Die IS200EMCSG1AAB ist eine Leitungssensorplatine, die von GE Energy als Teil der EX2100™-Erregungssteuerungsserie hergestellt wird. Diese Platine ist speziell für den Einsatz in 100-mm-EX2100-Erregersystemen (Multibridge) konzipiert. Seine Hauptfunktion besteht darin, den Stromfluss durch die Busleitungen im Leistungswandler zu erkennen. Der IS200EMCSG1AAB ist eine wichtige Komponente, die Echtzeit-Feedback an das Erregersteuerungssystem liefert und anzeigt, ob in jedem Zweig der dreiphasigen Strombrücke Strom fließt.
Die Platine wird von der IS200EHPA Exciter Gate Pulse Amplifier (EHPA)-Platine mit Strom versorgt, die auch die Ausgangssignale der EMCS-Platine filtert, bevor sie an die IS200EMIO Exciter Main Input/Output (EMIO)-Platine gesendet wird. Eine IS200EMCSG1AAB-Platine wird in jedem der sechs Silicon Controlled Rectifier (SCR)-Brückenzweige für jedes Power Converter Module (PCM) im Erreger verwendet. Beispielsweise können in einer Bridge mit vier PCMs bis zu 24 EMCS-Karten in einer einzigen Anwendung vorhanden sein.
Der IS200EMCSG1AAB verwendet zwei unidirektionale Hall-Effekt-Sensoren, die in entgegengesetzte Richtungen gerichtet sind, um den Strom zu erkennen. Wenn einer der Sensoren ein Magnetfeld oberhalb seiner Betriebsschwelle erkennt (was einen Stromfluss anzeigt), erzeugt die Platine einen logisch niedrigen Ausgang. Dieser Ausgang wird an die EHPA-Karte gesendet, die dann das Signal aufbereitet und an das Steuerungssystem weiterleitet. Die Platine ist auf hohe Zuverlässigkeit ausgelegt und so konstruiert, dass sie der rauen elektrischen Umgebung des Stromrichterschranks standhält.
Das Suffix AAB weist auf eine bestimmte Revision und Werkskonfiguration hin, die vollständige Abwärtskompatibilität mit allen EX2100-Erregersystemen beibehält und gleichzeitig die neuesten Designverbesserungen enthält. Dieses Board ist für die Verwendung durch geschultes Personal vorgesehen, das mit GE-Erregerprodukten vertraut ist.
Funktionsbeschreibung
Die IS200EMCSG1AAB ist eine passive Sensorplatine, die das Vorhandensein von Strom in einem Busleiter erkennt. Es misst nicht die Stärke des Stroms, sondern liefert vielmehr einen logischen Hinweis darauf, ob der Strom über einem bestimmten Schwellenwert liegt. Diese Ein-/Aus-Informationen sind für das Steuersystem wichtig, um die ordnungsgemäße Kommutierung der SCRs zu überprüfen und Fehler wie einen fehlenden Zündimpuls oder einen ausgefallenen SCR zu erkennen.
Die Platine arbeitet nach dem Prinzip der magnetischen Flusskonzentration. Am IS200EMCSG1AAB sind Stahlringe mit Lücken angebracht, und die Busleitung (der Leiter, dessen Strom erfasst werden soll) verläuft durch diese Ringe. Zwei gegenüberliegende Hall-Effekt-Sensoren messen den konzentrierten magnetischen Fluss, der in den Ringen erzeugt wird, wenn Strom durch den Bus fließt. Die Sensoren sind unidirektional, was bedeutet, dass jeder Sensor nur auf Strom in einer Richtung reagiert. Durch die Verwendung von zwei gegenüberliegenden Sensoren kann die Platine den Stromfluss in beide Richtungen erkennen (obwohl bei einer typischen Brückenanwendung der Strom nur in eine Richtung durch jeden Zweig fließt).
Wenn einer der Sensoren ein Magnetfeld oberhalb der Betriebsschwelle erkennt, zieht der Ausgangsschaltkreis der Platine das logische Ausgangssignal auf niedrig (weniger als 1,2 V Gleichstrom). Wenn kein Strom vorhanden ist (Magnetfeld unterhalb des Auslösepunkts), bleibt der Ausgang hoch (über 11 V DC). Der typische Betriebsstrom, der das Schalten auslöst, beträgt 80 A und der typische Auslösestrom beträgt 10 A. Diese Werte basieren auf der ausgelegten Flusskonzentration und den Eigenschaften des Sensors.
Zur Redundanz stellt die Platine zwei identische logische Ausgangssignale (CONSENO und CONSENO auf separaten Pins) bereit. Beide Ausgänge stehen am selben 6-poligen Stecker (P1A) zur Verfügung. Die Platine verfügt außerdem über einen Schirmanschluss für Störfestigkeit. Die Stromversorgung erfolgt über die EHPA-Karte: +12 V DC ±10 % bei maximal 0,3 W, plus 0 V DC-Rückleitung (PCOM).
Mehrere IS200EMCSG1AAB-Karten sind in einer Daisy-Chain-Konfiguration verbunden. Die EHPA-Karte versorgt sechs EMCS-Karten über drei 4-polige geschirmte Kabel, eines pro Phase, mit Strom. Jedes Kabel wird mit der ersten EMCS-Platine dieser Phase (z. B. dem positiven Zweig) verbunden, und von dieser Platine wird ein zweites Kabel in Reihe mit der anderen EMCS-Platine derselben Phase (dem negativen Zweig) verbunden. Der EHPA filtert die Ausgangssignale jeder EMCS-Karte und überträgt die Informationen an die EMIO-Controllerkarte.
Die optische Leitungsanzeige erfolgt über LEDs auf der EHPA-Platine (nicht auf dem EMCS selbst). Für jede Phase leuchtet eine gelbe LED (PHA, PHB, PHC), wenn die EMCS-Karte für diese Phase Strom erkennt.
Hardware-Eigenschaften
Die IS200EMCSG1AAB ist eine kleine Leiterplatte, die für die Montage im PCM-Gehäuse (Power Converter Module) des EX2100-Erregers konzipiert ist. Die Montage erfolgt über eine Glastic®-Montagehalterung (glasfaserverstärkter Kunststoff), die auch die magnetischen Stahlringe an Ort und Stelle hält. Die Platine befindet sich über dem zugehörigen SCR-Kühlkörper nahe der Vorderseite des Schranks. Der Busleiter (mit Schlauch isoliert) verläuft durch die an der Platine befestigten Stahlringe.
Anschlüsse und Schnittstelle
Die Platine verfügt über einen einzigen 6-poligen Anschluss (P1A) für alle Strom- und Signalanschlüsse. Einige Revisionen verfügen möglicherweise über einen zweiten Anschluss (P1B) für Daisy-Chain-Zwecke, die primäre Schnittstelle erfolgt jedoch über P1A.
Pin-Nummer |
Signalname |
Beschreibung |
1 |
P12 |
+12 V DC-Stromversorgungseingang |
2 |
CONSENO |
Logischer Ausgang (niedrig = Strom erkannt, hoch = kein Strom) – erster Ausgang |
3 |
Schild |
Verbindung zur Erde (Kabelschirm) |
4 |
PCOM |
0-V-DC-Stromversorgungsrückführung |
5 |
CONSENO |
Logischer Ausgang (niedrig = Strom erkannt, hoch = kein Strom) – zweiter Ausgang (redundant) |
6 |
NC |
Nicht verbunden |
Beide Ausgangssignale sind identisch und aktiv low. Ein niedriger Ausgang (≤1,2 V) zeigt an, dass Strom durch den Bus fließt. Ein hoher Ausgang (≥11 V) zeigt an, dass kein Strom oder Strom unterhalb der Freigabeschwelle fließt.
Stahlringe und Flussmittelkonzentrator
Die Platine wird mit gespaltenen Stahlringen geliefert, die mit Schrauben an der Platine befestigt werden. Diese Ringe konzentrieren das vom Busstrom erzeugte Magnetfeld, sodass die Hall-Effekt-Sensoren Ströme bis zum Auslösepunkt (typischerweise 10 A) zuverlässig erkennen können. Die Ringe dürfen den Busleiter nicht berühren; Isolierschläuche über dem Bus verhindern unbeabsichtigten Kontakt.
LED-Anzeigen
Der IS200EMCSG1AAB selbst verfügt über keine integrierten LEDs. Der Status wird durch LEDs auf der zugehörigen EHPA-Karte angezeigt. Für jede Phase (A, B, C) leuchtet eine gelbe LED (PHA, PHB, PHC) am EHPA, wenn die entsprechende EMCS-Karte Strom erkennt. Dies ermöglicht eine schnelle visuelle Überprüfung der Leitung in jedem Brückenzweig.
Installations- und Austauschverfahren
Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung
Statische Empfindlichkeit – Der IS200EMCSG1AAB enthält statisch empfindliche Komponenten (Hall-Effekt-Sensoren). Tragen Sie immer ein Erdungsarmband und handhaben Sie die Platine nur an einem geerdeten Arbeitsplatz. Bewahren Sie das Board bei Nichtgebrauch in der antistatischen Tasche auf.
Vor der Handhabung den Strom abschalten – Um Stromschläge zu vermeiden, schalten Sie den Erreger (oder das betroffene Stromrichtermodul für Online-Reparaturen) aus und stellen Sie sicher, dass in allen Stromkreisen keine Spannung anliegt, bevor Sie die Platine oder angeschlossene Kabel berühren. Befolgen Sie alle örtlichen Sperr-/Kennzeichnungsverfahren. Vollständige Abschaltverfahren finden Sie im GEH-6631 (EX2100 Installations- und Inbetriebnahmehandbuch).
Nicht unter Strom herausnehmen oder einsetzen – dies kann zu Geräteschäden oder Verletzungen führen.
Lassen Sie keine Hardware fallen – Befestigungsschrauben oder andere kleine Teile, die in den Schrank fallen, können bei Wiederherstellung der Stromversorgung Kurzschlüsse oder Schäden verursachen.
Austauschverfahren (Offline oder Online mit stromlosem PCM)
Die EMCS-Platine befindet sich im PCM-Schrank. Bei 100-mm-Erregern, die über die Online-Reparaturoption verfügen, ist es möglich, nur das betroffene PCM abzuschalten, während andere PCMs online bleiben.
Schalten Sie den Erreger (oder das spezifische PCM) gemäß der EX2100-Installations- und Inbetriebnahmeanleitung und den lokalen Sperr-/Kennzeichnungsverfahren stromlos.
Öffnen Sie die Tür des PCM-Schranks und prüfen Sie alle Stromkreise mit Hochspannungsprüfgeräten auf Nullspannung.
Suchen Sie die EMCS-Platine über dem zugehörigen SCR-Kühlkörper. Der positive Zweig der Phase A (SCR Nr. 1) befindet sich oben links, der negative Zweig der Phase A (SCR Nr. 4) befindet sich oben rechts usw. Entfernen Sie den Glastic-Streifen und die LEXAN®-Abschirmung, um an die Platine zu gelangen.
Entfernen Sie das kleine L-förmige Busstück vor dem EMCS, indem Sie die drei 5/16-Zoll-Schrauben entfernen, die es mit dem Kühlkörper verbinden, und die drei 5/16-Zoll-Schrauben, die es mit dem Busstück verbinden, das durch die Magnetringe verläuft.
Trennen Sie das P1A-Kabel (und P1B, falls vorhanden) vorsichtig von der EMCS-Platine, indem Sie die Kabelanschlüsse zusammendrücken und abziehen. Beschriften Sie die Kabel, falls sie noch nicht markiert sind, um einen korrekten Wiederanschluss sicherzustellen.
Entfernen Sie die Schrauben, mit denen die EMCS-Baugruppe an der PCM-Seitenwand befestigt ist, und schieben Sie die Baugruppe vorsichtig nach vorne und aus dem Gehäuse heraus.
Entfernen Sie die vier Schrauben, mit denen die EMCS-Platine und die Magnetringe an der Kunststoffhalterung befestigt sind. Entfernen Sie die Platine.
Richten Sie die neue IS200EMCSG1AAB-Karte genau wie das Original aus. Befestigen Sie es mit den vier Schrauben zusammen mit den Magnetringen an der Montagehalterung. Halten Sie vor dem Anziehen der Schrauben die Magnetringe fest, um den Spalt an den Sensoren zu minimieren – dies gewährleistet eine ordnungsgemäße Flusskonzentration.
Schieben Sie die Baugruppe zurück in den Schrank und montieren Sie sie. Stellen Sie sicher, dass die Magnetringe keinen freiliegenden Bus berühren und dass der Isolierschlauch über dem Bus richtig positioniert ist, um Kontakt zu verhindern.
Schließen Sie die P1A- und P1B-Kabel wieder an die neue Platine an.
Bringen Sie alle entfernten LEXAN-Leitbleche wieder an (diese sind für die ordnungsgemäße Luftkühlung des PCM unerlässlich).
Bringen Sie das in Schritt 4 entfernte L-förmige Busstück wieder an. Ziehen Sie die sechs 5/16-Zoll-Schrauben mit 115 Zoll-Pfund an.
Bringen Sie den in Schritt 3 entfernten Glastic-Streifen und die LEXAN-Abschirmung wieder an.
Schließen Sie die PCM-Schranktür und befolgen Sie die Verfahren zur Wiedereinschaltung.
Überprüfen Sie nach der Wiederherstellung der Stromversorgung, ob die entsprechende Leitungs-LED (PHA, PHB oder PHC) auf der zugehörigen EHPA-Platine aufleuchtet, wenn der entsprechende SCR angesteuert wird. Das Fehlen der LED kann auf eine falsche Sensorausrichtung, eine fehlende Kabelverbindung oder eine fehlerhafte EMCS-Karte hinweisen.
Verwenden Sie bei der Bestellung des IS200EMCSG1AAB die vollständige Teilenummer genau wie angegeben. Die Teilenummer folgt der GE-Konvention:
IS200 – Innovationsserie, 200er-Klasse.
EMCS – Funktionsakronym: Exciter Conduction Sensor.
G1 – Generation/Version.
A – Basisbezeichner.
A – Modifikator (z. B. Beschichtungs- oder Komponentenvariation).
B – Revision B.
Garantie und Auftragserteilung
Garantieaustausch (innerhalb des Garantiezeitraums): Wenden Sie sich an GE Energy Product Service Engineering:
GE Energy
Product Service Engineering
1501 Roanoke Blvd.
Salem, VA 24153-6492 USA
Telefon (USA): +1 888 GE4 SERV (888 434 7378)
Telefon (international): +1 540 378 3280
Fax: +1 540 387 8606
Ersatzteile oder Bestellungen außerhalb der Garantie : Wenden Sie sich an Ihr nächstgelegenes GE-Verkaufs- oder Servicebüro. Bieten:
Vollständige Teilenummer: IS200EMCSG1AAB
Seriennummer des Erregers
Nummer der Erregermaterialliste (ML).
Hinweis: Alle Ziffern und Buchstaben in der Teilenummer sind von Bedeutung. GE kann spätere kompatible Revisionen ersetzen, die Abwärtskompatibilität ist jedoch gewährleistet.
Diagnose und Wartung
Für den IS200EMCSG1AAB ist keine Routinekalibrierung oder -anpassung erforderlich. Es wird jedoch empfohlen, die Befestigung, die Magnetringe und die Busisolierung regelmäßig zu überprüfen. Der Zustand der Platine wird hauptsächlich durch den LED-Status des EHPA und durch die Diagnosemeldungen des Steuerungssystems angezeigt.
Fehlerbehebung:
Symptom |
Mögliche Ursache |
Korrekturmaßnahme |
EHPA-Phasen-LED (PHA/B/C) aus, wenn SCR zündet |
EMCS-Karte erkennt keinen Strom; falsch ausgerichtete Ringe; offenes Kabel; defekter Sensor |
Kabelverbindungen prüfen; Stellen Sie sicher, dass die Ringe den richtigen Abstand haben. Ersetzen Sie die EMCS-Karte. |
EHPA-Phasen-LED leuchtet, wenn SCR nicht zündet |
Falsche Erkennung; magnetische Interferenz; Sensor bleibt niedrig hängen |
Auf magnetische Streufelder prüfen; Entfernen Sie das Brett und setzen Sie es wieder ein. EMCS ersetzen. |
Das Steuersystem meldet einen Leitungsfehler für ein Bein |
EMCS-Ausgabe fehlt oder ist falsch |
Spannungsversorgung (+12 V) am EMCS prüfen; Ausgangssignal mit Oszilloskop prüfen; Tauschen Sie die Platine bei Bedarf aus. |
Physische Schäden an Stahlringen oder der Busisolierung |
Lichtbögen oder mechanische Störungen |
Schalten Sie die Stromversorgung ab, reparieren oder ersetzen Sie die Isolierung und stellen Sie sicher, dass die Ringe auf dem Bus zentriert sind. |
