Primární vypínací deska GE IS200TRPAH2A aeroderivační turbíny

IS200TRPAH2A je primární vypínací deska aeroderivativní turbíny navržená společností General Electric (GE) pro její řídicí systém Mark VIe™. Tato deska je verzí v rámci série TRPA speciálně pro jmenovité hodnoty výstupního kontaktu 125 V stejnosměrného proudu, primárně používané pro systémy nouzové ochrany v aeroderivačních plynových turbínách, poskytující ochranu proti překročení rychlosti, nouzové zastavení a funkce ovládání vypnutí.

Deska IS200TRPAH2A může pracovat se třemi I/O packy a vytvořit tak ochranný systém Triple Modular Redundant (TMR). Deska obsahuje několik vstupních a výstupních kanálů, včetně vstupů pro snímání rychlosti, vstupů detekce napětí, vstupu nouzového zastavení E-Stop a výstupů volených vypínacích kontaktů TMR. Propojky umožňují flexibilní konfiguraci distribuce vstupního signálu rychlosti tak, aby vyhovovala různým požadavkům systému.

Mezi klíčové vlastnosti IS200TRPAH2A patří:

• Určeno pro aeroderivační turbíny: Vhodné pro nouzové ochranné systémy v aeroderivačních plynových turbínách.

• Podpora Triple Modular Redundant (TMR): Pracuje se třemi I/O packy pro dosažení vysoce spolehlivého řízení ochrany.

• Výstupní kontakty 125 V DC: Vypínací kontakty dimenzované na 125 V DC, vhodné pro standardní průmyslová řídicí napětí.

• Vícerychlostní vstupy: Podporuje 12 pasivních magnetických snímačů rychlosti nebo 6 aktivních TTL snímačů rychlosti.

• Vstupy detekce napětí: 4 izolované obvody detekce napětí pro monitorování stavu napětí ve vypínacím řetězci.

• Vstup nouzového zastavení E-Stop: 1 vstup nouzového zastavení zabezpečený proti selhání, 24-125 V DC, s dobou odezvy hardwaru <5 ms.

• Rychlá odezva vypnutí: Doba odezvy obvodu nouzového zastavení <5 ms plus doba odezvy vypínacího relé <1 ms, což má za následek extrémně rychlou celkovou odezvu.

• Detekce zkratu: Vestavěný obvod detekce zkratu kontaktu relé pro zajištění spolehlivosti vypnutí.

• Konfigurovatelné rychlostní vstupy: Propojky JP1 a JP2 umožňují výběr způsobu distribuce vstupního signálu rychlosti.

• Identifikace ID čipu: Konektory obsahují ID čipy pouze pro čtení, které ukládají informace o desce pro ověření pomocí I/O sad.

Deska měří 33,0 cm na výšku × 17,8 cm na šířku, využívá technologii povrchové montáže a je vhodná pro instalaci do průmyslového rozvaděče.

---

II. Hlavní funkce

Mezi primární funkce IS200TRPAH2A patří, ale nejsou omezeny na, následující:

1. Vstup signálu rychlosti

Deska IS200TRPAH2A nabízí několik možností konfigurace vstupu rychlosti:

• 12 pasivních magnetických snímačů rychlosti: 4 na TMR sekci (R, S, T) pro měření rychlosti turbíny.

• 6 aktivních snímačů rychlosti TTL: alternativně 2 na sekci TMR.

Propojky JP1 a JP2 konfigurují rozložení rychlosti vstupu:

• Každý I/O pack přijímá vyhrazené 4 rychlostní vstupy.

• 4 rychlostní vstupy ze sekce R jsou vějířovitě rozmístěny do I/O jednotek sekce S a T.

Citlivost rychlostního vstupu je frekvenčně závislá: minimálně 24 mV pp při 2 Hz, minimálně 276 mV pp při 20 kHz. Rozsah tepové frekvence je 2 Hz až 20 kHz s přesností 0,05 % čtení.

2. Volené vypínací kontaktní výstupy TMR

IS200TRPAH2A poskytuje dva volené výstupy vypínacího kontaktu TMR pro řízení cívky hlavního vypínače. Každý vypínací kontakt se skládá ze 6 nezávislých zařízení Form A uspořádaných do vzoru hlasování. Jakékoli dva kontroloři hlasující pro uzavření vytvoří vodicí cestu.

Hodnocení kontaktu (verze H2A):

• Jmenovité napětí: 125 V ss

• Odporové zatížení: 1 A DC

• Indukční zátěž (L/R = 7 ms, bez potlačení): 1 ​​A ss

• Indukční zátěž (L/R = 100 ms, s potlačením): 1 A ss

• Omezení kleští aktivního napětí: Max. napětí ≤200 V ss

• Hodnocení kontaktu: NEMA Třída F, minimální počet operací: 100 000

Důležité poznámky:

• Kontaktní výstupy jsou citlivé na polaritu. Zapojte obvod opatrně, aby nedošlo k poškození relé.

• Neexistuje žádný kontakt nebo potlačení elektromagnetu. Uživatelé musí přidat externí potlačení solenoidu, aby nedošlo k poškození relé a jejich kontaktů.

3. Vstupy detekce napětí

IS200TRPAH2A poskytuje 4 univerzální izolované napěťové senzorové vstupy. Ty lze použít k monitorování libovolných bodů ve vypínacím systému a dodávání stavu napětí do řídicí jednotky systému. Typické aplikace zahrnují monitorování napájecího napětí dvou vypínacích řetězců a snímání napětí elektromagnetu zařízení řízeného relé.

Specifikace vstupu detekce napětí:

• Min/Max Jmenovité vstupní napětí: 16/140 V DC max. pk

• Maximální svodový proud: 3 mA

• Maximální zpoždění detekce: 60 ms

• Izolační napětí: Opticky izolované, 2500 V rms po dobu jedné minuty

• Přepětí/špičkové hodnocení: 1000 V pk po dobu 8,3 ms

4. Vstup nouzového zastavení E-Stop

IS200TRPAH2A obsahuje funkci E-Stop, která se skládá z opticky izolovaného vstupního obvodu určeného pro stejnosměrný vstup v rozsahu jmenovitého napětí 24 až 125 V. Když je obvod pod napětím, umožňuje napájení cívky v reléových obvodech R, S a T prostřednictvím nezávislých hardwarových cest.

Specifikace vstupu E-Stop:

• Vstupní napětí: 24-125 V DC ±10 % (18/140 V pk Min/Max)

• Maximální zatížení: 12 mA (typicky 5 mA)

• Maximální zpoždění: 5 ms (<1 ms typicky)

Důležité vlastnosti:

• Doba odezvy obvodu nouzového zastavení je <5 ms. Připočteno k době odezvy vypínacího relé < 1 ms, to poskytuje velmi rychlou odezvu nouzového zastavení.

• E-Stop je monitorován I/O packem, ale akce k odstranění napájení cívky vypínacího relé je zcela v hardwaru TRPA.

• Signál E-Stop hlášený v ToolboxST je zablokován firmwarem a k vymazání tohoto stavu potřebuje hlavní reset.

• E-Stop musí být připojen ke zdroji ČISTÝ stejnosměrný proud – bateriový nebo filtrovaný (<5% zvlnění) usměrněný střídavý proud.

• Pro správnou funkci musí být na vstupech TRP minimálně 18 V DC. Požadovaný proud byl udržován nízký, aby se minimalizoval pokles napětí na dlouhých kabelech.

5. Detekce zkratovaného kontaktu

Pro zachování spolehlivosti vypínání používá IS200TRPAH2A snímací obvod na každou sadu relé. Když relé obdrží povel k rozepnutí a na relé je přítomno napětí, obvod detekuje, zda je jedno nebo více relé zkratováno. Tento signál jde do I/O packu, aby vytvořil alarm. Snímací obvod používá reléové povely ze všech tří I/O sad, aby se zabránilo falešné indikaci, pokud jedna I/O sada hlasuje pro uzavření, zatímco ostatní dvě hlasují pro otevření.

6. Konfigurace Fanout vstupu rychlosti

Propojky JP1 a JP2 konfigurují, zda jsou 4 pasivní rychlostní vstupy ze sekce R rozloženy do I/O sad sekce S a T:

• Nepoužité propojky (uložené v pozici STORE): Každá sada 4 pulzních vstupů jde do své vlastní vyhrazené I/O sady.

• Použité propojky (umístěné přes páry kolíků): Vstupy rychlosti sekce 4 R jsou rozmístěny do všech I/O sad. Vstupní svorky pro rychlost sekce S a T se nespojí a neměly by se používat.

  
  

---

III. Systémové aplikace

1. Aplikace v systémech ochrany aeroderivačních turbín

IS200TRPAH2A je základní svorkovnice pro systémy ochrany aeroderivačních plynových turbín. Ve spolupráci se třemi I/O packy (PTUR nebo YTUR) tvoří systém nouzové ochrany Triple Modular Redundant (TMR). Mezi jeho role v systému patří:

• Ochrana proti překročení rychlosti: Monitoruje rychlost turbíny pomocí snímačů rychlosti a spouští vypnutí, když rychlost překročí nastavené hodnoty.

• Nouzové zastavení: Přijímá externí signály nouzového zastavení přes vstup nouzového zastavení, rychle napájí vypínací relé.

• Trip Control: Pohání hlavní jistič přes volené kontaktní výstupy TMR pro provedení nouzového vypnutí.

• Sledování stavu: Monitoruje napájecí napětí a napětí elektromagnetu ve vypínacím řetězci prostřednictvím vstupů detekce napětí.

• Diagnostika poruch: Monitoruje stav kontaktu relé pomocí obvodů pro detekci zkratu a okamžitě identifikuje poruchy.

2. Rozdíly od verze H1A

Hlavním rozdílem mezi IS200TRPAH2A a verzí H1A je hodnocení výstupního kontaktu:

Verze H2A je vhodná pro průmyslové aplikace vyžadující řídicí napětí 125 V DC, zatímco verze H1A je pro systémy 24 V DC.

3. Verze s certifikací bezpečnosti

Dokument zmiňuje verze IS200TRPAS1A a IS200TRPAS2A, které mají bezpečnostní certifikaci IEC 61508 pro použití s ​​YTUR. IS200TRPAH2A je standardní průmyslová verze, která není uvedena jako bezpečnostní certifikovaná, ale je funkčně kompatibilní s bezpečnostními verzemi.

4. Typické aplikační scénáře

• Aeroderivative Gas Turbines: Nouzová ochrana pro LM řady a další aeroderivativní plynové turbíny.

• Průmyslové plynové turbíny: Vhodné pro průmyslové plynové turbíny vyžadující řídicí napětí 125 V DC.

• Ochrana generátoru: Slouží jako vypínací rozhraní pro hlavní ochranné systémy generátoru.

• Ochrana kompresoru: Používá se pro ochranu proti překročení rychlosti a nouzové zastavení u velkých průmyslových kompresorů.

  
  

---

IV. Podrobný popis rozhraní

1. Přidělení terminálového bloku

Každá svorkovnice pojme až dva vodiče #12 AWG a je zásuvná pro snadné zapojení a údržbu na místě. Lišta zakončení stínění připojená k uzemnění šasi je umístěna bezprostředně nalevo od každé svorkovnice.

2. Konfigurace propojky

3. Přiřazení pinů konektoru

pinu Popis	signálu	Název
1-2	VSEN1_A/B	Vstup detekce napětí 1
3-4	VSEN2_A/B	Vstup detekce napětí 2
5-6	VSEN3_A/B	Vstup detekce napětí 3
7-8	VSEN4_A/B	Vstup detekce napětí 4
9	K1DCN	Vypínací relé 1 záporné
10	K1DCP	Vypínací relé 1 pozitivní
13	K2DCN	Trip Relay 2 Negativní
14	K2DCP	Vypínací relé 2 pozitivní
15	E-TRP	Vstup E-Stop
16	E-TRPR	E-Stop Návrat
17	P24O	24 V výstup (pro napájení E-Stop)
18	P24R	Zpět na 24 V
19-20	TTL2_T/TTL1_T	Sekce T Vstupy rychlosti TTL
21-22	TTL2_S/TTL1_S	Vstupy rychlosti TTL sekce S
23-24	TTL2_R/TTL1_R	Vstupy rychlosti TTL sekce R
25-26	PR1_TH/PR1_TL	Pasivní rychlostní vstup sekce T 1
27-28	PR2_TH/PR2_TL	Pasivní rychlostní vstup sekce T 2
29-30	PR3_TH/PR3_TL	Pasivní rychlostní vstup sekce T 3
31-32	PR4_TH/PR4_TL	Pasivní rychlostní vstup sekce T 4
33-34	PR1_SH/PR1_SL	Pasivní rychlostní vstup sekce S 1
35-36	PR2_SH/PR2_SL	Pasivní rychlostní vstup sekce S 2
37-38	PR3_SH/PR3_SL	Pasivní rychlostní vstup sekce S 3
39-40	PR4_SH/PR4_SL	Pasivní rychlostní vstup sekce S 4
41-42	PR1_RH/PR1_RL	Pasivní rychlostní vstup sekce R 1
43-44	PR2_RH/PR2_RL	Pasivní rychlostní vstup sekce R 2
45-46	PR3_RH/PR3_RL	Pasivní rychlostní vstup sekce R 3
47-48	PR4_RH/PR4_RL	Pasivní rychlostní vstup sekce R 4

---

V. Provozní zásady

1. Návrh systému

Deska IS200TRPAH2A má dva způsoby použití:

• Používá se s TTUR: Pokud je svorkovnice TTUR použita k umístění tří I/O sad, lze TRPA připojit pomocí tří kabelů s DC-37 pin konektory na každém konci. V tomto režimu TRPA poskytuje dva kontaktně volené vypínací reléové výstupy, E-Stop a čtyři napěťové senzory. Rychlostní vstupy TRPA nejsou aktivní a neměly by být připojeny.

• Přímo namontované I/O sady: Přímo na TRPA jsou namontovány tři I/O sady. V tomto režimu se rychlostní vstupy TRPA stanou aktivními cestami do I/O sady, což umožňuje řešení primárního vypnutí jedné svorkovnice. Simplexní provoz není možný.

2. Princip činnosti vypínacího relé

Vypínací relé jsou vyrobena pomocí sad šesti jednotlivých zařízení Form A uspořádaných do hlasovacího vzoru. Jakékoli dva ovladače, které hlasují pro uzavření, vytvoří vodicí cestu přes sadu. Pro detekci zkratovaných relé je ke každé sadě relé připojen snímací obvod. Když relé obdrží povel k rozepnutí a na relé je přítomno napětí, obvod detekuje, zda je jedno nebo více relé zkratováno. Tento signál jde do I/O packu, aby vytvořil alarm.

3. Princip činnosti E-Stop

Funkce E-Stop se skládá z opticky izolovaného vstupního obvodu. Když je obvod pod napětím, umožňuje napájení cívky v reléových obvodech R, S a T prostřednictvím nezávislých hardwarových cest. E-Stop je monitorován I/O packem, ale odstranění napájení cívky vypínacího relé je zcela v hardwaru TRPA, což zajišťuje extrémně rychlou odezvu a vysokou spolehlivost.

Důležité poznámky:

• Signál E-Stop hlášený v ToolboxST je zablokován firmwarem a k vymazání tohoto stavu potřebuje hlavní reset. True znamená dokončený obvod nouzového zastavení. False označuje ztrátu nouzového zastavení od posledního hlavního resetu, nikoli aktuální stav obvodu nouzového zastavení.

• Pokud uživatel nepotřebuje nebo nepoužívá E-Stop, pak propojte místní napájecí zdroj TRP (P240 a P24R) na příslušné vstupy TRP na svorkovnici.

  
  

---

VI. Diagnostika a konfigurace

1. Diagnostické funkce

IS200TRPAH2A provádí následující diagnostické testy prostřednictvím I/O sad:

Diagnostické signály lze individuálně zablokovat a resetovat pomocí signálu RESET_DIA po návratu do normálu.

2. Metoda konfigurace

Konfigurace IS200TRPAH2A se primárně provádí pomocí propojek JP1 a JP2 pro výběr způsobu rozvětvení vstupu rychlosti. Ostatní konfigurace jsou dokončeny pomocí I/O balíčků a softwaru ToolboxST.

---

VII. Instalace a údržba

1. Bezpečnostní opatření při instalaci

• Upozornění pro aplikace 240 V AC: V aplikacích s 240 V AC nechtěně nepropojujte 240 V AC a DC napětí. Špičkové napětí překročí jmenovitou hodnotu Transorb, což povede k poruše.

• Aplikace 120 V AC: V aplikacích 120 V AC může jmenovitý výkon Transorb odolat špičkovému napětí, aniž by způsobil poruchu.

• Zapojení E-Stop: E-Stop musí být připojen k čistému stejnosměrnému zdroji. Používejte kroucenou dvojlinku a vyhněte se provozu se střídavým vedením.

• Polarita kontaktního výstupu: Kontaktní výstupy jsou citlivé na polaritu. Zapojte obvod opatrně, aby nedošlo k poškození relé.

2. Doporučení pro údržbu

• Pravidelná kontrola: Zkontrolujte, zda jsou svorkovnice pevně zasunuty a zda nejsou uvolněné vodiče.

• Čištění: Pravidelně čistěte desku, abyste zabránili hromadění prachu.

• Ochrana ESD: Při manipulaci s deskou noste zemnící pásek a uložte jej do antistatických sáčků.

• Správa náhradních dílů: Udržujte náhradní desku TRPAH2A, abyste zkrátili prostoje v případě poruchy.

---