Primární vypínací deska aeroderivační turbíny GE IS200TRPAH2AFD je bezpečnostní svorkovnice používaná v rámci GE Industrial Control Systems pro aplikace ochrany aeroderivačních turbín. Jako člen rodiny desek TRPA poskytuje karta IS200TRPAH2AFD Aeroderivative Turbine Primary Trip Board funkci primárního vypínání pro aeroderivační turbíny, přijímá rychlostní vstupy z pasivních magnetických nebo aktivních zařízení TTL pulzní frekvence, monitoruje napětí vypínacího řetězce, poskytuje vstup nouzového zastavení bezpečného při poruše a přivádí dva výstupy vypínacího kontaktu volené TMR k cívce hlavního vypínače.
IS200TRPAH2AFD Aeroderivative Turbine Primary Trip Board je identifikován konvencí číslování dílů GE používaným v celé produktové řadě Industrial Control Systems. Předpona 'IS200' označuje desku jako produkt GE Industrial Control Systems, přičemž '200' konkrétně označuje, že deska je základní sestava. Zkratka 'TRPA' identifikuje funkční označení desky jako Aeroderivative Turbine Primary Trip Board. Označení 'H2' označuje skupinu hardwaru a variantu jmenovitého výkonu 125 V DC výstupního kontaktu, zatímco přípona 'AFD' označuje kombinaci kresby a funkční revize. Všechny číslice jsou důležité při objednávání nebo výměně jakékoli desky, protože desky různých úrovní revizí nemusí obsahovat identický hardware a společnost GE zajišťuje zpětnou kompatibilitu náhradních desek, přičemž upozorňuje, že různé úrovně revizí nemusí obsahovat identické součásti.
IS200TRPAH2AFD Aeroderivative Turbine Primary Trip Board je verze H2A rodiny TRPA, která poskytuje jmenovité hodnoty výstupních kontaktů 125 V DC. Řada TRPA také zahrnuje verzi H1A s jmenovitými výstupními kontakty 24 V DC a verze s bezpečnostní certifikací S1A a S2A, které mají certifikaci IEC 61508 s YTUR I/O packem. Deska je kompatibilní s řídicím systémem Mark VIe pomocí I/O packu IS220PTUR, ale není kompatibilní s bezpečnostním ovládáním Mark VIeS pomocí IS200YTUR I/O packu, protože verze H1A a H2A nemají bezpečnostní certifikaci. Verze H2A je určena pro aplikace, které vyžadují napětí 125 V DC vypínací cívky a vypínacího řetězce, které jsou běžné u větších instalací aeroderivačních turbín.
Toto představení produktu poskytuje podrobné technické informace, funkční popisy, přiřazení konektorů, konfigurační pokyny a komplexní specifikace pro primární vypínací desku GE IS200TRPAH2AFD Aeroderivative Turbine, která slouží jako základní reference pro inženýry řídicích systémů, techniky údržby a systémové integrátory pracující s průmyslovým řídicím zařízením GE.
Funkční architektura a zpracování signálů
IS200TRPAH2AFD Aeroderivative Turbine Primary Trip Board je postavena na robustní architektuře triple modular redundant (TMR), která poskytuje primární vypínací funkci pro aeroderivativní turbínu. Deska vykonává několik odlišných funkcí, které společně zajišťují spolehlivou a bezpečnou ochranu turbíny, včetně snímání rychlosti, monitorování napětí vypínacího řetězce, ovládání nouzového zastavení a výstupu vypínacího relé voleného TMR.
Deska přijímá dvanáct pasivních zařízení pro pulzní frekvenci, čtyři na R, S a T sekci, snímající ozubené kolo pro měření rychlosti turbíny, nebo alternativně šest aktivních pulzních vstupů, dva na TMR sekci. Tato schopnost měření rychlosti umožňuje desce detekovat podmínky překročení rychlosti a spustit funkci primárního vypnutí, když rychlost turbíny překročí bezpečný provozní limit. Rychlostní vstupy se konfigurují pomocí propojek JP1 a JP2, které volí vějířování snímačů frekvence pulsů sekce R k sadám S a TI/O, což poskytuje flexibilitu v uspořádání zapojení rychlostních vstupů.
Deska poskytuje dva 24 V DC (H1A) nebo 125 V DC (H2A) volené výstupní kontakty TMR k cívce hlavního vypínače pro vypínací cívku. Vypínací relé jsou vyrobena pomocí sad šesti jednotlivých zařízení formy A uspořádaných do vzoru hlasování, takže jakékoli dva ovladače, které hlasují pro uzavření, vytvoří vodicí cestu přes sadu. Protože detekce zkratovaného relé je důležitá pro zachování spolehlivosti vypínání, je na každé ze sad relé použit snímací obvod. Když relé dostanou povel k rozepnutí a na relé je přítomno napětí, obvod detekuje, zda je jedno nebo více relé zkratováno, a tento signál jde do I/O packu, aby vytvořil alarm. Snímací obvod používá reléové příkazy ze všech tří sad, aby se vyhnul falešné indikaci v případě, že jedna I/O sada hlasuje pro uzavření relé, zatímco další dvě I/O sady hlasují pro otevření.
Deska obsahuje čtyři obvody detekce napětí 24–125 V DC pro monitorování vypínacího řetězce. Protože obvod vypínacího řetězce není pevný, jsou na TRPA čtyři univerzální izolované napěťové senzorové vstupy, které lze použít k monitorování libovolných bodů ve vypínacím systému a řízení stavu napětí do systémové řídicí jednotky, kde lze provést akci. Typickým použitím těchto vstupů může být snímání napájecího napětí pro dva vypínací řetězce a snímání napětí elektromagnetu zařízení řízeného relé.
Deska obsahuje jeden 24–125 V DC bezpečný vstup nouzového zastavení pro odpojení napájení od vypínacích relé. Funkce nouzového zastavení se skládá z opticky izolovaného vstupního obvodu určeného pro stejnosměrný vstup v rozsahu jmenovitého napětí 24 V až 125 V. Když je obvod pod napětím, umožňuje napájení cívky v reléových obvodech R, S a T prostřednictvím nezávislých hardwarových cest. Doba odezvy tohoto obvodu je kratší než pět milisekund a v kombinaci s dobou odezvy vypínacích relé kratší než jedna milisekunda to poskytuje velmi rychlou reakci nouzového zastavení. Nouzové zastavení je monitorováno I/O packem, ale akce k odstranění napájení cívky vypínacího relé je zcela v hardwaru TRPA, což poskytuje hardwarovou bezpečnostní funkci, která nezávisí na softwaru.
Návrh systému a provozní režimy
IS200TRPAH2AFD Aeroderivative Turbine Primary Trip Board je navržen pro použití ve dvou různých systémových konfiguracích a poskytuje flexibilitu v architektuře ochrany turbíny.
V první konfiguraci je svorkovnice TTUR použita pro uložení tří I/O sad a svorkovnici TRPA lze připojit pomocí tří kabelů s DC-37 pinovými konektory na každém konci. V tomto provozním režimu TRPA poskytuje dva kontaktově volené výstupy vypínacího relé, nouzové zastavení a čtyři napěťové senzory, zatímco TTUR poskytuje normální sadu funkcí popsaných pro tuto desku, včetně rychlostních vstupů, synchronizačních relé a napěťových zpětných vazeb sběrnice a generátoru. Vstupy rychlosti TRPA nejsou aktivní a neměly by být spojeny s tímto uspořádáním desky, takže funkci měření rychlosti zajišťuje deska TTUR spíše než TRPA.
Ve druhé konfiguraci lze desku TRPA použít se třemi I/O packy namontovanými přímo na ni. V tomto provozním režimu se rychlostní vstupy do TRPA stávají aktivními cestami do I/O sady, což umožňuje řešení primárního vypnutí jedné svorkovnice. Simplexní provoz není v této konfiguraci možný, protože architektura TMR vyžaduje přítomnost všech tří I/O packů, aby funkce hlasování a redundance fungovaly správně.
Rychlostní vstupy primární spouštěcí desky aeroderivativní turbíny IS200TRPAH2AFD poskytují dvě možnosti při použití s I/O packy namontovanými přímo na TRPA. Každý I/O balíček může přijímat vyhrazenou sadu čtyř rychlostních vstupů ze svých příslušných terminálových bodů TRPA, jak je tomu u TTUR. Alternativně mohou být na TRPA umístěny propojky P1 a P2, které převezmou první čtyři rychlostní vstupy, ty pro sadu R, a rozdmýchají je do sad S a T. Když je vybrána tato možnost, body svorkovnice pro rychlostní vstupy S a T se nespojí a neměly by se používat.
Tabulka konfigurace propojek pro připojení rychlostních vstupů definuje několik možných uspořádání. Při zapojení do všech dvanácti pulzních vstupů, PR1_R až PR4_T, jde každá sada čtyř pulzních vstupů do své vlastní vyhrazené I/O sady a propojky nelze použít a musí být umístěny v pozici STORE. Při zapojení do pulzních vstupů TTL, TTL1_R až TTL2_T, jde každá sada dvou pulzních vstupů do své vlastní vyhrazené I/O sady a propojky nelze použít a musí být umístěny v poloze STORE. Při zapojení pouze ke čtyřem spodním pulzním vstupům, PR1_R až PR4_R, bez zapojení k TTL1_R až TTL2_T nebo PR1_S až PR4_T, je stejná sada signálů rozprostřena do všech I/O sad a propojka by měla být umístěna nad páry pinů. Při zapojení do spodních dvou pulzních vstupů, TTL1_R až TTL2_R, nelze signály TTL rozproudit a data bude přijímat pouze RI/O pack, takže propojku nelze použít a musí být umístěna do pozice STORE.
Kontaktní výstupy IS200TRPAH2AFD Aeroderivative Turbine Primary Trip Board jsou citlivé na polaritu, takže obvod musí být zapojen opatrně, aby nedošlo k poškození relé. Na desce není žádný kontakt nebo potlačení solenoidu a uživatel musí přidat externí potlačení solenoidu, aby nedošlo k poškození relé a jejich kontaktů. Kontaktní výstupy desky jsou dimenzovány pro NEMA třídu F s minimálně 100 000 operacemi.
Aby relé fungovalo, musí být vstup nouzového zastavení a vypnutí napájen. Pokud uživatel nepotřebuje nebo nepoužívá nouzové zastavení, pak by měl být místní vypínací zdroj, P24O a P24R, propojen na příslušné vypínací vstupy na svorkovnici. Nouzové zastavení musí být připojeno k čistému stejnosměrnému zdroji, buď baterii nebo filtrovanému usměrněnému střídavému zdroji s méně než 5% zvlněním. Pro správnou funkci musí být na vypínacích vstupech minimálně 18 V DC. Požadovaný proud je udržován na nízké úrovni, aby se minimalizoval pokles na dlouhých kabelech. Vzhledem k tomu, že vypínací vstup je velmi rychlý, méně než 5 milisekund, a kontakty výstupního relé jsou také rychlé, méně než 15 milisekund, měly by být použity osvědčené postupy zapojení, aby se zabránilo nesprávné funkci, pokud je to možné, použijte kabel s kroucenými páry a vyvarujte se provozu se střídavým kabelem.
Signál nouzového zastavení, který je hlášen v nástroji ToolboxST E-Stop Tab, je zablokován firmwarem a k vymazání tohoto stavu potřebuje hlavní reset. Hodnota true znamená dokončený obvod nouzového zastavení, zatímco hodnota false znamená ztrátu nouzového zastavení od posledního hlavního resetu, nikoli aktuální stav obvodu nouzového zastavení.
Instalace a elektroinstalace
Primární vypínací deska aeroderivativní turbíny IS200TRPAH2AFD je navržena pro přímou instalaci a kabeláž v terénu. Snímače tepové frekvence TTL, detekce napětí, nouzové zastavení a relé vypínače jsou připojeny k I/O svorkovnici TB1, zatímco pasivní snímače frekvence impulsů jsou připojeny k TB2. Každý blok je přidržován dvěma šrouby a má 24 svorek pro připojení až #12 AWG vodičů a těsně nalevo od každé svorkovnice je umístěna ukončovací lišta stínění připojená k zemi šasi, která zajišťuje správné stínění a uzemnění polní kabeláže.
V aplikacích se střídavým napětím 240 V je důležité nedopatřením nepropojit 240 V střídavého a stejnosměrného napětí, protože špičkové napětí překročí jmenovitou hodnotu Transorb a povede k poruše. Většina střídavých zdrojů pracuje s uzemněným neutrálem, a pokud dojde k neúmyslnému spojení mezi 125 V DC a AC napětím, součet špičkového AC napětí a 125 V DC je aplikován na Transorb připojený mezi DC a zem. V aplikacích se střídavým napětím 120 V však může jmenovitý výkon Transorb odolat špičkovému napětí, aniž by způsobil poruchu.
Velikost desky je 33,0 cm na výšku a 17,8 cm na šířku (13 palců x 7 palců) a svorkovnice lze z důvodu údržby odpojit od svorkovnice. Deska obsahuje konektor typu DC-62 pro I/O sady a konektory DC-37 s kolíky se západkami pro kabely k JR4, JS4 a JT4 k TTUR, pouze pro vypínací kontakty, nouzové zastavení a obvody snímání napětí.
Diagnostika a detekce poruch
IS200TRPAH2AFD Aeroderivative Turbine Primary Trip Board poskytuje komplexní diagnostické funkce, které pomáhají s ověřováním systému a izolací poruch. Zkontroluje se zpětná vazba od detektoru zkratu kontaktu a pokud dojde k problému s řídicím signálem, měl by se spustit poplach. Zkontroluje se zpětná vazba ze vstupu nouzového zastavení a vypnutí, a pokud dojde k problému se signálem, měla by být vytvořena porucha. Zkontroluje se zpětná vazba od propojek pro vějířování rychlosti snímače, a pokud existuje nesoulad mezi záměrem a skutečnou polohou, měl by být vytvořen alarm.
Pokud některý z těchto signálů přestane fungovat správně, spustí se složený diagnostický alarm a diagnostické signály mohou být jednotlivě zablokovány a poté resetovány signálem RESET_DIA, pokud jsou zdravé. Konektory svorkovnice mají své vlastní ID zařízení, které se dotazuje I/O pack, přičemž ID zařízení je čip pouze pro čtení kódovaný sériovým číslem svorkovnice, typem desky, číslem revize a umístěním zástrčky. Když je čip načten I/O packem a dojde k neshodě, vytvoří se chyba nekompatibility hardwaru, která zabrání tomu, aby systém fungoval s nesprávným nebo neodpovídajícím hardwarem.
Konfigurace
Primární vypínací deska aeroderivativní turbíny IS200TRPAH2AFD je konfigurována pomocí propojek JP1 a JP2, které volí vějířování čtyř pasivních snímačů rychlosti sekce R k I/O sadám sekce S a T. Umístěním propojky nad páry kolíků se čtyři rychlostní vstupy R do dalších dvou sekcí TMR, zatímco ponechání propojek v poloze STORE zachová vyhrazené rychlostní vstupy pro každou sekci. Konfigurace musí být ověřena proti systémovému zapojení a zamýšlenému provoznímu režimu, aby byla zajištěna správná funkce měření rychlosti a funkcí vypnutí.
Vhodnost aplikací a systémová integrace
Primární vypínací deska aeroderivativní turbíny IS200TRPAH2AFD je kritickou součástí systému ochrany aeroderivační turbíny, která poskytuje primární vypínací funkci, která chrání turbínu před překročením rychlosti a jinými nebezpečnými událostmi. Architektura TMR desky se třemi I/O packy a hlasováním na výstupech vypínacího relé poskytuje odolnost proti chybám a vysokou dostupnost požadovanou pro bezpečnostní kritickou ochrannou funkci.
Schopnost desky měřit rychlost s dvanácti pasivními zařízeními pro měření tepové frekvence nebo šesti aktivními TTL vstupy pro měření tepové frekvence umožňuje redundantní měření rychlosti turbíny napříč třemi sekcemi TMR, což zajišťuje, že stav překročení rychlosti je detekován i v případě, že jeden snímač rychlosti selže. Čtyři obvody detekce napětí na desce umožňují monitorování napětí vypínacího řetězce ve více bodech a poskytují diagnostický přehled o stavu vypínacího systému. Hardwarová funkce nouzového zastavení na desce poskytuje rychlý a spolehlivý prostředek k odpojení napájení od vypínacích relé, nezávisle na softwaru a I/O sadách.
V konfiguraci založené na TTUR poskytuje TRPA výstupy vypínacího relé, nouzové zastavení a napěťové senzory, zatímco TTUR poskytuje rychlostní vstupy a funkce synchronizace a napěťové zpětné vazby. V konfiguraci s přímou montáží poskytuje TRPA kompletní řešení primárního vypínání s rychlostními vstupy, výstupy vypínacího relé, nouzového zastavení a napěťových senzorů, které jsou integrovány do jediné svorkovnice.
Kontaktní výstupy desky jsou citlivé na polaritu a uživatel musí přidat externí potlačení solenoidu, aby chránil relé a jejich kontakty. Vstup nouzového zastavení musí být připojen k čistému zdroji stejnosměrného proudu a kabeláž by se měla řídit osvědčenými postupy, aby se zabránilo nesprávné funkci vstupních a výstupních reléových obvodů rychlého vypnutí.
Údržba a životní cyklus
Primární vypínací deska aeroderivativní turbíny IS200TRPAH2AFD je navržena pro dlouhou životnost s minimální údržbou. Deska obsahuje vypínací relé jako jediné pohyblivé části a její robustní konstrukce a technologie povrchové montáže zajišťují vysokou spolehlivost v nepřetržitém průmyslovém provozu. Rutinní údržba spočívá v pravidelné vizuální kontrole desky, svorkovnic a kabeláže, ověření, že napětí vypínacího řetězce je v rámci specifikací, a potvrzení, že svorky stínění jsou správně připojeny.
Diagnostické funkce desky, včetně zpětné vazby detektoru zkratu, vstupní zpětné vazby nouzového zastavení, zpětné vazby můstku pro zvedání otáček a integrovaného ID čipu, zjednodušují odstraňování problémů a zajišťují, že je na každém místě nainstalována správná deska. Pokud detektor zkratu kontaktu identifikuje zkratované relé, spustí se poplach, který upozorní technika údržby na možnou ztrátu spolehlivosti vypnutí. Pokud zpětná vazba vstupu nouzového zastavení signalizuje problém, dojde k poruše, která upozorní obsluhu na možnou ztrátu funkce nouzového zastavení.
Pokud deska vyžaduje výměnu, proces je jednoduchý. Po odpojení připojeného zařízení a ověření, že není k dispozici napájení, by měly být zásuvné svorkovnice označeny a odstraněny a deska by měla být vyjmuta z držáku. Náhradní deska by měla být nainstalována ve stejné poloze, propojky JP1 a JP2 by měly být nastaveny tak, aby odpovídaly původní konfiguraci, a před vrácením systému do provozu by měly být svorkovnice znovu připojeny podle označení.
GE Industrial Control Systems zajišťuje kompatibilitu svých náhradních desek, i když desky různých úrovní revize nemusí obsahovat identický hardware. Při objednávání náhradní primární vypínací desky aeroderivační turbíny IS200TRPAH2AFD uveďte úplné číslo dílu a popis, sériové číslo pohonu nebo systému a číslo seznamu materiálů (ML). Továrna může nahradit novější verze na základě dostupnosti a vylepšení designu, ale je zaručena zpětná kompatibilita náhradních desek.
Závěr
Primární vypínací deska aeroderivační turbíny GE IS200TRPAH2AFD je spolehlivý, robustní a bezpečnostně kritický ochranný modul pro aplikace aeroderivačních turbín GE Industrial Control Systems. Jeho dvanáct pasivních nebo šest aktivních rychlostních vstupů, dva výstupy vypínacích kontaktů volených TMR s jmenovitým napětím 125 V DC, čtyři izolované obvody detekce napětí, hardwarová funkce nouzového zastavení a komplexní diagnostika poskytují měření rychlosti, vypínací výstup, monitorování napětí a funkci nouzového zastavení potřebnou pro primární vypínací funkci.
Se svými zásuvnými svorkovnicemi, jasně označenými konektory, komplexní diagnostikou a podporou konfigurací systémů založených na TTUR i přímo montovaných je primární vypínací deska aeroderivační turbíny IS200TRPAH2AFD navržena pro snadnou instalaci, ověřování a údržbu. IS200TRPAH2AFD Aeroderivative Turbine Primary Trip Board, podporovaná kvalitní výrobou GE, globální sítí podpory a závazkem zpětné kompatibility, nadále poskytuje výkon, odolnost a bezpečnost, které průmysloví uživatelé od GE očekávají. Ať už se používá v nové instalaci nebo jako náhrada za stávající desku, IS200TRPAH2AFD Aeroderivative Turbine Primary Trip Board poskytuje primární vypínací funkci potřebnou pro spolehlivý a bezpečný provoz aeroderivativní turbíny.
