Primární vypínací deska plynové turbíny GE IS200TRPGH1B

IS200TRPGH1B je primární vypínací terminál plynové turbíny navržený společností General Electric (GE) pro její řídicí systémy plynových turbín Mark™ VI a Mark VIe. Tato deska je verzí v rámci série TRPG speciálně určenou pro aplikace Triple Modular Redundant (TMR). Jeho primární funkcí je přijímat vypínací povely z primárního regulátoru ochrany turbíny (VTUR nebo PTUR) a pohánět tři nouzové vypínací solenoidy (ETD) prostřednictvím interní reléové logiky, čímž je implementována ochrana plynové turbíny při nouzovém vypnutí. IS200TRPGH1B pracuje ve spojení s deskou TREG a tvoří primární a nouzovou stranu rozhraní ETD.

Základním rysem desky IS200TRPGH1B je devět magnetických přídržných relé, přičemž tři relé tvoří hlasovací obvod 2 ze 3 pro každé ETD. Tato redundantní konstrukce zajišťuje, že i když jediné relé selže, nezpůsobí falešné vypnutí nebo selhání vypnutí, což výrazně zvyšuje bezpečnost a spolehlivost systému. Deska také podporuje vstupní signály až z osmi detektorů plamene Geiger-Mueller pro monitorování plamene plynové turbíny.

IS200TRPGH1B je vylepšená verze H1A, podporuje 28 V řídicí napájení a vyznačuje se vylepšenou schopností kontaktního výstupu. Podle srovnávací tabulky verzí v dokumentu má IS200TRPGH1B následující vlastnosti:

• Podporuje aplikace TMR

• Výstupní kontakty podporují 125 V DC, 1 A a 24 V DC, 3 A

• Používá 28V řídicí napájení

• Vhodné pro standardní aplikace

Deska se vyznačuje jednoduchým a spolehlivým designem bez nastavitelných propojek nebo nastavení hardwaru; veškerá konfigurace se provádí pomocí softwaru ovladače. Konektory JR1, JS1 a JT1 jsou vybaveny ID čipy, na kterých je uloženo sériové číslo desky, typ, číslo revize a informace o umístění slotu, které jsou čteny I/O deskou pro ověření, což zajišťuje kompatibilitu hardwaru.

---

II. Hlavní funkce

Mezi primární funkce IS200TRPGH1B patří, ale nejsou omezeny na, následující:

1. Primární ochrana proti vypnutí

Deska IS200TRPGH1B přijímá vypínací povely z regulátoru VTUR nebo PTUR a řídí tři nouzové vypínací solenoidy (ETD) prostřednictvím vnitřních logických obvodů relé. Každé ETD je řízeno hlasovacím obvodem 2 ze 3 složeným ze tří relé, což zajišťuje správné provedení vypínacích povelů, i když jediné relé selže.

2. Volební obvod 2 ze 3

V aplikacích TMR jsou vypínací signály ze tří ovladačů voleny pomocí hardwarové reléové žebříkové logiky v IS200TRPGH1B. Odpovídající ETD se spustí pouze tehdy, když alespoň dva ovladače vydají vypínací povel. Tato konstrukce zabraňuje chybným vypnutím způsobeným jediným bodem selhání.

3. Sledování stavu relé

Deska I/O monitoruje proud na řídicí lince ovladače relé, aby určila stav pod napětím nebo bez napětí každého relé. Navíc je jeden normálně sepnutý kontakt z každého relé na IS200TRPGH1B monitorován diagnostickým obvodem pro ověření správné funkce relé. Pro diagnostické účely je také monitorováno napájecí napětí.

4. Rozhraní detektoru plamene

Deska IS200TRPGH1B podporuje signálové vstupy až z osmi detektorů plamene Geiger-Mueller. Když není přítomen plamen, detektor se nabíjí až na napájecí napětí. Přítomnost plamene způsobí vybití detektoru a vybitá energie je pomocí IS200TRPGH1B přeměněna na napěťové impulsy. Frekvence pulsů se zvyšuje s intenzitou plamene v rozsahu od 0 do 1000 pulsů za sekundu. Tyto napěťové impulsy jsou rozprostřeny do všech tří modulů regulátoru. Napěťové pulsy nad 2,5 voltu generují logické maximum a pulsní frekvence v časovém okně 40 ms je měřena čítačem.

5. Koordinace s TREG

IS200TRPGH1B pracuje ve spojení s deskou TREG, která je řízena systémem nouzového překročení rychlosti. Kombinace TRPG/TREG může řídit tři ETD, přičemž IS200TRPGH1B obsluhuje stranu primární ochrany a TREG stranu nouzové ochrany. Každý obvod ETD obsahuje metal Oxide Varistor (MOV) a odpor omezující proud pro potlačení proudu.

6. Identifikace ID hardwaru

Konektory JR1, JS1 a JT1 na desce jsou vybaveny ID čipy pouze pro čtení, které ukládají sériové číslo desky, typ, číslo revize a umístění slotu. I/O deska čte tyto informace během inicializace. Pokud dojde k nesouladu, vygeneruje se chyba nekompatibility hardwaru.

---

III. Systémové aplikace

1. Aplikace v Mark VI Systems

V systémech Mark VI pracuje IS200TRPGH1B s deskou VTUR. Deska VTUR je umístěna ve VME racku a připojuje se k IS200TRPGH1B pomocí kabelů s lisovanými zástrčkami. VTUR poskytuje primární vypínací ochrannou funkci, která ovládá relé na IS200TRPGH1B, aby vypínaly hlavní ochranné solenoidy.

2. Aplikace v Mark VIe Systems

V systémech Mark VIe je IS200TRPGH1B řízen pomocí PTUR I/O packů namontovaných na desce TURHIC. I/O sady se zapojují do konektorů typu D na TURHIC, který je připojen k IS200TRPGH1B. PTUR poskytuje primární funkci ochrany proti vypnutí.

3. Princip činnosti ochrany proti vypnutí

V aplikacích TMR jsou vypínací signály ze tří ovladačů (R, S, T) voleny pomocí hardwarové reléové žebříkové logiky v IS200TRPGH1B. Odpovídající ETD se spustí pouze tehdy, když alespoň dva ovladače vydají vypínací povel. Tento design zajišťuje:

• Prevence falešných vypnutí: Selhání jediného ovladače nebo falešný příkaz nezpůsobí vypnutí.

• Prevence selhání při vypnutí: Selhání jediného relé nezabrání provedení platného příkazu vypnutí.

• Vysoká spolehlivost: Systém může tolerovat jediný bod selhání při zachování kompletní ochranné funkce.

4. Koordinace s TREG

IS200TRPGH1B a deska TREG společně tvoří kompletní rozhraní měniče ETD:

• IS200TRPGH1B: Obsluhuje stranu primární ochrany, řízenou řídicí jednotkou primární ochrany turbíny.

• TREG: Obsluhuje stranu nouzové ochrany, ovládanou systémem nouzového překročení rychlosti.

• Obvod ETD: Každý ETD je řízen jak IS200TRPGH1B, tak TREG; vypínací povel z kterékoli strany může spustit vypnutí.

5. Aplikace monitorování plamene

IS200TRPGH1B může přijímat signály až z osmi detektorů plamene Geiger-Mueller pro monitorování plamene plynové turbíny:

• Signály detektoru převádí IS200TRPGH1B na napěťové impulsy.

• Pulzní frekvence je úměrná intenzitě plamene.

• Pulzní signály jsou distribuovány do všech tří ovladačů.

• Regulátory určují stav plamene počítáním pulzů v rámci 40 ms okna.

  
  

---

IV. Rozhraní a princip fungování

1. Řízení relé a sledování stavu

Každé relé na IS200TRPGH1B je řízeno regulátorem přes I/O desku. Princip ovládání je následující:

• Monitorování měniče: I/O deska monitoruje proud na řídicí lince budiče relé, aby určila, zda je relé pod napětím nebo bez napětí.

• Kontaktní zpětná vazba: Každé relé poskytuje normálně sepnutý kontakt monitorovaný diagnostickými obvody pro ověření správné funkce relé.

• Monitorování napájení: Napájecí napětí relé je monitorováno pro diagnostické účely.

2. Volební obvod 2 ze 3

Každé ETD je řízeno třemi relé (řízenými regulátory R, ​​S a T v tomto pořadí), které tvoří obvod 2 ze 3:

• Kontakty tří relé jsou spojeny ve specifické konfiguraci, aby vytvořily hardwarovou hlasovací logiku.

• Obvod ETD vede pouze tehdy, když jsou pod napětím alespoň dvě relé.

• Tato hardwarová metoda hlasování nevyžaduje žádný softwarový zásah, nabízí rychlou odezvu a poskytuje vysokou spolehlivost.

3. Rozhraní detektoru plamene

Princip činnosti detektorů plamene Geiger-Mueller:

• No Flame: Detektor se nabíjí až na napájecí napětí 335 V.

• Přítomnost plamene: Detektor se vybije a vybitá energie je pomocí TRPGH1B přeměněna na napěťové impulsy.

• Pulzní frekvence: Zvyšuje se s intenzitou plamene, rozsah 0-1000 pulzů/s.

• Zpracování signálu: Pulsy nad 2,5 V jsou rozpoznány jako logické vysoké; ovladače počítají impulsy v rámci okna 40 ms.

4. Identifikace ID čipu

Konektory JR1, JS1 a JT1 jsou vybaveny ID čipy pouze pro čtení, které ukládají následující informace:

• Sériové číslo desky

• Typ desky (IS200TRPGH1B)

• Číslo revize

• Umístění zástrčky

I/O deska čte tyto informace při spuštění a porovnává je s očekávanými hodnotami. Pokud dojde k neshodě, vygeneruje se chyba nekompatibility hardwaru, která zabrání problémům se systémem způsobeným nesprávnou konfigurací.

---

V. Diagnostika a konfigurace

1. Diagnostické funkce

I/O deska spouští diagnostické testy pro IS200TRPGH1B, včetně:

Pokud některý diagnostický signál přejde v pořádku (za limity), vytvoří se složený diagnostický alarm. Diagnostické signály lze individuálně zablokovat a resetovat pomocí signálu RESET_DIA po návratu do normálu.

2. Metoda konfigurace

Deska IS200TRPG1B nemá žádné propojky ani hardwarové nastavení. Veškerá konfigurace se provádí pomocí softwaru ovladače, včetně:

• Konfigurace logiky reléového výstupu

• Nastavení parametrů detektoru plamene

• Nastavení diagnostických prahů

Tento design zjednodušuje instalaci a údržbu na místě a snižuje problémy způsobené nesprávným nastavením.

---

VI. Instalace a údržba

1. Místo montáže

Deska IS200TRPG1B je obvykle namontována na držáku svorkovnice uvnitř ovládací skříně plynové turbíny. V systémech Mark VI se připojuje k desce VTUR ve stojanu VME pomocí kabelů s lisovanými zástrčkami. V systémech Mark VIe se připojuje ke svorkovnici TURHIC.

2. Bezpečnostní opatření při instalaci

• Ujistěte se, že je deska pevně namontována a konektory jsou bezpečně připojeny.

• Kabely by měly být správně označeny, aby nedošlo k nesprávnému připojení.

• Ověřte, že model desky je IS200TRPGH1B, což potvrzuje vhodnost pro aplikace TMR.

• Zkontrolujte, zda informace ID čipu na konektorech odpovídají konfiguraci systému.

3. Doporučení pro údržbu

• Pravidelně kontrolujte konektory, zda nejsou uvolněné.

• Monitorujte stav relé a signály detektoru plamene prostřednictvím diagnostického systému.

• Pokud je zjištěna porucha relé, okamžitě vyměňte celou desku TRPG (relé na desce nelze jednotlivě vyměnit).

• Po výměně desky se přesvědčte, že informace o ID čipu jsou správně rozpoznány a že neexistují žádné poruchy nekompatibility hardwaru.

4. Postup výměny

Bezpečnostní upozornění:

• VAROVÁNÍ: Abyste předešli úrazu elektrickým proudem, před výměnou desky vypněte příslušné napájení a dodržujte všechny bezpečnostní postupy a postupy uzamčení/označení GE.

• UPOZORNĚNÍ: Aby nedošlo k poškození součástí způsobené statickou elektřinou, zacházejte s deskou pomocí technik citlivých na statickou elektřinu. Noste uzemňovací pásek.

Kroky výměny:

1. Ujistěte se, že je systém bez napětí.

2. Otevřete dvířka ovládací skříně a najděte desku IS200TRPG1B, kterou chcete vyměnit.

3. Odpojte všechny kabely (doporučujeme je nejprve označit).

4. Odstraňte šrouby zajišťující desku a vyjměte starou desku.

5. Nainstalujte novou desku a utáhněte šrouby.

6. Znovu připojte všechny kabely podle označení.

7. Obnovte napájení a ověřte normální provoz nové desky pomocí diagnostického systému.

---