GE IS200GGXIG1A Expander Load/Source Board

IS200GGXIG1A je základní deska pro izolaci a distribuci signálu navržená společností General Electric (GE) Industrial Systems pro vysokonapěťový měnič frekvence Innovation Series™. Jako Expander Load/Source Board (GGXI) IS200GGXIG1A vytváří úplnou bezpečnostní izolační bariéru mezi vysokonapěťovým napájecím můstkem a stojanem desky Innovation Series™, přičemž současně provádí několik kritických úkolů, včetně konverze řídicího signálu brány, úpravy a agregace signálu zpětné vazby a monitorování stavu systému. Tato deska pracuje v úzké koordinaci s řídicí deskou můstkového rozhraní IS200BICI a deskou můstkového napájecího rozhraní IS200BPII a společně tvoří kompletní distribuované řídicí spojení až pro 12 integrovaných hradlových komutovaných tyristorů (IGCT).

Deska IS200GGXIG1A je instalována v oblasti rozvaděče poblíž napájecího můstku, v sousedství desky DS200GDPA Gate Driver Power Assembly Board (GDPA). Vyměňuje si hradlové povely a stavové informace s deskou BPII prostřednictvím diferenciálních signálů RS-422, posílá upravené signály zpětné vazby napětí a proudu do BICI desky přes konektor JFBK a přímo se připojuje k modulům hradlových budičů IGCT prostřednictvím 12 párů optických transceiverů. Tato víceúrovňová architektura multimediálního rozhraní zajišťuje vysokonapěťovou izolaci a odolnost proti šumu a zároveň umožňuje spolehlivý obousměrný přenos řídicích příkazů a zpětnovazebních signálů.

Umístění systému a integrace architektury

V rámci řídicí hierarchie pohonného systému Innovation Series™ je IS200GGXIG1A umístěn mezi skupinou řídicích desek BICI/BPII a napájecím můstkem a slouží jako rozbočovač na straně pole celé sítě ovládání brány a signálové zpětné vazby. Jeho hlavní vztahy rozhraní jsou následující:

• Uplink to BICI Board : Přes 44kolíkový konektor JFBK odesílá signály proudové zpětné vazby z třífázových aktivních proudových transformátorů (LEM), napěťové zpětnovazební signály zeslabené deskou NATO pro různé uzly, identifikační signály desky a signály pro kontrolu připojení kabelů do desky BICI.

• Uplink to BPII Board : Prostřednictvím 68pinového konektoru JGATE přijímá 12 kanálů povelových signálů brány RS-422 z desky BPII a posílá zpět 12 kanálů signálů stavu brány RS-422 na desku BPII. Hlásí také různé stavové informace, včetně stavu napájení GDPA, stavu napájení P5, stavu řídicího napájení 115 V, stavu pojistky, detekce kabelu desky NATO na místě a kontroly připojení kabelu BICI-GGXI-BPII.

• Downlink k IGCT : Prostřednictvím 12 párů optických konektorů transceiveru (FO01 až FO12) převádí hradlové příkazy na optické signály zasílané do modulů hradlového ovladače IGCT a přijímá optické zpětnovazební signály stavu hradla IGCT.

• Napájecí vstup : Přijímá 27 kHz, 48 V AC obdélníkové napájení z desky GDPA prostřednictvím čtyř konektorů J1 až J4, přičemž každý vstup také přenáší stavový signál CVOK desky GDPA.

• Vstup napěťové zpětné vazby : Přijímá zeslabené napěťové signály z desky IS200NATO Voltage Feedback Scaling Board přes dva 20kolíkové konektory, J15 a J16.

• Výstup proudové zpětné vazby : Poskytuje ±24 V DC napájení třífázových aktivních proudových transformátorů prostřednictvím konektorů J10, J11 a J12 a přijímá jejich zpětnovazební signály ±5 V DC.

Podrobné základní funkce

1. Převod signálu RS-422 na bránu z optických vláken

Jednou ze základních funkcí IS200GGXIG1A je konvertovat 12 kanálů povelových signálů diferenciálního hradla RS-422 (TX N/TX P) přijatých z desky BPII přes konektor JGATE na signály z optických vláken, které rozsvítí odpovídající IGCT ('Light ON' označuje povel k požáru). Současně jsou přijímány signály zpětné vazby stavu optických vláken z modulů ovladače brány IGCT ('Svítit svítí' znamená, že IGCT je v pořádku) a převáděny zpět na diferenciální elektrické signály RS-422 (RX N/RX P), které jsou odesílány zpět na desku BPII přes konektor JGATE. Každý signál brány odpovídá dvojici optických konektorů transceiveru, přičemž vysílač (TX) je šedý a přijímač (RX) je modrý; toto jasné barevné rozlišení usnadňuje identifikaci a údržbu na místě.

2. Příjem a distribuce signálu zpětné vazby

IS200GGXIG1A přijímá více kanálů tlumených napěťových signálů z desky NATO prostřednictvím dvou 20pinových konektorů (J15 a J16). J15 přenáší napěťové signály uzlů ramen můstku vzhledem k neutrálu: napětí fáze A (VA), napětí fáze B (VB), napětí fáze C (VC), kladné napětí sběrnice (VP), záporné napětí sběrnice (VN) a signál kontroly kabelu na místě desky NATO č. 1. J16 přenáší napěťové signály kondenzátorové sběrnice: kladné napětí sběrnice kondenzátoru (VPB), záporné napětí sběrnice kondenzátoru (VNB), nulové napětí sběrnice (VO), signály indikátoru kladného a záporného napětí sběrnice (VPCAP, VNCAP) a signál kontroly kabelu desky NATO č. 2 na místě. Všechny signály mají amplitudu 10 V peak, vztaženou k místnímu společnému (LCOM) a jsou odesílány do desky BICI přes konektor JFBK.

3. Rozhraní aktivního transformátoru proudu

IS200GGXIG1A poskytuje kompletní napájení a kanál příjmu signálu pro třífázové aktivní transformátory proudu (LEM). Prostřednictvím tří konektorů – J10 (Fáze A), J11 (Fáze B) a J12 (Fáze C) – každá fáze vydává napájení ±24 V DC (přesnost ±10 %, maximum 0,6 A) a současně přijímá signály proudové zpětné vazby ±5 V DC, 0,5 A rms. Upravené třífázové proudové signály (LEMA, LEMB, LEMC) jsou odesílány do desky BICI přes konektor JFBK pro použití proudovým regulátorem a ochrannými funkcemi. Testovací body TP4, TP5 a TP6 na desce umožňují měření škálovaných třífázových proudových signálů.

4. Monitorování stavu systému a indikace LED

Deska IS200GGXIG1A integruje komplexní funkce monitorování stavu systému a je vybavena devíti LED indikátory, které poskytují intuitivní zobrazení stavu:

Dvě červené LED diody, DS17 a DS18, poskytují důležité bezpečnostní varování: zůstanou svítit, když zbytkové napětí na kondenzátorech stejnosměrné sběrnice překročí 100 V a upozorní personál údržby na nebezpečí vysokého napětí.

5. Návrh izolace a uzemnění

IS200GGXIG1A využívá vícevrstvou izolační techniku ​​pro zajištění vysokonapěťové bezpečnosti: optovláknová rozhraní poskytují vysokonapěťovou izolaci, optoizolátory se používají pro přenos stavového signálu, je použit izolovaný snímač pojistkového spínače, je přítomen elektricky izolovaný identifikační čip desky, izolované napájecí zdroje napájejí desku a jsou použity aktivní stínění transformátoru.

Deska obsahuje devět zemnících konektorů (E1 až E9) pro podporu flexibilních konfigurací uzemnění. V provedení se rozlišují dva typy společných obvodů: LCOM (Local Common) se používá pro 'tiché' obvody, jako jsou analogové obvody, sloužící jako centrální bod pro napájení proudových transformátorů a referenční svorka pro napěťové a proudové zátěžové odpory snímačů; DCOM (Digital Common) se používá pro 'šumové' obvody, jako jsou digitální obvody. Na desce GGXI neexistuje přímé spojení mezi DCOM a kostrou; připojení existuje pouze přes desku BPII. Tato konstrukce účinně zabraňuje rušení zemní smyčky.

Doporučená typická konfigurace uzemnění je: připojte bodec CHASSIS k uzemnění panelu, připojte bodec LCOM ke konektoru CHASSIS a připojte bodec DCOM ke kolíku DCOMY (DCOMY/DCOMW jsou rozšířené zemnící roviny přes kabely JFBK/JGATE).

6. Identifikace elektronické desky a kontrola kabelů

IS200GGXIG1A obsahuje integrovaný izolovaný sériový ID čip a jeho síť identifikačního signálu desky (BRDID) prochází přes konektory PFBK desky BICI. Aby bylo zajištěno, že kabely desky GGXI jsou správně připojeny a nekříží se, systém používá vyhrazený pár vodičů v kabelu PFBK/JFBK a kabelu JGATE. Proud prochází těmito vyhrazenými páry v opačných směrech, aby se ověřilo, že směr kabelu pro první a druhou desku GGXI je správný. Výsledek detekce je vrácen zpět na desku BICI deskou BPII přes backplane, čímž se dosáhne automatického ověření integrity a správnosti kabelového připojení.

Zdroje testovacího bodu

IS200GGXIG1A poskytuje 14 uživatelských testovacích bodů, které usnadňují uvedení do provozu na místě a diagnostiku chyb:

Shrnutí rozhraní konektoru

Instalace a bezpečnostní opatření

IS200GGXIG1A je zajištěn 7 šrouby na čtyřech plastových distancích (horní a střední umístění) a třech kovových distancích (spodní umístění, používané s hvězdicovými podložkami). Hvězdicové podložky musí být spárovány s kovovými distančními prvky a usazeny proti kovovým povrchům, nikoli proti plastovým distančním prvkům. Kovové distanční prvky a hvězdicové podložky společně tvoří ochranný obvod, který odvádí jakékoli náhodné vysoké napětí na zem. Při výměně desky musí být odpojeno veškeré napájení a musí být dodrženy postupy uzamčení/označení. Při manipulaci je nutné nosit antistatický pásek na zápěstí a náhradní desky skladovat v antistatických obalech.