régulation speedtronic5

May 9, 2018 | Author: HamzaBendjaballah | Category: Speed, Turbine, Power (Physics), Acceleration, Frequency
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gGE Energy Products – Europe A GE Power Systems Business Principes de la régulation Speedtronic Mark V AVERTISSEMENT relatif aux documents de formation Les stages de formation dispensés par GEEPE, et les documents qui y sont distribués sont destinés à familiariser les stagiaires avec l’équipement fourni par GEEPE, et avec les manœuvres habituelles requises en général pour son bon fonctionnement. Les cours et documents associés ne prétendent pas être exhaustifs ni correspondre totalement au produit installé ou exploité par le Client. Les chiffres mentionnés au cours des chapitres qui suivent sont ainsi donnés à TITRE INDICATIF comme ORDRE DE GRANDEUR uniquement et ne doivent en aucun cas servir de valeurs de référence. En conséquence :  GEEPE n’acceptera aucune responsabilité pour des travaux effectués en utilisant des documents diffusés pendant les stages.  Pour connaître les données et réglages exacts de l'installation, il faut OBLIGATOIREMENT se référer aux Schémas et Spécifications de Contrôle de l'installation.  Par ailleurs, il serait DANGEREUX de mettre les documents qui suivent, entre les mains d'un personnel non averti n'ayant pas suivi de stage correspondant organisé par GE Energy Products - Europe. Page 2 / 72 régulation speedtronic5 Information sur le document : Titre : Principe de la régulation Speedtronic Mark V Commentaires : Ce document explique les principes de base de la régulation des turbine à gaz avec un Speedtronic Mark V. Il s'adresse aux stagiaires en début de formation Speedtronic et doit s'utiliser avec les schémas pour une bonne compréhension. Auteur : Régnault Ph. Fichier : D:\DATA\régnault\Documentation\SpeedTronic\Mk5\Base régul\régulation speedtronic5.doc Dernière impression : 23/11/17 17:11 Dernière sauvegarde : 27/09/01 17:09 Page 3 / 72 régulation speedtronic5 .....................................................................................................19 Mode Statisme .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 27 Calcul de la limite normale .......................... 29 Indication d'utilisation de la limite de sécurité .......................... 30 Interaction avec les IGV.....................................................10 FSR_CONTROL .......................................................................................................... 14 Régulation d'accélération : FSRACC .. 7 Référence de combustible : FSR ...................................................................................................................................................................................................................................... 29 Variation lente de la limite .. 29 Calcul de la limite de secours ......................................................................................................................................................................... 35 Page 4 / 72 régulation speedtronic5 ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 34 Régulation d'arrêt : FSRSD ................................ 9 Grandes ou petites lignes pour les entrées/sorties................................................................................... 15 Bloc complet : ......... 31 Mesure de température échappement ...... 11 Explication du générateur de rampe ......................................................................... 17 Régulation de Vitesse / Charge : FSRN ........................................................... 34 Comparaison de limite et mesure ................................................................................................................................................................................................................................................. 11 Courbe FSRSU en fonction du temps ......................................................................................................................... 19 Schéma simplifié ..................................21 Référence Vitesse / Charge ............................................................................................................................................................................................ 19 Schéma simplifié ...........................11 Explication de l'intégrateur ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 33 Schéma complet ...........19 Schéma typique ............................................... 2 Synoptique ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 18 Mode Isochrone .......................................................................... 9 Explications .............................................................................................................. 11 Schéma simplifié ..................................................10 Régulation de démarrage : FSRSU ................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 8 Schéma complet ...................................................... 30 Schéma complet ............................................................................. 29 Sélection de la limite ...............................25 Référence de vitesse pure ................................................................................. Sommaire AVERTISSEMENT .................................. 20 Méthode 1 ............................................................................12 Schéma complet ...........................................................................................................................................23 Résultat de l'assemblage ...................................................................26 Régulation de température : FSRT.................................................................................. 13 Explications ...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................9 Entrées de la porte à valeur Minimum ....... 8 Schéma simplifié ......................................................................................................................................................................................................................................................................................20 Méthode 2 ................................................................................................... ...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................55 Entrées Speedtronic associées ...............................................................................................................................62 Servovalve ...............................................45 Partie température échappement .....................................................................................................62 Détection de défauts ....................................................................................................................................................65 Détection de défauts ..................................................................................................................................................................65 Pression ........................................................................................................................................................................... 64 Régulation de SRV ..............................63 Régulation de GCV .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 45 Courbe d'ouverture .........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................55 Modèles de régulateurs ..................................................................48 Mode manuel et sélection auto/manu ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 39 Schéma complet : ........................................................................................................................................................................................................ 56 Régulateur de type 4............................................................................................54 Pression .................................................................................................................................................................................................................................................................................65 Servovalve ................................................................59 Régulateur de type 6........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 51 Caractéristiques d'une servovalve .................................................................................................................................................................................................................57 Régulateur de type 5..................................................................................................................................................................................................................................................... 67 Schéma de principe ................................................................................................................................................47 Calcul de la référence pour température ..............................62 LVDT ........................................................................................................................53 Débit : MPU............................................................................................... 52 Position : LVDT ....................................................................................................................................................................................................................................................................................... 45 Sélection de la référence utilisée : ................48 Schéma complet :............. 40 Répartiteur Gaz/Liquide........................................................................................................................................................................................................................................................45 Schéma complet ............................................................................54 Entrées Speedtronic associées .............................................................67 Type 53 ........ 42 Schéma complet : .......................................................................49 Asservissement du combustible et de l'air .....................................................................47 Explications ................................................................................................................................................................52 Entrées Speedtronic associées ...........................................................63 Schéma complet ............................................66 Régulation de la vanne de contrôle Fioul ............................................... 44 Référence d'ouverture des IGV : CSRGV....................................................................................................................................................65 LVDT .62 Problèmes de suivi : ................... 46 Courbes de température pendant prise de charge ......................................................47 Choix de la limite ...........................................................................................................................................................................................................................61 Régulation des IGV .............................................. 45 Partie vitesse partielle : CSRGVPS .................... 65 Schéma de principe ....................................................... 62 Alimentation des LVDT ....................67 Page 5 / 72 régulation speedtronic5 ......................................................................................................................................................................................................................52 Capteurs associés aux régulateurs ..........................................................................................................................................................................................................................................................................................60 Régulateur de type 7..................................................................................................Explication surs FSRMIN ........... 51 Synoptique ................................................................................................................................................................................................... 51 Configuration matérielle de la sortie servovalve ................................................................................................................................................................................................................................................... 37 Limitation due au compresseur axial : FSRCPR .......................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................................................................67 Type 65 ..............................................................68 Capteurs de débit.....68 LVDT .................................................................................................................................................................................................... 71 Page 6 / 72 régulation speedtronic5 ..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................68 Détection de défauts ......................................................................................................................................................67 Servovalve ........................67 Capteurs de débit............................................................................................................... Détection de défauts ....................................................................................................68 Index .........68 Servovalve ............................................................ 69 Table des illustrations ................................................................... Page 7 / 72 régulation speedtronic5 . CSRGV puis les différents régulateurs utilisés au niveau des asservissements. FSR2. Le calcul des références débit de combustible et débit d'air 2. Asservissement du combustible et de l'air Calcul des références Asservi ssement Régulateur de FSR1 combustible FSR Répartiteur liquide Calcul référence Gaz / Liquide débit combustible FSR2 Régulateur de combustible gazeux Calcul référence CSRGV Régulateur débit d’air des IGV Figure 1 : Synoptique Ce document explique dans l'ordre FSR. FSR1.Synoptique La régulation se décompose en 2 parties essentielles : 1. Chaque contrainte du groupe TG est surveillée par une boucle de régulation spécifique et le signal FSR sera automatiquement choisi comme la référence de plus petit débit de combustible (raison de sécurité). Dans ce but. Schéma simplifié Entrées Signaux logiques analogiques servant à indiquer correspondant aux séquences aux sorties des logiques la boucle boucles de de régulation régulations. il doit permettre le démarrage. le fonctionnement à vide ou en charge du groupe TG ainsi que son exploitation dans les limites mécaniques. Il faut bien comprendre que le contrôle du signal FSR n'est pas donné à une boucle de régulation ou à une autre pas un signal de sélection mais qu'au contraire. chaque boucle de régulation peut au besoin prendre le contrôle du groupe TG.Référence de combustible : FSR Le signal FSR est la référence de combustible devant être utilisé pour la bonne marche du groupe. Arrêt Manuel Température Accélération Vitesse/Charge et 2 annexes Utilisé pour affichage uniquement Minimum des entrées et forçage à 0 par L4 le signal de protection principal Figure 2 : FSR Page 8 / 72 régulation speedtronic5 . Dans actuellement l'ordre : utilisée. il ne faut prendre en compte que le nom de signal donné en caractères majuscules à l'extérieur du bloc. Schéma complet Figure 3 : FSRV2 Explications Grandes ou petites lignes pour les entrées/sorties Les petites ou grandes lignes n'ont aucun intérêt pour l'utilisateur. Notez que dans le cas des grandes lignes. Page 9 / 72 régulation speedtronic5 . Définition du signal FSR_CONTROL : Indice Texte affiché 0 ARRET 1 FSR MANUEL 2 TEMPERATURE 3 DEMARRAGE 4 ACCELERATION .HP 5 ACCELERATION . ils ne servent qu'à l'affichage.ISOCHRONE Page 10 / 72 régulation speedtronic5 .LP 6 VITESSE . Le Speedtronic ne connaît aucun nom de signal ni aucun texte (message à l'écran ou alarme). Ces signaux sont sans importance pour le Speedtronic. Les numéros donnés à coté des grandes lignes ne sont utiles qu'au programmeur. Cette manière de procéder permet d'avoir un bloc standard prévu pour le cas maximum mais où certaines fonction sont mise hors service. il faut comprendre les noms en minuscule comme des noms d'entrées/sorties. Entrées de la porte à valeur Minimum Signal Domaine But principal FSRSU Démarrage Allumage et début de montée en vitesse FSRACC Accélération Éviter une accélération dangereuse pendant le démarrage FSRN Vitesse / Charge 100 % vitesse à vide jusqu'à charge maximum L83SCI_CMD Différencie les modes Isochrone et Statisme (voir plus loin) FSRT Température Limitation de la TG à son maximum de température FSRSD Arrêt Limitation du choc thermique pendant l'arrêt FSRMAN Manuel Essai de mise en service FSRCPR Compresseur axial Évite le pompage de certains compresseurs très performants FSRDWCK Charge Evite la montée non contrôlée à pleine charge après couplage MAX Mise hors service de ces entrées FSRNL Forcé à MAX par un autre bloc FSRNH Forcé à MAX par un autre bloc FSR_CONTROL Ce signal est ce qu'on appelle une variable ENUM. les petites lignes sont des signaux automatiquement "connectés" si on utilise ce bloc.Pour info : cette différence est utile au programmeur. Les grandes lignes correspondent à des paramètres choisis par le programmeur.STATISME 7 VITESSE . Un ENUM est un nombre entier servant d'indice au PC d'interface pour afficher un texte. la réchauffer progressivement et permettre sa montée en vitesse. la valeur précédente de la variable 3. Courbe FSRSU en fonction du temps %de FSR FSRMAX Détection d’allumage Rampe rapide Rampe faible Temps Fin du réchauffage Ordre d’allumage Couplage au réseau Figure 4 : FSRSU Ordre d'allumage L83SUFI Constante FSKSU_FI * CQTC Détection d'allumage L83SUWU Constante FSKSU_WU * CQTC Fin du réchauffage L83SUAR Limite FSKSU_AR avec pente FSKSU_IA Couplage au réseau L83SUMX Limite FSRMAX avec pente FSKSU_IM Schéma simplifié Une courbe de ce type s'obtient avec un système de sélection (contacts). Dans ce but FSRSU suit une courbe programmée à partir de quelques signaux logiques et de constantes. Explication du générateur de rampe Pour générer une rampe. un générateur de rampe et un système d'intégration pour le passage d'allumage à réchauffage. une constante incrément 2. un ordre logique Un petit programme sous forme texte pourrait être ceci : Si (ordre=1) et (valeur<limite) alors valeur=valeur+incrément Page 11 / 72 régulation speedtronic5 . il faut : 1. une limite 4.Régulation de démarrage : FSRSU Ce signal doit principalement allumer la TG. Figure 5 : Générateur de rampe Il faut noter le module Z-1 qui indique la mémoire de la valeur précédente. Explication de l'intégrateur Dans le schéma Speedtronic il est dessiné sous la forme : ITC signifie "Integrated Time Constant" A est la variable d'entrée B est la constante de temps OUT est la sortie RESET est une entrée logique qui permet d'annuler l'intégration La fonction de transfert est A/1+Bs (Laplace) Figure 6 : Schéma ITC Il n'est pas nécessaire d'utiliser les mathématiques.La documentation Speedtronic utilise un schéma équivalent plutôt qu'un listing de programme et fournit le petit synoptique suivant. La réponse de ce module à un échelon est comme suit : Signal A Constante de temps Signal OUT si RESET=0 3 à 5 fois la constante de temps Signal OUT si RESET=1 Figure 7 : Courbes ITC Page 12 / 72 régulation speedtronic5 . Il a son entrée à droite et sa sortie à gauche. Schéma complet Figure 8 : FSRSUV1 Note : Le nombre -1 en haut à droite des multiplicateurs doit être ignoré des utilisateurs. c'est aux programmeurs d'éviter les débordements quand la multiplication de 2 nombres risque de fournir un résultat trop grand pour le Speedtronic. on trouvera les nombre positifs montrant un Page 13 / 72 régulation speedtronic5 . Dans le cas de division. Pour les curieux uniquement : Le Speedtronic calcule sur 16 bits et sans virgule flottante. Le nombre -1 indique un déplacement de la virgule d'un chiffre. La limitation d'accélération prendra le contrôle du FSR pendant la rampe lente. Type de Turbine Vitesse de ventilation Vitesse d'allumage 6000 18 à 25 % 18 à 25 % 9000 18 à 25 % 12 à 10 % L83SUWU L'ordre de passage en réchauffage est donné juste après l'allumage pour limiter le choc thermique de montée en température des parties chaudes de la turbine.158387 x10e-6 le calcul direct aurait donné : 0. L83SUAR L'augmentation de combustible se fait très progressivement toujours pour limiter le choc thermique. Cette fois le but est de garder suffisamment de précision. Page 14 / 72 régulation speedtronic5 .0000022 Explications L83SUFI L'ordre d'allumage est donné automatiquement quand la turbine a terminé sa période de ventilation et que sa vitesse est correcte pour un bon allumage. Exemples de calcul avec une petite calculatrice sans puissance de 10 : e6 e6 123x10 x 52 tapez 123 x 52 = résultat affiché 6396 et vous comprenez 6396 x10 le calcul direct aurait donné : ERROR 0.6987 = résultat affiché 2.123 / 56987 tapez 123 / 5.158387 et vous comprenez 2. La turbine va tendre à accélérer de plus en plus facilement (surtout à partir de 40 % de la vitesse nominale). L83SUMX Ce signal permet la mise hors service de la régulation de démarrage une fois le groupe couplé au réseau (c'est à dire démarrage terminé).déplacement dans l'autre sens. 45 % 4 95 % 0. calcul de l'accélération en dérivant le signal vitesse : Figure 9 : Dérivateur Ensuite.10 % 0.31 % 0. Premièrement.10 % Page 15 / 72 régulation speedtronic5 .31 % 0.Régulation d'accélération : FSRACC Le but de cette régulation est de limiter le taux d'accélération du groupe.11 % 0.11 % 0. Rampe Constante élevée Signal de sélection Fonction de la vitesse Figure 10 : Sélecteur TNHAR Evolution de la limite pendant le démarrage : Le schéma est fourni comme un graphique en x et y.45 % 5 100 % 0. Figure 11 : TNHARSU Des valeurs classiques seraient : indice Seuil de vitesse turbine TAKNn Limite d'accélération Normale TAKLn Rapide TAKHn 1 40 % 0. Un sélecteur associé à un générateur de rampe permet la commutation.11 % 2 50 % 0. Un sélecteur permet de choisir une courbe d'accélération rapide pour un démarrage d'urgence. définir la limite d'accélération : Celle-ci est calculée en fonction de la vitesse turbine pendant le démarrage pour être ensuite une constante assez élevée de manière à ne pas perturber le réseau pendant des variations de fréquence.20 % 3 75 % 0. 30% 0.50% 0.40% Normal Rapide 0.20% 0.10% 0.00% 0% 25% 50% 75% 100% Vitesse turbine Figure 12 : TNHAR Il reste à comparer mesure et limite puis interdire un FSRACC qui provoquerait la perte des flammes : Figure 13 : FSRACC Page 16 / 72 régulation speedtronic5 .Ce qui donne les courbes suivantes : Coubes typiques 0. Bloc complet : Figure 14 : FSRACCV1 Page 17 / 72 régulation speedtronic5 . Vitesse ou fréquence relation entre vitesse et charge 100 % ou 50 Hz déplacement du point de fonctionnement le groupe est à charge maximum. Vitesse ou fréquence 100 % ou 50 Hz le groupe est surchargé. la vitesse du groupe doit rester constante quelle que soit la charge. Régulation de vitesse pure (mode isochrone) sur un petit réseau Dans ce mode. la vitesse s’écroule Charge 100 % Figure 15 : Isochrone Régulation de vitesse et charge (mode statisme) sur un grand réseau Dans ce mode. Page 18 / 72 régulation speedtronic5 . le Speedtronic est chargé de maintenir la fréquence du réseau constante.Régulation de Vitesse / Charge : FSRN Le signal FSRN est calculé de 2 manières différentes : 1. la charge du groupe doit varier en fonction de la fréquence du réseau pour participer au maintient de la fréquence avec les autres groupes. Il ne participe plus au maintient de la fréquence Charge 0% 100 % Figure 16 : Statisme La sélection entre ces 2 modes est faite par le signal L83SCI_CMD. le temps de réaction dépend mesure de uniquement du gain. on voit que le débit de combustible va augmenter de manière à accroître la charge. X ++ (si entre 0 et 100% de charge) et augmente le débit de combustible jusqu'à ramener la mesure de vitesse égale à la consigne. Pour une consigne constante. + mesure de vittesse mesure de charge ancien FSR gain fixant la gain relation entre vitesse et charge Figure 18 : Régulateur statisme simplifié Dans ce mode. D'autre part. . Sur ce schéma. la consigne est utilisée indifféremment par la vitesse et la charge. vittesse ancien FSR gain Figure 17 : Régulateur isochrone simplifié Mode Statisme Schéma simplifié différence devant faire de la charge consigne de vitesse ou de charge FSRN + X + X + . Ce signal devient ensuite FSR +.Mode Isochrone Schéma simplifié Si la vitesse du groupe chute suite à un appel de puissance du réseau. si la fréquence réseau chute. Autre manière de procéder : Mise à l'échelle Mesure charge DWATT Charge convertie en vitesse et intégration DWDROOP Autres signaux FSRxx Référence Vitesse/Charge Régulation de MW - + Gain et stabilisation combustible TNR TNRL + FSRN FSR et MIN Turbine à Gaz Vitesse - Mesure vitesse TNH Figure 19 : Régulateur statisme stabilisé Page 19 / 72 régulation speedtronic5 . l'opérateur peut modifier la consigne pour modifier la charge du groupe si la fréquence est constante. l'erreur consigne de amplifiée est ajoutée à l'ancien FSR pour vitesse FSRN fournir FSRN. Figure 20 : DWDROOPV2 2.1 % /MW pour une turbine de 40 MW donne un statisme de 4 %. Pour une turbine de 120 MW le même statisme est obtenu avec une constante réglée à 0.033 % /MW. Conversion de la charge actuelle en % d'erreur de vitesse et intégration pour éviter les variations trop brutales pour la turbine. DWKDG permet de régler la pente du statisme exemple : 0.DWDROOP si en mode isochrone : TNRL = TNRI Figure 21 : TNRLV3 3.Schéma typique Méthode 1 Utilisée pour des turbines de grande puissance ou dans le cas où la charge doit être stabilisée. Sélection modes Isochrone/Statisme si en mode statisme : TNRL=TNR . DWKMN met hors service ce circuit en cas de défaut sur la mesure DWATT. Calcul de FSRN Page 20 / 72 régulation speedtronic5 . 1. Exemple numérique : 15% de FSR à vide et 65% de FSR à charge maximum. La charge du groupe est une fonction du débit de combustible donc de FSR. Figure 22 : FSRNV3 Remarque : FSRN est limité par FSRMAX et FSRMIN. Méthode 2 Utilisée pour des petites turbines quand la charge ne demande pas de stabilisation spéciale. Page 21 / 72 régulation speedtronic5 . Le régulateur doît fournir un FSRN de 15% pour une vitesse de 100%. Dans la méthode 1. la mesure de puissance (DWATT) doit être redondante car une perte d'information rend indisponible la régulation de Vitesse / Charge. Cela permet d'utiliser une régulation en boucle ouverte. Régulation en boucle ouverte donc moins précise mais plus sûre que la précédente. On souhaite un statisme de 4%. Il doit fournir 50% de plus pour 4% de différence entre la référence Vitesse / Charge et la mesure de vitesse. FSRMAX = 100% donc n'est pas utilisé mais FSRMIN est une valeur calculée par le Speedtronic pour assurer le maintient des flammes en cas d'à coup important (ouverture du disjoncteur à pleine charge). Schéma simplifié mode statisme : Figure 24 : Boucle ouverte Page 22 / 72 régulation speedtronic5 . la consigne et la mesure sont égales à 100 % le FSR n'est que de 15 % soit 1 % inférieure à la valeur nécessaire. La turbine ralenti. 16 % de FSR à vide et 63 % de FSR à charge maximum.5%. à vide.76 %.constante fsr à vide) / gain soit 99.92 %. chute de rendement du compresseur …) la régulation sera moins précise. La différence entre les FSR de marche à vide et charge maximum est de 47 % le statisme est donc de 47 / 12. changement de combustible. mesure de FSR de vittesse marche à vide gain fixant la relation entre vitesse et charge Figure 23 : Régulateur statisme boucle ouverte Si la caractéristique FSR/Charge du groupe change (variation des conditions atmosphériques. Exemple numérique : dans les conditions actuelles. différence devant faire de la charge Dans cet exemple : consigne de vitesse ou de charge FSRN La constante FSR de marche à vide doit + X + être réglée à 15% et la constante Gain à . on peut calculer avec la formule (100-vitesse) x gain + constante fsr à vide = fsrn que la nouvelle vitesse sera 100 .(fsrn .5 = 3. + (65-15)/4 soit 12. Quand. Schéma utilisé pour mode isochrone et statisme : Figure 25 : FSRNV4 Remarque : On retrouve la limitation à FSRMIN comme en méthode 1. Toute la partie inférieure de ce bloc sert au mode isochrone (L83ISOK). On voit que dans ce cas, TNH est comparé à TNRI (référence de vitesse en mode isochrone). TNR est cependant toujours utilisé, il suit les ordres des signaux L60IR (+ vite) et L60IL (- vite). Le mode isochrone réagit donc en 2 temps : réaction instantanée d'amplitude limitée et ensuite retour à la bonne fréquence selon une rampe (un peu comme un opérateur le ferait). Référence Vitesse / Charge Les variations du signal TNR sont limitées par les butées limites min et max. Dans notre configuration min est toujours égale à 95 % pour éviter une sous vitesse turbine pendant la phase de synchronisation. Max est normalement à 107 %, valeur suffisamment élevée pour autoriser la charge maximum mais inférieure au seuil de survitesse turbine. Dans le cas où l'on souhaite tester la protection en survitesse, le signal L83HOST permet d'atteindre 113,5 %. Page 23 / 72 régulation speedtronic5 Figure 26 : Maximum de TNR Figure 27 : Minimum de TNR Deux comparateurs détectent les limites hautes et basses en cours d'utilisation. Figure 28 : Butées du TNR Entre ces 2 limites, TNR suit un générateur de rampe commandé par les signaux L70R (augmenter), L70L (diminuer) et les L83JDn qui sélectionnent les différentes rampes TNKR1_n. Figure 29 : Rampe du TNR Page 24 / 72 régulation speedtronic5 TNR peut changer instantanément de valeur par des impulsions sur les signaux L83PRES1 et L83PRES2, ceci est utilisé pour réajuster la valeur de TNR l'ors du démarrage et surtout pour ramener TNR vers 100 % l'ors d'un découplage. Figure 30 : Preset du TNR Résultat de l'assemblage Figure 31 : TNRV1 Note : l'indication (*2) sous le signal TNR montre que ce paramètre est un double précision, c'est à dire qu'il est stocké sur 2 fois 16 bits. Page 25 / 72 régulation speedtronic5 son taux de variation maximum est TNKRIR1 ou 2 selon le signal L83NRIR2. Figure 32 : TNRI Page 26 / 72 régulation speedtronic5 .2 %).Référence de vitesse pure Le signal TNRI peut varier autour de 100 % dans les limites de TNKRIMX et TNKRIMN (environ  0. Un circuit d'initialisation force TRNI à la valeur 100 % (TNKRIPR) à l'nstant du passage en mode isochrone (L83ISOKZ). Il suit la consigne TRNI_CMD donnée par un opérateur mais ne peut pas changer brutalement. Elle doit donc limiter la température à l'entrée turbine et dans l'échappement (entrée chaudière éventuellement). Pr rapport de détente et k une constante dépendant des gaz de combustions (-1/). La limite de température de la turbine est donc variable en fonction du rapport de détente. 2. Changement de combustible (variation de la constante k) 2. Elle est connue à partir de la température échappement et du rapport de détente dans la turbine. Elle se décompose en 2 parties : 1. Une pente tangente à la courbe théorique au point de fonctionnement usuel.Régulation de température : FSRT Le but de cette régulation est de permettre l'utilisation de la turbine à sa capacité maximum dans des conditions acceptables pour ses parties chaudes. La température à l'entrée de la turbine est trop élevée pour être mesurée de manière fiable pendant des années par les mêmes capteurs. de l'échappement et de la chaudière. Température Température maximum entrée turbine Température maximum échappement théorique 1 Température maximum échappement prayique 2 Détente nominale Détente Figure 33 : Limites température échappement Cette limite doit être modifiable pendant le fonctionnement de la turbine pour les raisons suivantes : 1. k Formule simplifiée de thermodynamique : Tf  Tx x Pr avec Tf température à l'entrée turbine. Fonctionnement en cycle ouvert ou combiné (delta P échappement) Page 27 / 72 régulation speedtronic5 . Une isotherme (proche de 600 °C) due aux limites du dernier étage turbine. Tx température à l'échappement. Charge de base ou de pointe (entrée turbine plus chaude) 3. delta P filtres à air et pression atmosphérique. Page 28 / 72 régulation speedtronic5 . on peut utiliser le signal charge ou référence de combustible pour créer une limite de secours en cas de perte du signal pression compresseur. cycle simple ou combiné Détente Figure 34 : Limites multiples de températures On peut aussi changer automatiquement de courbe en fonction du rapport de détente pour coller au mieux à la courbe théorique. Température Changement de pente en fonction de la détente Détente Figure 35 : Limite précise de température échappement Le signal détente dans la turbine est calculé à partir des mesures pression compresseur. Température Températures maximum échappement pour différents combustible. Pour fiabiliser la régulation. D'autre part. la pression compresseur variant avec la charge. on peut (avec certaines turbines uniquement) simplifier en négligeant les delta P filtres et les variations de pression atmosphérique. Calcul de la limite normale TTRXP = isotherme .offset ) + compensation Figure 36 : TTXRP Calcul de la limite de secours TTRXS = isotherme .gain x ( CPR .gain x ( charge .offset ) + compensation Figure 37 : TTRXS Indication d'utilisation de la limite de sécurité Figure 38 : L60TRF Sélection de la limite Figure 39 : ttr_min Page 29 / 72 régulation speedtronic5 . Les taux d'augmentation et de diminution maximum sont fixés respectivement par les constantes TTKRXR1 et 2. un offset (CSRGVTXB) dépendant de l'angle des IGV est ajouté à la limite de température utilisée pour calculer le FSR.Variation lente de la limite Figure 40 : TTRX Ce bloc fonctionne comme un générateur de rampe. Cet offset est nul à l'ouverture maximum des IGV. Figure 41 : TTRXB Page 30 / 72 régulation speedtronic5 . Interaction avec les IGV Pour assurer la pleine ouverture des IGV avant la limitation du débit de combustible. Schéma complet Figure 42 : TTRXV6 (début) Page 31 / 72 régulation speedtronic5 . Figure 43 : TTRXV6 (fin) Page 32 / 72 régulation speedtronic5 . Nombre de thermocouple connectés à ce contrôleur Nom du premier thermocouple connectés à ce contrôleur Positions physique des thermocouples connectés à ce contrôleur Défaut de la carte d'interface Figure 44 : TTXD1 Ce premier module fourni une table TTXD1_n de toutes les températures mesurées. L'interface force automatiquement les mesures des thermocouples déconnectés à une valeur négative donc toute mesure trop froide pour être possible est bloquée. TTDX2_n : températures mesurées Figure 45 : TTXD2 Il faut ensuite rejeter les mesures erronées. La limite de ème décision est environ 250 °C plus froid que le 2 thermocouple plus chaud. les 2 valeurs extrêmes sont aussi rejetées. Figure 47 : TTXM Page 33 / 72 régulation speedtronic5 . Ils sont répartis régulièrement entre les différents contrôleurs pour assurer la redondance du système. Le Speedtronic créé ensuite 2 autres tables triées de plus chaud vers plus froid : 1. L'indice n correspond à la position des thermocouples dans l'échappement. Figure 46 : Rejet de thermocouples Pour affiner le résultat. JXD_n : positions des thermocouples 2.Mesure de température échappement La mesure de température échappement est assurée par 18 à 31 (selon les turbines) thermocouples de type K. Chaque contrôleur traite toutes les mesures (échangées par le réseau DENet) pour calculer une moyenne fiable. il n'y a pas de butée minimum.Schéma complet Note : La partie inférieure de ce bloc se charge de la protection en température haute échappement. Une sur température échappement peu créer un perte des flammes dans les chambres de combustion. Le module ITC adapte la réponse de l'ensemble mesure/ régulateur de manière à stabiliser le point de fonctionnement à charge maximum. Figure 48 : FSRTV3 Page 34 / 72 régulation speedtronic5 . Un dépassement peut se produire l'ors d'une prise de charge très rapide (baisse de fréquence importante par exemple). Comparaison de limite et mesure Dans ce cas. Régulation d'arrêt : FSRSD Figure 49 : TTXMV4 Page 35 / 72 régulation speedtronic5 . Le but de cette régulation est la limitation du choc thermique pendant la phase de ralentissement de la turbine. les flammes sont maintenues aussi longtemps que possible de manière à ce que le débit d'air froid du compresseur soit très faible à leur disparition. Pour cela. Ce signal dépend de la vitesse du groupe et il est calculé pour aboutir à une extinction des flammes vers 30 à 40 % de vitesse nominale. suivre une rampe de diminution et principalement suivre la courbe FSRMIN. Figure 50 : FSRMIN et FSRSD Le limiteur n'est pas utile donc ses butées max et min sont respectivement 100 % et 0 %. Le signal FSRSD va prendre le contrôle au découplage pendant la phase d'arrêt. Générateur de rampe : Différentes pentes Logique de sélection des pentes Diminution Augmentation Figure 51 : FSRSD Bloc complet : Figure 52 : FSRSDV1 Page 36 / 72 régulation speedtronic5 . 8 85 11.Explication surs FSRMIN Le but de ce signal est double : 1. Diminuer le débit de combustible jusqu'à extinction des flammes pendant un arrêt du groupe Pour cela.7 11 82 9. Eviter la perte des flammes pendant la marche normale 2.3 100 11.3 11. il est calculé de 2 manières différentes et il est compensé par la température ambiante Calcul en phase d'arrêt Calcul normal Facteur correcteur selon température ambiante Figure 53 : Sélection du FSRMIN Exemple numérique : vitesse arrêt normal 5 6.6 40 8.3 Ce qui donne les courbes suivantes : FSRMINN 12 10 8 % de FSR 6 arrêt normal 4 2 0 0 20 40 60 80 100 Vitesse Figure 54 : FSRMIN Page 37 / 72 régulation speedtronic5 . Bloc complet : Figure 55 : FSRMINV2 Page 38 / 72 régulation speedtronic5 . Figure 57 : CPRERR Figure 58 : FSRCPR Et calcul le signal logique LFSRCPR qui est utilisé par les séquences logiques : Figure 59 : LFSRCPR Page 39 / 72 régulation speedtronic5 . Figure 56 : Limite CPR Un autre bloc se charge de limiter le FSR pour diminuer le rapport de compression sous la limite.Limitation due au compresseur axial : FSRCPR Cette fonction n'est nécessaire que pour certaines turbines ayant un compresseur très performant. Une table à 3 dimensions donne le rapport de compression maximum (CPRLIM) en fonction des paramètres TNHCOR (vitesse corrigée par la température) et CSGV (angle des IGV). de la température ambiante et de l'ouverture des IGV. Son but est d'éviter des zones de pompage en charge. La définition de ces zones est complexe car elles dépendent à la fois de la vitesse. Celle-ci utilise la limitation de température et un segment à pente très forte un peu avant les pressions qui peuvent devenir dangereuses pour le compresseur. Page 40 / 72 régulation speedtronic5 .Schéma complet : Figure 60 : CPRLXV1 Note : Il existe une autre manière plus simple de limiter le rapport de compression. Voir la courbe suivante. Température Changement de pente en fonction de la détente Z o n e d a n g e r e u s e Détente Figure 61 : Utilisation de la régulation de température pour limiter CPR Page 41 / 72 régulation speedtronic5 . Répartiteur Gaz/Liquide Ce circuit permet le changement de combustible pendant la marche normale de la turbine.FSR1 Figure 62 : FSR1+FSR2=FSR Ajout du pré remplissage : Pré remplissage circuits liquide Pré remplissage circuits gaz Sélection du combustible Figure 63 : Pré remplissage Contrôle de la fraction de liquide (FX1) : Figure 64 : FX1 Page 42 / 72 régulation speedtronic5 . il doit faire un passage progressif d'un combustible vers l'autre avec une période de pré remplissage des tuyauteries et suivie d'une purge. Pour cela. Découpage : FSR1 = FSR x fraction de liquide et FSR2 = FSR . La sélection du combustible se fait de 2 manières : 1. Le pré remplissage doit être fait correctement pour éviter une baisse de charge au début de la phase transfert.FXK1 et peut être nulle. vannes …) peuvent perturber la combustion. 2. clapets. Choix de l'opérateur 2. Jamais de passage automatique de liquide vers gaz pour des raisons de sécurité. FX1 peut suivre une consigne d'opérateur FX1_CMD si le groupe doit utiliser un mélange de combustibles en permanence. c'est à dire gaz vers fioul distillé.On retrouve un générateur de rampe entre 0 et 100 % (min et max). Des variations de charges se produisent systématiquement au début et à la fin du transfert car la combustion d'une très faible quantité d'un combustible n'est pas correcte. La durée totale de la commutation est en général de 2 fois 30 secondes ce qui ne permet pas au régulateur de charge de compenser les variations. Passage automatique vers le combustible de secours en cas de problème avec le combustible principal. Page 43 / 72 régulation speedtronic5 . Pour que le transfert termine à la même charge qu'au point de départ. Résultat graphique : % de FSR FSR combustible 1 combustible 2 pré remplissage transfert 30 sec 30 sec temps Figure 65 : Transfert de combustible Remarques : 1. 5. D'autre part. 3. Des problèmes mécaniques (pompes. 4. il faut que les 2 combustibles aient les mêmes réponses FSR / charge. La rampe maximum est limitée entre + et . Schéma complet : Figure 66 : FSR1V1 Page 44 / 72 régulation speedtronic5 . Référence d'ouverture des IGV : CSRGV Les IGV doivent contrôler le débit d'air dans plusieurs buts : 1. Sélection de la référence utilisée : Figure 67 : CSRGV La référence CSRGV sera égale à CSRGVPS ou CSRGVX (valeur mini imposée). Partie vitesse partielle : CSRGVPS Courbe d'ouverture Angle IGV Ouverture maximum Ouverture intermédiaire à vide Ouverture minimum Vitesse compensée par température Figure 68 : IGV à vitesse partielle Schéma complet Page 45 / 72 régulation speedtronic5 . 2. elles permettent aussi de contrôler le rapport air/gaz dans des zones acceptables pour la combustion. Ajuster la température à l'entrée d'une chaudière à charge partielle. Le 3ème cas sera traité plus loin. Dans le cas de turbines à chambre de combustions DNox. Eviter le pompage du compresseur axial pendant les phases démarrage et arrêt. 3. Note : CNCF (facteur correcteur de la vitesse) est calculé en fonction des caractéristiques de pompage du compresseur. Les 460 °F correspondent à la conversion en température absolue (en ° Rankin pour les américains !) est sont nos 273 °C métriques. Partie température échappement Les IGV permettent de contrôler la température à l'entrée d'une chaudière pendant le fonctionnement du groupe à charge partielle. Figure 69 : CSRGVPS1 Ce signal est calculé pour garder le compresseur en dehors de ses zones dangereuses. Page 46 / 72 régulation speedtronic5 . Il est égale à 1 à 15 °C (conditions ISO) et diminue quand il fait plus chaud. Dans le cas contraire. Celles-ci dépendent de la vitesse du compresseur et de la température ambiante. on peut obtenir de bonnes caractéristiques de vapeur en limitant le débit d'air (la quantité de vapeur diminue bien sûr). Si la chaudière a des brûleurs auxiliaires. on préfère avoir le débit de gaz chauds maximum et contrôler la température chaudière avec ces brûleurs (il reste suffisamment d'oxygène à l'échappement turbine). Courbes de température pendant prise de charge Température Limite turbine Ouverture des IGV entre 70 et 100% de charge environ 100% de charge Mode chaud IGV à pleine ouverture IGV à pleine ouverture 371 °C Ouverture des IGV entre 30 et 40% de charge environ Mode froid Marche à vide IGV à 57 DGA Détente Figure 70 : IGV et température échappement Explications Choix de la limite Limite correspondant au maximum entrée turbine Petit offset Limite très proche de TTRX Isotherme à environ 370 °C Max pour mettre l'entrée hors service Choix chaud/froid Figure 71 : Sélection limite Page 47 / 72 régulation speedtronic5 . Calcul de la référence pour température Température échappement Gain Constante de temps Référence d'ouverture IGV utilisée Figure 72 : CSRGV_TEMP Mode manuel et sélection auto/manu Figure 73 : GSRGVX Page 48 / 72 régulation speedtronic5 . Schéma complet : Figure 74 : CSRGVV3 (début) Page 49 / 72 régulation speedtronic5 . Figure 75 : CSRGVV3 (fin) Page 50 / 72 régulation speedtronic5 . ces régulateurs permettent à la mesure de suivre très rapidement la référence.. Mesure de débit ou de pression Vanne de régulation Régulateur Combustible A/D digital à 128 hz Vers les Référence injecteurs calculée Servovalve (plusieurs types disponnibles: mA A/D position. La référence qu'ils utilisent vient du CSP donc est calculée à 8 Hz mais comme les feedback sont utilisés aussi à 128 Hz. la partie gauche du schéma précédent est triplée donc les servovalves ont 3 bobines. Caractéristiques d'une servovalve débit d’ huile HP Décalage de zéro Débit nul à -0.8 mA Sens diminution de combustible -8. débit. Page 51 / 72 régulation speedtronic5 .2 mA mA totaux Sens augmentation de combustible Figure 77 : Caractéristique d'une servovalve Une servovalve doit être considérée comme un amplificateur électrohydraulique. L'effet sur la vanne de régulation est proportionnel à la somme des 3 courants. D/A pression..) Vérin Huile HP Mesure de position Figure 76 : Régulateur digital et servovalve Note : En version redondante (TMR). Une erreur faite par l'un des 3 contrôleurs sera compensée par les 2 autres.8 mA +7.Asservissement du combustible et de l'air Synoptique Les régulateurs sont digitaux et travaillent à 128 Hz. Elle reçoit un courant de quelques mA et le traduit en débit d'huile haute pression envoyé à un vérin hydraulique. En effet. Une servovalve permet une régulation très rapide et précise.Pour des raisons de sécurité. Il est alimenté par une tension constante de 7 volts à environ 3 kHz. Le Speedtronic permet de choisir le modèle de servovalve utilisé (impédence et courant d'exitation) par des jeux de pont à configurer sur les cartes des controleurs. le déplacement du vérin commandant la vanne de régulation est d'autant plus rapide que l'erreur à corriger est grande. l'erreur à corriger est toujours très faible donc le courant oscille autour du point de compensation du décalage de zéro. Réglage mécanique Noyau plongeur Primaire (7 v. on choisi 1 kOhms et  10 mA. En fonctionnement stabilisé.5 v) Corps du Connexions LVDT électriques Socle Figure 79 : Schéma de LVDT Le corps du LVDT est fixé au socle et le noyau plongeur se déplace avec la vanne. 3kHz) Tige de Secondaire vanne (0 à 3. le débit d'huile HP nul ne correspond pas à 0 mA mais à une valeur légèrement négative de telle sorte qu'une déconnexion de la servovalve provoque une diminution du débit de combustible. Page 52 / 72 régulation speedtronic5 . Dans nos systèmes. Configuration matérielle de la sortie servovalve Bobine de servovalve Amplificateur de courant Figure 78 : Ponts de configuration Capteurs associés aux régulateurs Position : LVDT Un LVDT est un transformateur équipé d'un noyau plongeur et dont le rapport de transformation est une fonction linéaire de la position de ce noyau. L'une a ses spires concentrée sur la parties haute du LVDT de telle sorte qu'elles sont toujours en face du noyau. Page 53 / 72 régulation speedtronic5 . on n'utilise pas le début de course de manière à différencier une course de vanne nulle et une perte de capteur (tension trop faible). noyau plongeur n spires en haut U2h U2 = U2h .U2b U1 constant U2b n spires réparties en bas Figure 80 : Principe du LVDT Le secondaire utilise 2 bobines de même nombre de spires mais de sens opposés. Par raison de sécurité. L'autre est répartie régulièrement sur la hauteur du LVDT. La tension U2 est donc proportionnelle à la course de vanne dans la zone hors de la bobine supérieure. tension secondaire Zone linéaire Zone inutilisable car noyau trop haut Zone utile 0 0 course Figure 81 : Courbe de réponse du LVDT Entrées Speedtronic associées Les entrées sont sur un bornier du module <R>. De cette manière la tension U2h est constante alors que U2b varie avec la course du noyau. les signaux sont envoyés en parallèle aux 3 contrôleurs. TCQA <R> TBQC <R> Loc. 2 Loc. Les capteurs sont donc des capteurs de vitesse de type MPU (magnetic pickup). 9 JFR A/D 13 POS07 H Sortie Servovalve 4 14 POS07 L A/D 15 POS08H 16 POS08L JFS TCQA <S> Loc. 2 JFT A/D Sortie Servovalve 4 A/D TCQA <T> Loc. 2 A/D Sortie Servovalve 4 A/D Figure 82 : Entrées position Débit : MPU Le débit est connu par l'intermédiaire de la vitesse de rotation d'un dispositif calibré. Entrées Speedtronic associées Page 54 / 72 régulation speedtronic5 . entrefer Roue dentée bobinage 1 impulsion Rotation par passage de dent noyau magnétique Figure 83 : Capteur de vitesse (MPU) Chaque passage de dent provoque une variation d'entrefer donc de flux magnétique qui se traduit par une impulsion -d sur la bobine (e= /dt). TCQA QTBA TBQC Loc. et <T> Figure 84 : Entrées mesure de débit Pression Pour la mesure de pression. <S>. Entrées Speedtronic associées Page 55 / 72 régulation speedtronic5 . 6 Loc. on n'utilise des transducteurs classiques fournissant soit une tension (0 à 5 volts) soit un signal en milliampères (4 à 20 mA) proportionnels à la pression.<R>. 4 55 MPU3H 1 ère entrée 56 MPU3L Régulateur digital 57 MPU4H 2 ème entrée 58 MPU4L Identique pour chaque Contrôleur . 2 Loc. un sous type existe aussi.IGV 5 Régulateur de débit utilisant la mesure de débit Vanne de régulation fioul sur petites TG 6 Régulateur de débit utilisant la mesure de débit et la Vanne de régulation mesure de position fioul sur TG 9E 7 Régulateur de pression utilisant la mesure de pression et Vanne de détente de la mesure de position gaz (SRV) Pour plus de précision dans l'utilisation du feedback. TBQC <R> TCQA <R> Régulateur digital Loc. 2 250 VDC 1_TL Ohm 1 ère entrée A/D VDC2_RH 2 ème entrée BJ1 1 250 A/D VDC2_RL Ohm VDC2_SH BJ1 2 250 VDC2_SL Ohm TCQA <T> Régulateur digital Loc. 2 VDC 1_RH 1 ère entrée A/D BJ8 250 VDC 1_RL Ohm 2 ème entrée A/D VDC 1_SH BJ9 250 VDC 1_SL Ohm VDC 1_TH TCQA <S> Régulateur digital BJ1 0 Loc. 2 VDC2_TH 1 ère entrée A/D BJ1 3 250 VDC2_TL Ohm 2 ème entrée A/D Figure 85 : Entrées mesure de pression Modèles de régulateurs Le type de chaque régulateur peut être choisi par programmation selon la liste suivante. Page 56 / 72 régulation speedtronic5 . Numéro de type Fonction du régulateur Exemples de régulateur 2 Référence vers vanne auto contrôlée Turbine à vapeur 4 Régulateur de position utilisant la mesure de position Vanne gaz de régulation (GCV). 9 Loc. Type Sous Fonction type 4 0 Sans mesure de position 4 1 Première entrée mesure de position 4 3 Maximum des 2 premières entrées mesure de position 4 9 Médiane des 3 entrées mesure de position 5 1 Première entrée mesure de débit 5 2 Deuxième entrée mesure de débit 5 3 Maximum des 2 entrées mesure de débit 6 4 Première entrée mesure de débit et maximum des 2 entrées mesure de position 6 5 Deuxième entrée mesure de débit et maximum des 2 entrées mesure de position 6 6 Maximum des 2 entrées mesure de débit et maximum des 2 entrées mesure de position 7 7 Première entrée mesure de pression et maximum des 2 entrées mesure de position 7 8 Deuxième entrée mesure de pression et maximum des 2 entrées mesure de position 7 A Première entrée mesure de pression et première entrée mesure de position 7 B Deuxième entrée mesure de pression et première entrée mesure de position 7 C Maximum des 2 entrées mesure de pression et maximum des 2 entrées mesure de position Régulateur de type 4 Page 57 / 72 régulation speedtronic5 .Table des types et sous types utilisés en turbine à gaz. BIAS (compensation zéro servovalve) GAIN + REF (sortie CSP) + + D/A X - REF de courant servovalve LV1 + POS1 X OS1 - G1 LV2 + POS2 X FDBK * OS2 - G2 LV3 + POS3 X OS3 . * Note : G3 Sous type Fonction 1 Première entrée mesure de débit 2 Deuxième entrée mesure de débit 3 Maximum des 2 entrées mesure de débit Figure 86 : Régulateur de type 4 Page 58 / 72 régulation speedtronic5 . Régulateur de type 5 BIAS (compensation zéro servovalve) GAIN + REF (sortie CSP) + + D/A X - REF de courant servovalve FF1 X G1 FF FF2 X * G2 * Note : Sous type Fonction 0 Coupure 1 Première entrée 2 Deuxième entrée 3 Maxi des 2 premières entrées 9 Médiane des 3 entrées Figure 87 : Régulateur de type 5 Page 59 / 72 régulation speedtronic5 . Régulateur de type 6 BIAS REF OUT GAIN K T LLIM D/A HLIM BYPASS + + X REF + + 1 + K 1+Ts - . INT_OUT FF FF1 FF1_A X FF1-G * FDBK FF2 FF2_A X FF2-G LV1 + POS1 X OS1 - G1 * LV2 + POS2 X OS2 - G2 * Note : Sous type Fonction 4 Première entrée débit et maximum des 2 positions 5 Deuxième entrée débit et maximum des 2 positions 6 Maximum des 2 entrées débit et maximum des 2 positions Figure 88 : Régulateur de type 6 Page 60 / 72 régulation speedtronic5 . + K_CONV INT_CONV X + . + T_G + T_WU + K LLIM X HLIM REF 1+Ts K_CONV + + K s + . IINT_OUT V1 + FPG X FPG1_O - FPG2_G * V2 + X FPG2_O - FPG2_G LV1 + POS1 X OS1 - G1 FDBK * LV2 + POS2 X OS2 - G2 * Note : Sous type Fonction 7 Première entrée mesure de pression et maximum des 2 entrées mesure de position 8 Deuxième entrée mesure de pression et maximum des 2 entrées mesure de position A Première entrée mesure de pression et première entrée mesure de position B Deuxième entrée mesure de pression et première entrée mesure de position C Maximum des 2 entrées mesure de pression et maximum des 2 entrées mesure de position Figure 89 : Régulateur de type 7 Page 61 / 72 régulation speedtronic5 .Régulateur de type 7 BIAS GAIN REF OUT FSR2 ** X T D/A + - FSR_WU . + - INT_CONV X + . Au redémarrage du groupe. Pendant l'arrêt du groupe. Ce défaut se produisant en marche de la turbine ne cause pas d'alarme.Régulation des IGV C'est un régulateur de type 43. les IGV seront trop ouvertes d'où risques de pompage à basse vitesses. Résultat : Bobines En marche A l'arrêt coupés Diagnostique Alarme Déclenchement Diagnostique Alarme Démarrage 1 non non non oui non oui 2 oui oui oui oui oui non 3 oui oui oui oui oui non Page 62 / 72 régulation speedtronic5 . les IGV ne pourront pas s'ouvrir à leur angle maximum d'où impossibilité d'atteindre la charge maximum normale mais sans risques pour le groupe. Détection de défauts LVDT 1. les IGV seront vues comme trop fermées (diagnostique perte capteur donc démarrage possible) ou trop ouvertes (alarme défaut de régulation des IGV) donc interdiction de redémarrage. Dans un cas. Dans l'autre. Déréglage d'un capteur : le système utilise l'information correspondant à la plus grande ouverture. Leur valeur pendant la marche normale du groupe est très proche de 0 (compensation du décallage de la servovalve) et ne permet pas détection de défaut. Servovalve Les 3 courants de servovalve sont mesurés par le Speedtronic et comparés à la référence digitale de courant (sortie du régulateur digital). qu'elle soit réelle ou non. les courant de servovalve sont forcés par saturation du régulateur digital à une valeur élevée qui permet la signalisation d'alarmes de diagnostique en cas de coupure de bobine. donc de position et utilisant la mesure maximum de 2 entrées LVDT. Perte d'un capteur : signalée par une alarme de diagnostique si le signal est trop faible (indication d'un angle IGV inférieur à la butée mécanique). Ceci n'empêche pas la marche ou le démarrage de la turbine mais l'exploitation du groupe est peu fiable. 2. Alimentation des LVDT Tige de vane Oscillateur de Oscillateur de l’un des 3 l’un des 2 autres controleurs controleurs Vers les 3 controleurs Figure 90 : Câblage des LVDTs Les 2 LVDTs doivent être alimentés par des contrôleurs différents pour respecter la logique du 2 sur 3. 2 KHz LVD01E _ Ref + LVD01L POS4L + Vent A/D X Fdbk _ D/A Gas Control Maximum X + Valve + POS15H * Actuator Gain of First Current POS15L Offset Gain _ + Two A/D X Current Oil Assigned TCQC <S> QTBA <S> Drain Bias Loc 4 Loc 6 10 SVO Gain LVDT/Rs P24V 20 BJ3 2 Offset 40 _ SVOX2 10X A/D + Type 43 Regulator X SVOR2 128 Hz ** 10 BJ4 20 High Pressure 40 Hydraulic Oil 7.5 degrés.5 degrés Alarme Alarme IGV trop ouvertes de 7.2 KHz LVD02E Loc 2 LVD02L A/D D/A Type 43 Regulator A/D * 128 Hz A/D Figure 91 : Régulateur des IGV Page 63 / 72 régulation speedtronic5 . Défaut avant 95 % vitesse après 95 % vitesse erreur >  7.2 KHz LVD02E LVD02L DCC_ <S> Control Sequence Program Loc 1 TCQA <S> Loc 2 A/D D/A Type 43 Regulator * Regulator A/D * TCQC <T> QTBA <T> 128 Hz Loc 4 Loc 6 Current A/D 10 SVO Suicide P24V 20 BJ3 2 40 10X SVOX2 ** SIMPLEX DCC_ <T> SVOR2 Protective Control Sequence Program 10 BJ4 Loc 1 ** Processor 20 Trip Bias 40 TCQA <T> 7.0 VRMS : 3.5 degrés Déclenchement Alarme IGV plus fermées que 50 degrés Rien Déclenchement Schéma complet GCV .0 Vrms : 3.Gas Control Valve TBQC <R> DCC_ <R> TCQC <R> QTBA <R> Loc 9 Loc 1 Control Sequence Program Loc 4 Loc 6 From 10 SVO To Fuel Stop/Ratio P24V 20 BJ3 2 Nozzles 40 Valve 10X SVOX2 POS3H TCQA <R> Loc 2 SVOR2 POS3L 10 BJ4 ** 20 96GC-2 96GC-1 40 Gain POS4H Offset 7.Problèmes de suivi : Si les IGV ne sont pas capables de suivre leur référence d'ouverture : alarme quand l'erreur est supérieure à 7.0 Vrms : 3. Régulation de GCV Régulateur de type 43 comme les IGV. donc exactement le même principe. (voir Régulation des IGV : Régulation des IGV) Page 64 / 72 régulation speedtronic5 . Chaque régulateur n'utilise que sa propre mesure et la perte d'un capteur rend un régulateur indisponible. les voteurs ne travaillent qu'à 16 Hz donc les signaux de mesure de pression sont utilisés par les régulateurs sans vote. Servovalve Idem GCV (voir Régulation des IGV :Servovalve). Ce problème génère plusieurs alarmes de diagnostique.Régulation de SRV Régulateur de type 77. donc de pression utilisant une seule mesure de pression par contrôleur et la valeur maximum de 2 positions. A B C Valeurs avant vote Régulateur S idem R Digital Système Référence de vote T R idem R CSP valeur votée utilisée dans le CSP et pour affichage Figure 93 : Système de vote Détection de défauts LVDT Idem GCV (voir Régulation des IGV : LVDT). Page 65 / 72 régulation speedtronic5 . Schéma de principe SRV GCV Injecteurs 2 LVDT 1 2 A B C 3 transmetteurs de pression R S T Figure 92 : Instrumentation de SRV Le régulateur travaille à 128 Hz. il est possible de démarrer le groupe mais qu'il déclenchera à l'allumage (impossibilité de contrôler la pression intervanne).Pression Cas de mesures en 0-5 volts : Défauts En marche A l'arrêt Capteurs Diagnostique Alarme Déclenchement Diagnostique Alarme Dém. Cas de mesures en 4-20 mA : Défauts A l'arrêt Capteurs Diagnostique Alarme Démarrage 1 oui non oui 2 oui oui non 3 oui oui non Page 66 / 72 régulation speedtronic5 . Pour cette raison. les capteurs peuvent être de type 4-20 mA. possible 1 oui oui non non non oui 2 oui oui oui non non oui 3 oui oui oui non non oui On voit qu'avec 2 ou 3 capteurs défaillant. 2. Régulateur de type 65. Les 3 transmetteurs de débit utilisent le principe de vote vu en Figure 93 : Système de vote. donc de débit utilisant une seule mesure de débit par contrôleur et la valeur maximum de 2 mesures de position. Détection de défauts Capteurs de débit Défauts En marche A l'arrêt Capteurs Diagnostique Alarme Déclenchement Diagnostique Alarme Dém. Type 53 Les régulateurs travaillent à 128 Hz. Schéma de principe Pompe Injecteurs ByPass 2 LVDT A C 1 2 3 transmetteurs B de débit R S T Figure 94 : Instrumentation du ByPass (type 65) Oter les LVDT pour un type 53. Ce problème génère plusieurs alarmes de diagnostique. donc de débit utilisant une seule mesure de débit par contrôleur.Régulation de la vanne de contrôle Fioul Deux cas sont possibles : 1. Chaque régulateur n'utilise que sa propre mesure et la perte d'un capteur rend un régulateur indisponible. Page 67 / 72 régulation speedtronic5 . possible 1 oui oui non non non oui 2 oui oui oui non non oui 3 oui oui oui non non oui Servovalve Idem IGV (voir Régulation des IGV :Servovalve). Régulateur de type 53. les voteurs ne travaillent qu'à 16 Hz donc les signaux de mesure de débit sont utilisés par les régulateurs sans vote. Chaque régulateur n'utilise que sa propre mesure et la perte d'un capteur rend un régulateur indisponible.Type 65 Les régulateurs travaillent à 128 Hz. les voteurs ne travaillent qu'à 16 Hz donc les signaux de mesure de débit sont utilisés par les régulateurs sans vote. Détection de défauts Capteurs de débit voir Type 53-Détection de défauts :Capteurs de débit LVDT Idem IGV (voir Régulation des IGV :Servovalve) Servovalve Idem IGV (voir Régulation des IGV :Servovalve). Ce problème génère plusieurs alarmes de diagnostique. Page 68 / 72 régulation speedtronic5 . 64. 10. 43 FSRACC 10. 21 FSRSD 10. 63. 24. 52. 14. 22. 8. 45 F Fioul 5. 36 Asservissement 7. 14 L83SUMX 11. 67. 46. 37 FSRN 10. 39 FSRMIN 21. 15. 6. 68. 5. 35. 15 arrêt 35. 36. 30. 47. 65. 53. 21. 72 intégrateur 12 Isochrone 10. 43 FX1_CMD 43 G GCV 5. 39. 18. 30. 72 M MPU 54 P Position 52 Pression 55 Page 69 / 72 régulation speedtronic5 . 14. 62. 39. 27 FX1 42. 25. 67 FSR 7. 11. 23. 18. 30. 45 CSRGVPS 45 D Débit 54 démarrage 8. 65 générateur de rampe 11. 10. 15. 14 L83SUWU 11. 11 FSRT 10. 68. 16 FSRCPR 10. 19. 43 I IGV 4. 64. 15. 14 L83SUFI 11. 42. 56. 20 L L83SUAR 11. 51 B ByPass 67 C CPR 29.Index A accélération 14. 36 FSRSU 10. 62. 45. 67. 41 CSRGV 7. 65. 14 LVDT 5. 56. 20. 23 Page 70 / 72 régulation speedtronic5 . 72 Statisme 10. 25 Transfert 43 TTRXP 29 TTRXS 29 V Vitesse / Charge 10. 21. 24. 27. 18. 48 TNHAR 16 TNR 20. 52 SRV 5. 18. 39. 46. 33. 56. 65. 19. 23. 14. 47. 30. 59. 60. 20 T TAKH 15 TAKL 15 température 10. 40. 28. 37. 41. 34. 61 Régulateur digital 51 régulateurs 56 Répartiteur Gaz/Liquide 42 S servovalve 51. R Référence de combustible 8 Régulateur 57. 45. ............................................................ 25 Figure 31 : TNRV1 ................................ 39 Figure 59 : LFSRCPR .............................................. 24 Figure 30 : Preset du TNR...... 39 Figure 57 : CPRERR ...................... 12 Figure 8 : FSRSUV1 ............................................................................................................................................................................................................................................. 12 Figure 7 : Courbes ITC ....................................................................... 36 Figure 53 : Sélection du FSRMIN.................................................................................................................................................................................................................................................................... 21 Figure 23 : Régulateur statisme boucle ouverte .............................................................................................................................................. 15 Figure 11 : TNHARSU .......................................................................................................................... 28 Figure 35 : Limite précise de température échappement ................................................................................ 25 Figure 32 : TNRI ................................. 42 Figure 63 : Pré remplissage ........... 20 Figure 21 : TNRLV3 .................... 40 Figure 61 : Utilisation de la régulation de température pour limiter CPR ......................................................................................................................................................................................... 32 Figure 44 : TTXD1 ........................................... 19 Figure 20 : DWDROOPV2 ............................. 36 Figure 52 : FSRSDV1 ........................................................................................... 29 Figure 39 : ttr_min.................................................................................................................................................................................................................................................. 41 Figure 62 : FSR1+FSR2=FSR ........................................................... 7 Figure 2 : FSR ............ 42 Figure 64 : FX1 ..................................................................................... 35 Figure 50 : FSRMIN et FSRSD ................................................................................................................ 15 Figure 12 : TNHAR .. 11 Figure 5 : Générateur de rampe ........................................................................................................................................................ 24 Figure 27 : Minimum de TNR ..... 18 Figure 17 : Régulateur isochrone simplifié .............................................................................................................................................................. 38 Figure 56 : Limite CPR .......................................................................................................................................................................................................................................................................... 36 Figure 51 : FSRSD .................... 34 Figure 49 : TTXMV4 ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 16 Figure 14 : FSRACCV1 .............................................................................................................................................. 15 Figure 10 : Sélecteur TNHAR .............. 19 Figure 19 : Régulateur statisme stabilisé ....... 26 Figure 33 : Limites température échappement ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 33 Figure 47 : TTXM ............................................................................................................................................................................................................................................... 22 Figure 24 : Boucle ouverte ....................................................................................................................................................................................................... 31 Figure 43 : TTRXV6 (fin) ..................................................................... 16 Figure 13 : FSRACC .............. 20 Figure 22 : FSRNV3 ............................................................................................. 22 Figure 25 : FSRNV4 ...... 12 Figure 6 : Schéma ITC .................................................................................................................................................................................................... 37 Figure 54 : FSRMIN ....................................................... 19 Figure 18 : Régulateur statisme simplifié ....................... 30 Figure 42 : TTRXV6 (début) ............Table des illustrations Figure 1 : Synoptique ......................................................................................................................................... 24 Figure 29 : Rampe du TNR ..................................................................................................................... 27 Figure 34 : Limites multiples de températures .......................................................................... 39 Figure 58 : FSRCPR .......................................................................... 8 Figure 3 : FSRV2 ................................................................................................................................................................................... 28 Figure 36 : TTXRP ............................................................................................................................................ 29 Figure 38 : L60TRF............................................................................................................................................................................................................................................... 18 Figure 16 : Statisme.......................................................... 33 Figure 46 : Rejet de thermocouples ................................................................................. 39 Figure 60 : CPRLXV1 ...................................................... 9 Figure 4 : FSRSU .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 33 Figure 45 : TTXD2 .......................................................................................................................... 13 Figure 9 : Dérivateur ............. 37 Figure 55 : FSRMINV2 ................................ 33 Figure 48 : FSRTV3 .................................................................................................................... 17 Figure 15 : Isochrone ................................................................................................................................................................................ 29 Figure 40 : TTRX ............................................................................................................................ 29 Figure 37 : TTRXS .................................................................................................... 42 Page 71 / 72 régulation speedtronic5 ................................................... 24 Figure 28 : Butées du TNR .......................................................................................................................................................................................................... 30 Figure 41 : TTRXB .......................................................................................................................................................................................................................... 23 Figure 26 : Maximum de TNR ..... .................................................................................................................. 51 Figure 78 : Ponts de configuration . 54 Figure 83 : Capteur de vitesse (MPU) .................................................................................................................................................................................................................................................... 48 Figure 74 : CSRGVV3 (début) ................................. 47 Figure 72 : CSRGV_TEMP............ 55 Figure 85 : Entrées mesure de pression ................................... 60 Figure 89 : Régulateur de type 7 .........................Figure 65 : Transfert de combustible ...................................................................... 63 Figure 92 : Instrumentation de SRV ................... 53 Figure 81 : Courbe de réponse du LVDT ....................................................................................................................................................................................................................... 49 Figure 75 : CSRGVV3 (fin) ................................................................. 56 Figure 86 : Régulateur de type 4 ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 53 Figure 82 : Entrées position.............................................................................................................................................................................................................................. 44 Figure 67 : CSRGV ............................................................................................................................................................................................................ 50 Figure 76 : Régulateur digital et servovalve ......................................................................................................................................................................................................................................... 51 Figure 77 : Caractéristique d'une servovalve ......................................................................................................................................................................................................................................................................................... 65 Figure 93 : Système de vote........................................................................... 59 Figure 88 : Régulateur de type 6 ................................... 52 Figure 79 : Schéma de LVDT .................................................. 54 Figure 84 : Entrées mesure de débit ........................... 58 Figure 87 : Régulateur de type 5 ...................................................................................................................................................................................................................... 45 Figure 68 : IGV à vitesse partielle ...................................................................................................................................... 52 Figure 80 : Principe du LVDT ........................................................................................ 61 Figure 90 : Câblage des LVDTs ........ 46 Figure 70 : IGV et température échappement .......................................................................................................... 62 Figure 91 : Régulateur des IGV ................... 47 Figure 71 : Sélection limite .......... 67 Page 72 / 72 régulation speedtronic5 ..................... 43 Figure 66 : FSR1V1 ......................................................................................................... 45 Figure 69 : CSRGVPS1 ................................................................................... 65 Figure 94 : Instrumentation du ByPass (type 65)......................................... 48 Figure 73 : GSRGVX .....................................................................................
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