ナムテウン2発電株式会社は、ラオスで大規模な水力発電所を運営しており、4基のタービンが合計で約1000 MWの電力を発電しています。各タービンは発電プロセスにおいて極めて重要な構成要素であり、過速度などの危険な運転状態から保護されなければなりません。
過速度検出システムは、回転機器内の専用の安全層として機能します。このシステムは回転速度を継続的に監視し、あらかじめ定義された限界値を超えた場合にシャットダウンを開始することで、機械的損傷や危険な状況を防止します。
課題：Jaquet T401 過速度検出システムの置き換え
同発電所の既存の過速度検出システムは、Jaquet T401プラットフォームをベースとしていました。時間の経過とともにシステムは陳腐化し、保守やトラブルシューティングがますます困難になっていました。予備部品の入手可能性やシステムの柔軟性が限られていたため、現在の運用要件に合わせてシステムを適応させる能力が低下していました。
発電所の構成により、プロジェクトの複雑さが増しました。4基のタービンそれぞれに、2oo3投票構造を備えた独立した過速度保護システムが必要でした。この種の構成では、信頼性の高い検知と安全な停止動作を確保するために、3つの独立した測定チャネルに依存しています。
技術的な課題に加え、この更新作業は、発電所の稼働を中断することなく実施する必要がありました。新しいシステムは、アラーム、トリップ信号、およびシステムステータスの完全な可視性を維持しつつ、既存のSCADAおよびEWS環境と統合される必要がありました。
解決策：タービンの過速度保護にSpeedSys® 200を採用
TriSystems社は、既存の設備に代わる新しい過速度検知システム用制御盤を設計・納入しました。このソリューションはSpeedSys® 200過速度検知システムをベースとしており、プロジェクト期間中、Istec社がハードウェアおよび技術サポートを提供しました。
各タービンに対し、3つの独立した SpeedSys® 200モジュールを用いて、専用の2oo3投票構造が実装されました。 4基のタービン全体で、計12個のモジュールが設置されました。この構成により、3つのチャネルのうち少なくとも2つが過速度事象を検出した場合にのみ過速度トリップが作動するよう保証され、堅牢かつ耐障害性に優れた保護メカニズムが実現されています。
SpeedSys®のモジュール式設計により、拡張性の高いシステムアーキテクチャが実現され、既存設備への影響を最小限に抑えた改修設置が可能となります。これにより、大幅な改造を行うことなく既存のインフラにシステムを統合できるほか、さまざまな種類のセンサーや制御システムとの互換性も維持されます。
マルチタービンODS改修プロジェクトの実施
本プロジェクトはTriSystems社が実施し、同社は新しいODSパネルの設計、設置、設定、および試運転を担当しました。Istec社は、SpeedSys® 200モジュールの供給に加え、システム設計および検証段階における技術指導を通じて、本プロジェクトを支援しました。
設置作業では、各タービンシステムについて、投票ロジック、信号処理、トリップ出力を含め、個別に設定が行われました。これらのシステムは、運用状況の完全な可視化と制御を確保するため、既存のSCADAおよびEWS環境に統合されました。
システムの検証は、体系的な現場受入試験（SAT）プロセスを通じて実施されました。過速度状態をシミュレートし、検出ロジックの動作およびタービントリップ信号の正しい作動を確認しました。このようなシミュレーションに基づく試験は、タービンを実際の過速度状態にさらすことなくシステム全体を検証できるため、不可欠です。
主な成果物
- 4基のタービン向け新型ODSパネルの設計および納入
- SpeedSys® 200 モジュール12台の納入
- 4つの独立した2oo3投票構造の導入
- 既存のSCADAおよびEWSシステムとの統合
- システム全体の構成、試験、および試運転
過速度検出システムのアップグレード結果
試運転を経て、新しい過速度検知システムは4基のタービンすべてで完全に稼働しています。各タービンは現在、標準化されたアーキテクチャに基づいた、独立かつ一貫性のある保護システムにより稼働しています。
現場受入試験は順調に完了し、模擬条件下において正確な回転数検出とタービントリップ機構の確実な作動が確認されました。本システムは、重大な未解決事項なく顧客により受入検査に合格し、導入がすべての機能要件および安全要件を満たしていることが実証されました。
モジュール式システムへの移行により、保守性が向上し、将来的な変更も容易になります。すべてのタービンで標準化を行うことで、システム管理が簡素化され、発電所の保護インフラの複雑さが軽減されます。
結論
本プロジェクトでは、体系的かつ拡張性のあるアプローチを用いて、複数のタービンに搭載されていた旧式の過速度検知システムを更新した事例を紹介します。TriSystems社のエンジニアリングおよび施工能力と、SpeedSys® 200プラットフォーム、ならびにIstec社による技術サポートを組み合わせることで、一貫性があり信頼性の高い保護システムが導入されました。
その結果、既存の発電所インフラと統合され、長期にわたる安全な運転を支える、保守性が高く、明確な構造を持つ過速度保護ソリューションが実現しました。
