Das DS200TCTGG1A ist ein Turbinenauslöseboard, das von General Electric (GE) für sein Turbinensteuerungssystem Mark V entwickelt wurde. Dieses Board gehört zur TCTG-Serie (Turbine Trip Board), ist Teil der G1-Gruppe und repräsentiert Revision A (TCTGG1A). Es wird an der vierten Position des P1-Kerns installiert und dient als entscheidende Komponente für die Implementierung sicherer Abschaltfunktionen innerhalb des Turbinensteuerungssystems.
Die Hauptfunktion der DS200TCTGG1A-Karte besteht darin, die Kraftstoffabsperrventile der Turbine zu betätigen und die Kraftstoffzufuhr schnell zu unterbrechen, wenn anormale Bedingungen erkannt werden, um die Turbinenausrüstung zu schützen. Dieses Board integriert mehrere Auslöselogikmechanismen und Redundanzschutzschemata, einschließlich primärer Auslöserelais (PTRs) und Notfallauslöserelais (ETRs), die eine Zwei-aus-Drei-Abstimmungslogik (2/3) auf Hardwareebene verwenden, um die Zuverlässigkeit der Auslösebefehle sicherzustellen. Darüber hinaus verfügt die Platine über Schaltkreise zum Schließen des Generatorschalters, Synchronisierungsrelais und Hardware-Auslösetaster-Schnittstellen.
Die DS200TCTGG1A-Karte spielt eine wichtige Sicherheitsschutzfunktion innerhalb des Mark V-Steuerungssystems. Es empfängt Auslösesignale vom Control Sequence Program (CSP), TCEA-Karten, TCQA-Karten und externen festverdrahteten Auslösedrucktasten. Nach der Verarbeitung dieser Signale durch eine mehrstufige redundante Logik werden Auslösebefehle an die Kraftstoffventile und den Generatorschalter ausgegeben. Das Design dieser Platine spiegelt das starke Engagement von GE für Sicherheit und Zuverlässigkeit bei Turbinensteuerungsanwendungen wider und macht sie für kritische rotierende Geräte wie Gasturbinen und Dampfturbinen geeignet.
Dieses Produkt wird häufig in Kraftwerken, petrochemischen Anlagen, der Erdgasübertragung und anderen Industriebereichen eingesetzt, insbesondere in Turbinensteuerungsanwendungen mit strengen Sicherheitsabschaltanforderungen.
II. Schlüsselfunktionen
1. Steuerung des primären Auslöserelais (PTR).
Die PTR-Relais sind eine Kernfunktion der DS200TCTGG1A-Karte und dienen zur Ausführung von Auslösevorgängen, wenn Systemfehler erkannt werden. PTR-Auslösesignale werden von der TCQA-Karte auf der Grundlage von Daten gesteuert, die vom Control Sequence Program (CSP) generiert werden. Diese Signale werden über den COREBUS an die I/O Engine im R1-Kern übertragen. Die STCA-Karte im R1-Kern schreibt dann die Auslösesignale über den 3PL-Stecker auf die TCQA-Karte, die sie schließlich über den JD-Stecker auf die TCTG-Karte schreibt.
Die PTR-Relais verwenden eine Zwei-von-Drei-Voting-Logik (2/3) auf Hardwareebene. Obwohl das gleiche Signal über den R1-Kern an alle drei Relais geschrieben wird, wird eine sekundäre Abstimmung auf Hardwareebene durchgeführt, um die Zuverlässigkeit des Auslösebefehls und die Widerstandsfähigkeit gegenüber Einzelfehlern sicherzustellen. Sobald eine PTR-Auslösung eingeleitet wird, generiert der CSP ein Cross-Trip-Signal, das gleichzeitig die ETR-Relais auslöst.
2. Steuerung des Notauslöserelais (ETR).
Die ETR-Relais werden von den TCEA-Karten (X-, Y-, Z-Kanäle) gesteuert, die sich im P1-Kern über die JLX-, JLY- und JLZ-Anschlüsse befinden. Die ETR-Relais nutzen außerdem eine Zwei-von-Drei-Abstimmungslogik (2/3) auf Hardwareebene: Wenn zwei der drei Relais eine Auslösung anfordern, löst die TCTG-Karte eine Systemauslösung aus, indem sie eine Reihe verwandter Kontakte öffnet und schließt.
Die folgenden Signale lösen die Aktion des ETR-Relais aus:
Überdrehzahl der Hochdruckwelle und schnelle Verzögerung
Überdrehzahl der Niederdruckwelle und schnelle Verzögerung
Cross-Trip (ausgehend von einer PTR-Trip)
Die ETR-Auslösesignale werden dann über den JM-Anschluss an die PTBA-Klemmenplatine geschrieben, um die eigentlichen Abschaltvorgänge auszuführen.
3. Generatorschalter Stromkreis schließen
Die DS200TCTGG1A-Karte integriert die Funktion zur Steuerung des Generatorschalters. Die Abschlusssignale stammen von:
STCA-Karte (R1-Kern): Führt eine Synchronisierungsprüfung (Synch-Check) durch und generiert ein Freigabesignal zum Schließen des Leistungsschalters.
TCEA-Karten (P1-Kern): Verwenden Sie PT-Signale von der PTBA-Klemmenplatine, um automatische Synchronisierungsberechnungen durchzuführen und ein Freigabesignal zum Schließen des Leistungsschalters zu erzeugen.
Die DS200TCTGG1A-Karte führt eine Zwei-aus-Drei-Abstimmung (2/3) über die automatischen Synchronisierungssignale der drei TCEA-Kanäle durch. Wenn zwei oder drei automatische Synchronisierungssignale gültig sind und auch das Synchronisierungsprüfsignal vom R1-Kern ausgegeben wurde, sendet die TCTG-Karte über die JN- und JM-Anschlüsse über die Relais K1, K2 und K3 ein Freigabesignal zum Schließen des Leistungsschalters an die PTBA-Karte.
4. Manueller und externer Auslösekreis
Die DS200TCTGG1A-Karte unterstützt festverdrahtete Verbindungen zu externen Auslösegeräten. Öffnerkontakteingänge können direkt mit der PTBA-Klemmenplatine verdrahtet werden und lösen beim Öffnen der Kontakte eine Auslösung aus. Ein typisches Beispiel für solche Geräte sind Not-Aus-Taster.
Diese externen Auslösesignale werden von der TCTG-Karte über den JN-Anschluss gelesen und lösen die Relais K22, K23, K24 und K25 aus (bezeichnet als „4“-Relais, entsprechend der ANSI-Standardgerätenummer für Master Protective). Wenn diese Relais ausgelöst werden, schalten sie den von den PTR- und ETR-Relais verwendeten 24-V-DC-Schutzbus ab und veranlassen so eine Auslösung.
Die TCEA-Karten überwachen in der Regel die Hardware-Auslösesignale 1 bis 3, um Not-Aus-Ereignisse zu erkennen und diese Ereignisse zurück in die Control Engine aufzuzeichnen.
5. Hardware-Auslösetasten
Hardware-Auslösetaster können die 24-V-Gleichstromversorgung der PTR- und ETR-Relais direkt abschalten und so eine unabhängige Auslösung auf Hardwareebene erreichen, die nicht auf Softwarelogik angewiesen ist, was die Systemsicherheit und -zuverlässigkeit weiter erhöht.
6. Synchronisieren von Relais
Die DS200TCTGG1A-Karte integriert außerdem Synchronisierungsrelais für die Synchronisierung des Generators mit dem Stromnetz, wodurch eine genaue Schließzeit gewährleistet und Auswirkungen auf den Generator und das Netz vermieden werden.
7. Not-Servoklemmen-Aktivierung bei Übergeschwindigkeit
Die Platine verfügt über einen Hardware-Jumper (J1), der zum Anlegen von 24 V Gleichstrom an die Servoausgänge verwendet wird. Wenn dieser Jumper aktiviert ist, ermöglicht er eine Notfall-Servoklemmsteuerung bei Übergeschwindigkeit für die Servoventile eins bis vier. Das eigentliche Relais für diese Funktion befindet sich auf der TCQC-Platine.
III. Hardware-Architektur
1. Vorstandsstruktur
Die DS200TCTGG1A-Platine nutzt eine standardmäßige Leiterplattenstruktur und integriert:
Mehrere Schnittstellenanschlüsse: Für Verbindungen zum P1-Kern, R1-Kern und externen Geräten.
Hardware-Jumper: Ein konfigurierbarer Jumper (J1).
Relais-Array: Einschließlich PTR-Relais, ETR-Relais, Synchronisierungsrelais und „4“-Relais.
Keine Softwarekonfiguration: Die TCTG-Karte enthält keine Softwarekonfiguration; Alle Funktionen werden durch Hardwarelogik implementiert.
2. Beschreibung des Anschlusses
| Anschlussfunktion |
Beschreibung der |
| J7W |
Verteilt 125 V Gleichstrom von der TCPD-Karte im P1-Kern. |
| JDR |
Liest PTR-Auslösesignale von der TCQA-Karte im R1-Kern (Relais K10, 13, 16, 19); liest Synchronisierungsbefehle; liest Generator- und Bussignale von der PTBA-Karte; verkettet mit JDS und JDT. |
| JDS |
Liest PTR-Auslösesignale von der TCQA-Karte im R1-Kern (Relais K11, 14, 17, 20); liest Synchronisierungsbefehle; liest Generator- und Bussignale von der PTBA-Karte; verkettet mit JDR und JDT. |
| JDT |
Liest PTR-Auslösesignale von der TCQA-Karte im R1-Kern (Relais K12, 15, 18, 21); liest Synchronisierungsbefehle; liest Generator- und Bussignale von der PTBA-Karte; verkettet mit JDR und JDS. |
| JLX |
Liest ETR-Auslösesignale vom X-Kanal im P1-Kern; speist die ETR-Relais K5 und K8; versorgt die 24-V-DC-Schutzschiene. |
| JLY |
Liest ETR-Auslösesignale vom Y-Kanal im P1-Kern; speist die ETR-Relais K4 und K7; versorgt die 24-V-DC-Schutzschiene. |
| JLZ |
Liest ETR-Auslösesignale vom Z-Kanal im P1-Kern; speist die ETR-Relais K6 und K9; versorgt die 24-V-DC-Schutzschiene. |
| JN |
Liest und schreibt Signale an die PTBA-Klemmenplatine im P1-Kern, einschließlich Leistungsschalter-Schließsignalen, fest verdrahteten Auslösesignalen und Alarmhupensignalen. |
| JM |
Liest und schreibt Signale an die PTBA-Klemmenplatine im P1-Kern, einschließlich Leistungsschalter-Schließsignalen und Notauslösesignalen. |
| JT |
Wird normalerweise nicht verwendet. |
3. Hardware-Jumper
| Jumper |
Namensfunktion |
- |
| J1 |
Notfall-Servoklemmen-Aktivierung bei Übergeschwindigkeit |
Legt 24 V Gleichstrom an die Servoausgänge der Servoventile eins bis vier an (das eigentliche Relais befindet sich auf der TCQC-Platine). |
4. Relaisbeschreibung
| des Relaistyps |
zur Bezeichnung |
Funktion |
| PTR-Relais |
K10-K21 |
Primäre Auslöserelais, ausgelöst durch CSP- und Kommunikationsfehler. |
| ETR-Relais |
K4-K9 |
Notauslöserelais, ausgelöst durch TCEA-Karten. |
| Synchronisieren von Relais |
K1-K3 |
Steuerrelais zum Schließen des Generatorschalters. |
| „4“ Relais |
K22-K25 |
Master-Schutzrelais; Unterbrechen Sie den 24-V-Schutzbus bei externen festverdrahteten Auslösungen. |
IV. Details zur Schaltungslogik
1. ETR-Relaisschaltung
Die ETR-Relaisschaltung ist die Kernlogik für die Implementierung von Notfallauslösungen auf der TCTG-Platine. Die TCEA-Karten (X-, Y-, Z-Kanäle) im P1-Kern senden Auslösesignale über die JLX-, JLY- und JLZ-Anschlüsse an die TCTG-Karte. Die ETR-Relais führen eine Zwei-von-Drei-Abstimmung (2/3) auf Hardwareebene durch:
Drei TCEA-Kanäle steuern jeweils die entsprechenden ETR-Relais.
Wenn zwei oder drei Relais eine Auslösung erfordern, löst das System eine Auslösung aus, indem es eine Reihe zusammengehöriger Kontakte öffnet und schließt.
Dieser Abstimmungsmechanismus auf Hardwareebene stellt sicher, dass das System auch bei Ausfall eines einzelnen Kanals immer noch korrekt auf Auslösebedingungen reagieren kann.
Zu den Bedingungen, die eine ETR-Fahrt auslösen, gehören:
Überdrehzahl der Hochdruckwelle
Überdrehzahl der Niederdruckwelle
Schnelle Verzögerung
Cross-Trip (ausgehend von einer PTR-Trip)
ETR-Auslösesignale werden letztendlich über den JM-Anschluss an die PTBA-Klemmenplatine geschrieben, um Sicherheitsmaßnahmen wie die Kraftstoffabschaltung auszuführen.
2. PTR-Relaisschaltung
Die PTR-Relaisschaltung verarbeitet Auslösesignale, die vom Control Sequence Program (CSP) generiert werden. Der Signalfluss ist wie folgt:
Der standortspezifische CSP generiert ein Auslösesignal.
Das Signal wird über den COREBUS an die I/O Engine im R1-Kern geschrieben.
Die STCA-Karte im R1-Kern schreibt das Signal über den 3PL-Anschluss an die TCQA-Karte.
Das TCQA-Board schreibt das Signal über den JD-Anschluss auf das TCTG-Board.
Obwohl die drei PTR-Relais über den R1-Kern das gleiche Auslösesignal empfangen, führt die TCTG-Karte dennoch eine Zwei-aus-Drei-Abstimmung (2/3) auf Hardwareebene durch, um die Zuverlässigkeit des Auslösebefehls sicherzustellen. Sobald eine PTR-Auslösung eingeleitet wird, generiert der CSP ein Cross-Trip-Signal, das gleichzeitig die ETR-Relais auslöst.
3. Generatorschalter Stromkreis schließen
Für das Schließen des Generatorschalters müssen zwei Bedingungen gleichzeitig erfüllt sein:
Automatische Synchronisierung zulässig: Berechnet durch die drei TCEA-Kanäle (X, Y, Z) basierend auf PT-Signalen von der PTBA-Anschlussplatine. Der TCTG-Vorstand führt eine 2/3-Abstimmung über diese Signale durch.
Synchronisierungsprüfung zulässig: Wird von der STCA-Karte im R1-Kern berechnet.
Nur wenn beide Bedingungen erfüllt sind, sendet die TCTG-Karte über die Relais K1, K2 und K3 ein Freigabesignal zum Schließen des Leistungsschalters an die PTBA-Karte.
4. Manueller und externer Auslösekreis
Externe Auslösesignale (z. B. Not-Aus-Taster) sind fest mit der PTBA-Klemmenplatine verbunden. Wenn ein normalerweise geschlossener Kontakt öffnet:
Der JN-Stecker liest dieses Signal.
Die TCTG-Platine steuert die Relais K22–K25 (die „4“ Relais).
Die „4“-Relais schalten den 24-V-DC-Schutzbus ab, der von den PTR- und ETR-Relais verwendet wird.
Die PTR- und ETR-Relais verlieren Strom, was eine Systemabschaltung auslöst.
Dieses Design stellt sicher, dass externe Auslösesignale unabhängig von der Softwarelogik sind, wodurch ein unabhängiger Sicherheitsschutz auf Hardwareebene erreicht wird.
V. Installation und Wartung
1. Montageort
Die DS200TCTGG1A-Karte wird an der vierten Position des P1-Kerns installiert und bildet zusammen mit anderen Kernplatinen eine Kernkomponente des Mark V-Steuerungssystems.
2. Installationsschritte
Vergewissern Sie sich, dass die Stromversorgung ausgeschaltet ist: Stellen Sie sicher, dass das System stromlos ist, und stellen Sie mithilfe von Hochspannungsprüfgeräten sicher, dass in keinem Stromkreis Strom vorhanden ist.
Suchen Sie den Platinensteckplatz: Stellen Sie sicher, dass der vierte Steckplatz des P1-Kerns verfügbar ist.
Installieren Sie die Platine: Richten Sie die TCTG-Platine an den Steckplatzführungen aus und schieben Sie sie sanft hinein, bis die Rückwandplatinenanschlüsse vollständig eingerastet sind.
Sichern Sie die Frontplatte: Ziehen Sie die unverlierbaren Schrauben oben und unten an der Frontplatte fest, um die Platine zu befestigen.
Kabel anschließen: Gemäß den Systemzeichnungen die Steckverbinder J7W, JDR, JDS, JDT, JLX, JLY, JLZ, JN, JM usw. anschließen.
Jumper konfigurieren: Jumper J1 (Notfall-Servo-Klemmfreigabe bei Übergeschwindigkeit) entsprechend den Anwendungsanforderungen einstellen.
Einschalten und überprüfen: Überprüfen Sie nach dem Einschalten den normalen Kartenbetrieb mithilfe der Systemdiagnose.
3. Schritte zum Entfernen
Stellen Sie sicher, dass die Stromversorgung ausgeschaltet ist: Stellen Sie sicher, dass das System stromlos ist und stellen Sie sicher, dass an keinem Stromkreis Strom anliegt.
Kabel beschriften: Beschriften Sie alle Kabel vor dem Entfernen mit ihren Anschlusspositionen.
Kabel trennen: Trennen Sie vorsichtig alle Anschlüsse.
Frontplatte lösen: Lösen Sie die unverlierbaren Schrauben an der Frontplatte.
Entfernen Sie die Platine: Ziehen Sie die TCTG-Platine vorsichtig heraus.
4. Wartungsempfehlungen
Regelmäßige Inspektion: Überprüfen Sie regelmäßig den Platinenstatus und die Integrität der Steckerkontakte.
Antistatische Vorsichtsmaßnahmen: Tragen Sie beim Umgang mit der Platine immer ein geerdetes Armband. Bewahren Sie das Board bei Nichtgebrauch in einer antistatischen Tasche auf.
Jumper-Bestätigung: Stellen Sie beim Austausch einer Platine sicher, dass die J1-Jumper-Einstellung auf der neuen Platine mit der der alten Platine übereinstimmt.
Ersatzteilmanagement: Es wird empfohlen, mindestens eine identische TCTG-Platine als Ersatz vor Ort zu haben, um Ausfallzeiten im Fehlerfall zu minimieren.
VI. Anwendungen
Das DS200TCTGG1A Turbine Trip Board wird häufig in den folgenden Industrieszenarien eingesetzt:
Gasturbinensteuerung: Als Sicherheitsschutzkomponente in Mark V-Systemen, die bei Erkennung von Übergeschwindigkeit, schneller Verzögerung und anderen Anomalien eine Kraftstoffabschaltung durchführt.
Dampfturbinensteuerung: Ausführung von Auslösevorgängen in Dampfturbinen-Schutzsystemen, um Geräteschäden zu verhindern.
Generatorschutz: Durch die Arbeit mit dem Generatorschalter werden Stromkreise geschlossen, um eine Synchronisierung und einen Schutz für die Generator-Netz-Verbindung zu erreichen.
Kombikraftwerke: Dienen als Kernkomponente von Turbinenschutzsystemen in Mehrwellen- oder Einzelwellenkonfigurationen.
Industrielle Antriebssysteme: Bereitstellung von Sicherheitsschutzfunktionen in Steuerungssystemen für große Kompressoren, Pumpen und andere rotierende Geräte.
