GE IS200EDEXG1B لوحة التحكم في إزالة الإثارة

يعد IS200EDEXG1B أحد مكونات الحماية المهمة ضمن نظام التحكم في الإثارة الرقمي General Electric (GE) EX2100e، الذي ينتمي إلى عائلة لوحة التحكم في إزالة الإثارة (EDEX). هذه اللوحة هي لوحة الدائرة الأساسية لوحدة إزالة الإثارة، المصممة خصيصًا لتبديد الطاقة الكبيرة المخزنة في ملف حقل المولد بشكل آمن وسريع أثناء إيقاف التشغيل في حالات الطوارئ أو رحلة الخطأ. يتوافق IS200EDEXG1B مع نوع المجموعة 1 من لوحة EDEX، وهو تكوين إزالة الإثارة SCR (المقوم الذي يتم التحكم فيه بالسيليكون)، وهو مناسب لأنظمة الإثارة الثابتة التي تتطلب كبتًا سريعًا للمجال.

أثناء إيقاف تشغيل المولد العادي، يقوم نظام الإثارة بتغذية طاقة المجال مرة أخرى إلى مصدر التيار المتردد من خلال الجسر المقلوب. ومع ذلك، أثناء رحلة الطوارئ، يتم فتح قاطع المجال أو موصلات التيار المستمر (41A/41B) على الفور. إذا لم تتبدد الطاقة المخزنة في محاثة المجال بسرعة، فسوف تولد جهدًا مستحثًا عاليًا للغاية، مما قد يؤدي إلى إتلاف عزل دوار المولد، وثايرستور جسر الطاقة، والمعدات المرتبطة بها. يتمثل دور IS200EDEXG1B في تشغيل الثايرستور لإزالة الإثارة (SCR) بدقة في هذه اللحظة، وإنشاء مسار حر منخفض المعاوقة من خلال مقاومة التفريغ أو المحث. وهذا يسمح لتيار المجال بالتحلل بمعدل يمكن التحكم فيه، مما يؤدي إلى إطلاق طاقة المجال بأمان على شكل حرارة.

تحديد موقع النظام ومبدأ العمل

ضمن بنية التحكم في الإثارة EX2100e، يتم تركيب IS200EDEXG1B على وحدة إزالة الإثارة داخل الخزانة المساعدة. تنشأ أوامر التحكم الخاصة بها من EAUX (لوحة الواجهة المساعدة المثيرة) أو لوحة EXTB. عند حدوث رحلة، يفتح EAUX/EXTB أولاً موصل 41DC. يتم تحويل التغيير في حالة جهات الاتصال المساعدة للموصل إلى أوامر إطلاق لإزالة الإثارة، والتي يتم إرسالها إلى لوحة IS200EDEXG1B عبر الموصل J8. عند تلقي أمر الإطلاق، تقوم اللوحة على الفور بتوليد قطار نبضي ذو موجة مربعة عالية التردد يتم تطبيقه على بوابة SCR لإزالة الإثارة، مما يؤدي إلى توصيلها. عند هذه النقطة، انعكست قطبية ملف حقل المولد، مما يجعل أنود SCR موجبًا بالنسبة إلى الكاثود الخاص به. بمجرد توصيل SCR، يشكل تيار المجال حلقة من خلال SCR ومقاوم التفريغ، مما يتسبب في تبديد الطاقة بسرعة.

تم تصميم IS200EDEXG1B بدائرتين مستقلتين تمامًا للتحكم في الإطلاق (تتوافق مع قسمي التحكم M1 وM2)، كل منهما قادر على قيادة بوابة SCR بشكل مستقل. علاوة على ذلك، تم دمج قناة إطلاق ثالثة على اللوحة - دائرة الإطلاق الذاتي - التي تتكون من شبكة صمام ثنائي (BOD) متصلة بين أنود SCR والبوابة. عندما يتجاوز جهد الأنود إلى الكاثود قيمة محددة مسبقًا، تنقطع شبكة BOD تلقائيًا، وتوجه جهد الأنود إلى البوابة وتجبر SCR على التوصيل. تعمل آلية 'الإشعال الذاتي' هذه كحماية احتياطية نهائية، مما يضمن أن وظيفة إزالة الإثارة تعمل بشكل موثوق حتى في ظل الظروف القاسية لفقدان طاقة التحكم الكامل وفشل كل من دوائر الإطلاق العادية، مما يجسد فلسفة تصميم دفاعي متعمق.

الميزات الوظيفية الأساسية

1. التشغيل الزائد ثنائي القناة والحماية ذاتية التشغيل

يتلقى IS200EDEXG1B أمري إطلاق مستقلين (أمر إطلاق النار لـ M1 وM2) من وحدتي التحكم M1 وM2 عبر الموصل J8. يقوم كل أمر بتنشيط دائرة الإطلاق المقابلة له، والتي تولد نبضات محرك البوابة عالية التردد. الدائرتان مستقلتان عن بعضهما البعض، وتشتركان في بوابة SCR واحدة، ولكن تنشيط أي منهما يكفي لتحفيز التوصيل. وفي الوقت نفسه، تقوم شبكة الصمام الثنائي العازل بمراقبة جهد أنود SCR بشكل مستمر. عندما يتجاوز الجهد إعداد جهد إطلاق الأنود (يمكن اختياره من 700 فولت إلى 3500 فولت عبر وصلات الأسلاك الموجودة على موصلات الطعن باللوحة)، تقوم شبكة BOD بالتشغيل الذاتي، وتوجيه شحنة الأنود إلى البوابة وإجبار SCR على إطلاق النار. يضمن تصميم الإطلاق الثلاثي الزائد هذا الموثوقية المطلقة لعملية إزالة الإثارة.

2. دائرة تعليق الجهد

تدمج لوحة IS200EDEXG1B دائرة احتجاز الجهد الكهربي. أثناء التشغيل العادي، يتم تشغيل اللوحة بإمدادات +24 فولت تيار مستمر و-24 فولت تيار مستمر. في حالة انقطاع طاقة المحطة بالكامل أو فقدان طاقة التحكم، تحافظ دائرة تثبيت الجهد على الجهد عند العقد الرئيسية على اللوحة لفترة كافية لضمان قدرة دوائر الإطلاق على توليد نبضات البوابة اللازمة لإكمال عملية إزالة الإثارة. بالإضافة إلى ذلك، توفر هذه الدائرة جهد ترطيب لجهات الاتصال المساعدة الخارجية لإزالة الإثارة، مما يضمن إمكانية التقاط أمر الإطلاق وتنفيذه بشكل صحيح في لحظة فقدان الطاقة. تعتبر هذه الميزة ضرورية لضمان الإغلاق الآمن للمولد في ظل الظروف القاسية.

3. كشف التوصيل بتأثير هول

للتحقق من أن جهاز SCR لإزالة الإثارة قد تم تشغيله فعليًا ويقوم بإجراء تيار التفريغ، يدمج IS200EDEXG1B مجموعتين من أجهزة استشعار التيار غير المتصلة بناءً على تأثير Hall. يتم تثبيت حلقة توصيل (حلقة ميكانيكية) على الحافة العلوية للوحة، لتحيط بمستشعرات القاعة. عندما يقوم SCR بإجراء وتفريغ تدفقات التيار، يتم جمع المجال المغناطيسي الناتج عن التيار بواسطة حلقة التوصيل ويتم تركيزه على مستشعرات Hall، والتي تنتج إشارة جهد تتناسب مع التيار. تتم معالجة دائرتي الاستشعار بشكل مستقل ويمكنهما اكتشاف تدفق التيار ثنائي القطب (بالنسبة لتطبيقات إزالة الإثارة من المجموعة 1 SCR، فهي عبارة عن كشف ثنائي القطب؛ ويتم تكوين إزالة الإثارة من الصمام الثنائي من المجموعة 2 للكشف أحادي الاتجاه). يتم إرسال إشارات الحالة الحالية المكتشفة مرة أخرى إلى EAUX/EXTB من خلال قنوات M1 وM2 على التوالي، حيث يمكن لوحدة التحكم التأكد من أن دائرة التفريغ تعمل بنجاح. يتوافق مؤشران LED باللون الأحمر على اللوحة مع دائرتي الكشف؛ فهي تضيء كلما تم اكتشاف تدفق التيار، مما يوفر إشارة مرئية بديهية لحالة إزالة الإثارة لموظفي الصيانة الميدانية.

4. إعدادات الجهد الأنود والوصلات القابلة للتكوين

يوفر IS200EDEXG1B إمكانات واسعة لتكوين جهد إطلاق الأنود لاستيعاب تقييمات الجهد المختلفة وأحجام SCRs. من خلال وصلات الأسلاك الموجودة على موصلات اللوحة (E1B إلى E12، E7A إلى E11، وما إلى ذلك)، يمكن ضبط جهد الاختراق لشبكة BOD وقيم المقاوم المحددة الحالية. توفر الوثائق مخططات تكوين نموذجية لـ SCRs مقاس 53 مم و77 مم:

يسمح أسلوب تكوين وصلة العبور المرن هذا لنفس لوحة IS200EDEXG1B بالتكيف مع معلمات الإثارة المختلفة للمولدات التي تتراوح من الصغيرة إلى الكبيرة، مما يقلل من تنوع قطع الغيار ويعزز قابلية صيانة النظام ومرونته.

5. التكوين المتوازي متعدد اللوحات للتابع الرئيسي

بالنسبة للمولدات الكبيرة، قد تكون السعة الحالية لـ SCR واحد غير كافية لتحمل تيار التفريغ بالكامل. يدعم IS200EDEXG1B وضع التشغيل المتوازي متعدد الألواح Master-Follower، مما يسمح لـ SCRs لإزالة الإثارة بمشاركة تيار التفريغ. في التكوين المتوازي، يتم تعيين لوحة IS200EDEXG1B لتكون اللوحة الرئيسية عن طريق تحديد موضع 'M' على وصلات العبور JP1 وJP2؛ يتم تعيين اللوحات المتبقية على أنها متابعين عن طريق تحديد موضع 'S'. يتم نقل أوامر التحكم والطاقة الخاصة باللوحة الرئيسية إلى لوحات التابع عبر كابلات الشريط EPL1/EPL2. تتلقى اللوحات التابعة فقط نبض الإطلاق والطاقة من اللوحة الرئيسية، ولا ينبغي إجراء أي اتصالات بموصلاتها J1 وJ2. عندما تتلقى اللوحة الرئيسية أمر إطلاق وتولد نبض البوابة، فإنها تقوم في نفس الوقت بتشغيل جميع SCRs المتوازية، مما يضمن التوزيع المتساوي لتيار التفريغ. تمتلك لوحات التابع أيضًا قدرات خاصة بها لكشف التوصيل، ويتم إرسال إشارات الحالة الخاصة بها مرة أخرى إلى الرئيس عبر كابلات EPL للتجميع وإعداد التقارير.

إعدادات الطائر الرئيسي والتابع:

الواجهات وتعريفات الموصل

توفر لوحة IS200EDEXG1B موصلات متعددة لإدخال الطاقة، وتلقي أوامر الإطلاق، وإخراج نبضات بوابة SCR، والتوصيل البيني الرئيسي والتابع. تعريفات الموصل هي كما يلي:

موصل J8 (موصل قفل ذو 6 سنون) - يتصل بلوحة EAUX/EXTB:

موصل DEPL (موصل قفل ثنائي السنون) - يتصل ببوابة SCR والكاثود:

موصل EPL1/EPL2 (موصل D-sub ذو 25 سنًا) — يستخدم للتوصيل البيني للتابع الرئيسي:

موصلات الطاقة J17M1 وJ17M2 (موصلات قفل ذات 4 سنون) — إمداد الطاقة لدوائر التحكم M1 وM2 على التوالي:

احتياطات السلامة والتركيب/الصيانة

يتم توصيل لوحة IS200EDEXG1B مباشرة بدائرة الجهد العالي في مجال المولد، ويجب اتباع إجراءات السلامة ذات الجهد العالي بدقة أثناء التثبيت والصيانة. قبل استبدال اللوحة، يجب إكمال إجراءات إلغاء الطاقة والقفل/العلامة الكاملة (LOTO) لضمان إيقاف تشغيل خزانات التحكم والخزائن المساعدة بالكامل. اللوحة حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. يجب ارتداء حزام معصم مضاد للكهرباء الساكنة أثناء المناولة، ويجب تخزين الألواح الاحتياطية في أكياس مضادة للكهرباء الساكنة.

خطوات الاستبدال الرئيسية: افصل جميع الكابلات من اللوحة (مع الاحتفاظ بوصلات وصلة الأسلاك وإزالة وصلة E1A فقط)، وقم بإزالة حلقة التوصيل الموجودة فوق مستشعرات Hall Effect، وافتح مثبتات PEM Snap Top، وأزل اللوحة القديمة. قم بتعيين وصلات العبور وJP1-JP6 الخاصة باللوحة الجديدة بشكل مماثل للوحة القديمة، ثم قم بتثبيت اللوحة وتأمينها، واستبدل حلقة التوصيل، وأعد توصيل جميع الكابلات، وأخيرًا أغلق باب الخزانة.