تدير شركة «نام ثيون 2 للطاقة المحدودة» محطة طاقة كهرومائية واسعة النطاق في لاوس، حيث تولد أربعة توربينات مجتمعة ما يقارب 1000 ميجاوات من الطاقة الكهربائية. ويُعد كل توربين مكونًا أساسيًا في عملية إنتاج الطاقة، ويجب حمايته من ظروف التشغيل غير الآمنة مثل السرعة الزائدة.
يعمل نظام الكشف عن السرعة الزائدة كطبقة أمان مخصصة داخل المعدات الدوارة. فهو يراقب سرعة الدوران باستمرار ويبدأ عملية الإيقاف عند تجاوز الحدود المحددة مسبقًا، مما يمنع حدوث أضرار ميكانيكية ومواقف غير آمنة.
التحدي: استبدال نظام Jaquet T401 للكشف عن السرعة الزائدة
كان نظام الكشف عن السرعة الزائدة الموجود في المحطة يعتمد على منصة Jaquet T401. ومع مرور الوقت، أصبح النظام قديمًا، مما زاد من صعوبة الصيانة واستكشاف الأعطال وإصلاحها. كما كانت إتاحة قطع الغيار ومرونة النظام محدودة، مما قلل من القدرة على تكييف النظام مع متطلبات التشغيل الحالية.
ازدادت تعقيدات المشروع بسبب تكوين المحطة. فقد تطلبت كل توربينة من التوربينات الأربعة نظام حماية مستقلًا خاصًا بها من السرعة الزائدة مزودًا بهيكل تصويت 2oo3. ويعتمد هذا النوع من التكوين على ثلاث قنوات قياس مستقلة لضمان الكشف الموثوق به وسلوك الإغلاق الآمن.
بالإضافة إلى التحديات التقنية، كان لا بد من تنفيذ عملية الاستبدال دون مقاطعة العمليات الجارية في المحطة. وكان من الضروري أن يتكامل النظام الجديد مع بيئات SCADA وEWS الحالية مع الحفاظ على الرؤية الكاملة للإنذارات وإشارات الإيقاف وحالة النظام.
الحل: استخدام SpeedSys® 200 لحماية التوربينات من السرعة الزائدة
قامت شركة TriSystems بتصميم وتوريد لوحة جديدة لنظام كشف السرعة الزائدة لتحل محل النظام المثبت حاليًا. واستندت الحلول إلى نظام SpeedSys® 200 لكشف السرعة الزائدة، حيث قامت شركة Istec بتوفير الأجهزة والدعم الفني خلال المشروع.
بالنسبة لكل توربين، تم تنفيذ هيكل تصويت 2oo3 مخصص باستخدام ثلاث وحدات SpeedSys® 200 مستقلة. وتم تركيب اثني عشر وحدةً إجمالاً موزعةً على التوربينات الأربعة. ويضمن هذا التكوين عدم تشغيل آلية إيقاف السرعة الزائدة إلا عندما تكتشف قناتان على الأقل من أصل ثلاث قناةً حدوث حالة سرعة زائدة، مما يوفر آلية حماية قوية ومقاومة للأعطال.
يتيح التصميم المعياري لنظام SpeedSys® بنى نظامية قابلة للتوسع، كما يتيح إجراء عمليات تحديث دون إحداث تأثير كبير. وهذا يجعل من الممكن دمج النظام في البنية التحتية الحالية دون الحاجة إلى تعديلات كبيرة، مع الحفاظ على التوافق مع أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار وأنظمة التحكم.
تنفيذ مشروع تحديث نظام ODS متعدد التوربينات
تم تنفيذ المشروع من قبل شركة TriSystems، التي تولت مسؤولية الهندسة والتركيب والتهيئة والتشغيل التجريبي للوحات نظام الحماية من السرعة الزائدة (ODS) الجديدة. وقد دعمت Istec المشروع من خلال توريد وحدات SpeedSys® 200 وتقديم الإرشادات الفنية أثناء تصميم النظام والتحقق من صلاحيته.
أثناء التركيب، تم تكوين كل نظام توربين على حدة، بما في ذلك منطق التصويت ومعالجة الإشارات ومخرجات الإيقاف. وتم دمج الأنظمة في بيئة SCADA وEWS الحالية لضمان الرؤية والتحكم التشغيليين الكاملين.
تم إجراء التحقق من صحة النظام من خلال عملية منظمة لاختبار القبول في الموقع. تم محاكاة حالات السرعة الزائدة للتحقق من أداء منطق الكشف والتأكد من التشغيل الصحيح لإشارات إيقاف التوربين. وتعد هذه الاختبارات القائمة على المحاكاة ضرورية، حيث تتيح التحقق الكامل من النظام دون تعريض التوربين لظروف السرعة الزائدة الفعلية.
النتائج الرئيسية المتوقعة
- تصميم وتوريد لوحات ODS جديدة لأربعة توربينات
- توريد اثني عشر وحدة من طراز SpeedSys® 200
- تنفيذ أربعة هياكل تصويت مستقلة 2oo3
- التكامل مع أنظمة SCADA و EWS الحالية
- تكوين النظام بالكامل واختباره وتشغيله
نتائج ترقية نظام الكشف عن السرعة الزائدة
بعد بدء التشغيل، أصبح نظام الكشف عن السرعة الزائدة الجديد يعمل بكامل طاقته في جميع التوربينات الأربعة. ويعمل كل توربين الآن بنظام حماية مستقل ومتسق يعتمد على بنية موحدة.
تم الانتهاء من اختبار القبول في الموقع بنجاح، مما أكد دقة الكشف عن السرعة وموثوقية تشغيل آليات إيقاف التوربينات في ظل ظروف محاكاة. وقد وافق العميل على النظام دون أي مشكلات جوهرية معلقة، مما يدل على أن التنفيذ استوفى جميع المتطلبات الوظيفية ومتطلبات السلامة.
يؤدي الانتقال إلى نظام معياري إلى تحسين قابلية الصيانة ويتيح إجراء تعديلات مستقبلية بسهولة أكبر. كما أن التوحيد القياسي عبر جميع التوربينات يبسط إدارة النظام ويقلل من التعقيد داخل البنية التحتية للحماية في المحطة.
الخاتمة
يُظهر هذا المشروع عملية استبدال نظام قديم للكشف عن السرعة الزائدة في عدة توربينات باستخدام نهج منظم وقابل للتطوير. ومن خلال الجمع بين القدرات الهندسية والتنفيذية لشركة TriSystems ومنصة SpeedSys® 200 والدعم الفني المقدم من Istec، تم تنفيذ نظام حماية متسق وموثوق.
وقد أسفر ذلك عن حل للحماية من السرعة الزائدة قابل للصيانة وذو هيكل واضح، يتكامل مع البنية التحتية الحالية للمحطة ويدعم التشغيل الآمن على المدى الطويل.
