لوحة الرحلة التوربينية GE DS200TCTGG1A

DS200TCTGG1A عبارة عن لوحة رحلة توربينية صممتها شركة جنرال إلكتريك (GE) لنظام التحكم في توربينات Mark V. تنتمي هذه اللوحة إلى سلسلة TCTG (Turbine Trip Board)، وهي جزء من مجموعة G1 وتمثل المراجعة A (TCTGG1A). يتم تثبيته في الموضع الرابع من قلب P1 ويعمل كمكون حاسم لتنفيذ وظائف الإغلاق الآمن داخل نظام التحكم في التوربينات.

تتمثل الوظيفة الأساسية للوحة DS200TCTGG1A في تشغيل صمامات إغلاق الوقود في التوربين، مما يؤدي إلى قطع إمدادات الوقود بسرعة عند اكتشاف ظروف غير طبيعية لحماية معدات التوربين. تدمج هذه اللوحة آليات منطق الرحلة المتعددة وأنظمة حماية التكرار، بما في ذلك مرحلات الرحلة الأولية (PTRs) ومرحلات الرحلات في حالات الطوارئ (ETRs)، والتي تستخدم منطق التصويت على مستوى الأجهزة اثنين من ثلاثة (2/3) لضمان موثوقية أوامر الرحلة. بالإضافة إلى ذلك، تشتمل اللوحة على دوائر إغلاق لقاطع المولد، ومرحلات مزامنة، وواجهات أزرار ضغط لرحلة الأجهزة.

تلعب لوحة DS200TCTGG1A دورًا حيويًا في حماية السلامة ضمن نظام التحكم Mark V. يتلقى إشارات الرحلة من برنامج تسلسل التحكم (CSP)، ولوحات TCEA، ولوحات TCQA، وأزرار الضغط الخارجية المتصلة بالرحلة. وبعد معالجة هذه الإشارات من خلال منطق متكرر متعدد المستويات، فإنه يصدر أوامر الرحلة إلى صمامات الوقود وقاطع المولد. يعكس تصميم هذه اللوحة التزام GE القوي بالسلامة والموثوقية في تطبيقات التحكم في التوربينات، مما يجعلها مناسبة للمعدات الدوارة المهمة مثل توربينات الغاز والتوربينات البخارية.

يستخدم هذا المنتج على نطاق واسع في محطات الطاقة، ومرافق البتروكيماويات، ونقل الغاز الطبيعي، والقطاعات الصناعية الأخرى، وخاصة في تطبيقات التحكم في التوربينات مع متطلبات إغلاق السلامة الصارمة.

ثانيا. الوظائف الرئيسية

1. التحكم في مرحل الرحلة الأساسي (PTR).

تعد مرحلات PTR وظيفة أساسية للوحة DS200TCTGG1A، وتستخدم لتنفيذ عمليات الرحلة عند اكتشاف أخطاء النظام. يتم تشغيل إشارات رحلة PTR بواسطة لوحة TCQA بناءً على البيانات التي تم إنشاؤها بواسطة برنامج تسلسل التحكم (CSP). يتم إرسال هذه الإشارات عبر COREBUS إلى محرك الإدخال / الإخراج في قلب R1. تقوم لوحة STCA الموجودة في قلب R1 بعد ذلك بكتابة إشارات الرحلة عبر موصل 3PL إلى لوحة TCQA، والتي تكتبها في النهاية إلى لوحة TCTG عبر موصل JD.

تستخدم مرحلات PTR منطق التصويت على مستوى الأجهزة اثنين من ثلاثة (2/3). على الرغم من كتابة نفس الإشارة إلى جميع المرحلات الثلاثة عبر قلب R1، يتم إجراء تصويت ثانوي على مستوى الأجهزة لضمان موثوقية أمر الرحلة ومقاومة حالات الفشل ذات النقطة الواحدة. بمجرد بدء رحلة PTR، يقوم CSP بإنشاء إشارة رحلة متقاطعة تعمل في نفس الوقت على تشغيل مرحلات ETR.

2. التحكم في ترحيل رحلة الطوارئ (ETR).

يتم التحكم في مرحلات ETR بواسطة لوحات TCEA (قنوات X وY وZ) الموجودة في قلب P1 عبر موصلات JLX وJLY وJLZ. تستخدم مرحلات ETR أيضًا منطق التصويت على مستوى الأجهزة اثنين من ثلاثة (2/3): إذا استدعى اثنان من المرحلات الثلاثة رحلة، تقوم لوحة TCTG بتشغيل رحلة النظام عن طريق فتح وإغلاق سلسلة من جهات الاتصال ذات الصلة.

ستؤدي الإشارات التالية إلى تشغيل إجراء ترحيل ETR:

• السرعة الزائدة لعمود الضغط العالي والتباطؤ السريع

• السرعة الزائدة لعمود الضغط المنخفض والتباطؤ السريع

• رحلة متقاطعة (ناشئة من رحلة PTR)

تتم بعد ذلك كتابة إشارات رحلة ETR إلى لوحة طرفية PTBA عبر موصل JM لتنفيذ عمليات إيقاف التشغيل الفعلية.

3. دائرة إغلاق قواطع المولدات

تدمج لوحة DS200TCTGG1A وظيفة التحكم الوثيق في قاطع المولد. الإشارات القريبة تنشأ من:

• لوحة STCA (R1 Core): تقوم بإجراء حساب فحص المزامنة (فحص المزامنة) وتولد إشارة مسموح بها لإغلاق القاطع.

• لوحات TCEA (P1 Core): استخدم إشارات PT من لوحة طرفية PTBA لإجراء حسابات المزامنة التلقائية وإنشاء إشارة متساهلة لإغلاق القاطع.

تقوم لوحة DS200TCTGG1A بإجراء تصويت اثنين من أصل ثلاثة (2/3) على إشارات المزامنة التلقائية من قنوات TCEA الثلاث. إذا كانت إشارتان أو ثلاث إشارات مزامنة تلقائية صالحة وتم أيضًا إصدار إشارة فحص المزامنة من قلب R1، ترسل لوحة TCTG إشارة متساهلة لإغلاق القاطع إلى لوحة PTBA عبر موصلات JN وJM من خلال المرحلات K1 وK2 وK3.

4. دائرة الرحلة اليدوية والخارجية

تدعم لوحة DS200TCTGG1A الاتصالات السلكية بأجهزة الرحلات الخارجية. يمكن توصيل مدخلات جهات الاتصال المغلقة عادةً مباشرةً بلوحة طرفية PTBA، مما يؤدي إلى حدوث رحلة عند فتح نقاط الاتصال. تعتبر أزرار التوقف في حالات الطوارئ مثالاً نموذجيًا لهذه الأجهزة.

تتم قراءة إشارات الرحلة الخارجية هذه بواسطة لوحة TCTG عبر موصل JN ومرحلات الزناد K22 وK23 وK24 وK25 (يشار إليها باسم المرحلات '4'، المقابلة لرقم الجهاز القياسي ANSI للحماية الرئيسية). عندما يتم تشغيل هذه المرحلات، فإنها تقوم بإلغاء تنشيط ناقل الحماية 24 فولت تيار مستمر الذي تستخدمه مرحلات PTR وETR، مما يتسبب في بدء الرحلة.

تقوم لوحات TCEA عادةً بمراقبة إشارات رحلة الأجهزة من 1 إلى 3 لاكتشاف أحداث التوقف في حالات الطوارئ وتسجيل هذه الأحداث مرة أخرى إلى محرك التحكم.

5. أزرار الضغط الخاصة برحلة الأجهزة

يمكن للأزرار الانضغاطية لرحلة الأجهزة إلغاء تنشيط مصدر الطاقة 24 فولت تيار مستمر بشكل مباشر لكل من مرحلات PTR وETR، مما يحقق تعثرًا مستقلاً على مستوى الأجهزة لا يعتمد على منطق البرنامج، مما يزيد من تعزيز سلامة النظام وموثوقيته.

6. مزامنة المرحلات

تدمج لوحة DS200TCTGG1A أيضًا مرحلات المزامنة لمزامنة المولد مع شبكة الطاقة، مما يضمن توقيت إغلاق دقيق وتجنب التأثير على كل من المولد والشبكة.

7. تمكين المشبك المؤازر للسرعة الزائدة في حالات الطوارئ

تحتوي اللوحة على وصلة مرور واحدة (J1) تستخدم لتطبيق 24 فولت تيار مستمر على مخرجات المؤازرة. عند تمكينه، يوفر هذا العبور التحكم في المشبك المؤازر للسرعة الزائدة في حالات الطوارئ للصمامات المؤازرة من واحد إلى أربعة. يوجد المرحل الفعلي لهذه الوظيفة على لوحة TCQC.

ثالثا. هندسة الأجهزة

1. هيكل مجلس الإدارة

تستخدم لوحة DS200TCTGG1A هيكل لوحة دوائر مطبوعة قياسية وتدمج ما يلي:

• موصلات واجهة متعددة: للاتصالات بنواة P1 ونواة R1 والأجهزة الخارجية.

• وصلات عبور الأجهزة: وصلة واحدة قابلة للتكوين (J1).

• صفيف التتابع: بما في ذلك مرحلات PTR، ومرحلات ETR، ومرحلات المزامنة، ومرحلات '4'.

• لا يوجد تكوين للبرامج: لا تحتوي لوحة TCTG على أي تكوين للبرامج؛ يتم تنفيذ جميع الوظائف من خلال منطق الأجهزة.

2. وصف الموصل

3. وصلة الأجهزة

4. وصف التتابع

رابعا. تفاصيل منطق الدائرة

1. دائرة التتابع ETR

تعد دائرة ترحيل ETR هي المنطق الأساسي لتنفيذ رحلات الطوارئ على لوحة TCTG. ترسل لوحات TCEA (قنوات X وY وZ) الموجودة في قلب P1 إشارات رحلة إلى لوحة TCTG عبر موصلات JLX وJLY وJLZ. تقوم مرحلات ETR بإجراء تصويت اثنين من أصل ثلاثة (2/3) على مستوى الأجهزة:

• تتحكم ثلاث قنوات TCEA على التوالي في مرحلات ETR المقابلة.

• في حالة استدعاء مرحلتين أو ثلاثة لإجراء رحلة، يقوم النظام بتشغيل الرحلة عن طريق فتح وإغلاق سلسلة من جهات الاتصال ذات الصلة.

• تضمن آلية التصويت على مستوى الأجهزة أنه حتى في حالة فشل قناة واحدة، يظل النظام قادرًا على الاستجابة بشكل صحيح لظروف الرحلة.

تتضمن الشروط التي تؤدي إلى رحلة ETR ما يلي:

• السرعة الزائدة لعمود الضغط العالي

• السرعة الزائدة لعمود الضغط المنخفض

• التباطؤ السريع

• رحلة متقاطعة (ناشئة من رحلة PTR)

تتم كتابة إشارات رحلة ETR في النهاية إلى لوحة طرفية PTBA عبر موصل JM لتنفيذ إجراءات السلامة مثل قطع الوقود.

2. دائرة التتابع PTR

تتعامل دائرة ترحيل PTR مع إشارات الرحلة الناتجة عن برنامج تسلسل التحكم (CSP). تدفق الإشارة هو كما يلي:

1. يقوم CSP الخاص بالموقع بإنشاء إشارة رحلة.

2. تتم كتابة الإشارة إلى محرك الإدخال / الإخراج في قلب R1 عبر COREBUS.

3. تكتب لوحة STCA الموجودة في قلب R1 الإشارة إلى لوحة TCQA عبر موصل 3PL.

4. تكتب لوحة TCQA الإشارة إلى لوحة TCTG عبر موصل JD.

على الرغم من أن مرحلات PTR الثلاثة تتلقى نفس إشارة الرحلة عبر قلب R1، إلا أن لوحة TCTG لا تزال تقوم بإجراء تصويت اثنين من أصل ثلاثة (2/3) على مستوى الأجهزة لضمان موثوقية أمر الرحلة. بمجرد بدء رحلة PTR، يقوم CSP بإنشاء إشارة رحلة متقاطعة تعمل في نفس الوقت على تشغيل مرحلات ETR.

3. دائرة إغلاق قواطع المولدات

يتطلب إغلاق قاطع المولد استيفاء شرطين في وقت واحد:

• السماح بالمزامنة التلقائية: يتم حسابه بواسطة قنوات TCEA الثلاث (X، Y، Z) بناءً على إشارات PT من لوحة طرفية PTBA. يقوم مجلس إدارة TCTG بالتصويت بنسبة 2/3 على هذه الإشارات.

• التحقق من المزامنة المسموح به: يتم حسابه بواسطة لوحة STCA في قلب R1.

فقط عند استيفاء كلا الشرطين، ترسل لوحة TCTG إشارة السماح بإغلاق القاطع إلى لوحة PTBA عبر المرحلات K1 وK2 وK3.

4. دائرة الرحلة اليدوية والخارجية

يتم توصيل إشارات الرحلة الخارجية (مثل أزرار التوقف في حالات الطوارئ) بلوحة طرفية PTBA. عند فتح جهة اتصال مغلقة عادةً:

1. يقرأ موصل JN هذه الإشارة.

2. تقوم لوحة TCTG بتشغيل المرحلات K22-K25 (المرحلات '4').

3. تعمل المرحلات '4' على إلغاء تنشيط الناقل الواقي 24 فولت تيار مستمر الذي تستخدمه مرحلات PTR وETR.

4. تفقد مرحلات PTR وETR الطاقة، مما يؤدي إلى رحلة النظام.

يضمن هذا التصميم أن تكون إشارات الرحلة الخارجية مستقلة عن منطق البرنامج، مما يحقق حماية أمان مستقلة على مستوى الأجهزة.

خامسا: التركيب والصيانة

1. موقع التركيب

يتم تثبيت لوحة DS200TCTGG1A في الموضع الرابع للنواة P1، مما يشكل مكونًا أساسيًا لنظام التحكم Mark V مع اللوحات الأساسية الأخرى.

2. خطوات التثبيت

1. التحقق من إيقاف تشغيل الطاقة: تأكد من إلغاء تنشيط النظام وتحقق من عدم وجود طاقة في أي دوائر باستخدام معدات اختبار الجهد العالي.

2. حدد موقع فتحة اللوحة: تأكد من توفر الفتحة الرابعة لمركز P1.

3. تثبيت اللوحة: قم بمحاذاة لوحة TCTG مع أدلة الفتحات وادفعها بسلاسة حتى يتم تعشيق موصلات اللوحة الإلكترونية المعززة بالكامل.

4. تأمين اللوحة الأمامية: أحكم ربط البراغي المقيدة في الجزء العلوي والسفلي من اللوحة الأمامية لتثبيت اللوحة.

5. توصيل الكابلات: وفقًا لرسومات النظام، قم بتوصيل الموصلات J7W وJDR وJDS وJDT وJLX وJLY وJLZ وJN وJM وما إلى ذلك.

6. تكوين وصلة العبور: اضبط وصلة العبور J1 (تمكين مشبك مؤازر السرعة الزائدة في حالات الطوارئ) وفقًا لمتطلبات التطبيق.

7. التشغيل والتحقق: بعد التشغيل، تحقق من التشغيل العادي للوحة من خلال تشخيصات النظام.

3. خطوات الإزالة

1. التحقق من إيقاف تشغيل الطاقة: تأكد من إلغاء تنشيط النظام وتحقق من عدم وجود طاقة في أي دوائر.

2. تسمية الكابلات: قم بتسمية جميع الكابلات بمواضع الاتصال الخاصة بها قبل إزالتها.

3. افصل الكابلات: افصل جميع الموصلات بعناية.

4. قم بفك اللوحة الأمامية: قم بفك البراغي المقيدة الموجودة على اللوحة الأمامية.

5. قم بإزالة اللوحة: اسحب لوحة TCTG بلطف.

4. توصيات الصيانة

• الفحص الدوري: تحقق بانتظام من حالة اللوحة وسلامة اتصال الموصل.

• احتياطات مكافحة الكهرباء الساكنة: قم دائمًا بارتداء حزام معصم مؤرض عند التعامل مع اللوحة. قم بتخزين اللوحة في حقيبة مضادة للكهرباء الساكنة عند عدم استخدامها.

• تأكيد وصلة العبور: عند استبدال اللوحة، تأكد من أن إعداد وصلة J1 على اللوحة الجديدة يتطابق مع إعداد اللوحة القديمة.

• إدارة قطع الغيار: يوصى بالاحتفاظ بلوحة TCTG واحدة متطابقة على الأقل في الموقع كقطعة احتياطية لتقليل وقت التوقف عن العمل في حالة الفشل.

سادسا. التطبيقات

يتم استخدام لوحة الرحلات التوربينية DS200TCTGG1A على نطاق واسع في السيناريوهات الصناعية التالية:

• التحكم في توربينات الغاز: كعنصر حماية للسلامة في أنظمة Mark V، يتم تنفيذ قطع الوقود عند اكتشاف السرعة الزائدة والتباطؤ السريع وغيرها من العيوب.

• التحكم في التوربينات البخارية: تنفيذ عمليات الرحلة في أنظمة حماية التوربينات البخارية لمنع تلف المعدات.

• حماية المولد: العمل مع دوائر إغلاق قاطع المولد لتحقيق التزامن والحماية للاتصال بشبكة المولد.

• محطات توليد الطاقة ذات الدورة المركبة: تعمل كمكون أساسي لأنظمة حماية التوربينات في تكوينات متعددة المحاور أو ذات عمود واحد.

• أنظمة الدفع الصناعية: توفير وظائف حماية السلامة في أنظمة التحكم للضواغط الكبيرة والمضخات وغيرها من المعدات الدوارة.