afstudeerverslag Pierre op het Veld.pdf

Faculteit Techniek, Opleiding Elektrotechniek

HOGESCHOOL ZUYD Afstudeerverslag 2005 Opleiding : Elektrotechniek-Duaal Differentiatie : Energietechniek Afstudeerperiode : 1-12-2004 t/m 25-5-2005 Afstudeerbedrijf : NUONPOWER BUGGENUM

Onderzoek aan omvormerinstallatie om generator als synchrone motor te bedrijven..

Begeleider Hogeschool Zuyd : Ir. H.W.H. Theunissen Begeleider NUONPOWER Buggenum : Ing. L.J. Manders Buggenum 25 mei 2005

Voorwoord Ter afronding van mijn studie Elektrotechniek aan de Hogeschool Zuyd ben ik door onze Clustermanager Carlo Wolters in de gelegenheid gesteld om binnen NUONPOWER Buggenum dit afstudeerproject uit te voeren. Ik hoop dat de conclusie en aanbevelingen een vervolg zullen krijgen en dat hierdoor de beschikbaarheid en de betrouwbaarheid van de installatie zal toenemen in ons aller belang. Het uitvoeren van deze opdracht was een leerzame maar ook enerverende aangelegenheid zeker met het projecteren van de opstartomvormer in Simulink. Daarnaast was het werken aan de afstudeeropdracht, het reguliere werk en het feit dat er in de periode van december 2004 tot half maart 2005 nog enkele theorievakken cq practica gevolgd dienden te worden een hele opgave. Mijn dank gaat uit naar alle medewerkers binnen de Nuon Power Buggenum organisatie die mij gesteund en ondersteund hebben tijdens de studie en het afstuderen. Zonder iemand te kort willen doen wil ik toch een paar personen speciaal bedanken. Op de eerste plaats Bart Manders die ondanks zijn drukke werkzaamheden bereid was om op te treden als bedrijfsbegeleider. Met name op het gebied van Matlab/Simulink is Bart voor mij een goede steun geweest. Verder een speciaal woord van dank voor Harrie Stevens die me 4 jaar geleden heeft weten te motiveren om toch nog te gaan starten aan het HBO traject. Tevens zijn er nog een tweetal studiegenoten Jacques Cox en Ben Lücker waar in de afgelopen periode altijd terecht kon met vragen. De intensieve en prettige samenwerking met Jacques en Ben heeft mij door menig dipje geloosd. Last but not least zij er nog mijn echtgenote en mijn twee dochters, ze hebben me vier jaar lang in alle rust laten studeren, verzorgt van de nodige koffie en diverse taken van me overgenomen. Dit laatste hebben ze zo goed gedaan dat ik ernstig twijfel of ik deze taken nog wel terug wil. Pierre op het Veld, mei 2005

Samenvatting Dit afstudeerverslag is geschreven in het kader van mijn afstudeeropdracht aan de Hogeschool Zuyd te Heerlen. Deze afstudeeropdracht is verricht bij NUONPOWER te Buggenum als onderdeel van mijn functie als maintenance engineer. NUONPOWER Buggenum is een elektriciteitscentrale waar uit kolen kolengas (syngas) geproduceerd wordt. Dit syngas wordt gereinigd en vervolgens toegevoerd als brandstof aan de gasturbine van een STEG unit. Het onderzoeksobject betrof de omvormerinstallatie die gebruikt wordt om in de opstartfase van de gasturbine de generator te kunnen bedrijven als synchrone motor met regelbaar toerental. De door NUONPOWER opgestelde opdrachtomschrijving bevat de volgende onderwerpen.

• Onderzoek en inventariseer de opgetreden problemen gedurende de periode 2001 t/m 2004. Vergelijk deze problemen met genomen maatregelen en definieer de nog te nemen maatregelen om beschikbaarheid en betrouwbaarheid te verhogen.

• Onderzoek of het aanwezige reservedelen bestand toereikend is; Specificeer en kwantificeer de te nemen maatregelen om te komen tot een adequate afdekking met reservedelen ter afdekking van mogelijke storingen.

• Bouw een simulatiemodel van de opstartomvormer met toegepaste vermogenselektronica en regelingen in Matlab/Simulink

De opstartomvormer wordt alleen gebruikt in de opstartfase van de STEG unit. Uit analyse is gebleken dat in de onderzoeksperiode 190 starts zijn geweest. Van deze 190 starts zijn alle beschikbare gegevens die nodig waren voor het onderzoek verder geanalyseerd. Conclusies:

• Het aantal te lang durende opstartpogingen neemt duidelijk af. Dit is gerealiseerd door vervanging van de vermogensschakelaar van de generatorbekrachtiging begin 2002. Verder is de standmelder van de aardgasregelklep vervangen.

• In 15 van de 190 starts wordt na 15 seconden de opstart van de gasturbine afgebroken door spontaan starten van het uitbedrijfname programma. Er loopt een onderzoek naar de oorzaak van dit probleem. In voorjaarstop 2005 zijn enkele aanvullende signalen geprogrammeerd in gasturbinebesturing. Het wachten is nu op een foutieve start.

• Ondanks het feit dat er een instructie is opgesteld voor het resetten van de opstartomvormer voor de opstart van de STEG gebeurt deze handeling incidenteel niet correct.

Aanbevelingen:

• Vervolg optreden van afbreken opstartproces van de gasturbine na 15 seconden verder, zodra de oorzaak helder is kan er gewerkt worden aan een oplossing.

• Optimaliseer de meldingen uit de opstartomvormer zodanig dat de operator in de controlekamer kan zien dat er nog een niet geresette storing voorstaat.

Er is een onderzoek gedaan naar beschikbaarheid en verbruik betreffende reservedelen. conclusie:

• Gedurende het onderzochte tijdsbestek zijn er geen startvertragingen opgetreden wegens het ontbreken van componenten.

• niet elke component ligt op voorraad. Aanbeveling:

• Er dient voor een geschat bedrag van € 20.000,-- aan componenten besteld te worden. • Laat een modificatie doorvoeren om op te kunnen starten met 1 bekrachtigingskanaal in

bedrijf. Geschatte kosten € 1000,--. Het gebouwde simulatiemodel is operationeel en laat duidelijk zien hoe de sturing en aandrijving van de synchrone motor gebeurt. De toegepaste regeling dient nog geoptimaliseerd te worden. Verder is geconstateerd dat het model niet bruikbaar is als realtime processimulatie.

Summary This essay was written as part of my graduate assignment at Hogeschool Zuyd Heerlen. The research was done at NUONPOWER Buggenum as part of my job as a maintenance engineer. NUONPOWER Buggenum is an electrical power plant that produces coal gas (syngas) from coal. The coal gas is cleaned and subsequently transported to a gas turbine of a STEG unit where it is used as a fuel.The research object was the converter unit used to be able to operate the generator as a synchronous motor with controllable speed in the start-up phase of the gas turbine. The assignment as formulated by NUONPOWER contains the following items:

• Research and investigate the problems which occurred in the period from 2001 up to and including 2004; Compare the problems with the undertaken solutions and specify the outstanding solutions to raise the reliability and the availability.

• Investigate if the available spare part stock is sufficient; Specify and quantify the outstanding measures to obtain an adequate coverage in the event of possible failures.

• Build a simulation model using Matlab/Simulink, based on the applied power electronics and control circuits in the converter.

A short description of the place and function of the converter in the production process and in control concept applied are given in this report. The start up converter is only used during the initial start up of the STEG unit. During the investigation period 190 start-ups were identified. All available data necessary for the research has been analyzed. Conclusions:

• The number of long start-up sequences is clearly decreasing. This has been realized by renewing the circuit breaker of the excitation unit early 2002. Furthermore the natural gas valves position monitor has been replaced.

• During 15 of 190 start-ups the start-up was stopped due to spontaneous start of the gas turbine program with shutdown mode after 15 seconds. During plant shutdown April 2005 some improvements to the gas turbine control were made. The problem is currently being investigated.

• Although instructions for the correct resetting of the start-up converter of the STEG are available, these are not always carried out correctly.

Recommendations: • Observe performance off the gas turbine program regarding the spontaneous start after 15

seconds off the shut down mode. This will make it possible to analyze the cause and suggest possible solutions.

• Optimize the signals from the start-up converter in such a way that an operator is alerted in the control room whenever a failure has not yet been reset.

The availability and use of the spare parts in question have been looked into. Conclusions:

• During the monitored period of time no delay due to unavailability of spare parts occurred. • Not all components are available from stock.

Recommendations: • Order additional spare parts for an estimated about of EURO 20,000. • Exececute a modification making it possible to initiate a start-up with only 1 excitation

control channel. Estimated costs: EURO € 1,000. The built simulation model is operational and clearly demonstrates how control and propulsion of the synchronous motor takes place. However the applied control still requires optimalisation. In addition, the model turns out not to be suitable for real-time process simulation.

Inhoudsopgave Voorwoord .................................................................................................................................. 2

Samenvatting .............................................................................................................................. 3

Lijst met figuren .......................................................................................................................... 6

lijst met grafieken........................................................................................................................ 6

1 Inleiding ............................................................................................................................... 7

1.1 Probleemstellingen........................................................................................................... 7

1.2 Opdrachtomschrijvingen................................................................................................... 7

2 Het productieproces en de procesautomatisering van Willem-Alexandercentrale........................ 8

2.1 Het productieproces......................................................................................................... 8

2.2 De opbouw van de procesautomatisering ........................................................................ 11

2.2.1 De centrale procesautomatisering ........................................................................... 12

2.3 De opstartomvormer en generatorbekrachtiging .............................................................. 14

2.3.1 De opbouw van de installatie.................................................................................. 15

2.3.2 De procesautomatisering rond de opstartomvormer. ................................................ 16

2.3.3 De generatorbekrachtiging ..................................................................................... 19

2.3.4 Spanningsregeling: ................................................................................................ 19

2.3.5 Overstroom, stootbekrachtiging en statorstroombegrenzing ..................................... 20

3 Analyse van opgetreden storingen ....................................................................................... 21

3.1 De aanpak van de storingsanalyse .................................................................................. 21

3.2 De WIN-OS conversie module: ....................................................................................... 21

3.3 Analyse van data ........................................................................................................... 23

3.4 Aanbevelingen:.............................................................................................................. 26

4 De reservedelen problematiek.............................................................................................. 27

4.1 Aanschaf en verbruik reservedelen: ................................................................................ 27

4.2 Het defect raken voedingsunits in bekrachtiging. ............................................................. 29

4.3 Conclusie en aanbevelingen ........................................................................................... 30

5 Het simulatie model ............................................................................................................ 31

5.1 De generator als “stromrichtermotor”.............................................................................. 32

5.2 De netzijdige volgestuurde brugschakeling ...................................................................... 35

5.3 De regelingen................................................................................................................ 37

5.4 De schakeling t.b.v. de MSR ........................................................................................... 38

5.5 Het totaalmodel............................................................................................................. 42

5.6 Conclusies ten aanzien van het simulatiemodel................................................................ 44

Literatuurlijst ............................................................................................................................. 45

Bijlage A Totaal overzicht procesautomatisering KV-STEG ...................................................... 46

Bijlage B Relatie automatisering AUR/BKR met rest van automatisering .................................. 47

Bijlage C Overzicht opstartomvormer en generatorbekrachtiging ............................................ 48

Bijlage D Hoofdstroomdiagram opstartomvormer ................................................................... 49

Bijlage E Overzicht toegepaste Simadyn componenten........................................................... 50

Bijlage F Overzicht storingen uit logboeken en AS400/ISO ..................................................... 51

Bijlage G Overzicht van alle starts 3- 1-2001 t/m 9- 9-2001 met opmerkingen....................... 52

Bijlage H Overzicht van alle starts 9- 9-2001 t/m 28- 9-2002 met opmerkingen ...................... 53

Bijlage I Overzicht van alle starts 30- 9-2002 t/m 23-12-2003 met opmerkingen..................... 54

Bijlage J Overzicht van alle starts 24-12-2003 t/m 31- 7-2004 met opmerkingen..................... 55

Bijlage K Overzicht van alle starts 1- 8-2004 t/m 20-10-2004 met opmerkingen .................... 56

Bijlage L Uitgebreid overzicht bekrachtigingsregelingen ......................................................... 57

Lijst met figuren Figuur 1 Warmtebalans KV-STEG ........................................................................................... 9

Figuur 2 DCS overzicht ........................................................................................................ 11

Figuur 3 Schematisch overzicht proces KV-STEG................................................................... 13

Figuur 4 Opstartomvormer en bekrachtiging in hun elektrische omgeving............................... 14

Figuur 5 Layout automatiseringsruimte opstartomvormer/generatorbekrachtiging.................. 15

Figuur 6 Interne regeling van de opstartomvormer. .............................................................. 18

Figuur 7 Detail overzicht bekrachtigingsregelingen tijdens opstartomvormer bedrijf ................ 20

Figuur 8 Data voor conversie ............................................................................................... 21

Figuur 9 Data na conversie .................................................................................................. 22

Figuur 10 DOS handling ........................................................................................................ 22

Figuur 11 De Visualbasic macro: ............................................................................................ 23

Figuur 12 Opbouw 24 V voeding van CJN04 en CJN05 ............................................................ 29

Figuur 13 Principeschema van de stromrichtermotor ............................................................... 32

Ffiguur 14 Pulsvolgorde van de thyristoren.......................................................................... 32

Figuur 15 Cyclisch verloop van de opgedrukte statorstromen................................................... 33

Figuur 16 Principe van de aansturing NSR tijdens tussenkringsturing. ...................................... 34

Figuur 17 Verloop van de stromen bij tussenkringsturing ........................................................ 34

Figuur 18 De opbouw van de voeding van de DC bus.............................................................. 35

Figuur 19 Testschakeling NSR ............................................................................................... 36

Figuur 20 De opzet voor de regelingen van het model ........................................................... 37

Figuur 21 De pulsmodule van de NSR .................................................................................... 38

Figuur 22 De thyristorbrug van de MSR.................................................................................. 39

Figuur 23 Pulsvolgorde thyristoren MSR ................................................................................. 40

Figuur 24 totaaloverzicht van het model................................................................................. 42

Figuur 25 parameters generatorblok ...................................................................................... 42

lijst met grafieken grafiek 1 Verband tussen M = f(n) en P = f(n) ..................................................................... 16

Grafiek 2 Grafiek Um = f(n) en Id(tussenkring) = f(n)............................................................ 17

grafiek 3 Starttijd per opstartcyclus ...................................................................................... 24

grafiek 4 Aantal startpogingen per startcyclus ....................................................................... 25

Grafiek 5 CONDAS grafiek opstart generator.......................................................................... 31

Grafiek 6 Meetresultaten test NSR schakeling ........................................................................ 36

Grafiek 7 Relatie tussen rotorhoek, multiplex en individueel signaal ........................................ 40

Grafiek 8 Meetgegevens van de testrun van het simulatiemodel.............................................. 43

Grafiek 9 Performance van de DC bus tijdens testrun in Simulink ............................................ 43

Hogeschool Zuyd-P.J.op het Veld pagina 7

1 Inleiding Bij NUONPOWER te Buggenum wordt in de Willem Alexander Centrale (WAC) elektriciteit geproduceerd in een geïntegreerde Kolenvergassing Stoom en Gasturbine installatie (KVSTEG). Het geproduceerde kolengas wordt verbrand in een gasturbine. Met de hete afgassen van de gasturbine wordt in de na geschakelde afgassenketel stoom geproduceerd. Deze stoom wordt tezamen met de stroom geproduceerd in het vergassingseiland toegevoerd aan een stoomturbine. De gasturbine en stoomturbine zijn op een as gemonteerd samen met een generator van 350MVA. De aldus opgewekt elektrische energie wordt via een step-up trafo geleverd aan het 150 kV net van ESSENT die voor verdere distributie zorgen. Tijdens opstarten van de centrale wordt de generator als synchrone motor bedreven. Deze “motor” voert het toerental op tot ca 400omw/min. Bij dit toerental wordt de gasturbine in bedrijf genomen op aardgas. Gasturbine en “motor” voeren vervolgens samen het toerental op, bij ca 2100 omw/min wordt de “motor” afgeschakeld. De gasturbine zorgt voor verhoging tot synchronisatietoerental van 3000 omw/min. Na synchronisatie en opvoeren van het vermogen tot 20MW wordt de stoomturbine in bedrijf genomen. Is de stoomturbine in bedrijf dan kan men in aardgasbedrijf omhoog in belasting gaan tot 280MW(netto) . De gasturbine kan met aardgas of met synthesegas uit de kolenvergassingsinstallatie bedreven worden. Met de huidige opzet van de installatie is het mogelijk om bij een aardgasbedrijf van circa 80 MW over te schakelen op synthesegasbedrijf, maximum belasting op kolengas is circa 250 MW.

1.1 Probleemstellingen

1) Vanaf de inbedrijfstelling van de KVSTEG zijn er in het installatiedeel generator met zijn complexe besturing de nodige problemen geweest. Het komt ook nu nog herhaaldelijk voor dat het opstartproces vertraagd wordt door problemen in dit installatiedeel.

2) Het besturingssysteem van deze installatie is opgebouwd met onder andere componenten van het automatiseringssysteem SIMADYN van het fabrikaat SIEMENS. Uit onlangs gehouden besprekingen met de leverancier is naar voren gekomen dat reparatie en levering van bepaalde componenten niet meer mogelijk is en ondersteuning bij problemen niet meer optimaal is.

3) Om modificaties in regelingen van opstartbedrijf van als motor cq generator tijdens reguliere bedrijfsvoering te kunnen testen zou het handig zijn om een simulatie model te hebben van dit installatiedeel.

1.2 Opdrachtomschrijvingen

1) Onderzoek en inventariseer de opgetreden problemen en zet dit af tegen de genomen maatregelen. Definieer de te nemen maatregelen om de beschikbaarheid en betrouwbaarheid te verhogen.

2) Onderzoek in hoeverre het aanwezige bestand aan reservedelen voldoende is voor verantwoorde bedrijfsvoering. Specificeer en kwantificeer de te nemen maatregelen om te komen tot een adequate afdekking van mogelijke storingen.

3) Bouw een simulatie model op basis van de huidige regelingen en toegepaste vermogenselectronica gebruikmakende van Matlab in combinatie met SIMULINK. In voorkomende gevallen kan zo het dynamische gedrag in veilige omgeving off-line getest worden.


2 Het productieproces en de procesautomatisering van Willem-Alexandercentrale

De Willem Alexandercentrale is in de periode 1990-1993 gebouwd door de projectvennootschap DEMKOLEC BV. Deze projectvennootschap is in 1989 opgericht door de N.V. Samenwerkende Electriciteits Produktiebedrijven (SEP). De naam DEMKOLEC verwoorde de project doelstelling namelijk het realiseren van een DEMonstratie KOLenvergassinginstallatie geïntegreerd in een Elektriciteits Centrale. In de KolenVergassingsinstallatie worden de kolen omgezet in kolengas, na reiniging wordt met dit kolengas in een aangepaste SToom En Gasturbine installatie die een generator aandrijft elektriciteit opgewekt (KV-STEG). De bedoeling was dat de KV-STEG die gebouwd is naast de Maascentrale in Buggenum na afsluiting van de demonstratie periode opgenomen zou worden in het productiepark van EPZ. Door de herstructurering van de E-sector in Nederland aan het einde van de 90’er jaren is het anders gelopen. Na een lange tijd van onzekerheid is de KV-STEG medio 2001 overgenomen door NUON. Op het gebied van de electriciteitsvoorziening lag de focus van NUON op inkoop, verkoop en distributie. Door de aankoop van de Willem-Alexandercentrale was het mogelijk om de onbalans tussen in- en verkoop weg te "regelen". Met de overname van het productiepark van het voormalige Reliant door NUON in 2003 werd ook voor de KV-STEG een nieuwe route uitgestippeld. Tijdens de voorgaande jaren was al op beperkte schaal geëxperimenteerd met het inzetten van andere brandstoffen naast kolen. Er zijn dan ook plannen ontwikkeld om de vergassingsinstallatie te bedrijven met een mix van kolen en biomassa. De definitieve uitvoering van dit project is onlangs gestart.

2.1 Het productieproces In dit hoofdstuk staat in grote lijnen het productieproces beschreven zoals dit bij de Willem Alexandercentrale is toegepast. De totale installatie is opgebouwd uit 6 deelfabrieken die tezamen de KV-STEG (Kolenvergasser, Stoom- en Gasturbine) vormen. Deze deelfabrieken zijn:

• Het vergassingseiland (VGE) • De ontzwavelingsinstallatie (OZW) • De stoom- en gasturbine met generator (STEG) • De luchtscheidingsinstallatie (LSI) • de afvalwaterbehandelingsinstallatie (ABI) • De hulp en verbindingssystemen (HVS)

Het proces begint met ruwe kolen, die onder toevoeging van kalk naar de poederkoolmolens gaan. Met de verhouding kolen/kalk kan men de viscositeit van de gevormde slak beïnvloeden. De poederkool wordt gebruikmakend van stikstof als transportmedium afgevoerd naar een zakkenfilter, waar de poederkool van het gas wordt gescheiden. Met behulp van sluisjes en transportschroeven gaat de poederkool naar een opslagsilo. Omdat de vergasser op een hoge druk bedreven wordt (circa 26 bar) kan de poederkool alleen maar onder druk naar de vergasser toegevoerd worden. Het op druk brengen van de poederkool gaat als volgt:

1. Van uit de opslagsilo worden twee zogenaamde doseervaten gevuld 2. Een stikstofstroom neemt de poederkool mee naar het hoger gelegen sluisvat 3. Zodra het sluisvat vol is, wordt de verbinding met de doseervaten verbroken en wordt het

vat met stikstof op druk gebracht 4. Het voedingsvat wordt vanuit het sluisvat gevuld op het moment dat dit op druk is 5. Als het sluisvat leeg is, wordt de verbinding met het voedingsvat verbroken en begint de

cyclus opnieuw.


De poederkool komt nu samen met de elders in de installatie geproduceerde stoom en zuivere zuurstof uit de luchtscheidingsfabriek in de vergasser. Bij een temperatuur van ongeveer 1750 ºC. wordt hier het synthesegas ookwel syngas genoemd gevormd. Het syngas bestaat hoofdzakelijk uit CO (60 - 70%) en H2 (30 - 40%). Tijdens het vergassen ontstaat ook slak, die omlaag valt in een slakkenbad. Hierin stolt de slak tot korrels, die door een kettingtransporteur afgevoerd wordt. De gevormde, nog vloeibare, vliegas wordt door het syngas meegenomen. Om afzetting van vliegas op de wanden van de installatie te voorkomen wordt het syngas gekoeld tot onder het stolpunt van vliegas. Dit afkoelen gebeurt met syngas dat al een deel van zijn warmte heeft afgestaan aan enkele warmtewisselaars die stoom produceren. Het syngas dat nu nog een temperatuur heeft van zo’n 900 ºC komt in de syngaskoeler, waar door warmtewisseling hogedruk (125 bar) en middendruk stoom geproduceerd wordt.

Hierna wordt het syngas gereinigd. De eerste stap is het verwijderen van vliegas. De vliegas wordt voor het grootste deel (80%) uit het syngas gehaald door een cycloon, de rest wordt afgevangen door een keramisch filter. De tweede stap van het reinigingsproces is het verwijderen van de halogenen uit de gasstroom. Dit gebeurt door waskolommen met zogenaamde Rashig ringen, waarin waswater van boven naar beneden stroomt en het syngas zich een weg zoekt door de ringen. Voornamelijk HCl en HF worden hier afgevangen. De volgende stap is het omzetten van HCN en COS in NH3 en H2S, hetgeen gebeurt met behulp van een katalysator. Hierna komt het syngas in de hoofdabsorber die opgebouwd is uit 39 schotels met bubblecaps. Van boven naar beneden loopt een vloeistof (sulfinol) over deze schotels. Het syngas stroomt door de bubblecaps in tegengestelde richting, waarbij het gas in contact komt met de vloeistof. Hier worden alle zwavelhoudende stoffen uit het syngas gehaald. De “beladen” sulfinol wordt geregenereerd, waarbij een zwavelrijk gas ontstaat. Dit zwavelrijke gas wordt verwerkt in het

zwavelverwerkingssysteem, waarbij elementaire zwavel ontstaat. Figuur 1 Warmtebalans KV-STEG

Het gereinigde syngas wordt vervolgens verdund met D-gan (dit is stikstof uit de luchtscheidingsinstallatie met nog ca. 1 procent zuurstof) en verzadigd met water voordat het naar de verbrandingskamer van de Gasturbine gaat. De stikstof is een restproduct van de luchtscheidingsinstallatie en wordt gebruikt om de flow van het syngas te verhogen van zo’n 35 kg/s tot ongeveer 90 kg/s. Het verzadigen gebeurt om de vorming van NOx in de verbrandingskamer van de gasturbine zoveel mogelijk terug te dringen. Na verbranding en expansie in de gasturbine gaan de hete verbrandingsgassen naar de afgassenketel, waar hogedruk en lagedruk stoom worden geproduceerd.


De gevormde hogedruk, middendruk en lagedruk stoom drijven een stoomturbine aan die samen met de gasturbine, generator en luchtcompressor op één as gemonteerd zijn. De stoom die uit de hogedruk turbine komt wordt weer herverhit en gaat als middendrukstoom weer de turbine in. De compressor levert lucht voor zowel de gasturbine als de luchtscheidingsinstallatie. De luchtscheidingsinstallatie is gebaseerd op het verschil in verdampingstemperatuur tussen zuurstof en stikstof in lucht. De lucht wordt via moleculair zeven gereinigd. In een destillatiekolom wordt de gereinigde lucht bij een temperatuur van ongeveer -170 ºC gescheiden in de componenten zuurstof en stikstof. Eerst wordt de stikstof opgevangen en daarna, onder een lagere druk, de zuurstof.

Ook ontstaat er een gasstroom (D-gan) die hoofdzakelijk bestaat uit stikstof maar nog steeds ca. 1 procent zuurstof bevat. Alle gasstromen geven hun “koude”af aan de aangezogen lucht die het scheidingsproces nog moet doorlopen. De destillatieproducten worden opgewarmd en door compressoren op de juiste druk gebracht. Naast deze installaties is er ook nog een afvalwater behandelingsinstallatie, die hoofdzakelijk wordt gevoed door de spuien van de halogeen waskolommen, de HCN/COS conversie en afvalwater dat ontstaat tijdens het uitsluizen van de slak. In de Afvalwater behandelingsinstallatie staan bezinkingssystemen opgesteld. Hier wordt het afvalwater geflocculeerd en gecoaguleerd. Dit betekent dat in het afvalwater een poly-elektrolyt wordt toegevoegd, waardoor de vaste bestanddelen steeds grotere vlokken vormen en elkaar aantrekken doordat ze elektrisch geladen zijn. Deze vlokken worden tenslotte afgevangen in en lamellenseperator. Op deze wijze worden fluoride en zware metalen uit het afvalwater gehaald. De volgende stap in het afvalwater reinigingsproces is het uitscheiden van zout. Dit gebeurt door het water in te dampen zodat de zoutconcentratie stijgt. Zo kan door middel van een pekelcentrifuge het zout uit het afvalwater gescheiden worden. Het water wordt nog behandeld in een aparte nabehandelinginstallaties waarna het hergebruikt wordt als verzadiger suppletiewater. Ook is er nog een omgekeerde osmosestraat die demiwater produceert. Het voedingwater voor het demiwater wordt uit het kanaal betrokken. Samenvatting specifieke kengetallen KV-STEG Algemeen Vergassingsfabriek Begin bouw 1990 Vollast kolenverbruik per dag 2000 ton (585 MW)

Opstart Medio 1993 Vergassing en reiniging Shell procédé Investering ca: f 850 mln. Vergasserdruk 28 bar Netto vollast vermogen 253 MWe Reactortemperatuur 1500 0C Netto vollast rendement ca: 43% Synthesegassamenstelling Ontzwavelingsgraad ca: 98% (Vol %) CO 25% Nox-emissie gasturbine Max. 95 g/GJ H2 12% Bijproducten Slak,vliegas, zout N2 42% Zwavelwinning Ca: 5000 ton/jr. H2O 19% Overige 2% Elektriciteitsproduktie Luchtscheidingsfabriek Gasturbine 156 MWe Zuurstofproductie ca: 1650 ton/dag Stoomturbine 128 MWe Stikstofproductie Ca: 4000 ton/dag totaal 284 MWe Destillatietemperatuur Minus 170 0C Eigen verbruik 31 MWe Nettoproductie 253 MWe Stoomdrukken 125 Bar, 40 Bar en 8 Bar


2.2 De opbouw van de procesautomatisering Het procesautomatiseringssysteem van de KV-STEG kan men verdelen in 3 niveaus:

- automatisering - communicatie - procesmanagement

In het automatiseringsniveau vormen de automatiseringsstations met hun ingangs- en regelen besturingsbouwstenen de verbindingen met het proces. Op dit niveau worden alle meet-, regelen besturingsfuncties uitgevoerd. Ook wordt hier een gedeelte van de beveiligingsfuncties afgewerkt. Andere beveiliging zijn hardwarematig ingelust in de aansturing van de componenten. Naast de centrale automatisering zijn er rond diverse componenten cq installatiedelen nog decentrale besturingen opgebouwd. Als voorbeeld is te noemen de stoom en gasturbine die door leverancier Siemens geleverd is met zijn eigen automatiseringsinstallatie. Een totaaloverzicht van de procesautomatisering is weergegeven in bijlage A. Het communicatieniveau (CEK) vormt de schakel tussen de bedieningsman en het proces door middel van de bedieningsstations voor procesbewaking en bediening. Het op een hoger niveau gelegen procesmanagementsysteem informeert en ondersteunt de medewerkers bij de bedrijfsvoering, procesanalyse en het onderhoud. We praten hier dan over de systemen CONDAS en DEGIS.

Figuur 2 DCS overzicht


2.2.1 De centrale procesautomatisering De centrale automatisering is opgebouwd in het DCS (Distributed Control System) van Hartmann & Braun met componenten van de product familie Contronic E. In dit systeem worden de signalen van ruim 9000 componenten verwerkt. Om een indruk te verstrekken van de omvang van de installatie is in onderstaande tabel een globaal overzicht van deze componenten weergegeven.

Om deze massa aan componenten gestructureerd te kunnen verwerken is gekozen voor een aantal beheersmaatregelen: 1) codering van alle componenten volgens KKS 2) vorming van functiegroepengroepering 3) indeling van het proces in eilanden

ad 1) De KKS codering: Alle componenten van de KV-STEG, van handafsluiter tot regelklep cq van procesleiding tot pompen en vaten etc. zijn gecodeerd volgens het Kraftwerk Kennzeichen Systeem. Deze coderingsmethodiek is ontwikkeld voor de centralewereld, voor de toepassing binnen de KV-STEG zijn er enkele aanvullingen opgemaakt. Het gebruik van de codering is doorgevoerd tot intern in het DCS. Zodoende is er een transparant geheel ontstaan. De globale opbouw van de codering is als volgt:

De bedrijfsmiddelcodering wordt hoofdzakelijk intern in DCS om signaalsoort aan te geven.

De KKS codering wordt ook gebruikt op de processchema's (PID), zodoende is het voor de operators gemakkelijk om de vertaalslag te maken van proces naar automatisering. ad 2) De functiegroepering: Alle componenten die samen met een gedeelte van het proces een logisch geheel vormen zijn samengevoegd tot zogenaamde functiegroepen. Binnen deze functiegroepen zijn alle metingen, regelingen, besturingen, beveiligingen en aggregaten (kleppen, pompen, ventilatoren etc.) opgenomen. Deze overzichtelijk structuur maakt niet alleen de bedrijfsvoering gemakkelijk maar is ook van voordeel geweest bij het ontwerp, fabricage, testen en inbedrijfstelling van de installatie. In totaal zijn er circa 130 functiegroepen gedefinieerd. De automatiseringscomponenten voor het DCS zijn verdeeld over 60 besturingskasten. Naast deze besturingskasten zijn er in de centrale MRA ruimte nog een tiental kasten geplaatst die de componenten bevatten van de gas en stoomturbine besturing. 3) indeling van het proces in eilanden De functiegroepen zijn weer samengevoegd tot zogenaamde eilanden of ook wel (deel)fabrieken. Kenmerkend voor deze eilanden is dat ze grondstoffen opwerken tot product dat in een andere fabriek verder bewerkt wordt of als eindproduct de plant verlaat. Schematisch is op de volgende pagina weergegeven. De procesbediening en observatie geschied via beeldschermen vanuit de controlekamer. In het basisontwerp is destijds vastgelegd dat de opzet van de bedienplaatsen zodanig diende te zijn dat men met 3 operators de plant tijdens normaal bedrijf kon monitoren. Daarom zijn in de controlekamer zijn 3 hoofdbedieningsplaatsen ingericht.

omschrijving aantal Meting analoog 3200 Meting binair 5000 Regelkleppen 500 Pompen 300 Ventilatoren 80 Magneetventielen 650 diverse 100

Codeblok 1 2 3 benaming Systeem Aggregaat Bedrijfsmiddel Karakter (N) AAA NN AA N N N (A) A A N N Voorbeeld GNM 20 CL 0 0 1 X J 0 1


Bedienplaats 1: 7 monitoren, 4 toetsenborden en 1 printer t.b.v. alarmmeldingen. STEG en luchtscheidingsfabrieken hulpsystemen Bedienplaats 2: 6 monitoren, 2 toetsenborden en 1 printer t.b.v. alarmmeldingen. Kolenbehandeling en vergasser Bedienplaats 3: 7 monitoren, 2 toetsenborden en 1 printer t.b.v. alarmmeldingen. Vliegasbehandeling, ontzwaveling en afvalwaterbehandeling. Daarnaast is een vierde bedienplaats In verband met de afstand tussen controlekamer en afvalwaterfabriek is in deze laatste een lokale bediening gerealiseerd. Als extra is in de centrale controlekamer een supervising bedienplaats ingericht voor ondersteuning bij opstart en uitbedrijfname of als reserve bedienplaats indien door een technische storing een van de hoofdbedienplaatsen zou uitvallen. Deze bedienplaats bestaat uit: 4 monitoren en 3 toetsenborden.

Figuur 3 Schematisch overzicht proces KV-STEG

Informatiemanagementsysteem Ten behoeve van de lange termijn opslag van relevante procesdata, bedrijfsurentellers, alarmmeldingen en aanvullende berekeningen worden vanuit het bedieningsniveau de gegevens doorgezet naar een VAX computer. Op deze computer draait het procesmanagementsysteem Condas. De analoge meetwaardes worden naar CONDAS doorgezet met vooraf vastgelegde scantijden van 5 seconden, 30 seconden of 2 minuten. Wordt de tolerantieband overschreden (typ. 1%) dan gaat er een nieuwe waarde naar CONDAS. Ook de procesalarmen en signaleringen gaan naar CONDAS. Data tot 6 maanden terug is online beschikbaar, oudere data kan van back-up teruggehaald worden. Vanuit CONDAS worden de gemeten waarden doorgezet naar DEGIS voor berekeningen (Rendementen etc.) Berekende waarden kunnen via CONDAS terug gestuurd worden naar de actieve automatisering. Via de kantoorautomatisering kan men de CONDAS data raadplegen voor storingsanalyse en procesoptimalisatie.

kolenbehandeling

Kolen-vergassing

Koeling + reiniging gas

zwavelwinning

gasturbine

stoomturbine

lucht- scheiding

generator

water- reiniging

afgassen ketel

afgas

elektriciteit slak vliegas zouten zwavel

stoom

stoom

stikstof

lucht

stoom

zuurstof

kolen

VGE

ABI

LSI

OZW

STG


2.3 De opstartomvormer en generatorbekrachtiging De gasturbine (turbine gedeelte en compressor), stoomturbine en generator zijn op een gezamenlijke as gemonteerd. De toegepaste gasturbine levert pas vanaf circa 2000 omw/min voldoende asvermogen om om stoomturbine en generator in toerental te verhogen te verhogen. Een mogelijkheid zou geweest zijn om een dieselmotor of een separate elektromotor te gebruiken voor de toeren verhoging met een asvermogen circa 7 MW met een regelbaar toerental tussen 0 en circa 2100 omw/min. Na het aandraaien zou deze aandrijving dan weer ontkoppeld moeten worden. Gekozen is echter om de generator als synchrone opstartmotor “stromrichtermotor”1 te gaan gebruiken. Om toerental en vermogen van de "opstartmotor" te kunnen regelen wordt een speciale frequentieomvormer intern bekent onder de naam opstartomvormer of ook AUR toegepast. De AUR wordt via een vermogenschakelaar en transformator gevoed van de 10 kV eigenbedrijf rail evenals de bekrachtingsinstallatie (BKR) Een en ander is weergegeven in figuur 4. Na afronding van de opstartprocedure wordt de AUR uitgeschakeld. Voor de bedrijfsvoering als generator is dan alleen de BKR installatie nog nodig.

Figuur 4 Opstartomvormer en bekrachtiging in hun elektrische omgeving

Naast de codering van de schakelaars zoals deze gebruikt zijn in de Siemens schema's zijn ook zo veel als mogelijk de KKS codes vermeld waarmee de componenten op de NUON tekeningen zijn weergegeven 1 Principe “stromrichtermotor”zie ook hoofdstuk 5 simulatiemodel

G BKR

AUR

S2 S3

S1

S0

150kV

10kV

S5

S4

BBT10

BAT10

BAT10 Step-up transformator BBT10 Regelbare eigen bedrijf trafo AUR opstartomvormer BKR Rotorbekrachtigingsinstallatie S0 150 kV netschakelaar S1 21 kV machineschakelaar S2 10 kV voedingsschakelaar AUR S3 10 kV voedingsschakelaar BKR S4 21 kV Lastscheider AUR/generator S5 480 V veldschakelaar BKR

EB rail BAC10GS001

MKC01GT001

MKC01DE100

MBJ01GT001

MBJ01DE001


2.3.1 De opbouw van de installatie De componenten van de opstartomvormer en generatorbekrachting zijn ondergebracht in een separate E-ruimte die geprojecteerd is zo dicht mogelijk bij de generatorail/EB rail. Een schets van de plattegrond van deze ruimte is beneden weergegeven.

Figuur 5 Layout automatiseringsruimte opstartomvormer/generatorbekrachtiging.

In onderstaande tabel is een globaal overzicht gegeven van de kastbezetting tbv opstartomvormer en generatorbekrachtiging. zie ook overzicht AUR/BKR op bijlage C

CJN01 Thyristoren van brug 1 met bewaking en beveiliging t.b.v. bekrachting CJN02 Veldschakelaar (S5) en hardware gedeelte besturing (koelventilatoren etc.) CJN03 Thyristoren van brug 1 met bewaking en beveiliging t.b.v. bekrachting CJN04 Automatisering kanaal 1 en bewakingskanaal t.b.v. bekrachting CJN05 Automatisering kanaal 2 t.b.v. bekrachting + handkanaal2 CJT01 Automatisering opstartomvormer CJT02 Netzijdige brugschakeling opstartomvormer (NSR) CJT03 Machinezijdige brugschakeling opstartomvormer (MSR)

De 10 KV vermogenschakelaars MKC01GT001 (BBA19) en MBJ01GT001 (BBA20) zijn onder gebracht in de centrale eigenbedrijf ruimte. De scheider(s) (trenner) MBJ01DE001 (Q02/S4) zijn ondergebracht in de kasten A, B en C. De transformatoren t.b.v. van opstartomvormer en bekrachting alsmede de smoorspoelen zijn in afgescheiden afsluitbare elektrische bedrijfsruimten geplaatst uit ook oogpunt van veiligheid. (blanke stroomvoerende delen).

2 het handkanaal is een noodvoorziening t.b.v. bekrachtiging en zal verder niet beschreven worden.

CJT02 CJT03

CJN05 CJN04 CJN03 CJN02 CJN01 CJT01

Eigenbedrijftrafo BBT10

Bekr. Trafo/ Opst.omv.trafo

Smoorspoelen tussenkring

Generator schakelaar BAC10GS001

naar generator

A B C


2.3.2 De procesautomatisering rond de opstartomvormer. De in en uit bedrijf name van de opstartomvormer wordt primair gestuurd vanuit een afloop besturing geprojecteerd in de "steuerkopf" van de generator bekrachtingsinstallatie. De signaal uitwisseling tussen bekrachting [BKR] en opstartomvormer [AUR] loopt via een seriële busverbinding [DUST 4]. Beveiligingssignalen worden via hardwarematige I/O op beide systemen gekoppeld. Voor lokale signalering zijn BKR en AUR voorzien van OP1 panelen t.b.v. uitlezing van storingen en meetwaarden. Voor signaleringsdoeleinden zijn een aantal signalen doorgevoerd naar DCS (H&B) en TELEPERM besturing [SIEMENS]. Het starten van de opstartomvormer wordt ingeleid vanuit het gasturbine besturingprogramma dat opgebouwd is TELEPERM ME. In stap 12 van dit programma wordt impuls AUR inschakelen doorgegeven aan de "steuerkopf". Binnen een bewakingstijd van 120 seconden dient het toerental dan van de gasturbine een waarde te hebben van 420 omw/min zijnde het ontstekingstoerental. Het inschakelen van de opstartomvormer wordt gecoördineerd vanuit een overkoepelende besturing geprojecteerd in de zogenaamde "steuerkopf" van de bekrachtigingsinstallatie. (zie bijlage B "Samenhang AUR/BKR met rest van automatisering". Als eerste wordt gecontroleerd of de beide automatiseringskanalen van de bekrachtiging beschikbaar zijn. Indien dit zo is worden als eerste de koelventilatoren van de MSR en de NSR ingeschakeld. Vervolgens wordt terugmelding gegeven AUR voorbereid. Na controle van de correcte status van onder andere de schakelaars S1 t/m S5 wordt als eerste de scheider S4 ingeschakeld waarmee het hoofdstroomcircuit van de AUR verbonden wordt met de generatorrail. Hierna volgt inbedrijfstelling van de bekrachtiging in de modus "anfahrerregung" en inschakelen van de 10 kV schakelaar van de AUR MBJ01GT001 (BBA20) gevolgd door een wachttijd van 5 seconden om de inrushstroom van de trafo te laten uitdempen. Voordat nu de MSR en NSR vrijgegeven worden dient eerst de positie van de rotor bepaald te worden om een juiste koppeling tussen stator draaiveld en rotorveld te krijgen. Omdat de generator met torntoerental (ca 150 omw/min) aangedreven wordt is de geïnduceerde spanning te laag, immers E=c.n.Φ Daarom maakt men gebruik van een fluxverandering veroorzaakt door variatie van de rotorstroom met een verhoogde waarde. Door nu exact de momentane waarden van 2 lijnspanningen UST en UTR te bepalen is het mogelijk de rotor positie te berekenen. Mocht de positie van de rotor niet binnen vijf seconden zijn bepaald, dan wordt de berekening gestaakt en de bekrachtiging afgeschakeld. Het startprogramma wordt echter niet verlaten maar er wordt tot vier maal getracht te rotorpositie te bepalen. Is de positie dan nog niet bekend, wordt de opstartprocedure afgeblazen. Is de positiebepaling succesvol geweest wordt doorgestart.

grafiek 1 Verband tussen M = f(n) en P = f(n)

In grafiek 1 de relatie weergegeven tussen toerental en nominale as vermogen. Verder is te zien dat gasturbine bij circa 420 omw/min in bedrijf genomen. Vanaf circa 1400 omw/min levert de gasturbine een positief as vermogen en ondersteunt de AUR


In het bereik tussen 0 en 10% van het nominale toerental is de geïnduceerde spanning van de machine zo laag dat de stroom door een open gestuurde thyristor van de MSR niet kan worden afgebouwd waardoor deze niet in de sperstand kan komen. De door deze thyristor aangestuurde wikkeling zou bekrachtigd blijven en er zou geen sprake meer kunnen zijn van een opgedrukt statordraaiveld. Daarom maakt men in dit bedrijfsgebied gebruikt van tussenkringstroomsturing. Door de NSR kortstondig in wisselrichterbedrijf te sturen wordt de tussenkringstroom "nul", de opengestuurde thyristoren van de MSR doven. Vervolgens wordt het thyristorpaar van de MSR dat volgens de rotorpositie het statorveld moet verzorgen in geleiding gestuurd om vervolgens weer gedoofd te worden door wisselrichterbedrijf van de NSR. Dit proces van tussenkringsturen wordt verder toegelicht in het hoofdstuk 5 (Het simulatiemodel).

Grafiek 2 Grafiek Um = f(n) en Id(tussenkring) = f(n)

Vanaf een toerental van circa 10% van het nominale toerental is de invloed van de geïnduceerde spanning voldoende groot om de opgedrukte stromen van de MSR af te bouwen. Vanaf dit punt wordt overgaan op machinecommutatie. Vervolgens loopt het programma verder met het opstarten van de gasturbine terwijl het gewenste toerental van de opstartomvormer via een vaste gradiënt omhoog gestuurd wordt. Bereikt het gewenste toerental de waarde van 2100 omw/min, vastgelegd in de lokale besturing van de opstartomvormer dan volgt afschakeling van opstartomvormer gevolgd door het afschakelen van de generatorbekrachtiging. In grafiek 2 is de relatie weergegeven tussen de maschinespanning Um en het toerental alsmede het verband tussen de tussenkringstroom Id en het toerental. Tijdens het onderzoeken van de besturing aan de hand van de meegeleverde documentatie en schema’s is geconstateerd dat van een aantal toegepaste softwaremodules geen detailgegevens beschikbaar zijn. Het betreft met name de modules voor de bepaling van de rotorpositie en de modules toegepast bij sturen van de tussenkring in wisselrichterbedrijf. Aan leverancier Siemens is een verzoek gedaan om aanvullende documentatie echter hierop is tot heden nog niets van ontvangen. In figuur 6 op de volgende pagina is het principe van de regeling van opstartomvormer weergegeven. De openingshoek van de NSR wordt bepaald door stroomregelaar. De gemeten waarde is de stroom door 1 van de fasen aan de ingang van de thyristorbrug. De gemeten waarde wordt gevormd door de uitgang van de toerenregelaar. De gewenste waarde komt af van de gradient vorming. De gradient staat zodanig ingesteld dat het toerental lineair stijgt in het gebied

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0 300 600 900 1200 1500 1800 2100

toerental [omw/min]

Id [

A]

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Um

[V

]

Tussenkringstroom [A] generatorspanning [V]

428

Tussenkring-

sturing

IdN = 1700A


van 150 omw/min tot 2100 omw/min gedurende in een tijdbestek van 4 minuten. . De gemeten waarde voor het toerental komt uit de vectorberekeningsmodule De machinezijde brug wordt aangestuurd vanuit de vectorberekeningsmodule. Zoals reeds eerder aangegeven ontbreken van deze module de detailgegevens.

Figuur 6 Interne regeling van de opstartomvormer.

ngewenst

ngemeten

SM

toerenregelaar

stroomregelaar

vectorberekening spanningsmodel

2 x I

2 x U

Igewenst

Igemeten

(2100 omw/min)

Usyn

thyristorpulzen

thyristorpulzen

NSR

MSR

Ibekrachtiging


2.3.3 De generatorbekrachtiging De automatiseringscomponenten voor de bekrachtiging zijn ondergebracht in de kasten CJN04 en CJN05. De besturing en regeling is opgebouwd met bouwstenen van fabrikaat Siemens uit de produktfamilie Simadyn D. Simadyn D wordt ingezet voor snelle regelingen en besturingen. Daarnaast zijn conventionele componenten toegepast voor vergrendeling en interfacing naar de rest van de automatisering. De toegepaste spanningsregeling is uitgelegd voor de regeling van de bekrachtiging van generatoren met een statische bekrachtigings inrichting. De regeling is 2 kanalig opgebouwd. Elk kanaal is in staat de regeling van de generator te verzorgen. Alleen in de opstart situatie wordt afgevraagd of beide kanalen beschikbaar zijn. Elk kanaal is uitgerust met een stuureenheid t.b.v. de thyristoren. Ondanks het feit dat de spanningsregelkanalen identiek zijn opgebouwd, kan men aan 1 kanaal de voorkeur geven (MASTER), het andere kanaal loopt dan synchroon mee (SLAVE). Tijdens bedrijf is het mogelijk om stootloos over te schakelen op het andere kanaal. Dit kanaal wordt nu master en het andere slave. Elk spanningsregelkanaal is voorzien van:

• Een regelaar voor de generatorspanning. • Diverse begrenzingsregelingen voor:

o Onderbekrachtiging o Overbekrachtiging o Statorstroombegrenzing o "Stoot"bekrachtigingsbegrenzing

• Een "steurerkopf" dit is de afloopsturing voor in/uitbedrijfname van de bekrachting en die bij opstarten en wasbedrijf de aansturing van de opstartomvormer verzorgt.

De werking van de spanningsregelkanalen wordt gecontroleerd door het bewakingskanaal, ondergebracht in CJN04. De hoofdtaken van het bewakingskanaal zijn:

• Signaleren van fouten in de gemeten waarden van generatorstroom en spanning. • Detecteren van fouten in het telegramverkeer over de DUST1 bussen tussen de

spanningsregelkanalen en het bewakingskanaal. • Afschakelen van het actieve kanaal bij een foutsituatie. Er volgt automatisch een slave

master wissel. • Aansturing van het lokale bedieningtableau (OP 1) in besturingskast CJN04.

Naast kanaal 1 en kanaal 2 is er ook nog een handkanaal opgebouwd uit analoge printen voorzien. Dit handkanaal is onder gebracht in CJN05. Dit handkanaal is bedoeld om bij uitval van kanaal 1 en 2 de generator uit bedrijf te kunnen nemen. Deze mogelijkheid is nog nooit beproefd, beschrijving van werking zal dan ook verder achterwege blijven.

2.3.4 Spanningsregeling: De gewenste waarde voor de generatorspanning wordt gevormd door setpoint spanning en de signalen uit de statorstroombegrenzingsregelingen. Het gesommeerde signaal wordt via een proportionele regelaar vergeleken met de gemeten generatorspanning. De uitgang van de proportionele regelaar wordt via een max. selector vergeleken met het onderbekrachtigingssignaal. De uitgang van de max selector gaat als gewenste stroomwaarde naar PI veldspanningsregelaar. De uitgang van de PI regelaar levert het regelsignaal voor de thyristoren. Een schematiche weergave van de opbouw van de regelingen is weergegeven op bijlage L.. In normaal bedrijf wordt de generatorspanning op een gewenste waarde van 90 -110% geregeld.

• Bij het aanlopen (met opstartomvormer) op 14,3% van de machinespanning (3 kV). • Bij normaal bedrijf op 100% (gelijkwaardig met 21 kV)


Figuur 7 Detail overzicht bekrachtigingsregelingen tijdens opstartomvormer bedrijf

Tijdens opstartomvormer bedrijf wordt de gewenste waarde van de rotorstroom ingesteld op 1030 A. Bij deze waarde van de bekrachtigingsstroom levert zijn nominale spanning van 21 kV bij 3000 omw/min. De gewenste waarde van de statorspanning wordt ingesteld op 3 kV. Een detailschema van de relevante reglingen in opstartbedrijf is weergegeven in figuur 7 Bij opstart in motor bedrijf, zal bij een toerental van 150 omw/min uitgaande van een lineair verband tussen toerental en en generator klemspanning in nullast de spanning ongeveer gelijk zijn aan:

k

150U x21000 1050V

3000= =

2.3.5 Overstroom, stootbekrachtiging en statorstroombegrenzing De bekrachtingsregeling is verder nog uitgerust met een overstroom, stootbekrachtiging en statorsproombegrenzing. Omdat voornoemde stroomregeling uitgelegd zijn voor de operatie in generator bedrijf en dus niet ingreep zijn in motor bedrijf. Zeker omdat de generator in motorbedrijf maar met maximaal 6 MW belast zal worden. Er zal alleen opsomming geven worden van de ingestelde waardes: overbekrachtigingsinstelling > 110 % IFN stootbekrachtigingswaarde ( max 140% IFN) wordt na 10 seconden tijdelijk omgekeerd proportioneel met de overschrijding van de aanspreekwaarde tot minimaal 110 % verlaagd. Om maximale blindvermogen te leveren bij een generatorspanning van 0,75UN moet men de generatorstroom begrenzen op 112% IN

P

Kp= 6,75

M A X

Ustator (uit

AUR)

Ustator

-

Begr. +/- 100%

3 kV

- PI

I rotor

Kp=100 Tn=20 mS

1030 A

Thyristor brugschakeling Bekrachtiging 4 x B6

- PI +

Kp=1 Tn=400 mS

U rotor


3 Analyse van opgetreden storingen Vanaf de inbedrijfname van de KVSTEG treden in het gebied rond opstartomvormer en generator bekrachtiging diverse "ver"storingen op. Tengevolge van deze storingen wordt het opstartproces herhaaldelijk vertraagd. Ten einde de beschikbaarheid van de KV-STEG te verbeteren zal een gedegen analyse doorgevoerd worden van de opgetreden storingen in de periode januari 2001 tot en met december 2004. Op basis van de geconstateerde bevindingen zal aan het einde van dit hoofdstuk een aantal verbetervoorstellen geformuleerd worden.

3.1 De aanpak van de storingsanalyse Om de storingen te kunnen analyseren diende er eerst een overzicht te komen van de opgetreden problemen. Gedacht was om dit overzicht te produceren aan de hand van meldingen in wachtboeken Teamleider, storingsrapportages en storingsmeldingen t.b.v. onderhoudsdienst [AS400/ISO] Na een kort onderzoek is echter gebleken dat de informatie uit deze kanalen te onvolledig was. Besloten is toen om een overzicht te produceren van alle starts van de KVSTEG over periode 2001 t/m 2004 met als bron de rapportage van Bedrijfsbureau. Vervolgens moest de keuze gemaakt worden uit welke bron de procesdata gehaald zou worden. Hiervoor waren 2 bronnen beschikbaar CONDAS en WIN-OS. Gekozen is voor WIN-OS omdat:

• CONDAS data beperkt Online beschikbaar is, circa 6 maanden is online de rest dient met blokken van 1 week teruggelezen worden van backup.

• Detailmeldingen van gasturbine besturing zijn niet beschikbaar in CONDAS. Het nadeel van WIN-OS is dat de data lokaal opgeslagen wordt en niet zondermeer inleesbaar is in EXCEL. Om dit laatste probleem op te lossen is een conversie methodiek ontwikkeld die in het navolgende hoofdstuk beschreven wordt. Verder is een overzicht gemaakt van storingen aangemeld via onderhoudsregistratiesysteem AS400/ISO en meldingen aangetroffen in de logboeken die door de onderhoudsdienst worden bijgehouden. Dit overzicht met in totaal 22 onderdelen is als bijlage F opgenomen.

3.2 De WIN-OS conversie module: De meldingen opgevangen door WIN-OS systeem worden als tekstfile lokaal opgeslagen op een PC. Het WIN-OS systeem geeft deze bestanden automatisch een naam. In deze naam is de datum [mmdd] opgenomen en als extensie wordt MAV toegevoegd.. Bijvoorbeeld: MELD1001.MAV zijn de gegevens van 1 oktober. Vindt WIN-OS bij het opslaan een bestand van een voorgaand jaar dan wordt dit bestand ingevoegd aan het einde van het bestand. [APPEND-FUNCTIE]. Op de eerste regel van deze file wordt de datum weggeschreven (zie figuur 8), gevolgd door de meldingen voorzien van tijdstempel, KKS code, tekst, aanvullende tekst en de status informatie [+] betekent komende melding signaal en [-] betekent gaande melding

Figuur 8 Data voor conversie


Om de informatie te converteren naar EXCEL is onderstaande VISUAL basic macro gemaakt die informatie uit het bronbestand inleest (zie figuur 11 pagina 23), omzet naar "komma gescheiden notatie" (zie figuur 9) en opslaat als tussen bestand. Dit komma gescheiden bestand wordt automatisch ingelezen in EXCEL. De macro hiervoor is op de volgende pagina weergegeven.

Figuur 9 Data na conversie

Men kan het inlezen voor elk bestand afzonderlijk doen echter inlezen van meerdere bestanden is ook mogelijk. Hiervoor dienen enkele tussenstappen uitgevoerd te worden.

• kopieer de in te lezen bestanden naar een separate directory • kopieer de bestanden via DOS naar totaal bestand [Zie figuur 10]

Figuur 10 DOS handling


Figuur 11 De Visualbasic macro:

3.3 Analyse van data Met behulp van de in paragraaf 3.2 beschreven methodiek zijn de zijn gegevens van circa 190 opstarts verwerkt en in Microsoftoffice-Exel verder geanalyseerd. Voor een aantal start waren geen meetwaardes meer beschikbaar deze zijn wel meegenomen in de analyse en als correcte start met de vermelding “geen data”. Een totaaloverzicht van de start pogingen is opgenomen in de bijlagen G t/m K. Om vertroebeling van de meetwaardes te voorkomen zijn een afgebroken start op 31-7-2004 en de starts t.b.v. het beproeven van opstarten met Syngas op 5-7-2004 verwijderd. Vervolgens is een groepering gemaakt op totale starttijd en het aantal starts. Verder was van een aantal starts geen relevante data beschikbaar. Omdat uit analyse van storingsmeldingen en logboeken gebleken is dat op deze dagen geen opstartproblemen geweest zijn. In de lijsten met startpogingen zijn deze opgenomen als correcte start met de opmerking "geen data" hebben voorgedaan zodat ze toch meetellen in de totaal beoordeling. In de lijst met storingen wordt wel melding gemaakt van problemen met een contact van de veldschakelaar op 1-2-2001, echter er is geen start geweest op deze dag.

Sub importmav() ' *** mavmav****.txt programma ***

' voor het omzetten van de mav****.txt file

Dim dat$, tijd$, kks$, stat$, kg$, text$, n

dat$ = "00.00.0000"

Open "c:\mav\hulp\rest.txt" For Input As #1 Open "c:\mav\restuit.txt" For Output As #2

begin: If EOF(1) Then GoTo eind

Line Input #1, regel$ test$ = Left$(regel$, 11)

If test$ = "-----------" Then dat$ = Mid$(regel$, 14, 10): GoTo begin tijd$ = Mid$(regel$, 1, 13)

kks$ = Mid$(regel$, 14, 19)

tekst$ = Mid$(regel$, 35, 27) stat$ = Mid$(regel$, 63, 13)

kg$ = Mid$(regel$, 78, 3)

Write #2, dat$, tijd$, kks$, tekst$, stat$, kg$ Rem PRINT dat$, tijd$, kks$, tekst$, stat$, kg$

GoTo begin: eind:

Close 1, 2 ChDir "C:\opstartomvormer"

Workbooks.OpenText Filename:="C:\mav\restuit.txt", Origin:=437, _ StartRow:=1, DataType:=xlDelimited, TextQualifier:=xlDoubleQuote, _

ConsecutiveDelimiter:=False, Tab:=False, Semicolon:=False, Comma:=True _

, Space:=False, Other:=False, FieldInfo:=Array(Array(1, 4), Array(2, 1), _

Array(3, 1), Array(4, 1), Array(5, 1), Array(6, 1)), TrailingMinusNumbers:=True

Cells.Select Cells.EntireColumn.AutoFit

End Sub


Een aantal startproblemen hadden geen directe link naar de opstartopvormer en directe besturing. Te denken valt aan startfouten door onstabiele vlam of aanspreken van procesbeveiligingen. Deze zaken verder analyseren valt in principe buiten de opdracht. Om echter aan te geven dat er naast de opstartomvormer problemen we nog andere uitdagingen hebben die opstartproces vertragen zijn deze punten wel meegenomen in de diverse overzichten. In de conclusies zijn deze items ook niet verder opgevoerd. In grafiek 1 zijn deze items groen gemarkeerd weergegeven.

0:00

1:12

2:24

3:36

4:48

6:00

7:12

8:24

9:36

10:48

12:00

1-1-2001 1-1-2002 1-1-2003 1-1-2004 31-12-2004

ure

n

0

6

12

18

24

30

36

42

48

54

60

min

ute

n

startijd > 60 min starttijd < 60 min

grafiek 3 Starttijd per opstartcyclus

Conclusies bij grafiek 3:

• De band met de normale opstarttijd van 5 tot 7 minuten is duidelijk te herkennen. Alle blauwe driehoekjes die in de gele band vallen zijn correcte starts.

• Het aantal langdurende opstarts neemt duidelijk af, dit is te wijten aan: o Vervanging van de veldschakelaar S5 begin 2002 o Vervanging van de standmelders van regelkleppen, in dit geval de aardgasregelklep.

• De langste start in 2004, te wijten aan een probleem met 10 kV vermogensschakelaar van

de bekrachtigingstrafo. Dit probleem is onderkend en bij onderhavige schakelaar verholpen ( op datum storing 17-7-2004) evenals bij de andere identieke 10 kV schakelaars (Voorjaarstop 2005)

• Over de overige starts van 2004 valt te melden dat 1 startpoging (op 10-4-2004) langer duurde dan normaal t.g.v. het niet juist resetten van de AUR voor de start.

• Om nog onbekende redenen wordt frequent de eerste startpoging na 15 seconden afgebroken, dit gebeurt minstens in 16 van de circa 190 startpogingen over afgelopen 4 jaar.

In de grafiek 4 op volgende pagina is weergegeven het aantal startpogingen dat nodig is om de komen tot synchronisatie van generator met het net. Ook deze grafiek laat zien dat langzaam maar zeker de betrouwbaarheid toeneemt.


0

3

6

9

12

15

18

3-1

-20

01

24

-7-2

00

1

26

-1-2

00

2

29

-11

-20

02

20

-8-2

00

3

10

-4-2

00

4

1-8

-20

04

aa

nta

l s

tart

po

gin

ge

n

grafiek 4 Aantal startpogingen per startcyclus

Duidelijk is ook te zien dat er vaak 2 pogingen nodig zijn om te komen tot een succesvolle start. In de meeste gevallen wordt de eerste startcyclus afgebroken na circa 15 seconden afgebroken door spontaan starten van het uit programma van de gasturbine. Naar de oorzaak hiervan loopt een onderzoek. In de voorjaarsstop 2005 zijn hiervoor enkele aanvullende signalen aangemaakt in de gasturbine besturing. Een representatief voorbeeld van de meldingen van zo'n "15 seconden" fout is in onderstaande voorbeeld weergegeven.

9-11-2001 12:41:57.91 MAY01EC100 ZA15 TPA Schzeinr GES-SS AANW. +

9-11-2001 12:41:57.91 MBP01EZ002 ZV01 ERDGAS SS SYS 2 GESPANNT +

9-11-2001 12:41:57.98 MBP01EZ001 ZV01 ERDGAS SS SYS 1 GESPANNT +

9-11-2001 12:41:58.13 105 BSR, 22 EBW1 -

9-11-2001 12:41:58.45 MBJ01EU001 ZV02 AUR netzstart EIN +

9-11-2001 12:42:03.98 MBJ01EU001 ZV05 AUR VORBEREITET +

9-11-2001 12:42:03.98 MBJ01EU001 ZV09 AUR IST AUS -

9-11-2001 12:42:07.57 MBJ01EU001 ZV07 AUR IST EIN +

9-11-2001 12:42:07.76 MBJ01EU001 ZV11 AUR GESTART +

9-11-2001 12:42:12.65 105 KO, 1 GS2 -

9-11-2001 12:42:12.65 105 KO, 1 GS4 +

9-11-2001 12:42:12.65 105 KO, 1 SAS +

9-11-2001 12:42:12.84 MBJ01EU001 ZV02 AUR netzstart EIN -

9-11-2001 12:42:13.74 MYB01EC001 ZV06 UGS gasturbine SCHRITT 59/60 + In de tabel ziet men dat om 12:42:12:65 een 3 tal meldingen van de 105. Dit is de hoofdprocessor (EAS) van de gasturbinebesturingskast. De GS2 en GS4 melding vertegenwoordigen gecodeerd de stap die het programma verlaat. Hoe deze code exact te lezen is ons onbekend. Dit is niet te herleiden uit de aanwezige documentatie. De kreet SAS staat voor "Störanregung stilstand" en betekent dat het uitprogramma van de gasturbine gestart is door een beveiligingsingreep. Het hoofd besturingsblok van het gasturne programma heeft 2 beveiligingsingangen. Aan deze ingangen zijn in de afgelopen stop periode meldingen gekoppeld. Het wachten is nu op een volgende start waarbij zich dit fenomeen weer voordoet. Afhankelijk van de geconstateerde bevindingen kan dan bepaald worden wat het vervolg traject. Meldt een van 2 nieuwe ingangen zich dan dient onderzocht te worden welk van de criteria die melding veroorzaken als boosdoener in aanmerking komt. Melden de nieuwe signalen zich niet dan betekent dit dat er ergens in de firmware van de besturingsbouwsteen is misgaat. Er dient dan contact gezocht te worden met de leverancier Siemens voor advies. Deze storing is vervelend echter zodra bediend personeel de melding krijgt dat AUR uitgevallen is kan direct weer gestart worden.


3.4 Aanbevelingen:

• Vervolg de problemen van 15 seconden fout verder, zorg voor adequate oplossing zodra oorzaak bekend is. Een voorstel voor aanvullende signaleringen in gasturbinebesturing is doorgesproken met onderhoudsafdeling en geïmplementeerd in voorjaarsstop 2005.

• Maak de signalering t.b.v. de operators transparanter zodat niet gestart wordt c.q. kan worden als er een storingsmelding voorstaat.

• Registreer en communiceer afwijking tijdens het starten beter binnen de organisatie. De middelen ervoor zijn aanwezig. Te denken valt aan het logboek van de teamleider, de storinganalyse procedure of het maken van een melding in SAP (onderhoudsbeheersysteem).


4 De reservedelen problematiek Het ontwerpen, bouwen en in bedrijf stellen van de generator, stoom en gasturbine met zijn directe besturing en regeling is uitgevoerd door Siemens. Als onderdeel van het afgesloten bouwcontract was afgesproken dat de leverancier de benodigde reservedelen voor de inbedrijfstelling en voor de duur van de demonstratiefase zou leveren. Uit oogpunt van verdeling van de kosten diende de leverancier aan te geven welke componenten nodig waren voor de inbedrijfstelling en er diende een advies aantal opgegeven te worden voor een verantwoorde bedrijfsvoering. Aan de hand van de door de leverancier aangeleverde reservedelen lijsten ook wel SPIR3 lijsten is door de desbetreffende vakdisciplines getoetst of de aanbevelingen van de leveranciers realistisch waren. Na de vaktechnische toetsing vond er soms nog een financiële toetsing plaats waarna aan de vakdisciplines gevraagd werd om te bekijken of het toch niet wat goedkoper kon. Voor het gedeelte opstartomvormer en generatorbekrachting is medio november 1993 door de leverancier een SPIR (volgnummer 189) aangeleverd. De inbedrijfstelling had inmiddels plaats gevonden echter de generator was uitbedrijf tengevolge van een ernstige beschadiging van de rotor door oververhitting. In onderstaande tabel zijn wat gegevens betreffende inbedrijfstelling opgenomen. (bron arbeitsbericht Siemens FZDT/20/93)

Begin in bedrijf name generator 2-februari 1993 Eerste beproeving met nullast bekrachtiging 3 maart 1993 Eerste vulling generator met waterstof 6 april 1993 Vrijgave voor nominale bekrachtiging 27 april 1993 Eerste synchronisatie met net 29 april 1993 Uit bedrijf i.v.m. problemen gasturbine 9 mei t/m 1 juni 1993 Constatering rotorbeschadiging 21 oktober 1993 Bedrijfsgegevens tot 21 oktober:30 uur met maxima van 240 MW en cos Φ =1 Totaal 800 uren synchroon met net op diverse belastingen.

Tijdens het onderzoek naar de oorzaak van rotorbeschadiging is er van DEMKOLEC zijde intensief deelgenomen aan het onderzoek. De mensen die destijds dit onderzoek gedaan hebben waren ook verantwoordelijk voor de selectie van de reserve delen. Gesteld mag dan ook worden dat ten tijde van de beslissing over de reservedelen er voldoende kennis over dit installatiedeel aanwezig was. In de periode vanaf 1994 tot heden hebben er diverse mutaties in het personeels bestand plaats gevonden. Van de "onderhoudsspecialisten" betrokken bij opstart en inbedrijfname van de generator besturingsinstallatie is dan ook niemand meer werkzaam in onze organisatie.

4.1 Aanschaf en verbruik reservedelen: Op basis van de hierboven vermelde SPIR lijst 189 zijn de daarin opgenomen componenten ingevoerd als mogelijk reservedeel in het magazijn bestand ongeacht het feit of ze wel of niet besteld zouden worden. Medio oktober 1993 is de SPIR lijst getoetst gevolgd door de bestelling van 83 van 112 aangeboden items voor een bedrag van ruim fl 200.000,--. Een aantal componenten is niet besteld onder de aanname dat:

• de opbouw van de automatisering van de bekrachtiging redundant uitgevoerd was en bedrijfsvoering met 1 kanaal mogelijk was.

• Via 24 uurs service benodigde componenten door Siemens aangeleverd zouden kunnen worden.

Van de bestelde componenten zijn er in april 1994 75 geleverd en de resterende 8 via een nalevering in juni 1994. In de periode van medio 1994 tot eind 2004 zijn een aantal componenten vervangen. Van een aantal componenten die vervangen zijn is niet meer te achterhalen waarom ze vervangen zijn en ook niet wat de consequenties destijds waren voor de bedrijfsvoering. Dit geldt vooral voor de periode van 3 SPIR=spare parts list and interchangebility record


1994 tot 1998 omdat in die periode de zorg voor het oplossen nog bij Siemens lag en de eigen onderhoudsdienst een ondersteunende taak was toebedeeld. Na de definitieve overdracht begin 1998 van het Siemens gedeelte van de installatie naar DEMKOLEC is een en ander wat inzichtelijker geworden. In onderstaande tabel is een overzicht weergeven van de "defecte" componenten toegepast bij opstartomvormer/generatorbekrachtiging: item datum codenummer omschrijving opdracht opdr. omschrijv.

1 24-2-1995 73-600-0084 STROMVERSORGUNG 6 EW 6EW1380-1AB SIPAC Opdr.nr. 10128 01 8 opdracht tbv ass. siem

2 23-10-1996 73-600-0084 STROMVERSORGUNG 6 EW 6EW1380-1AB SIPAC Opdr.nr. 10042 08 3 Cont. dienst.

3 11-3-1997 73-600-0053 LICHTLEITER, ANSTEUERUNG 4606940050.00 Opdr.nr. 26491 01 1 Algemeen opdrachtnumme

4 30-9-1997 73-600-0023 voeding 220 V DC naar + 24V / -24 V Opdr.nr. 34744 01 0 Voedingsbouwsteen opst

5 6-10-1997 73-600-0023 voeding 220 V DC naar + 24V / -24 V Opdr.nr. 34818 01 4 Voedingsunit uitwis +

6 25-2-1999 73-600-0085 REGELSYSTEEM SIMADYN D NETZGERAET SP5 Opdr.nr. 45739 01 3 opstartomvormer in sto

7 25-2-1999 73-600-0086 REGELSYSTEEM SIMADYN D 6EW1810-3AA Opdr.nr. 45739 01 3 opstartomvormer in sto

8 31-12-1999 73-600-0084 STROMVERSORGUNG 6 EW 6EW1380-1AB SIPAC Opdr.nr. 48812 01 3 Het uitvoeren van Co p

9 9-5-2000 73-600-0023 voeding 220 V DC naar + 24V / -24 V Opdr.nr. 38257 02 5 Algemeen opdrachtnumme

10 4-8-2000 73-600-0023 voeding 220 V DC naar + 24V / -24 V Opdr.nr. 53339 01 0 Nav MKY01DE100-XM83 ME

11 11-12-2000 73-600-0023 voeding 220 V DC naar + 24V / -24 V Opdr.nr. 55742 01 7 Simadyn voeding defect

12 30-1-2002 73-600-0025 voeding 380V/ +24V / -24 V Opdr.nr. 38257 02 5 Algemeen opdrachtnumme

13 5-8-2002 73-600-0086 REGELSYSTEEM SIMADYN D 6EW1810-3AA Opdr.nr. 38257 02 5 Algemeen opdrachtnumme

14 14-6-2004 73-600-0023 voeding 220 V DC naar + 24V / -24 V Opdr.nr. 85207 01 2 generatorbekrachtiging opmerkingen bij defecte componenten:

• item 1 en 2 niet meer te achterhalen op welke locatie deze componenten verbruikt zijn. De uitgewisselde componenten zijn wel na reparatie teruggekomen in het magazijn.

• item 3 ook van deze component is geen geschiedenis te achterhalen. Verder is deze component ook niet teruggekomen in magazijn na verbruik. Het betreft een glasvezel kabel enkelvoudig, toegepast bij opstartomvormer.

• item 4, 5, 9, 10, 11 en 14 Uit de gerapporteerde bevindingen valt op dat in 4 van de 5 gevallen de module in kast CJN 04 vervangen is. In revisie stop 2001 is de bedrading van de kast onderzocht op mogelijke fouten en is de belasting van de voeding gecontroleerd. Ondanks het feit dat bij dit onderzoek geen afwijkingen geconstateerd zijn raakt in 2004 weer de betreffende voeding defect.

• item 8 Lijkt incident ondanks het feit dat dit type ook bij item 1 en 2 vervangen is. Van dit type zijn er circa 20 ingezet in dit installatiedeel.

• item 6 Deze component wordt niet toegepast in opstartomvormer, wel bij de generatorbekrachtiging. Verder is vreemd dat op zelfde dag ook item 7 gebruikt is.

• item 7 en 12 zijn van zelfde type en worden 4 keer gebruikt. Uit de gerapporteerde bevindingen bij item 12 wordt gesproken over preventief vervangen i.v.m. verkleuring van de aansluitklemmen.

Naast deze componenten is er nog een processor module PG 16 defect geraakt op 14-2-2003 en een EP2 module valt c.q. viel incidenteel in storing, zie bijlage E "overzicht storingen uit logboeken en AS400/ISO". De PG16 component was niet op voorraad en is met spoed besteld bij Siemens. De verwachting was dat deze via de 24 uur service verkrijgbaar zou zijn. Gebleken is toen dat deze service inmiddels stop gezet was en verder dat Simadyn componenten in principe niet meer geleverd worden. Via contacten van NUON met Siemens Duitsland is deze bouwsteen als nog geleverd (na circa 1 week). Gelijk met de bestelling van PG16 is bij Siemens de aanvraag ingediend voor de EP2 kaart. Deze bleek niet meer leverbaar te zijn. Na veel communicatie over en weer bleek dat er wel een EP22 kaart beschikbaar zou zijn. Deze kaart is eind 2003 besteld en inmiddels in ons bezit echter nog niet ingezet omdat de EP2 kaart vanaf begin 2004 niet meer uitgevallen is. Een totaaloverzicht van in de bekrachtiging en opstartomvormer gebruikte Simadyn automatiseringscomponenten is als bijlage D "Overzicht toegepaste Simadyn componenten" opgenomen. Naast deze componenten zijn er uiteraard nog andere onderdelen gebruikt. Voor


sommige van deze componenten is een reserve aanwezig voor andere weer niet. Het zou te vervoeren om elke component afzonderlijk te moeten beschouwen. Bij een vluchtige analyse van de resterende componenten en de aanwezige reserve onderdelen zijn geen tekortkomingen geconstateerd. Het mag duidelijk zijn dat het niet gebruikelijk is om grote transformatoren, smoorspoelen, hoogspanningsmeettransformatoren etc. op voorraad te nemen. Reserve thyristoren en LEM meetomvormers zijn wel als reserve aanwezig. Daarnaast de nodige kleinere componenten relais, smeltveiligheden, stuurstroomautomaten etc.

4.2 Het defect raken voedingsunits in bekrachtiging. Bij het uitvallen van de voedingen valt op dat in kast CJN04 toch herhaaldelijk de centrale kastvoeding gevoed uit het 220V DC net defect raakt. Ondanks de nodige correctieve acties blijft dit euvel bestaan. Op zich is uitval alleen een probleem als de installatie opgestart moet worden. Er wordt dan gecontroleerd of beide bekrachtigingskanalen beschikbaar zijn. In deze fase van de bedrijfsvoering wordt de spanningsvoorziening van de kasten CJN 04 en 05 verzorgd van uit het 220 V DC NO Break net. Is de bekrachtiging in bedrijf dan wordt de +/- 24V van CJN04 en CJN05 extra gevoed via de hoofdvoeding voor de totale bekrachtigingsinstallatie door trafo MKC01GT001 vanuit de EB rail.

Figuur 12 Opbouw 24 V voeding van CJN04 en CJN05

Van de toegepaste voedingen is er voor elke uitvoering een reserve exemplaar aanwezig. Defecte voedingen kunnen nog steeds gerepareerd worden. Vervanging door een modernere uitvoering is mogelijk. Er is voldoende ruimte in de CJN04 als ook in de CJN05 om eventueel aanpassing in de montage door te voeren. datum codenummer omschrijving opdracht

30-9-1997 73-600-0023 voeding 220 V DC naar + 24V / -24 V Opdr.nr. 34744 01 0





30-1-2002 73-600-0025 voeding 380V/ +24V / -24 V Opdr.nr. 38257 02 5

14-6-2004 73-600-0023 voeding 220 V DC naar + 24V / -24 V Opdr.nr. 85207 01 2 Met als basis van de mutaties in de magazijnvoorraden is bovenstaande overzicht geproduceerd van vervangen 24 V voedingen in betreffende installatie.

CJN05

CJN04

220V DC syst.2

220V DC syst.1

+24V

- 24V

M

+24V

- 24V

M

EB-rail 10kV

MKC01GT001

S5


4.3 Conclusie en aanbevelingen Bestudering van:

• aangetroffen correspondentie • analyse van het aanwezige pakket reservedelen • opgetreden storingen • opzet automatisering opstartomvormer en bekrachtiging

Heeft geleid tot de volgende conclusies.

1) Bij de beoordeling van de benodigde componenten in 1993 is men er van uitgegaan dat de beide bekrachtigingskanalen redundant uit gevoerd zijn. In principe is dit ook zo, de installatie in bedrijf houden met 1 kanaal is mogelijk en is in de afgelopen 10 jaar ook enkele malen beproefd. (Uitval processor PG16 en EP2 periode 2002 en 2003 zie lijst met storingen op bijlage F). Voor opstarten van de installatie dienen echter beide kanalen beschikbaar te zijn. Dit is vastgelegd als opstartvoorwaarde in de opstartomvormer automatisering

2) De defect geraakte componenten kan men onderscheiden in 2 groepen:

a. Voedingen, in diverse uitvoeringen. Dit komt incidenteel voor. Zover als na te gaan heeft dit nog nooit geleidt tot TRIP van de generator. Het is wel mogelijk dat incidenteel het opstarten van de installatie hierdoor vertraagd is, echter in geen van de bestudeerde rapportages wordt hier echter melding van gemaakt.

b. Uitvallen van automatiseringscomponenten uit product familie Simadyn. Het defect raken van deze componenten is niet te voorkomen. Het blijft techniek en ook techniek kan falen. Gezien het feit dat:

i. Deze componenten 24 uur per dag 7 dagen in de week en 365 dagen per jaar en nu al 12 jaar operationeel zijn. ( dus al 735.840 uur)

ii. De uitval minimaal is ( 2 bouwstenen in 12 jaar) iii. Uitval niet leidt tot TRIP wel mogelijk tot opstart vertraging iv. Vervanging van defecte component is mits voorradig snel door te voeren.

3) Een aantal Simadyn componenten is niet aanwezig, zie onderstaande tabel

Fabrikant Type (MLFB) HW Type 2 Locatie (KKS) Systeem aantal prijs 1993

Siemens 6DD1611-0AD0 B MM11 CJN04+CJN05+CJT01 SYMADIN D 5 f 1400,00

Siemens 6DD1640-0AC0 R EM11 CJN04+CJN05+CJT01 SYMADIN D 4 f 2517,00

Siemens 6DD1641-0AC0 K EB11 CJN04+CJN05+CJT01 SYMADIN D 3 f 1720,00

Siemens 6DD1642-0BC0 K EA12 CJN04+CJN05+CJT01 SYMADIN D 3 f 2640,00

Siemens 6DD1681-0CA2 B SE20.2 CJN04+CJN05 SYMADIN D 2 f 2640,00

Siemens 6DD2920-0AA0 TS12 CJT01 SYMADIN D 1 niet aangeboden Aanbevelingen: Ga alsnog over over tot aanschaf van de hierboven vermelde componenten. Naar schatting is hiervoor een investering van circa € 20.000,-- (e.e.a. gebaseerd op de prijzen betaald voor de EP2 kaart en de PG16 kaart in 2003 in relatie tot de prijzen in 1993) Overweeg de modificatie van de automatisering zodanig dat opgestart kan worden met 1 bekrachtigingskanaal in bedrijf. Dit kan niet door eigen personeel gebeuren in verband met het ontbreken van programmeersoftware voor Simadyn pakket. Er dient dus hulp ingeroepen te worden van een Siemens medewerker. Globale schatting van de kosten € 1000,-- (inclusief reiskosten) Deze werkzaamheden zijn alleen uitvoerbaar als de installatie buiten bedrijf is.


5 Het simulatie model

In dit hoofdstuk wordt het simulatiemodel beschreven. De opzet was om zoveel als mogelijk gebruik te maken van standaardblokken zoals aanwezig in het softwarepakket matlab/simulink. Het uiteindelijke doel was om het totale aanlooptraject [zie grafiek 5] van circa 4 minuten te simuleren. In de onderzoeksfase werd al vrij snel duidelijk dat een simulatie van 4 minuten een onmogelijke opgave zou worden. Tijdens diverse proeven met deelschakelingen bleek namelijk dat er voor het simuleren van bijvoorbeeld 10 seconden "proceslooptijd" het programma 45 minuten nodig had. Verder bleek dat voor de aansturing van de MSR een alternatief bedacht moest worden.

Grafiek 5 CONDAS grafiek opstart generator.

In het opstarttraject van de "generator” kan men zoals reeds eerder vermeld is een aantal verschillende stappen onderscheiden. Is de generator uitbedrijf dan wordt de combinatie gas, en stoomturbine en generatorrotor met een hydraulische motor (tornmotor) aangedreven met een toerental van circa 150 omw/min. Dit doet men om doorzakken van de as en om lagerbeschadiging te voorkomen. De tornmotor wordt automatisch afgeschakeld door het turbine programma indien het toerental verhoogd wordt. Vanaf torntoerental tot 300 omw/min werkt de opstartomvormer volgens het principe van tussenkringsturing. Vanaf 300 tot 2100 omw/min is het normale bedrijf van de opstartomvormer. De opstartomvormer kan men ontleden in een aantal deelcomponenten Alvorens met het totale simulatiemodel van start te kunnen gaan dient de de werking van deze componenten helder te zijn. Er zal dan ook eerst een beschrijving gegeven worden van de generator als stroomrichtermotor gevolgd door een beschrijving van netzijdige gelijkrichterbrug (NSR) en de machinezijdige gelijkrichterbrug (MSR). Vervolgens komt de toegepaste regeling aan bod en uiteindelijk wordt afgesloten met het totale model.


5.1 De generator als “stromrichtermotor” De stromrichtermotor is een aandrijfvariant van de synchronemotor met aan de machine zijde een belastinggestuurde stroomrichter. De principe schakeling is weergegeven in figuur 13.

Figuur 13 Principeschema van de stromrichtermotor

De brugschakeling aan de netzijde (Brug 1) afgekort NSR = Netzseitige stromrichter is een thyristorschakeling volgens de B6 variant die met een constante spanning en frequentie gevoed wordt. Door de variatie van de ontsteekhoek α1 kan men de gelijkspanning Udα instellen. Het werkgebied van (00 < α1 < 90

0) = gelijkrichterbedrijf en (900 < α1 < 1800) = wisselrichterbedrijf

De stroom Id kan maar in een richting lopen, bepaald door diode werking van de thyristoren van brug 1. In de tussenkring tussen brug1 en brug 2 zijn 2 spoelen opgenomen. Voor de bij de opstartomvormer toegepaste schakeling heeft men uit oogpunt van symmetrie gekozen voor 2 spoelen elk met een waarde van 2,5 mH. Waarom de keus op de waarde van 2,5 mH is gevallen is niet uit de aanwezige documentatie te halen. Door invloed van de spoelen wordt de combinatie van brug 1 en brug 2 in feite een stroombron. De door deze bron geleverde stroom wordt opgedrukt aan de door de synchrone machine geleverde rotatiespanning. Voor de verder uitleg stellen we dat Id = constant (Ld = ∞) om de samenwerking van brug2 en de synchrone machine verder te doorgronden. Uitgaande van een bekrachtigde synchrone machine starten we met op t=0 met de situatie dat T21 en T22 in geleiding zijn. De stroom Id treedt de machine binnen bij fase U en verlaat deze bij fase W weergegeven Wanneer men er nu voor zorgt dat de thyristoren volgens een vooraf gedefinieerde volgorde kunnen commuteren dan is het mogelijk om op deze manier een draaiveld op te wekken in de statorspoelen. Doordat de rotor bekrachtigd is zal er een draaimoment gevormd worden dat ervoor zorgt dat de rotor het draaiveld van de stator volgt. In figuur 14 is de schakelvolgorde van thyristoren samengevat. Op de volgende pagina zijn in figuur 15 zijn alle zes de schakelmogelijkheden van MSR weergegeven. De ligging van de wikkelingen van de stator samen met de stroomrichting door deze wikkelingen en de richting van het rotorveld bepalen de uiteindelijke draairichting van de rotor.

Ffiguur 14 Pulsvolgorde van de thyristoren

Brug 1 NSR

Brug 2 MSR

iU

iV

iW

21

24 24

21

23 23

26 26

22 22

25 25

t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6

Id

Id

Id

t t t

Id

Id

Id

L1 L2 L3

T11 T13 T15

T14 T16 T12

T21 T23 T25

T24 T26 T22

Id Ld

U

V W

IE

U,f variabel

U,f constant

Ld

udα Udα

n,M

syn.mach. 3 ~

I1


Figuur 15 Cyclisch verloop van de opgedrukte statorstromen

Id Ld

T21 T23 T25

T24 T26 T22

Id Ld

U

V W

t0 < t < t1

T21 T23 T25

T24 T26 T22

U

V W

t1 < t < t2

Id Ld

T21 T23 T25

T24 T26 T22

U

V W

t3 < t < t4

Id Ld

T21 T23 T25

T24 T26 T22

U

V W

t4 < t < t5

Id Ld

T21 T23 T25

T24 T26 T22

U

V W

t5 < t < t6

T21 T23 T25

T24 T26 T22

U

V W

t2 < t < t3

Id Ld

Rode pijl is resulterende veld in stator.


Zoals reeds eerder vermeld in paragraaf 2.3.2 wordt in het operatiegebied tussen 150 en 300 omw/min tussenkringsturing toegepast. In figuur 14 op pagina 33 ziet men dat een omwenteling van de generatorrotor gerealiseerd wordt in zes stappen. Dus elk thyristorpaartje heeft een theoristische werkgebied van 60 graden. Verder is uit geraadpleegde literatuur. gebleken dat tijdens deze bedrijfsmodus de stuurhoek van de MSR ingesteld is op 180 graden. Dit kan omdat er geen rekening gehouden hoeft te worden met een eventuele overlappingshoek. Hierdoor kunnen de 2 in geleiding zijnde thyristoren langer stroom voeren waardoor het aandrijvend koppel toeneemt. Commutatie vindt immers nu niet plaats, de in geleiding zijnde thyristoren worden gedoofd doordat de stroom "nul"wordt door het in wisselrichterbedrijf sturen van de NSR. In normaal bedrijf staat de stuurhoek ingesteld op 150 graden. Het signaal dat aangeeft dat de NSR in wisselrichter bedrijf moet komt uit in paragaaf 2.3.2 pagina 16 vermelde vectormodule. In figuur 16 is het in wisselrichterbedrijf sturen van de NSR schematisch weergegeven. Op de tijdstippen A, B, C en D wordt de NSR brug in gelijkrichterbedrijf (GR) gestuurd met de voor die bedrijfsconditie benodigde ontsteekhoek. Op de tijdstippen E, F en G in wisselrichterbedrijf om de.stroom door de ingeleiding zijnde thyristoren van de MSR te doven.. Figuur 16 Principe van de aansturing NSR tijdens tussenkringsturing. In figuur 17 is het stroomverloop in de tussenkring en de stroom door fase L1 weergeven

(zie ook figuur 13) Uitgaande van 6 cycli GR / WR per omwenteling volgt dat 1 omwenteling 300 ms duurt hetgeen overeenkomt met een rotatiesnelheid van 200 omw/min. Deze snelheid ligt in het operatiegebied van de modus waarin tussenkringsturing wordt toegepast.

Figuur 17 Verloop van de stromen bij tussenkringsturing

Id brug 1 WR

brug 1 WR

brug 1 WR

brug 1 GR

brug 1 GR

brug 1 GR

brug 1 GR

Brug 2 V21-V22 V22-V23 V23-V24

t

A B C D

E F G


5.2 De netzijdige volgestuurde brugschakeling In figuur 16 is de opbouw van de totale netzijdige schakeling weergegeven. Als voeding is gekozen voor 3 separate voedingsbouwsteentjes, Va, Vb en Vc. Deze zijn in ster geschakeld en ingesteld op een fase spanning van 3 kV met onderlinge fase verschuiving van 120o. De 3 fase spanningen verlaten het voedingsblok bij de klemmen A, B en C zie fig.18 [B] en worden met de gelijknamige klemmen van thyristorblok van de MSR door verbonden. Voor de synchronisatie van de stuurpulzen van de MSR zijn echter de gekoppelde fasespanningen nodig. Deze worden intern in de voedingblok bepaald en via simulink bussignaal Vabc zie fig.18[A], worden omgezet naar Vab, Vbc en Vac en toegevoerd aan synchronisatieblok als synchronisatiespanning. In werkelijkheid wordt de schakeling gevoed door een 3 fase transformator 10kV/3 kV vanuit de 10 kV eigen bedrijfrail.(Zie ook bijlage D). Binnen simulink powersystems is een transformatormodule beschikbaar echter deze dient geparametreerd te worden met de L en R waarden van de primaire en de secundaire wikkelingen. Van de toegepaste transformator heb ik deze niet kunnen traceren, vandaar deze afwijkende keuze. De resterende componenten zijn standaard componenten uit de simulink powersystems bibliotheek.

Figuur 18 De opbouw van de voeding van de DC bus.

Vervolgens is deze schakeling op correct functioneren beproefd. Dit is gedaan door aan DC bus klemmen ( 1 en 2) een weerstand van 5 Ω aan te sluiten. Om een representatieve waarde van 1000 A bij 5 kV gekoppelde spanning te verkrijgen is de waarde van 5 Ω gekozen. De 2 spoelen zijn tijdelijk verwijderd. Vervolgens is er gemeten bij een stuurhoek alpha van 0 (t=0 sec), 30 (t=0.02 sec), 60 (t= 0,04 sec) en 90 graden ( t= 0,08 sec). Om de test automatisch te laten verlopen is aan de ingang van de Synchronized 6-Pulse Generator een hulpschakeling toegevoegd. Gestart wordt met alpha= 0 graden Op t=0,02 wordt bij deze 0 graden 30 graden opgeteld alpha wordt 30 graden. Dezelfde actie gebeurt bij 0,04 sec alpha wordt 60 graden respectievelijk bij 0,08 sec alpha wordt 90 graden. De resultaten van de test van de NSR schakeling zijn weergegeven in grafiek 6

A

B


Figuur 19 Testschakeling NSR

Grafiek 6 Meetresultaten test NSR schakeling

De lichte blauwe lijn in de middelste grafiek vertegenwoordigt de gelijkrichterspanning Udα. De

andere lijnen zijn de gekoppelde fasespanning respectievelijk de inverse waarde van deze spanningen. Het gepresenteerde patroon komt overeen met de theoretische waarde. Hieruit kan geconstateerd worden dat deze schakeling zal voldoen het doel waar hij voor hij ontworpen is.


5.3 De regelingen Op basis van de beschrijving van de procesautomatisering rond de opstartomvormer (zie paragraaf 2.3.2) en Spanningsregeling (paragraaf 2.3.4.) zijn er ook een aantal regelingen gebouwd in Simulink. Als opzet voor de regelmodule is gekozen om in eerste instantie een werkend model te krijgen en vervolgens dit model aan te passen, zodanig dat het model vergelijkbaar is met de in de installatie toegepaste regelingen. In de test fase van de complete schakeling is gebleken dat de regeling van de NSR stuurhoek de meest belangrijke is. Hiermee wordt namelijk de Als belangrijkste regeling is naar de

Figuur 20 De opzet voor de regelingen van het model In figuur 20 is het ontwerp weergegeven voor de regelingen van het model. Alleen de stroombegrenzingsregeling is tot op heden operationeel geweest. De resultaten zijn zichtbaar bij de meetgegevens van het totaalmodel. De resterende regelingen moeten nog operationeel gemaakt worden.


5.4 De schakeling t.b.v. de MSR In onderstaand schema is de pulsschakeling voor de aansturing van de thyristoren van de MSR weergegeven. De basis was de standaard pulsschakeling zoals deze in de simulink bibliotheek voorkomt. Omdat deze schakeling niet voldeed is deze op een aantal punten aangepast. In de originele pulsschakeling is gebruik gemaakt van de gekoppelde lijnspanningen van de aan te drijven motor, vervolgens wordt gekeken wanneer de gekoppelde spanning door “nul” gaat. Deze nuldoorgang is de synchronisatie voor de ontsteekpuls van de bij de spanning behorende thyristor. De voedingspanning van de MSR brug is geen constante spanning. Verder is de stroom die toegevoerd wordt ook niet constant. Deze twee variabelerende componenten waren de oorzaak zorgen voor oonog eens voorzien van een Hierdoor behorende . De looptijd van de 2 integratoren werd bepaald uit een vaste frequentie zijnde de netfrequentie. De MSR echter met een variërende frequentie/toerental. Tijdens de diverse testruns is gebruik gemaakt van online verstelbare ontsteekhoek instelling. Om te voorkomen dat er instabiliteit optrad is er een begrenzing toegevoegd. De mogelijkheid om dubbele pulsen uit te geven is verwijderd.

Figuur 21 De pulsmodule van de NSR

De werking: Uit de mechanische rotorhoek ingelezen op punt 2 worden een drietal sinusvormige spanningen berekend die 120 graden in fase verschoven zijn. Via meting is bepaald hoe de ligging van de spanningsvormen t.o.v. de rotorhoek diende te zijn. Van elke sinus wordt tevens de inverse functie bepaald. Deze zes sinusvormen worden gemultiplexd zodat een signaal ontstaat zoals weergegeven bij [A]. Vervolgens wordt een positieve nuldoorgang gedetecteerd [B], voor elk van de 6 sinussen wordt zo een eigen puls gegenereerd. Ten gevolge van de multiplexeigenschap krijgt elk signaal zijn eigen integrator toegewezen hetgeen duidelijk te zien is bij [T]. De looptijd van deze integratoren word in de basisblok bepaald uit de netfrequentie. De looptijd van deze integratoren vertegenwoordigt de periodetijd van toegevoerde spanningen. Samengevat, voor een 50 Hz signaal betekend dit dat wanneer gestart wordt op t=0 sec de uitgang 0 is en bij t = 0,02sec de uitgang 1

A

F

G

H

I

A

B

C

D

E

A

B

C

D

E

F G

H

I

frequentie


is.[signaal I] Voor de MSR die immers geacht wordt een variabele frequentie te leveren ging dit verhaal niet op, er moest dus naar een alternatief gezocht worden. Uit het toerental (in rad/s) is de

frequentie bepaald via rekenblok f2

ω=

π

.

De brugschakeling van de MSR

Figuur 22 De thyristorbrug van de MSR

De brugschakeling van de MSR is opgebouwd met standaard thyristor blokken uit de simulink bibliotheek. Het toegepaste puls blok is reeds behandeld in paragraaf 5.4


Grafiek 7 Relatie tussen rotorhoek, multiplex en individuele pulssignalen

Wanneer men de men bevinding uit grafiek 7 en de opbouw van de schakeling samenvoegt in een diagram dan ontstaat het pulsvolgorde diagram (zie fig. 23). Vergelijkt men figuur 23 met figuur 13 dan blijkt dat er een fase verschuiving in zit van 60 graden. Ten gevolge van deze 60 graden zal de schakeling en de synchrone motor wel werken. Alleen wordt de stroom Id dan te hoog en de spanning Udα dan te laag. Tijdens de opbouw van eerdere schakelingen was ik al herhaaldelijk tegen dit fenomeen aangelopen, zonder dit te kunnen verklaren.

Figuur 23 Pulsvolgorde thyristoren MSR

iR

iS

iT

t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6

21 21

24 24

23 23

26 26

22 22

25 25

Id

Id

Id

t t t

Id

Id

Id


Dit was de hoofdoorzaak waarom het model maar niet functioneerde volgens het theoretische verwachtingspatroon. Het basis principe van de aansturing van de stromrichtermotor toegepast in deze schakeling is gebaseerd op het zodanig aansturen van de thyristoren van de MSR dat het veld opgewekt door de stator in eerste instantie 60 graden voorijlt op de richting van het rotorveld. Door op gegeven moment de MSR brug te voeden met een DC spanning en de schakeling stap voor stap op te bouwen is uiteindelijk met de nodige metingen uiteindelijk de juiste aansluit configuratie ontdekt. Ook bleek dat schakeling extreem gevoelig is voor spanningsinstelling. De DC voeding is uiteraard constant maar de klemspanning is weer toerental afhankelijk.


5.5 Het totaalmodel

Figuur 24 totaaloverzicht van het model

Nadat het gelukt was om uiteindelijk een correct werkende MSR op te bouwen is de totale schakeling opgebouwd zoals weergegeven in figuur 24. Voor het generatorblok was er een keuze tussen een eenvoudig en een uitgebreid model. Omdat het eenvoudige model geen rotorhoek meetsignaal had en niet de mogelijk had om de motor met bepaald procescondities te laten starten bleef alleen de uitgebreide versie over. Het model is geparametreerd met waardes uit het boek met generator gegevens. Door te denken dat I fN stond voor nominale veldstroom is ook een van de fout oorzaken. Na grondige bestudering van uitleg generatormodule bleek dat men IfO bedoelde. Voor de weerstand en de zelfinductie van de veldwikkeling moest een waarde ingevuld worden herleid naar de stator. Omdat nergens in de geraadpleegde theorie een rekenmethodiek te vinden is de waarde proefondervindelijk bepaald. Rf door gebruikmakend van Display Vfd functie en L via factor.

f '

f ' f

f

RL L x

R=

Figuur 25 parameters generatorblok


Na instelling van de juiste parameters van de generator moest de regeling nog zodanig ingesteld worden dat de stroom door een van de fasen aan de voedende zijde van de NSR brug constant gehouden kon worden. Hierbij is gebruik gemaakt van de module weergegeven in paragraaf 5.3. voor het regelen van de stuurhoek alfa van de NSR brug. Nadat het uiteindelijk gelukt was om een werkend model te bouwen kon gestart worden met het opnemen van meetwaardes

Grafiek 8 Meetgegevens van de testrun van het simulatiemodel

Als eerste is bekeken de reactie op toerental, het opgenomen elektrische vermogen de fase stromen en fase spanningen. In de fase spanningen zijn duidelijk de spanningspieken te zien die veroorzaakt worden door commutatie van de thyristoren van de MSR. In de echte AUR zijn commutatie spoelen opgenomen helaas zijn hiervan geen gegevens beschikbaar(zie ook bijlage D) Om de hierboven weergegeven meetwaardes te verzamelen was Simulink circa 50 minuten bezig en dat voor een proceslooptijd van 6 seconden. De reden hiervoor is vooralsnog onduidelijk

Grafiek 9 Performance van de DC bus tijdens testrun in Simulink In bovenstaande grafiek is weergegeven de DC busspanning (blauw), de DC bus stroom groen en de stuurpulzen van de NSR.


5.6 Conclusies ten aanzien van het simulatiemodel

• De in grafiek 8 en 9 weergegeven meetwaarden stemmen overeen met de theoretische verwachting. Bij een geschatte gemiddelde DC bus stroom van 1500 A en DC bus spanning van 3500 V wordt het toegevoerde vermogen van 5,25 MW. Een schatting van het vermogen de machine afgeeft zie grafiek 8, P actief out zit ook in deze orde van grote. Een detail verificatie heeft niet plaatsgevonden.

• De in grafiek 8 gevonden toerentalstijging van 100 omw/min in 6 seconden komt overeen met 16.67 omw/sec. Zonder rekening te houden met de ondersteuning van de gasturbine zou in circa 4 minuten 2100-150= 1950 omw/min overbrugd moeten worden. Dit is gelijk aan 8,125 omw/sec. Het model zal dus wat toerenverhoging betreft aan de verwachte specificaties voldoen.

• De rekentijd van 50 minuten om 6 seconden proces te simuleren is veel te lang. Waardoor dit veroorzaakt wordt onduidelijk. Met mijn bedrijfsbegeleider is afgesproken dat dit probleem nog verder uitgezocht wordt. Helaas kunnen de bevindingen niet meer in dit rapport verwoordt worden. Aan doelstelling om een real time processimulatie model te bouwen is dus niet voldaan.

• In het model ontbreken verder de operatie mogelijkheid voor het gebied van 150 tot 300 omw/min, een test voor bedrijfsvoering met tussenkringsturing heeft dus ook niet plaats gevonden. Ook moet de schakeling zodanig aangepast worden dat de statorspanning automatisch geregeld wordt afhankelijk van het toerental e.e.a. volgens grafiek 2 pagina 17.


Literatuurlijst Angermann, A. e.a. Matlab- Simulink-Stateflow

München, 2004 ISBN 3-486-27602-6 DEMKOLEC Synthese van Verworvenheden. Uitgave inbedrijfstelling KV-

STEG Buggenum, 1993

Roodt, op 't M.A.J. Elektrische machines deel 3 Lier, 1992 ISBN 90-306-2022-6

Schröder, D. Elektrische Antriebe 4 München, 1997 ISBN3-540-57609-6

Siemens Läuferschaden Buggenum THRI 108/49 Erlangen, 1993 Arbeitsbericht FZDT/20/93

Trautner en Wick Energie & Automation 9 [1987] Venrooij, van Ir. A.H.Th.M. Dictaten Vermogenselectonica deel 1 en deel 2

HS-ZUYD Venrooij, van Ir. A.H.Th.M. Dictaat Aandrijftechniek deel 2

HS-ZUYD

pagina 46

Bijlage A Totaal overzicht procesautomatisering KV-STEG

Managementsysteem

CONDAS

(VAX)

ORACLE

DEGIS etc.

PIM

(NUON).

H&B - Bediening

- Beoordeling

CEK - Protocollering

- Configureren

CL

H&B

-Automatiseringssysteem

CE

Freelance

(Temp.m

et.Verg.)

Transputer

Conlink 8x

SCSI

PC t.b.v.

Backup CEK

Conlink 3x

Beheer PC’s CE

(5 stuks)

K

anto

or

auto

matiseri

ng

D

CS

V

ELD

Siemens -beveiligingssyst.

Teleperm

GT/ST

220 EHF (failsafe)

H&B -beveiligingssyst.

C3 (failsafe)

Siemens -Automatisering.

Teleperm

-Regeling

( 220 EA) -Sturing

Siemens

Generatorbev.

-PLC

’s

-MCC (Motoren,etc.)

-Gevers (ana./bin.)

-Kleppen

-Gevers (binair.)

Siemens Regeling

Simadyn GT/ST

Siemens - AUR/BKR

Simadyn

WIN-OS

Dataman. syst.

T

ele

perm

bus

Beheersysteem

HP-GET

-MCC (Motoren,etc.)

-Gevers (ana./bin.)

pagina 47

Bijlage B Relatie automatisering AUR/BKR met rest van automatisering

OP

1

OP

1

AU

R

dust 4

Ste

uer-

kopf

BKR

L/C

bus L/C

bus

S4

S1

S0

S3

S5

150kV

21kV

10kV

T2 6,9 MVA

10kV/3kV

T3 2295kVA

10kV/0,475kV

S2

Gen. 350 MVA

Bed. Tableau Siemens

CJJ36

DCS (H&B)

Siemens (TELEPERM)

OGS gasturbine

Siemens (Simadyn)

Gasturbine regelaar

WIN-OS

n<5%

Gen.schak. in (S1)

Net.schak. in (S0)

n>95%

Netstart in/ Nom.bekr. in

Wasbedr in/ Nom.bekr. in/uit

Netstart in

AUR voorber..

AUR uit

pagina 48

Bijlage C Overzicht opstartomvormer en generatorbekrachtiging

Aansturing

Pyristor

synchr.

apparaat

Steuerkopf

SIM

ADYN D

Spannings-

regelaar

Kanaal 2

Steuerkopf

SIM

ADYN D

Spannings-

regelaar

Kanaal 1

Bewakings-

kanaal

handkanaal

SIM

ADYN D

Digitale sturing

en regeling

O

psta

rt-

om

vorm

er

Usyn

DUST 4

DUST 1

DUST 1

MKC01GT001

BBA19

$K10 /

S3

BAC10GS001

MKC01DE100

$FCB /

S5

MBJ01DE001

Q02 /

S4

350 MVA

10 kV

21 kV Trenner

Q03 /

S1

6,9 MVA

10kV/3kV

2295 kVA

10kV

/475 V

pagina 49

Bijlage D Hoofdstroomdiagram opstartomvormer

G M

Aanloopomvormer- transformator 6,9 MVA 10 kV/ 3kV

dempingsspoelen

Overspannings-beveiliging

dempingsspoelen

Pyristoren

Scheider

21 kV

350 MVA Stoom- Gas- turbine

IM-, UM metingen via LEM omvormers

18

18

18

18

Opto- copler

Opto- copler

glasvezel

glasvezel

ontsteek-impulsen

ontsteek-impulsen

NSR netzijdige- stromrichter

MSR machinezijdige- stromrichter

smoorspoel 2,5 mH kringstroommetingen

10 kV 3 50 Hz

pagina 50

Bijlage E Overzicht toegepaste Simadyn componenten

Type (MLFB) HW Type 2 Locatie (KKS) Systeem aantal magazijncode aantal opmerking

6DD1600-0AF0 N PM16 CJN04+CJN05+CJT01 SYMADIN D 19 179-58-50-012 3

6DD1601-0AE0 Q PG16 CJN04+CJN05+CJT01 SYMADIN D 3 173-59-00-027 1

6DD1602-0AE0 PS16 CJT01 SYMADIN D 1 173-60-00-068 1

6DD1611-0AD0 B MM11 CJN04+CJN05+CJT01 SYMADIN D 5 bestellen

6DD1640-0AC0 R EM11 CJN04+CJN05+CJT01 SYMADIN D 4 bestellen

6DD1641-0AC0 K EB11 CJN04+CJN05+CJT01 SYMADIN D 3 bestellen

6DD1642-0BC0 K EA12 CJN04+CJN05+CJT01 SYMADIN D 3 bestellen

6DD1645-0AB0 EP2 CJN04+CJN05 SYMADIN D 2 EP22 als reserve

6DD1648-0AB0 ES1 CJN04+CJN05 SYMADIN D 3 173-60-00-069 1

6DD1660-0AD0 L CS2 CJT01 SYMADIN D 1 173-60-00-070 1

6DD1681-0AE1 SE4.1 CJT01 SYMADIN D 1 173-60-00-071 1

6DD1681-0AG1 SE6.1 CJT01 SYMADIN D 1 173-60-00-072 1

6DD1681-0AH1 SE7.1 CJT01 SYMADIN D 1 173-60-00-073 1

6DD1681-0AJ0 SE8 CJT01 SYMADIN D 1 173-60-00-074 1

6DD1681-0CA2 B SE20.2 CJN04+CJN05 SYMADIN D 2 bestellen

6DD1681-0CB2 SE21.2 CJT01 SYMADIN D 1 173-60-00-075 1

6DD1681-0CD0 SE23 CJT01 SYMADIN D 1 173-60-00-076 1

6DD1681-0EA0 SE40 CJT01 SYMADIN D 1 173-60-00-077 1

6DD1681-0EB2 SE41.2 CJT01 SYMADIN D 4 173-60-00-078 1

6DD1681-0EH1 SE47.1 CJN04+CJN05+CJT01 SYMADIN D 3 173-60-00-079 3

6DD1681-0EK1 SE49.1 CJN05 SYMADIN D 1 173-60-00-080 1

6DD2920-0AA0 TS12 CJT01 SYMADIN D 1 bestellen

6DD2920-0AB0 SE48 CJT01 SYMADIN D 1 173-60-00-081 1

6DD2920-0AC0 ELE1 CJT01 SYMADIN D 2 173-60-00-082 1

6DD2920-0AD0 1ELR1 CJT01 SYMADIN D 4 173-60-00-083 1

6EW 1810 2AA CJN04 SYMADIN D 1 173-60-00-085 1

6EW 1810 3AA CJN04+CJN05+CJT01 SYMADIN D 4 173-60-00-086 2 179-58-50-010

6PA1102-1BC CJN05 SITOR 1 173-60-00-087 1

6PC1001-8DC CJN05 SITOR 1 173-60-00-088 1

6RA822-8BB0 CJN05 SYMADIN D 1 t.b.v. hand kanaal

SE113004.9101.00 IM1 CJN04+CJN05 SYMADIN D 2 173-60-00-014 1

Voeding 6EW1380-1AA CJT01 SYMADIN D 20 173-60-00-084 1

pagina 51

Bijlage F Overzicht storingen uit logboeken en AS400/ISO

volgno: datum omschrijving Actie

1 4-8-2000 Voedingsunit 220V DC/ 24 V defect Vervangen door spare

2 11-12-2000 Voedingsunit 220V DC/ 24 V defect Vervangen door spare

31-2-2001 Veldschakelaar bekrachtiging (S101) komt niet in. Schakelaar opnieuw

afgesteld.

4 9-9-2001 Uitmelding schakelaar S101 kwam niet door. Contact vervangen

5

10-9-2001 Beveiliging bekrachtiging bij stilstand was aangesproken.

Veldschakelaar was tbv synchroniseren (bij 2900

omw/min) ingekomen en vervolgens uitgevallen

Na reset beveiliging correcte

opstart.

63-7-2002 Uitval kanaal 1. Kanaal 2 was master. Melding system

fehler op kan 1. Kleiner fehler kanal 1

Totale reset processorrack

kanaal 1 door gevoerd.



Totale reset processorrack

kanaal 1 door gevoerd.



Na reset weer in bedrijf.

9


fehler op kan 1. Kleiner fehler kanal 1. Via software

meldingen verder onderzocht. Uitgekomen bij EP2

procesor. Geen reserve beschikbaar.





11 19-9-2002 EP2 kaarten van kanaal 1 en kanaal 2 gewisseld.

1214-2-2003 Kanaal 1 uitgevallen. Processor 1 knippert, status "0".

Processor 4 knippert, status "H". Voor processor 4 (PG16)

geen reserve. Met spoed besteld bij Siemens.

Processor PG16 vervangen.

Na totale reset weer in bedrijf




14

16-7-2003 Kanaal 2 CJN05 in storing. LEDS op EP2 kaart knipperen.

Storingsbeeld het zelfde als op 8-7-2002, echter nu bij

kanaal 2. Kaart EP2 gewisseld op 19-09-2002

Reset doorgevoerd waarna in

orde

154-8-2003 Kanaal 2 in storing. Zie ook 16-7-2003 Reset doorgevoerd waarna in

orde

167-8-2003 Kanaal 2 CJ05 instoring zie 17-7-2003 Reset doorgevoerd waarna in

orde


fehler op kan 1. Kleiner fehler kanal 1 Waarschijnlijk EP2

kaart probleem.

Reset doorgevoerd waarna in

orde

18 13-6-2004 In kast CJN04 220V DC /24 V DC defect Vervangen door spare

19

20-6-2004 Opstartomvormer komt niet in. Valt na startimpuls direct in

storing. Melding op OP1 AUR "Summenstorung". Deze

werd veroorzaakt door stotz motorscheider in BAB35.

Stoz ingezet en meldingen

gequiteerd waarna oke.

20

5-7-2004 Installatie start niet op. Geen storingen op locale displays.

(OP-1 panelen). Na startimpuls komen koelventilatoren

AUR bij maar verder geen reactie

Na lang zoeken en veel

proefstarts uitgekomen bij

defect aan inmelding 10 kV

schakelaar. Na reparatie

contact alles oke.

21

17-7-2004 Opstartomvormer stond gestoord en was volgens

operators niet te quiteren na fout start. Na onderzoek

bleek dat men de quiteer procedure niet correct had

doorgevoerd.

Correct gequiteerd waarna

oke.

22

31-7-2004 Storing opstartomvormer. Starten lukte niet. Na

onderzoek bleek probleem uit BBA19 te komen 10 kV

schakelaar opstartomvormer. Deze was niet correct

ingereden.

10 kV schakelaar opnieuw

ingereden waarna oke.

pagina 52

Bijlage G Overzicht van alle starts 3- 1-2001 t/m 9- 9-2001 met opmerkingen

datum tijd omschrijving sta

tus

sta

rt o

ke

gee

n v

lam

sta

p 5

9/6

0

10 k

V s

ch

ake

laar

pro

ef

sy

ng

as

sta

rt

tota

le s

nels

luit

AU

R s

ch

utz

AU

S

veld

sch

. P

rob

l.

opmerking

3-1-2001 AUR netzstart EIN X geen data

3-1-2001 Gen schalter ZU X geen data









8-7-2001 12:29:46.73 AUR netzstart EIN X

8-7-2001 12:35:40.14 Gen schalter ZU X


8-7-2001 13:36:15.12 Gen schalter ZU X

9-7-2001 08:54:50.96 AUR netzstart EIN X 15 sec na start AUR SAS UGS GT


9-7-2001 09:09:46.18 Gen schalter ZU X



10-7-2001 11:16:11.40 Gen schalter ZU X


16-7-2001 06:19:37.36 AUR netzstart EIN X 15 min na start AUR SAS UGS GT



16-7-2001 11:07:34.65 Gen schalter ZU X



16-7-2001 14:48:10.66 Gen schalter ZU X


18-7-2001 00:47:43.62 Gen schalter ZU X


24-7-2001 11:11:20.43 AUR netzstart EIN X 7 min na start AUR SAS UGS GT


24-7-2001 12:11:38.82 Gen schalter ZU X



24-7-2001 13:34:21.30 Gen schalter ZU X


24-7-2001 15:59:49.66 Gen schalter ZU X

11-8-2001 12:52:15.43 AUR netzstart EIN X stor. Raportage 1448



11-8-2001 14:12:07.04 Gen schalter ZU X



25-8-2001 16:22:39.18 Gen schalter ZU X

9-9-2001 00:05:26.46 AUR netzstart EIN X X 2 min na start AUR SAS UGS GT











9-9-2001 03:45:34.00 Gen schalter ZU X


9-9-2001 06:22:54.15 Gen schalter ZU X





9-9-2001 17:25:05.98 Gen schalter ZU X

pagina 53

Bijlage H Overzicht van alle starts 9- 9-2001 t/m 28- 9-2002 met opmerkingen


tus

sta

rt o

ke

geen

vla

m

sta

p 5

9/6

0

10 k

V s

ch

ak

ela

ar

pro

ef

syn

gas s

tart

tota

le s

nels

luit

AU

R s

ch

utz

AU

S

veld

sc

h.

Pro

bl.

opmerking


9-9-2001 19:20:01.97 Gen schalter ZU X


9-11-2001 12:51:30.27 AUR netzstart EIN X stor. Raportage 1468/1469



9-11-2001 14:24:38.17 Gen schalter ZU X


7-12-2001 05:59:08.45 AUR netzstart EIN X na 30 min uitbedrijf







7-12-2001 15:06:15.17 Gen schalter ZU X


9-12-2001 20:24:12.89 Gen schalter ZU X



12-12-2001 02:14:48.73 Gen schalter ZU X


13-12-2001 01:04:44.88 Gen schalter ZU X





13-12-2001 03:28:19.30 Gen schalter ZU X




17-12-2001 02:08:08.74 AUR netzstart EIN X Vanaf hier nieuwe veldschakelaar

17-12-2001 02:13:54.52 Gen schalter ZU X geen data









13-6-2002 12:10:54.92 Gen schalter ZU X






13-6-2002 16:14:34.21 Gen schalter ZU X stor. Raportage 1566


7-7-2002 01:48:20.06 Gen schalter ZU X







7-7-2002 06:52:06.51 Gen schalter ZU X

28-9-2002 01:48:54.43 AUR netzstart EIN X MYB01EC001 ZV50 schutz stilstand aanw















28-9-2002 08:02:28.56 AUR netzstart EIN X na 16 minuten SS door ?


28-9-2002 12:50:04.12 Gen schalter ZU X

pagina 54

Bijlage I Overzicht van alle starts 30- 9-2002 t/m 23-12-2003 met opmerkingen


tus

sta

rt o

ke

gee

n v

lam

sta

p 5

9/6

0

10 k

V s

ch

ak

ela

ar

pro

ef

syn

ga

s s

tart

tota

le s

nels

luit

AU

R s

ch

utz

AU

S

veld

sch

. P

rob

l.

opmerking



30-9-2002 17:17:11.47 Gen schalter ZU X


30-9-2002 19:34:52.33 Gen schalter ZU X

12-10-2002 04:40:20.36 AUR netzstart EIN X na 5 minuten SS door ?


12-10-2002 05:32:00.41 Gen schalter ZU X


18-10-2002 05:39:43.41 Gen schalter ZU X


27-10-2002 14:51:13.62 Gen schalter ZU X


27-10-2002 17:28:38.12 Gen schalter ZU X


29-11-2002 12:37:27.22 Gen schalter ZU X



5-1-2003 10:31:08.24 Gen schalter ZU X


5-1-2003 12:22:59.33 Gen schalter ZU X






6-2-2003 02:08:53.69 AUR netzstart EIN X 2 minuten na start AUR SAS + UEZAB


6-2-2003 02:25:53.11 Gen schalter ZU X


18-2-2003 19:08:10.82 AUR netzstart EIN X 2 minuten na start AUR SAS + UEZAB

18-2-2003 19:19:42.83 AUR netzstart EIN X 18 sec na start AUR totale snelsluit


18-2-2003 20:07:06.68 Gen schalter ZU X



4-4-2003 13:15:22.97 Gen schalter ZU X


11-4-2003 04:01:56.52 Gen schalter ZU X


11-4-2003 05:18:38.99 Gen schalter ZU X


7-6-2003 22:35:14.58 Gen schalter ZU X


20-7-2003 10:08:12.30 Gen schalter ZU X


20-7-2003 11:28:12.52 Gen schalter ZU X



11-8-2003 06:23:09.53 Gen schalter ZU X



16-8-2003 08:19:55.19 Gen schalter ZU X

20-8-2003 01:16:51.09 AUR netzstart EIN X 3 minuten na AUR start, geen gas/geenvlam


20-8-2003 03:26:48.54 Gen schalter ZU X


20-8-2003 05:53:50.06 Gen schalter ZU X


22-9-2003 02:41:44.50 Gen schalter ZU X




7-10-2003 01:30:41.52 Gen schalter ZU X


13-11-2003 18:26:30.84 Gen schalter ZU X

13-11-2003 20:32:22.88 AUR netzstart EIN X 4 minuten na vlam in. Procestrip??


13-11-2003 21:06:33.56 Gen schalter ZU X


23-12-2003 07:11:53.79 Gen schalter ZU X


23-12-2003 10:51:46.47 Gen schalter ZU X

pagina 55

Bijlage J Overzicht van alle starts 24-12-2003 t/m 31- 7-2004 met opmerkingen


tus

sta

rt o

ke

ge

en

vla

m

sta

p 5

9/6

0

10

kV

sc

hak

ela

ar

pro

ef

syn

ga

s s

tart

tota

le s

nels

luit

AU

R s

ch

utz

AU

S

ve

ldsch

. P

rob

l.

opmerking


24-12-2003 21:03:50.39 Gen schalter ZU X



25-12-2003 00:12:20.11 Gen schalter ZU X


25-12-2003 02:33:19.74 Gen schalter ZU X


25-12-2003 06:58:42.01 Gen schalter ZU X


1-1-2004 00:40:00.00 Gen schalter ZU X


2-1-2004 03:31:00.00 Gen schalter ZU X

9-4-2004 12:39:22.13 AUR netzstart EIN X MBJ01EU001 ZV10 (200 msec na start)







9-4-2004 13:29:27.79 Gen schalter ZU X

10-4-2004 01:16:02.50 AUR netzstart EIN X X



10-4-2004 02:05:44.11 Gen schalter ZU X


11-4-2004 13:27:31.15 Gen schalter ZU X


11-4-2004 17:02:21.24 Gen schalter ZU X


17-5-2004 07:34:12.94 Gen schalter ZU X


17-5-2004 13:08:45.77 Gen schalter ZU X


21-5-2004 05:35:41.11 Gen schalter ZU X



25-5-2004 05:07:54.39 Gen schalter ZU X


25-5-2004 06:19:26.46 Gen schalter ZU X


29-6-2004 06:07:54.51 Gen schalter ZU X



2-7-2004 02:13:43.80 Gen schalter ZU X




















5-7-2004 20:51:04.35 Gen schalter ZU X



8-7-2004 04:27:02.69 Gen schalter ZU X


15-7-2004 17:08:01.91 Gen schalter ZU X






17-7-2004 19:15:53.17 Gen schalter ZU X

31-7-2004 10:49:33.72 AUR netzstart EIN X na 8 min SAS ? Herstart 1-8-2004

pagina 56


tus

sta

rt o

ke

geen

vla

m

sta

p 5

9/6

0

10 k

V s

ch

akela

ar

pro

ef

syn

gas s

tart

tota

le s

ne

lslu

it

AU

R s

ch

utz

AU

S

veld

sch

. P

rob

l.

opmerking


1-8-2004 18:04:31.09 Gen schalter ZU X


17-9-2004 04:42:58.17 Gen schalter ZU X



18-9-2004 06:07:54.42 Gen schalter ZU X


20-10-2004 03:42:18.15 Gen schalter ZU X

Bijlage K Overzicht van alle starts 1- 8-2004 t/m 20-10-2004 met opmerkingen

pagina 57

Bijlage L Uitgebreid overzicht bekrachtigingsregelingen

Gewenste waarde

spanning

controlekamer

Gewenste waarde

Overbekrachtingsbegrenzing

Rotortemperatuurbegrenzin

g

-

I blind

P

Kp= 6,75

M

A

X

P

Kp= 2

Gewenste waarde

Onderbekrachtings-begrenzing

-

M

A

X

Ustator (uit AUR)

Ustator

-

-

PI

+

Begr.

+/-

100

%

I rotor

Kp=100

Tn=20 m

S

opstartbedrijf

3 kV

opstartbedrijf

1030 A

Gewenste waarde stroom

controlekamer

Thyristor

brugschakeling

bekrachtiging

4 x B6

linearisatie

begrenzer

-

PI

+

Kp=1

Tn=400

mS

U rotor

afstudeerverslag Pierre op het Veld.pdf

Documents

Transcript of afstudeerverslag Pierre op het Veld.pdf