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