, включая ВЧ, волоконно-оптиче-скую и связь внутри объекта. Несмотря на большой объем работ и нестандарт-ные задачи, объект был запущен в срок.

Подстанция построена за рекордно короткий срок – полтора года. Торже-ственный ввод в эксплуатацию нового объекта состоялся 30 августа 2006 года.

Ввод подстанции обеспечил воз-росшие потребности в электроэнергии завода «Кроностар», расширил возмож-ности присоединения новых потребите-лей, существенно улучшил схему энер-госнабжения в северо-восточной части Костромской области, а также северной части Нижегородской области.

ПС 500 кВ «Воронежская»: За годы, прошедшие с начала строительства, рабочий проект подстанции устарел, поэтому вначале была выполнена его корректировка. Специалистами «АББ Энергосвязь» в течение 2006-2007 гг. были выполнены работы по монтажу,

наладке и вводу в эксплуатацию ПС 500 кВ «Воронежская»:

– разработана рабочая документа-ция в части дифференциально-фазных защит линий 500кВ и 110кВ со сторо-ны ПС «Воронежская» и с противопо-ложных сторон;

– разработаны схемы подключения, монтажно-коммутационных схем на ПТС АСУТП, РЗА, ПА, схемы шкафов наруж-ной установки, кабельных журналов;

– изготовлены и поставлены шкафы наружной установки в объеме рабочей документации;

– смонтированы ПТС РЗА, ПА и АСУТП, системы ОПТ, шкафов наруж-ной установки, кабельных связей;

– выполнена наладка ПТС АСУТП, РЗА, ПА;

– специалисты «АББ Энергосвязь» участвовали в проведении предпуско-вых операций, а также в пуске в эксплу-атацию всего объекта в целом.

Ввод подстанции в эксплуатацию зна-чительно повысил надежность электро-снабжения и дал возможность увеличе-ния объемов производства на крупных промышленных объектах Воронежа.

ПС «Очаково»: Начало проекта по переоснащению ПС «Очаково» отно-сится к середине 2006 года, когда ФСК (Федеральная сетевая компания) при-няла решение о строительстве и рекон-струкции подстанций 500 кВ Москов-ского энергетического кольца. В число объектов, подлежащих реконструкции в первую очередь, вошла ПС «Очаково», обеспечивающая потребности Москвы в электроэнергии на 30%. В результате тендера, в котором участвовали миро-вые производители электротехнического оборудования, заказчик сделал выбор в пользу АББ.

Проект реконструкции ПС «Очако-во» уникален не только общим объемом работ, но и участием в нем большин-ства российских компаний АББ. «АББ Автоматизация» поставила на объект комплекс релейной защиты и систему управления. «АББ Энерго связь» – ком-плексы высокочастотной связи; «АББ Москабель» – сухие кабели с изоля-цией из сшитого полиэтилена. «АББ Энергосвязь» помимо поставленных ВЧ заградителей типа DLTC и фильтров присоединения MCD80, также произве-ла отгрузку комплекса аппаратуры ВЧ связи ETL600 с устройством управле-ния CP24, который позволяет обслу-

живающему персоналу обеспечивать оперативный ввод/вывод команд РЗ и ПА, позволяет вводить информацию о прохождении сигналов команд РЗ и ПА в АСУ ТП, что в свою очередь обе-спечивает высокую надежность пере-дачи и распределения электроэнергии по ВЛ МЭС Центра.

В данном комплексе поставок исполь-зовались передовые технологии «АББ Энергосвязь»:

– Терминал ETL600 – новое поколе-ние оборудования ВЧ связи. Являясь преемником ВЧ терминалов ETL500, новое оборудование сохраняет их функ-циональность, одновременно предла-гая ряд недостижимых ранее техниче-ских характеристик. На сегодняшний момент оборудование ETL600 имеет в своем составе самый высокоскорост-ной в мире, специализированный модем MOD600, который с помощью встроен-ного мультиплексора MUX600 позво-ляет организовывать каналы передачи данных с интерфейсами RS-232, X.21, G.703.1 и Ethernet.

– Устройство управления CP24 – уни-кальная собственная разработка ком-пании АББ. Эта компактная и надеж-ная система является универсальным устройством, которое помогает объ-единить, упорядочить и стандартизи-ровать механизмы передачи сигналов команд РЗ и ПА.

В 2009 году компания претерпела серьезные изменения. В рамках гло-бального процесса реструктуризации международного концерна АББ, компа-ния успешно прошла процесс реструк-туризации в форме присоединения к ООО «АББ». Теперь компания стала департаментом «Системы связи в энер-гетике» в рамках огромного холдинга АББ в России. Реструктуризация позво-лила стандартизировать все бизнес-процессы компании и оптимизировать использования ресурсов.

Компания участвовала во всех круп-ных проектах российской энергетики 2009 года. Среди ключевых проектов в 2009 году были: Гузар-Сурхан в Узбеки-стане, организация каналов связи для ПС Валаам в Северо-Западном регионе, организация каналов связи по транзит-ной ветке ВОЛС «Челябинск-Красноярск» и некоторые другие. На комплекс ВОЛС «Челябинск-Красноярск» «АББ Энегос-вязь» поставила крупную сеть оборудо-вания ЦСПИ, основанную на универсаль-ных мультиплексорах доступа FOX 515.


• организация и построение систем высокочастотной (ВЧ) связи по ЛЭП (35–1150 кВ); • выпуск цифрового оборудования ВЧ связи; • разработка и производство устройств передачи сигналов команд релейной защиты (РЗ) и противоаварийной автоматики (ПА); • поставка оборудования ВЧ обработки и ВЧ присоединения; • построение цифровых SDH / PDH сетей;• поставка станционного оборудования для ВОЛС.

Профиль «АББ Системы связи в энергетике»:


Несмотря на то что выполнение проек-та пришлось на самый острый период финансового кризиса, поставка оборудо-вания была завершена в сжатые сроки, согласно требованиям заказчика. Муль-типлексоры FOX 515 были установлены в телекоммуникационные шкафы. Особое внимание при их разработке было уде-лено соответствию требованиям по ЭМС и пылевлагозащищенности. Уникальная система климат-контроля позволяет обо-рудованию работать в самых тяжелых условиях, а гибкая система распределе-ния электропитания дает возможность подключать все необходимое оборудо-вание. Все шкафы снабжены системой вывода аварийной сигнализации в АСУ ТП подстанции.

2010 г. – проект «Реконструкция и модернизация противоаварийной авто-матики второго энергоблока для Ростов-ской АЭС». Ростовская АЭС – одно из крупнейших предприятий энергетики Юга России. Выработка электроэнер-гии составляет свыше 25 млн кВт-час в сутки и около 8 млрд кВт-час в год. Электроэнергия Ростовской АЭС пере-дается потребителям по линиям элек-тропередачи напряжением 500 кВ на подстанции: Тихорецк, Невинномысск, Шахты, Буденновск и Южная. Впервые для Южного федерального округа были использованы схемы подключения фаза-земля к разноименным фазам ВЛ для обеспечения работоспособности сиг-налов ВЧ связи. В составе проектиру-емых систем ВЧ связи АББ поставила аппаратуру ВЧ связи ETL 681 для прие-ма-передачи сигналов телефонии, РЗ и ПА, а также панель управления CP-24.

Безусловно, системы связи для потенциально опасных предприятий, к которым относятся атомные электро-станции, требуют повышенной надеж-ности и должны постоянно совершен-ствоваться. Компания АББ предлагает комплексный подход к организации каналов связи, использует проверен-ные технологии, обеспечивает надеж-ную работу оборудования даже в чрез-выйчайно сложных условиях.

Проект «Калининская»: Калининская атомная электростанция – ближайшая АЭС к Москве (260 км). Станция состо-ит из четырех энергоблоков, электри-ческой мощностью 1000 МВт, которые были введены в эксплуатацию в 1984, 1986, 2004 и 2011 годах.

Для выдачи мощности 4-го энерго-блока Калининской АЭС к 2012 году ОАО «ФСК ЕЭС» завершила строи-тельно-монтажные работы 603.5 км линий электропередачи и 8076 МВА трансформаторной мощности. В част-ности, построены линии электропе-редачи 500 кВ «Грибово – Дорохово» (Московская область) и 750 кВ «Кали-нинская АЭС – Грибово» (Тверская и Московская область), а также подстан-ции 500 кВ «Дорохово» и 750 кВ «Грибо-во». Подстанция 750 кВ «Грибово» явля-ется вторым энергообъектом подобного класса напряжения в Московской обла-сти и вторым в России энергообъектом 750 кВ нового поколения.

Подстанция 500 кВ «Дорохово» ста-нет первым объектом второго энерге-тического кольца 500 кВ в Московской энергосистеме. Линия электропереда-чи 500 кВ «Грибово – Дорохово» протя-женностью 74 км свяжет между собой строящиеся объекты выдачи мощности 4-го блока Калининской АЭС.

В качестве поставщика вторичных систем для оснащения обеих подстан-ций была выбрана компания АББ. В составе проектируемых систем свя-зи мы поставили аппаратуру ВЧ связи ETL600 для приема-передачи сигналов телефонии, РЗ и ПА, панель управле-ния CP24, высокочастотные заградите-ли DLTC и цифровые мультиплексоры FOX515. Также были установлены шка-фы РЗА и шкафы АСУ.

В конце лета 2011 года оборудова-ние прибыло на объекты, был выполнен монтаж и системы переданы в налад-ку. В конце марта 2012 года стартова-ла программа постановки под напряже-ние объектов схемы выдачи мощности Калининской АЭС. Успешно были вклю-чены линии 220 кВ, подано напряже-ние на шины 500 и 750 кВ. Кроме того, специалисты АББ осуществляли пред-проектное консультирование, экспер-тизу проектов, шеф-монтаж и пуско-наладочные работы на перечисленных объектах.

Наработки специалистов АББ на объ-ектах схемы выдачи мощности Кали-нинской АЭС были применены на ПС 500 кВ «Каскадная» и на сегодняшний день эти решения являются стандартом оснащения вновь возводимых объектов ФСК вторичными системами и связью.

Сегодня департамент «Системы связи в энергетике» является не просто одним


• ETL600 – оборудование ВЧ связи по ВЛ (35 – 1150 кВ)• FOX515 – универсальная платформа для построения корпоративно-технологических сетей связи• FOX615 – обновление в семействе FOX• NSD570 – система для передачи команд РЗ и ПА• CP24 – панель управления• AES Testbox – устройство тестирования и передачи команд РЗ и ПА• DLTC – ВЧ заградители для ВЛ (35 – 1150 кВ)• MCD80 – фильтр присоединения• AFS – новая серия промышленных Ethernet маршрутизаторов• TROPOS – беспроводные коммуникационные системы

Оборудование связи:

из основных поставщиков оборудова-ния для построения технологических сетей связи в России; это прежде все-го полнофункциональное предприятие, имеющее собственное производство, локальный инженерный центр систем связи в энергетике и другие направ-ления, включая сервисную поддерж-ку поставленного оборудования связи.Поздравляем коллег с юбилеем рабо-ты на российском рынке!


Железные дорогиИсторические события

Еще одной областью, в которой фирма «Brown, Boveri & Cie» с стала пионером, является железнодорож-ный транспорт на электрической тяге. Промышлен-ный этап развития электротехники, начавшийся на

рубеже 90-х годов XIX века, повлек за собой централизо-ванное производство электроэнергии. Именно это сыгра-ло решающую роль в электрификации железнодорожно-го транспорта. Появляются первые попытки перевести на электрическую тягу сначала городские, затем пригородные и далее магистральные железные дороги. Такая электри-фикация была целесообразна прежде всего на участках с большой плотностью движения.

Рис. 1. Испытания двигателя для локомотива. В центре фотографии

Ч. Браун. 1895 г.

Гейльмановский локомотивВ 1892–1896 годах еще совсем юная фирма «Brown, Boveri

& Cie» разрабатывает генераторы и двигатели для паровоза с электрическим приводом системы Гейльман. Это был нашу-мевший проект, опередивший свое время. В 1890 году про-мышленник из Эльзаса, Жан-Жак Гейльман (Jean Jacques Heilmann) зарегистрировал патент (№ 207055, Франция) на комбинированную пароэлектрическую силовую установку для автономного питания железнодорожного транспорта. Этот локомотив сочетал в себе паровоз с электрической передачей. Гейльман обратился к Чарльзу Брауну за помо-щью. Необходимо было путем решения ряда сложных инже-нерных задач разработать электропривод для локомотива. Вначале предполагалось, что приводные двигатели будут асинхронными, но результаты были неудовлетворительны-ми, и пришлось обратиться к более изученной конструкции машин постоянного тока. Окончательное решение стало сле-

«Вся честь разработки трехфазных двигателей применительно к требованиям тяги, по справедливости принадлежит одному из выдающихся строителей и специалистов электрического дела инженеру Ч. Брауну и его сотрудникам. Ими же новая система всесторонне разработана и введена в жизнь».

Академик Графтио Генрих Осипович (1869–1949)

дующим: паровой двигатель приводил во вращение первич-ную динамо-машину, которая в свою очередь питала восемь двигателей постоянного тока, якоря которых располагались непосредственно на полой оси колесных пар локомотива (рис. 2 – рис. 4). В табл. 1 приведены некоторые технические данные двух типов электровоза Гейльмана 1893 и 1895 годов.

Рис. 2. Электрическая принципиальная схема Гейльмановского

локомотива:

1. Главный генератор (ГГ).

2. Возбудитель ГГ.

3. Обмотка возбуждения ГГ.

4. Управляющий реостат.

5. Тяговые двигатели.

Рис. 3. Вид колесной Рис. 4. Чертеж колесной пары

пары локомотива с

двигателем постоянного

тока

Главный генератор конструкции Брауна представлял собой 6-полюсную машину постоянного тока, непосредственно соединенную с паровым двигателем. При частоте вращения 400 об/мин генератор вырабатывал ток 920 А. Максималь-ная генерируемая мощность составляла 750 л.с. Одним из основных условий технического задания Гейльмана была минимизация веса устройств локомотива. И Чарльзу Брауну удалось добиться выдающихся показателей. Общий вес гене-ратора был около 7200 кг, что составляло 12 килограмм на лошадиную силу. Такие показатели значительно опережали свое время и стали нормой только в 20-30-е годы XX века. Возбудитель главного генератора приводился в движение от вспомогательной вертикальной паровой машины и отда-


Исторические события

вал часть своей вырабатываемой электроэнергии также для освещения и управления вспомогательным электрообору-дованием. Обмотка якорей машин постоянного тока была двухслойная. Причем каждый паз содержал по два про-водника, один над другим. Эта весьма распространенная сегодня схема двухслойной обмотки была впервые приме-нена именно Брауном для крупных машин постоянного тока.

Рис. 5. Главный генератор локомотива Гейльмана

Главная идея создания такого локомотива была следующая: вследствие отсутствия механической связи между паровой машиной и колесными парами паровой двигатель мог рабо-тать с постоянным давлением. Величина впуска пара была постоянной. В обычных паровозах при динамичных режимах (трогании с места, подъемах) изменяли впуск пара, что при-водило к ухудшению КПД. В электровозе Гейльмана движе-ние регулировалось изменением числа оборотов двигателей постоянного тока. Паровая машина должна была работать все время в оптимальном для себя режиме. Кроме того, при высокой скорости движения уменьшались вибрации колес-ных пар вследствие исключения громоздких классических паровозных колес со сложными противовесами и прочими приспособлениями. В Гейльмановском же локомотиве име-лись только чистые тела вращения. Многочисленные опыты показали, что сопротивление движению локомотива Гейль-

мана было меньше сопротивления обыкновенного паровоза. При пробных поездках с поездами скорость движения пре-восходила на некоторых участках 100 км в час без малейших нарушений спокойного хода. При больших скоростях движе-ния имелась определенная экономия в расходе пара, а экс-плуатационный расход топлива снижался до 15%.

Рис. 6. Общий вид локомотива Гейльмана

Этот уникальный локомотив ходил с быстроходными курьерскими поездами во Франции. Однако серьезным недостатком таких локомотивов был значительный вес. Самые крупные паровозы того времени были не тяжелее 97-100 тонн, между тем как гейльмановский локомотив весил 120 тонн. Идеи Гейльмана опередили свое время. Совре-менные тепловозы с электротрансмиссией имеют большое преимущество из-за того, что используемые в них двигате-ли внутреннего сгорания имеют максимальную мощность на высоких оборотах. При трогании с места крайне необходи-мо развязать обороты двигателя и колесных пар. С помо-щью электротрансмиссии дизельная установка работает на оптимальных оборотах. Гейльману пришлось привязы-вать несовершенный паровой двигатель к новому электри-ческому приводу Брауна, а это делало локомотив слишком тяжелым. Преимущество в тяге, по сравнению с обычны-ми паровозами, было неочевидным. КПД такого локомоти-ва при небольших скоростях из-за потерь в генераторах и двигателях было зачастую тоже ниже. В 1898 г. компания Гейльмана, увы, потерпела крах.

В дальнейшем для железной дороги на электрической тяге Браун предпочел применять трехфазный ток, позво-лявший использовать для привода локомотивов надежные и не нуждающиеся в трудоемком обслуживании асинхрон-ные двигатели.

Трамвай в ЛуганоСтаринный швейцарский город Лугано располагался на

берегу одноименного озера. В 12 километрах от города в местечке Мароджиа была электростанция, использующая энергию водопада. Электростанция вырабатывала перемен-ный однофазный ток высокого напряжения, который пере-давался в город для освещения. Мощность электростанции была избыточной, и в 1894 году ее владелец Бюхер-Дюр-рер (Bucher-Durrer) решил применить часть электроэнергии для транспортных нужд города. Был объявлен конкурс сре-

Таблица 1Технические характеристики электровозов ГейльманаПоказатели Электровоз 1893 г. Электровоз 1895 г.

Вес локомотива, т 120 120

Мощность локомотива в л.с. при скорости в 62 мили /ч

600 1000

Тип котла Типа ЛенцаТипа французской Западной ж. д.

Тип паровой машиныГоризонтальная 800 л.с., компаунд, с корот-ким ходом поршня

Вертикальная Уиллен-са 1500 л.с., компакт-ная и легкая

Тип генератораМногополюсный типа Чарльза Брауна на 750 л.с.

Многополюсный типа Чарльза Брауна на 1500 л.с.

ЭлектродвигателиМощностью в 75 л.с. каждый

Мощностью в 125 л.с. каждый

Вес двигателей, т 2,7 3,3


ди нескольких фирм на разработку «электрической тяги» на нескольких трамвайных линиях. Все представленные про-екты основывались на двигателях постоянного тока, кроме проекта «Brown, Boveri & Cie», предложившей использовать в качестве тяговых трамвайных двигателей асинхронные трех-фазные машины. Техническое решение «Brown, Boveri & Cie» было самым экономичным, что в первую очередь повлия-ло на выбор Бюхер-Дюррера, хотя нельзя отказать ему и в смелости, поскольку до этого в мире асинхронные двигате-ли в качестве тяговых нигде не применялись.

Рис. 7. Карта Лугано и его окрестностей

Перейдем непосредственно к описанию проекта. На электростанции в Мароджиа была смонтирована горизон-тальная турбина Белля мощностью в 300 л.с., приводящая в движение два трехфазных генератора в 150 л.с. (рис. 8). Напряжение каждого генератора при скорости 600 об/мин составляло 5000 В при 40 Гц. Высоковольтная линия пере-дачи состояла из трех медных проводников диаметром 5 мм. В конце линии имелся понижающий трансформатор, пере-дающий напряжение уже 400 вольт в контактные провода трамвайной линии. Два контактных медных провода толщи-ной в 6 мм подвешивались на расстоянии 0,25 м друг от дру-га на высоте 5,5 м от уровня земли. Роль третьего провода играли рельсы. Общая длина трамвайных линий составляла около 5 километров. Имелось несколько протяженных подъ-емов с уклоном в 30‰ и два коротких с подъемом в 60‰1.

Линии трамвая обслуживались двухосными вагонами весом около 5 тонн, вместимостью 24 пассажира (рис. 9). На каж-дом вагоне был один тяговый асинхронный двигатель мощно-стью 20 л.с. с номинальной частотой вращения 400 об/мин, которая редуцировалась далее до 100 об/мин. Максималь-ная скорость вагона при этом составляла 15 км/ч. Трогание с места и регулирование скорости осуществлялось при помо-щи добавочного сопротивления, включенного в цепь ротора. Реостат каждой из трех фаз ротора состоял из рядов пло-ских никкелиновых лент, отделенных друг от друга асбесто-выми прокладками. Реостат находился на тележке рядом с тяговым двигателем и мог управляться водителем. В вагоне было две площадки, на которых имелись коммутаторы вклю-чения и выключения двигателя, реверсирования и тормоза. Испытания и последующая эксплуатация показали велико-лепные ходовые качества трамвая. Он трогался с места при полной загрузке даже на наклоне в 60%.

Рис. 8. Трехфазный генератор для трамвайной линиии в Лугано

Рис. 9. Трамвай в Лугано

Результаты Лугано были настолько удачными, что «Brown, Boveri & Cie» серьезно стала заниматься разработкой трех-фазных асинхронных двигателей для транспортных нужд, осуществив в следующие годы несколько пионерных желез-нодорожных проектов.

1 Уклон железнодорожного пути в промилле. Например, уклон в 30‰ означает, что проехав 1 км, состав поднимается на высоту 30 метров.



Электрификация линии Церматт – ГорнергратНа высоте 1600 метров над уровнем моря находилось

небольшое живописное селение Швейцарии – Церматт, кото-рое со всех сторон окружали горы. С вершины горы Горнер-грат, находящейся неподалеку, открывался потрясающий вид на несколько долин, ледников, горных вершин, среди кото-рых можно выделить красивейшую гору Маттерхорн (4478 м) символ Швейцарии, и гору Монте Роза (4640 м). В 1891 году к селению проложили железную дорогу, и за очень корот-кое время в Церматте резко увеличилось количество тури-стов, желающих полюбоваться горными пейзажами. Поч-ти все они совершали восхождение на гору Горнерграт. Для увеличения туристического потока в 1884 году было приня-то решение о строительстве зубчатой дороги от селения до горы. Такая дорога отличалась от обычной наличием зубча-той рейки (рельса), находящейся посередине между двумя рельсами. Это решение продиктовывалось большим накло-ном трассы, местами доходящим до 200‰. Рядом протека-ла река Маттерфисп, обладающая достаточным количеством водной энергии. Поэтому еще в начале проектирования было решено оснастить дорогу электрической тягой. Был объяв-лен конкурс. История повторилась. Из пяти представленных проектов в четырех предлагалась электротяга с двигателя-ми постоянного тока. И опять только один проект – фирмы «Brown, Boveri & Cie» – основывался на трехфазном токе. Новые технические возможности трехфазных систем позво-ляли упростить и соответственно удешевить традиционные решения на постоянном токе. В итоге выиграл проект «Brown, Boveri & Cie». Организаторы конкурса подобно хозяину элек-тростанции в Лугано проявили определенную решительность, поскольку ни на одной железной дороге мира не была еще испытана трехфазная тяга. Журнал «Электричество» напишет в 1900 году об этом событии так: «В истории развития элек-трических железных дорог весьма любопытен тот факт, что трехфазные двигатели были впервые применены для горных железных дорог с очень большими уклонами и крутыми пово-ротами, тогда как главные возражения против электродви-гателей сводились именно к их неспособности выдерживать значительные повышения нагрузки, к сравнительной незна-чительности начального момента вращения и слишком боль-шому весу, приходящемуся на единицу мощности».

Работы по строительству дороги велись с 1896 по 1898 год. Такие длительные сроки, при сравнительно небольшой протяженностью пути (около 9,6 км), объяснялись исключи-тельной сложностью строительства. Приходилось работать на высотах порядка 3000 метров, строить мосты, туннели. Пришлось считаться с низкими температурами и горной болезнью. Высокогорная специфика отразилась и на элек-трической части проекта, о чем будет сказано чуть ниже.

Часть потока реки Маттерфисп направлялась в наклон-ную металлическую трубу, нижний конец которой подходил к зданию электростанции. Сила потока позволяла обеспечить мощность в 1000 кВт. Три горизонтальные турбины Белля каж-дая мощностью 250 л. с. вращали трехфазные синхронные генераторы «Brown, Boveri & Cie» со скоростью 400 об/мин. При этом генераторы вырабатывали напряжение 3500 В частотой 40 Гц. Возбуждение индукторов обоих генераторов производилось от генератора постоянного тока, вращаемо-го небольшой турбиной. Частота вращения больших турбин управлялась с помощью щитовых затворов. Регулирование напряжения генераторов производилось вручную при помощи

реостата, изменяющего величину тока в обмотках возбужде-ния. Распределительный щит был весьма прост (рис. 10). На внешней стороне панели находились вольтметр, амперметр, фазная лампочка, рукоятка к трехполюсному выключателю и маховичок к реостату для регулирования поля. Передняя панель была выполнена из мрамора и крепилась на легкой железной раме. Все детали щита, находящиеся под высоким напряжением были расположены за приборной доской. Трех-полюсные выключатели были сконструированы таким обра-зом, что при выключении генератора из цепи разрыв цепи в каждой фазе происходил одновременно в двух местах. Все шесть рубильников отделены друг от друга асбестовыми досками для устранения возможности коротких замыканий. Каждая фаза имела легкоплавкий предохранитель, который представлял собой тонкую алюминиевую проволоку, поме-щенную в керамическую трубку. Вольтметр измерял вторич-ное напряжение трансформатора, понижающего напряже-ние генератора до 100 В.

Рис. 10. Распределительный щит электростанции

Трехфазное напряжение в 3500 В передавалось по высо-ковольтной линии к трем трансформаторным подстанци-ям. Трансформаторы понижали напряжение до 540 вольт. Толщина каждого провода линии электропередачи до 5-го километра составляла 5 мм. Далее после подстанции на 8-м километре провода были более тонкими – 4 мм. Причем линия электропередачи не следовала вдоль железнодорож-ного полотна, а шла по кратчайшему пути к подстанциям, несколько раз пересекая железную дорогу. Такие техниче-ские решения позволили уменьшить цену линии электропе-редачи. Провода высокого напряжения были подвешены на фарфоровых двухъюбочных изоляторах к ряду деревянных столбов высотой около 7,5 метров. Каждая трансформатор-ная подстанция имела мощность в 180 кВт и состояла из шести однофазных трансформаторов в 30 кВт каждый. Таким образом, на каждую фазу приходилось по два трансформа-тора, соединенных параллельно. Трансформаторы размеща-лись в каменной будке. Зимой из-за огромного количества снега трансформаторные будки заколачивались снаружи досками и пространство между обшивкой и стенами будки заполнялось соломой (рис. 11). Рядом с трансформаторны-ми подстанциями на специальных столбах были расположе-



ны выключатели, позволяющие отсоединить трансформа-торы от линии высокого напряжения. Вторичные обмотки трансформаторов непосредственно соединены с контакт-ными проводами локомотива, имеющими толщину 8 мм, и с рельсами, выполняющими роль третьего провода.

Рис. 11. Трансформаторная будка на 8-м километре, снятая 7 октября

1898 г.

Каждый электровоз весил 11 тонн и имел два трехфазных шестиполюсных асинхронных двигателя мощностью каждый 90 л. с. (рис. 12). Двигатели находились на двухосной раме, на которую опирался кузов электровоза (рис. 13). При часто-те тока в 40 Гц двигатель имел 800 об/мин, которые затем уменьшались с помощью редуктора в 12 раз. Номинальная скорость движения состава была 7 км/ч. На электровозе имелись также коммутатор, позволяющий реверсировать двигатели или выключать их, легкоплавкие предохраните-ли и амперметр. Управление движением электровоза было очень простым. Общее расположение электрооборудования и электрическая схема приведены на рис. 14.

Рис. 12. Асинхронный двигатель электровоза

Рис. 13. Общий вид рамы электровоза с одним из двигателей

Рис. 14. Общее расположение электрооборудования и электрическая

схема

Пассажирские вагоны были двух типов: закрытые, вме-щающие 60 пассажиров, и открытые – на 50 пассажиров. Трогание с места поезда совершалось очень плавно, даже на предельных углах подъема. При короткозамкнутых обмот-ках роторов скорость движения оставалась практически неизменной и равной 7 км/ч независимо от того, поднима-ется состав или идет под уклон. Максимальное отклонение по скорости не превышало 4-5%. Впервые в истории элек-тротехники в этом проекте было применено рекуператив-ное торможение состава. При движении поезда под уклон двигатели начинали работать в генераторном режиме. Был специально составлен такой график движения, при котором учитывались подъем и спуск. Поезд, шедший под уклон, под-питывал своей освободившейся энергией поезда шедшие на подъем. Каждый поезд в 29 тонн, движущийся под уклон в 200‰, уменьшал нагрузку на генератор примерно на 100 л.с. В случае, если в этот момент не было поездов, расходующих дополнительную энергию на подъем, то «лишняя» энергия могла повредить электрическую систему, вызывая разгруз-ку генераторов, при которой их скорость могла возрасти до опасных величин. Для предупреждения таких неожиданных разгрузок имелся водяной реостат, представляющий собой три старых рельса, помещенных в канаве с водой. При воз-растании скорости турбины водяной реостат автоматически включался в высоковольтную линию и грел воду.



Рис. 15. Железнодорожная линия Церматт – Горнерграт

Рис. 16. Железнодорожная линия Церматт – Горнерграт. Современный

вид

Обращаем внимание читателей на то, что это были про-екты 1885–1889 годов! В это время не было и в помине частотных преобразователей, осуществляющих управление асинхрон ными двигателями. Уже намного позже, только в 60-70-х годах XX века, благодаря развитию полупроводни-ковой техники оказалось возможным создать преобразо-ватели, позволяющие эффективно регулировать частоту и момент асинхронных двигателей. Тогда состоялось второе рождение асинхронного тягового привода для железнодо-рожного транспорта. Но идеи и принципы такого управле-ния заложил именно Чарльз Браун – гениально опередив свое время.

Затем «Brown, Boveri & Cie» были последовательно постро-ены линии Штанштадт-Энгельберг, грандиозная линия на Юнгфрау и, наконец, в июле 1889 года открыто движение на первой электрической ширококолейной железной дороге в Европе – Бургдорф-Тун. В 1906 году «Brown, Boveri & Cie» электрифицировала – также с использованием трехфазно-го тока – туннель протяженностью 20 км на перевале Сим-плон. На тот момент он являлся самым большим по протя-женности железнодорожным туннелем в мире.

Рис. 17. Электрический локомотив Fb 44 для Симплонского участка

Рис. 18. Электрический локомотив железной дороги Бургдорф-Тун

Рис. 19. Вацлав Александрович Толвинский (1887–1952)

Заканчивая статью, хочется привести слова известного советского ученого-электромеханика, профессора Вацлава Александровича Толвинского, которые он написал в 1924 году о работах Чарльза Брауна в области электрификации железных дорог: «Браун оказал значительное влияние на развитие электрической тяги, причем он занимался почти исключительно разработкой вопроса о тяге посредством трехфазного тока. Первая такая установка – трамвай в Луга-но – была построена им в 1884 году, затем следовали элек-трические дороги Gornergrath, на Юнгфрау, Burghof-Thun, и участок Симплонской железной дороги. Электрифициро-ванные Брауном дороги продолжают работать на трехфаз-ном токе, сохранив до настоящего времени многое из сво-его первоначального оборудования».


У Вас есть вопросы по продукции и услугам компании АББ?

Контактный центрТел. 8 800 500 222 0e-mail: [email protected]

Documents

Энергия разума №2, 2013