Deska snímače vedení budiče GE IS200EMCSG1A

IS200EMCSG1A je 100mm deska snímače vedení budiče navržená společností General Electric (GE) pro její systém řízení buzení EX2100™. Tato deska je standardní verzí v rámci řady EMCS, primárně se používá k detekci toku proudu sběrnicovými linkami v měniči výkonu a poskytuje řídicímu systému buzení zpětnovazební informaci o kritickém vedení.

Základní funkcí desky IS200EMCSG1A je detekce proudu ve sběrnicových linkách pomocí senzorů Hallova jevu. Každá deska EMCS používá k detekci obousměrného proudu dva jednosměrné snímače Hallova jevu obrácené v opačných směrech. Když senzor detekuje magnetické pole nad svou provozní prahovou hodnotou (indikující tok proudu), obvod vytváří logický nízký výstup. Senzor udržuje tento nízký výstupní stav, dokud pole neklesne pod bod uvolnění. Tato konstrukce umožňuje desce EMCS přesně detekovat stav vodivosti SCR a poskytuje regulátoru napětí zpětnou vazbu o vodivosti v reálném čase.

Deska IS200EMCSG1A je napájena deskou IS200EHPA budícího hradlového pulsního zesilovače. Deska EHPA také filtruje výstupní signály z desky EMCS před odesláním zpracovaných informací na hlavní vstupní/výstupní desku budiče IS200EMIO. V budicím systému EX2100 je jedna deska EMCS použita v každé ze šesti můstkových větví SCR pro každý modul Power Converter Module (PCM). Například v můstku se čtyřmi PCM může být přítomno až 24 desek EMCS.

Deska navrhuje bezpečnost ve vysokonapěťových prostředích:

• Sběrnice je izolována hadičkou, aby se zabránilo náhodnému kontaktu prstenců se sběrnicí pod napětím.

• Deska EMCS se montuje vedle sběrnice pomocí montážního držáku Glastic®, který také drží ocelové kroužky na místě.

• Všechny vstupy a výstupy jsou přes 6pinový konektor P1A do desky EHPA.

Deska IS200EMCSG1A obsahuje následující hlavní komponenty a funkce:

• Dva 6pinové konektory: P1A a P1B (redundantní, poskytující záložní výstupy)

• Ocelové kroužky s mezerou: Koncentruje magnetický tok produkovaný sběrnicí a zvyšuje citlivost detekce

• Dva senzory s Hallovým efektem: Namontované v opačných směrech pro detekci obousměrného proudu

• Redundantní logické výstupy: Dva identické logické výstupní signály pro zvýšenou spolehlivost

• Pasivní design: Deska nemá žádné pojistky, testovací body, LED indikátory ani nastavitelný hardware

  
  

---

II. Hlavní funkce

Mezi primární funkce IS200EMCSG1A patří, ale nejsou omezeny na, následující:

1. Detekce vedení proudu

Deska IS200EMCSG1A detekuje proud protékající sběrnicovým vedením pomocí senzorů Hallova jevu. Když sběrnicí protéká proud, vytváří kolem ní magnetické pole. Ocelové kroužky s mezerami na desce EMCS koncentrují magnetický tok, což umožňuje spolehlivou detekci senzory Hallova jevu. Když senzor detekuje magnetické pole překračující provozní práh (odpovídající typickému proudu přibližně 80 A), obvod vydává logickou nízkou úroveň (< 1,2 V stejnosměrného proudu). Když pole klesne pod bod spouštění (odpovídající typickému proudu přibližně 10 A), výstup se vrátí na logickou vysokou úroveň (> 11 V ss).

2. Obousměrná detekce

Pomocí dvou jednosměrných senzorů s Hallovým efektem namontovaných v opačných směrech může deska IS200EMCSG1A detekovat proud tekoucí sběrnicí v obou směrech. Bez ohledu na směr proudu bude reagovat alespoň jeden senzor, který zajistí úplnou detekci vedení.

3. Redundantní výstupy

Každá deska IS200EMCSG1A poskytuje dva identické logické výstupní signály přes konektory P1A a P1B. Odpovídající piny na těchto dvou konektorech přenášejí identické signály, které fungují jako zálohy pro sebe navzájem. Tato redundantní konstrukce zvyšuje spolehlivost systému; i když jeden konektor nebo kabel selže, druhý zůstane funkční.

4. Rozhraní s EHPA

Deska IS200EMCSG1A je napájena a komunikuje s deskou EHPA prostřednictvím 4pinových stíněných kabelů:

• Napájení: EHPA poskytuje napájení +12 V DC (±10 %), maximální spotřeba energie 0,3 W.

• Přenos signálu: Signály detekce vedení jsou posílány zpět do EHPA přes stejný kabel.

• Daisy Chain Connection: Jeden kabel spojuje EHPA s prvním EMCS pro danou fázi. Další 4kolíkový stíněný kabel řetězí z tohoto EMCS do EMCS pro druhou větev SCR stejné fáze.

5. Indikace stavu na EHPA

Ačkoli samotná deska EMCS nemá žádné indikátory LED, deska EHPA obsahuje tři diody LED na fázi, které indikují pracovní stav desek EMCS pro danou fázi. Když je ve fázi detekován proud, rozsvítí se příslušná LED, což pracovníkům v terénu umožňuje rychle posoudit stav vedení.

6. Koncentrace toku

Ocelové kroužky s mezerami připevněné k desce koncentrují magnetický tok produkovaný sběrnicí, což umožňuje senzorům Hallova jevu detekovat proud citlivěji. Mezera v kroužcích zajišťuje efektivní koncentraci toku a zároveň zabraňuje vytvoření uzavřeného magnetického obvodu.

---

III. Systémové aplikace

1. Aplikace v systému řízení buzení EX2100

IS200EMCSG1A je kritická senzorová deska pro detekci stavu vedení SCR v systému řízení buzení EX2100. Mezi jeho role v systému patří:

• Detekce stavu vedení: Detekce vedení proudu v každé větvi můstku SCR v reálném čase, která určuje, zda SCR správně spouští.

• Diagnostika poruch: Informace o vedení jsou přenášeny prostřednictvím EHPA a EMIO do řídicího systému pro diagnostiku a ochranu SCR.

• Redundantní zpětná vazba: Každý EMCS poskytuje dva identické výstupní signály, což zajišťuje spolehlivý přenos informací o vedení, i když jedna signálová cesta selže.

• Monitorování systému: LED indikátory na desce EHPA poskytují pracovníkům v terénu indikaci stavu vedení.

2. Koordinace s EHPA a EMIO

Deska IS200EMCSG1A úzce spolupracuje s EHPA a EMIO v rámci systému:

• EHPA Power and Signal Conditioning: EHPA dodává energii do EMCS a filtruje výstupní signály z EMCS před odesláním zpracovaných informací do EMIO.

• Indikace stavu EHPA: EHPA obsahuje LED diody na fázi; když je v této fázi detekován proud, LED se rozsvítí, což usnadňuje rychlé posouzení na místě.

• Získávání signálu EMIO: EMIO přijímá informace o vedení od EHPA pro použití řídicím systémem.

3. Způsob připojení řetězu

Desky EMCS pro každou fázi jsou zapojeny v řetězové konfiguraci:

• EHPA se připojuje pomocí jednoho 4kolíkového stíněného kabelu k EMCS pro první větev SCR fáze (např. EMCS pro kladnou větev SCR1 fáze A).

• Že EMCS se připojuje přes svůj P1B konektor a další 4kolíkový stíněný kabel k EMCS pro druhou větev SCR stejné fáze (např. EMCS pro zápornou větev SCR4 fáze A).

• EHPA tak získává vodivostní informace pro obě větve SCR této fáze pomocí dvou kabelů.

4. Typické aplikační scénáře

• Monitorování vedení SCR pro velké budicí systémy synchronních generátorů

• Diagnostika poruch budicích agregátů generátoru parní turbíny

• Ochrana pro budicí systémy hydroturbinových generátorů

• Monitorování pro budicí systémy plynových turbín

• Modernizace a modernizace průmyslových budicích systémů

  
  

---

IV. Podrobný popis rozhraní

1. Konektory P1A a P1B

Deska IS200EMCSG1A obsahuje dva 6pinové konektory, P1A a P1B. Tyto konektory mají identické přiřazení pinů a poskytují redundantní výstupy. Přiřazení pinů je následující:

Poznámka:

• P1A se obvykle používá pro připojení k EHPA nebo předchozímu EMCS.

• P1B se obvykle používá pro připojení k dalšímu EMCS (daisy chain).

• Oba piny 2 a 5 na každém konektoru poskytují stejný logický výstup; buď lze použít, nebo lze pro redundanci použít oba.

2. Ocelové kroužky a snímače s Hallovým jevem

Deska IS200EMCSG1A má připevněné ocelové kroužky s mezerou. Autobusová linka prochází těmito kruhy. Když proud protéká sběrnicí, kroužky koncentrují magnetický tok, což umožňuje senzorům Hallova efektu namontovaným v mezerách kroužků jej spolehlivě detekovat. Dva senzory jsou namontovány v opačných směrech, což zajišťuje, že bez ohledu na směr proudu jej může detekovat alespoň jeden senzor.

3. Výkon a tok signálu

• Tok energie: EHPA → Kabel → P1A (Kolík 1) → Vnitřní obvod EMCS → P1B (Kolík 1) → Další EMCS

• Tok signálu: Senzory s Hallovým efektem → Vnitřní obvod EMCS → P1A (Kolík 2/5) → Kabel → EHPA

  
  

---

V. Instalace a výměna

1. Místo montáže

Deska IS200EMCSG1A je namontována uvnitř skříně modulu Power Converter Module (PCM). EMCS pro každý SCR je umístěn nad jeho přidruženým chladičem SCR v blízkosti přední části skříně. Pozice pro každou fázi jsou následující:

• Pozitivní noha fáze A (SCR #1): Levá horní část

• Záporná větev fáze A (SCR #4): Vpravo nahoře

• Další fáze následují podobně.

2. Postup výměny

Důležitá bezpečnostní upozornění:

• Deska EMCS je umístěna ve vysokonapěťovém obvodu. Před výměnou musí být vypnuto napájení budícího systému (pro online opravu se ujistěte, že dotčený PCM je odpojen od napájení podle postupů online opravy).

• Řiďte se úplnými postupy pro odpojení napájení uvedenými v Instalační a spouštěcí příručce (GEH-6631). Dodržujte všechny místní postupy uzamčení/označení. Počkejte, než se kondenzátory vybijí.

• Než se dotknete obvodů, použijte bezpečnostní testovací zařízení určené pro vysoké napětí, abyste ověřili, že jsou bez napětí.

• Při manipulaci s deskou dodržujte opatření týkající se ESD (Elektrostatický výboj). Noste uzemňovací pásek a uložte desku do antistatických sáčků.

Kroky výměny:

1. Ověřte vypnutí: Ujistěte se, že budicí systém nebo dotčený PCM jsou zcela bez napětí.

2. Otevřít dvířka skříně: Otevřete dvířka skříně PCM. Pomocí vysokonapěťového testovacího zařízení ověřte, zda jsou obvody bez napětí.

3. Odstraňte ochranné kryty: Odstraňte Glastic pás a štít LEXAN®, abyste získali přístup k desce EMCS, která má být vyměněna.

4. Odebrat autobusovou sekci:

• Odstraňte tři 5/16palcové šrouby spojující malý díl sběrnice ve tvaru L s chladičem a tři 5/16palcové šrouby spojující jej s dílem sběrnice, který prochází magnetickými kroužky snímače vedení. Odstraňte část sběrnice ve tvaru L.

5. Odpojit kabely:

• Ověřte, zda jsou kabely označeny správným názvem konektoru (jak je vyznačeno na desce), aby bylo možné je snadno znovu připojit.

• Stiskněte a vytáhněte konektory kabelu P1A a P1B (pokud jsou k dispozici) z desky.

6. Odebrat sestavu EMCS:

• Odšroubujte šrouby, které drží sestavu EMCS k boční stěně PCM.

• Opatrně vysuňte sestavu dopředu a ven ze skříně.

7. Samostatná deska:

• Odstraňte čtyři šrouby, které drží desku EMCS a magnetické kroužky k plastové montážní konzole.

• Vyjměte desku z držáku.

8. Instalace nové desky:

• Nasměrujte novou desku EMCS stejně jako původní a zajistěte ji magnetickými kroužky k plastové montážní konzole pomocí čtyř šroubů.

• Buďte opatrní, abyste nepoškodili senzorová zařízení na EMCS.

• Před utažením šroubů přidržte magnetické kroužky tak, abyste minimalizovali mezeru u snímačů.

9. Montáž sestavy:

• Zasuňte sestavu zpět do skříně a namontujte ji na místo.

• Ujistěte se, že se magnetické kroužky nedotýkají žádné odkryté sběrnice a že izolační hadička přes sběrnici je správně umístěna, aby kroužky chránila.

10. Znovu připojte kabely: Znovu připojte kabely P1A a P1B odpojené v kroku 5.

11. Instalace části sběrnice:

• Nainstalujte díl sběrnice ve tvaru L odstraněný v kroku 4.

• Šest 5/16 palcových šroubů musí být utaženo na 115 palcových liber.

12. Obnovení ochranných krytů: Nainstalujte díly LEXAN a Glastic odstraněné v kroku 3.

13. Obnovení napájení: Zavřete dvířka skříně PCM, obnovte napájení podle postupu a otestujte provoz.

---