8237-1600 ProTech-GII Übergeschwindigkeitsschutzgerät

Der 8237-1600 ist ein hochzuverlässiges Übergeschwindigkeitsschutzgerät aus der ProTech-GII-Serie von Woodward. Es ist für Dampfturbinen, Gasturbinen, Wasserturbinen und große Kolbenmotoren konzipiert. Dieses Modell verfügt über eine Schalttafelmontagekonstruktion , gemischte Hochspannungs- und Niederspannungs-Stromeingänge (HV/LV), , 2oo3 (zwei von drei) abgestimmten Relaisausgängen und abgestimmte Eingänge . Es ist ein für zertifiziertes Sicherheitsgerät SIL 3 (IEC 61508) und entspricht den Standards API 670, API 612 und API 611.

Der 8237-1600 verwendet drei unabhängige Module (A, B, C) in einer dreifach modular redundanten (TMR) Architektur. Jedes Modul überwacht die Rotorgeschwindigkeit und -beschleunigung über einen eigenen Geschwindigkeitssensor. Wenn eine Übergeschwindigkeit oder Überbeschleunigung erkannt wird, gibt das System einen Auslösebefehl aus, um die Turbine oder den Motor abzuschalten und so Personal und Ausrüstung zu schützen.

Dieses Gerät ist ideal für kritische Anwendungen in der Stromerzeugung, Öl und Gas, Schiffsantrieben und Industrieantrieben, bei denen sowohl Sicherheit als auch hohe Verfügbarkeit erforderlich sind.

2. Hauptmerkmale

• Triple Modular Redundancy (TMR) – Drei unabhängige Module; Jeder einzelne Fehler hat keine Auswirkungen auf die anderen. Hot-Swap (Online-Ersatz) wird unterstützt.

• 2oo3 abgestimmte Auslöserelaisausgänge – Die interne Abstimmungslogik stellt sicher, dass mindestens zwei Module auslösen müssen, bevor die Ausgangsrelais ihren Zustand ändern, wodurch Fehlauslösungen vermieden werden.

• Flexible Geschwindigkeitseingänge – Jedes Modul akzeptiert einen Geschwindigkeitssensor, konfigurierbar als passive MPU oder aktive Näherungs-/Wirbelstromsonde.

• Übergeschwindigkeits- und Überbeschleunigungsschutz – Übergeschwindigkeitsauslösebereich: 0–32.000 U/min; Überbeschleunigungsauslösebereich: 0–25.000 U/min/s.

• Geschwindigkeits- und Beschleunigungs-Redundanzmanager – Ermöglicht Median-, High-Select- oder Low-Select-Voting zwischen bis zu drei Signalen; konfigurierbares Fallback-Verhalten.

• Umfassende Selbsttests – Temporärer Übergeschwindigkeits-Sollwerttest, manueller/automatischer simulierter Geschwindigkeitstest, automatischer Sequenztest (testet alle drei Module automatisch), Lampentest.

• Ereignisprotokollierung – Nichtflüchtige Protokolle für Übergeschwindigkeit/Überbeschleunigung (20 Ereignisse), Auslösungen (50 Ereignisse), Alarme (50 Ereignisse) und Spitzengeschwindigkeit/-beschleunigung.

• Benutzeroberfläche – Frontpanel mit Unterstützung mehrerer Sprachen (Englisch/Chinesisch), Echtzeitüberwachung, Konfiguration und Testinitiierung.

• Modbus RTU-Kommunikation – RS-232/RS-485-Port pro Modul für Fernüberwachung und -steuerung.

• Programming & Configuration Tool (PCT) – PC-Software für Offline-/Online-Konfiguration, Dateiverwaltung und Protokollexport.

• Sicherheitszertifizierungen – TÜV SIL 3, CSA Klasse I Division 2, ATEX Zone 2, GOST und erfüllt API-Standards.

3. . Detaillierte Funktionsbeschreibung

3.1 Auslöselogik und Ausgangskonfiguration (abgewählte Relaismodelle)

Beim 8237‑1600 wertet jedes Modul selbstständig seine eigenen Geschwindigkeits- und Beschleunigungssignale aus. Wenn eine Auslösebedingung (Übergeschwindigkeit, Überbeschleunigung, Geschwindigkeitsverlust usw.) auftritt, setzt das Modul seine interne Auslösesperre. Die drei Module teilen ihren Fahrtstatus über einen zertifizierten CAN-Bus. Ein internes 2oo3-Voter-Modul überwacht die drei Auslösesignale und schaltet die beiden redundanten Form-C-Auslöserelais entsprechend ab oder aktiviert sie. Die Wähleraktion kann wie folgt konfiguriert werden:

• Zur Auslösung stromlos machen (ausfallsicher): Ein Stromausfall führt zu einer Auslösung.

• Zum Auslösen mit Strom versorgen : Zum Auslösen muss Strom angelegt werden.

3.2 Geschwindigkeits- und Beschleunigungsredundanzmanager

Wenn der Redundanzmanager aktiviert ist, kann jedes Modul nicht nur sein eigenes Geschwindigkeitssignal, sondern auch die Geschwindigkeitssignale der beiden anderen Module verwenden. Dies ermöglicht:

• Abstimmung über den mittleren, höchsten oder niedrigsten Geschwindigkeitswert.

• Fallback-Logik , wenn nur zwei Signale fehlerfrei sind (HSS oder LSS).

• Konfigurierbare Aktion , wenn zwei Eingänge ausfallen (Auslösung oder keine Auslösung).

• Differenzalarm mit einstellbarer Schwelle und Zeitverzögerung.

Diese Funktion ist besonders nützlich, wenn nur zwei Geschwindigkeitssonden installiert sind oder wenn eine Sonde online ausfällt.

3.3 Startlogik und Geschwindigkeitsfehlererkennung

Der ProTech-GII verfügt über zwei ergänzende Starthilfen, um Fehlauslösungen bei stehender oder niedriger Drehzahl der Turbine zu verhindern:

• Geschwindigkeitsfehler-Auslösung : Wenn die Geschwindigkeit unter dem Geschwindigkeitsfehler-Sollwert liegt und der Eingang „Geschwindigkeitsfehler-Überbrückung“ nicht geschlossen ist, erfolgt eine Störung.

• Geschwindigkeitsfehler-Timeout-Auslösung : Wenn nach einem Startbefehl die Geschwindigkeit den Sollwert innerhalb der konfigurierten Zeitüberschreitung nicht überschreitet, erfolgt eine Abschaltung.

Diese Funktionen stellen sicher, dass das System während des normalen Starts nicht auslöst, wenn der MPU-Ausgang möglicherweise Null ist.

3.4 Ereignisprotokollierung und First-Out-Anzeige

Jedes Modul speichert die folgenden Protokolle im nichtflüchtigen Speicher:

Der First-out- Indikator ist für die Fehlersuche bei der Ursache eines Auslöseereignisses von entscheidender Bedeutung.

4. Installations- und Verkabelungs-Highlights

4.1 Umgebungsanforderungen

• Installieren Sie es in einem IP56-Gehäuse (oder höher).

• Umgebungstemperatur: -20°C bis +60°C.

• Vermeiden Sie direkte Sonneneinstrahlung, Wasser, Kondenswasser und starke elektromagnetische Störungen.

• Sorgen Sie für ausreichende Belüftung und Platz für den Zugang zur Frontplatte.

• Vertikal montieren.

4.2 Stromverkabelung

• Jedes Modul benötigt zwei unabhängige Stromquellen (eine HV, eine LV).

• Jede Stromquelle muss über einen eigenen Schutzschalter verfügen.

• HV-Eingänge müssen mit Schutzerde (PE) mit Draht ≥1,5 mm² verbunden werden.

4.3 Verkabelung des Geschwindigkeitssensors

• Verwenden Sie ein abgeschirmtes Twisted-Pair-Kabel. Schirm einseitig (modulseitig) auflegen.

• MPU-Modus: 1–35 Vrms, 1,5 kΩ Impedanz, Drahtbrucherkennung aktiv.

• Aktiver Sondenmodus: Modul liefert 24-V-Gleichstrom; Eingangsschwellen Vlow <2V, Vhigh >4V.

• Jede Sonde darf nur an ein Modul angeschlossen werden (keine Parallelverbindungen).

4.4 Relaisausgänge

• Auslöserelais (Form-C): 8 A bei 220 VAC / 8 A bei 24 VDC – können Auslösemagnete direkt ansteuern.

• Alarmrelais (Halbleiter): 1 A bei 24 V DC – für Fernmeldung.

• Verwenden Sie eine externe Stromversorgung, wenn der Gesamtstrom 500 mA überschreitet.

4.5 Modbus und Service-Port

• Modbus: RS-485 max. Länge 1500 Fuß, RS-232 max. 50 Fuß.

• Der Service-Port (RS-232) dient nur der vorübergehenden Verbindung (Programmierung/Protokollabruf).

5. Konfiguration und Betrieb

5.1 Konfiguration der Frontplatte

• Sprache: Englisch oder Chinesisch.

• Passwort erforderlich für Testebene (z. B. Tests starten) und Konfigurationsebene (Parameter ändern).

• Das Modul muss sich im ausgelösten Zustand befinden , um in den Konfigurationsmodus zu gelangen.

• Konfigurierbare Parameter: Sondentyp, Verzahnung, Übersetzungsverhältnis, Übergeschwindigkeits-/Überbeschleunigungssollwerte, Redundanzmanager, Modbus, Testmodi usw.

5.2 Programmier- und Konfigurationstool (PCT)

• Verbindung über Service-Port (RS-232).

• Ermöglicht die Offline-Erstellung/Bearbeitung von Einstellungsdateien (*.wset).

• Online-Upload/Download von Konfigurationen.

• Protokolle nach HTML exportieren.

• Unterstützt den Konfigurationsvergleich zwischen Dateien.

5.3 Konfiguration zwischen Modulen kopieren

• Über die Frontplatte kann die Konfiguration eines Moduls auf ein anderes Modul kopiert werden.

• Ausgeschlossene Elemente: Passwörter, Modbus-Slave-Adressen, Startbildschirm-Einstellungen.

• Der Alarm für Konfigurationskonflikte kann aktiviert/deaktiviert werden.

6. Sicherheitszertifizierungen und Compliance

Sicherer Zustand : Bei der Konfiguration „De-energize to trip“ löst das Modul bei vollständigem Stromausfall aus – der ausfallsichere Zustand.

7. Typische Anwendungen

Der 8237-1600 ist geeignet für:

• Gasturbinengeneratoren – Überdrehzahlschutz zur Verhinderung von Schaufelausfällen.

• Kompressoren mit Dampfturbinenantrieb – in Raffinerien und Chemieanlagen.

• Wasserturbinen – Schutz vor Durchgehen.

• Hubkolbenmotoren (Gas/Diesel) – für Gasverdichtung oder Notstrom.

• Hochgeschwindigkeitsmotoren und Kompressoren – Erkennung von Überbeschleunigung.

Seine Fähigkeit, den Online-Modulaustausch und die 2oo3-Abstimmung zu unterstützen, macht es ideal für Anwendungen, bei denen Ausfallzeiten extrem kostspielig sind.

8. Fehlerbehebung und Wartung

8.1 LED-Anzeigen auf der Vorderseite

8.2 Häufige Fehler und Lösungen

8.3 Empfohlene Wartung

• Führen Sie einen Autosequenztest durch, um alle Module zu überprüfen. alle 6–12 Monate

• Senden Sie das Gerät alle 5–10 Jahre zur Inspektion und Aufrüstung an Woodward oder ein autorisiertes Servicecenter.

• Bei einer Lagerung von mehr als 24 Monaten 5 Minuten lang Strom anlegen, um die Elektrolytkondensatoren zu reformieren.

9. Bestellinformationen und Zubehör