GE IS200EXHSG3A Erreger-Hochgeschwindigkeits-Relais-Treiberplatine

Das IS200EXHSG3A ist eine Erreger-Hochgeschwindigkeits-Relaistreiberplatine, die von General Electric (GE) für sein EX2100™-Erregungssteuerungssystem entwickelt wurde. Bei dieser Platine handelt es sich um die Version der EXHS-Serie, die speziell für redundante Steuerungssysteme konzipiert ist und mit Standardschützen verwendet wird. Es stellt in erster Linie Treiber für das DC-Schütz (41) und Pilotrelais für Entregung und Feldblitzen bereit.

Die IS200EXHSG3A-Karte spielt eine wichtige Schnittstellenrolle im EX2100-Erregersteuerungssystem und wandelt Logikbefehle vom Steuerungssystem in Relaisausgänge um, die Hochleistungs-Feldgeräte ansteuern. Die Verbindung zum EMIO-Board erfolgt über die EBKP-Backplane. In redundanten Steuerungssystemen empfängt es Signale von den M1-, M2- und C-Controllern und steuert die Relaisspulen über einen 2-von-3-Abstimmungskreis, wodurch eine hohe Systemzuverlässigkeit gewährleistet wird.

Der IS200EXHSG3A ist eine von vier Versionen der EXHS-Serie. Laut der Tabelle im Dokument sind die Hauptunterschiede zwischen den einzelnen Versionen wie folgt:

Der IS200EXHSG3A wurde speziell für redundante Steuerungssysteme entwickelt, ist für 500-A-42-mm-Brücken geeignet und wird mit Standardschützen mit 125-V-DC-Spulen verwendet. Im Gegensatz zu den G1- und G2-Versionen entfällt bei den G3- und G4-Versionen der Stromreglerkreis; Der Treiber versorgt die Spule mit einer konstanten Spannung von 125 V.

Das Board integriert die folgenden Schlüsselkomponenten:

• K53A und K53B Blink-Pilotrelais: Steuern die Blinkschütze 53A und 53B.

• KDEP-Entregungs-Pilotrelais: Steuert das Entregungsrelais.

• K41-Schütztreiber: Zwei (K41A, K41B) zur Steuerung des 41-DC-Schützes.

• Signalaufbereitungsschaltungen: Verarbeiten Entregungsstatussignale und Crowbar-Statussignale von der EDEX-Platine.

• Kontakteingangskreise: Überwachen Sie den Status der Hilfskontakte für 41, 53A und 53B.

  
  

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II. Hauptfunktionen

Zu den Hauptfunktionen des IS200EXHSG3A gehören unter anderem die folgenden:

1. 41 DC-Schützantrieb

Der IS200EXHSG3A verfügt über zwei 41 DC-Schütztreiber (K41A, K41B), die von Treibern auf dem EMIO gesteuert werden. Der Treiber auf dem EMIO erfordert sowohl einen Befehl vom Field Programmable Gate Array (FPGA) als auch das Schließen des 86G-Kontakts, bevor der Treiber mit Strom versorgt wird. Entweder der FPGA- oder der 86G-Kontakt können dazu führen, dass der Treiber stromlos wird.

In einem redundanten Steuerungssystem (G3) steuern Eingänge von den Controllern M1, M2 und C drei Relais, die in einem 2-aus-3-Abstimmungskreis verbunden sind. Die Relaisspule wird von M1 und M2 mit 24 V Gleichstrom versorgt.

Im Gegensatz zu den G1- und G2-Versionen verzichtet die G3-Version auf den Stromreglerkreis. Der Treiber versorgt die Spule mit einer konstanten 125-V-Spannung (P125) und nicht mit einer Hochspannungsanhebung, gefolgt von einem Konstantstrom-Haltemodus.

2. Blinkende Pilotrelaissteuerung

Die IS200EXHSG3A-Karte integriert zwei Blink-Pilotrelais, K53A und K53B, die zur Steuerung der Feld-Blinkschütze verwendet werden. Jedes Blink-Pilotrelais wird vom EMIO gesteuert und nutzt zwei Reihenkontakte, um ein Blinkschütz anzusteuern. Die Relaisspule wird vom M1-Controller mit 24 V Gleichstrom versorgt.

Eigenschaften des K53A/K53B-Relais:

• Kontaktspannung: Nominal 125 V DC (max. 140 V DC), zugeführt über J9 von der Erregersteuerung.

• Widerstandslast: 5 A bei 28 V DC, 0,5 A bei 125 V DC.

• Induktive Last: 2 A bei 28 V DC, 0,2 A bei 125 V DC, L/R-Zeitkonstante 0,007 Sekunden.

• Mit Unterdrückung: 0,5 A bei 125 V DC, L/R-Zeitkonstante 0,10 Sekunden (2 Pole in Reihe).

• Unterdrückung: Wird auf der EXHS-Platine bereitgestellt.

• Agentur: UL, CSA.

3. Steuerung des Pilotrelais zur Entregung

Die IS200EXHSG3A-Karte integriert ein Entregungs-Pilotrelais, KDEP, das zur Steuerung des Entregungsschaltkreises verwendet wird. KDEP wird sofort nach der Deaktivierung des 41-Relais aktiv. Die KDEP-Spule ist an eine 125-V-Gleichstromversorgung angeschlossen.

KDEP-Relay-Eigenschaften:

• Spulenleistung: Nominal 125 V DC von J9 (max. 140 V DC, min. 100 V DC).

• Kontaktspannung: Nominal 24 V Gleichstrom vom Erregerschrank.

• Widerstandslast: 2 A bei 28 V DC.

• Induktive Last: 1 A bei 28 V DC, L/R-Zeitkonstante 0,007 Sekunden.

• Unterdrückung: Wird auf der externen Spule bereitgestellt, keine auf der EXHS-Platine.

• Agentur: UL, CSA.

Entregungsstatussignale stammen von der EDEX-Platine, werden am EXHS aufbereitet und an EMIO-M1 und EMIO-M2 (zur redundanten Steuerung) gesendet.

4. Überwachung der Kontakteingabe

Die IS200EXHSG3A-Karte bringt die Hilfskontakte für 53A, 53B und 41 zur Überwachung durch EMIO mit. Bei der redundanten Steuerung werden die Signale auf die Controller M1, M2 und C aufgefächert. Die drei Kontakte werden mit 70 V Gleichstrom vom EXHS benetzt. Der Strom von den Steckern J12M1 und J12M2 ist widerstandsisoliert und wird den Kontakten zugeführt. Die Benetzungsspannung kann zwischen 63 und 84 V Gleichstrom variieren. Die resultierenden Signale verteilen sich auf M1, M2 und C. Die Kontakteingangsüberwachungsschaltung befindet sich auf dem EMIO.

5. Eingabe des Crowbar-Status

Crowbar-Statussignale von zwei EDEX-Karten werden über das EXHS an EMIO-M1 und EMIO-M2 geliefert. Der Konditionierungsschaltkreis am EXHS überwacht beide Eingänge der EDEX-Karten. Wenn einer von beiden auf niedrige Impedanz übergeht (Crowbar-leitend), leitet er ein Signal an EMIO in M1 weiter.

6. Signalaufbereitungsschaltungen

Bei der redundanten Steuerung werden Entregungssignale von zwei EDEX-Karten über EXHS an EMIO-M1 und EMIO-M2 geliefert. Am EXHS gibt es zwei Signalaufbereitungsschaltkreise, einen für jedes Signal. Das EXHS wiederholt das Signal an das EMIO.

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III. Systemanwendungen

1. Anwendung im Excitation Control System EX2100

Die IS200EXHSG3A ist eine wichtige Schnittstellenkarte, die Steuerlogik und Hochleistungs-Feldgeräte innerhalb des EX2100-Erregersteuerungssystems verbindet. Zu seinen Aufgaben in einem redundanten Steuerungssystem gehören:

• 41-Schützantrieb: Empfängt Steuerbefehle vom EMIO, um den 41-Gleichstromschütz anzutreiben und so das Schalten des Erregersystems zu ermöglichen.

• Blinksteuerung: Steuert die Blinkschütze über die Pilotrelais K53A und K53B, um während des Gerätestarts einen anfänglichen Feldstrom bereitzustellen.

• Entregungssteuerung: Steuert den Entregungskreis über das KDEP-Pilotrelais, um die Feldenergie des Generators bei Abschaltungen oder Fehlern schnell abzubauen.

• Statusrückmeldung: Stellt Statusrückmeldungen von den Hilfskontakten 41, 53A und 53B an EMIO zur Systemüberwachung bereit.

• Rückmeldung zum Abregungsstatus: Verarbeitet die Abregungsstatussignale vom EDEX und sendet sie an den EMIO.

• Crowbar-Status-Feedback: Verarbeitet Crowbar-Statussignale vom EDEX und sendet sie an den EMIO.

2. Redundante Steuerungssystemkonfiguration

In einem redundanten Steuerungssystem empfängt der IS200EXHSG3A Signale von den M1-, M2- und C-Controllern. Die K41-Treibersteuerung verwendet einen 2-aus-3-Abstimmungsschaltkreis, der sicherstellt, dass ein Ausfall eines einzelnen Controllers nicht zu einer Fehlbedienung oder einem Betriebsausfall führt. Die Blinkrelais K53A/K53B werden vom EMIO gesteuert und bieten auch in redundanten Systemen eine hohe Zuverlässigkeit.

3. Unterschiede zu G1/G2-Versionen

Der Hauptunterschied zwischen dem IS200EXHSG3A und den Versionen G1, G2 liegt in der Antriebsmethode für das 41-Schütz:

• G1/G2: Wird für Hochgeschwindigkeitsschütze (32 V, 1,5 A Spule) verwendet. Sie verwenden eine Antriebsmethode, die zunächst eine Hochspannungsanhebung (125 V für 150 ms) anwendet und dann in einen Konstantstrom-Haltemodus (1,5 A ±0,2 A) wechselt.

• G3/G4: Wird für Standardschütze (125-V-DC-Spule) verwendet. Sie verzichten auf den Stromreglerkreis und liefern direkt eine konstante 125-V-Spannung.

Daher muss bei der Auswahl einer EXHS-Karte die Version basierend auf dem Typ des vor Ort verwendeten 41-Schützes ausgewählt werden.

4. Typische Anwendungsszenarien

• Große Dampfturbinengenerator-Erregersysteme: Zur Erregungssteuerung von 500 A, 42 mm Brücken.

• Erregersysteme für Wasserturbinengeneratoren: Hochzuverlässige Anwendungen, die eine redundante Steuerung erfordern.

• Gasturbinen-Anregungssysteme: Schnell reagierende Anregungssteuerung in Verbindung mit dem EX2100.

• Erregung industrieller Synchronmotoren: Für industrielle Hochleistungsantriebe, die Standardschütze erfordern.

  
  

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IV. Detaillierte Schnittstellenbeschreibung

1. Stromanschlüsse

2. Treiberanschluss

3. Signalanschluss J6

4. Signalanschluss J7

5. Signalanschluss J8

6. Signalanschluss J11

7. Anschlüsse an EMIO J505, J508, J515

Diese drei 25-poligen Anschlüsse werden jeweils mit den EMIO-Karten für M1, M2 und C verbunden. J505 (zu M1) und J508 (zu M2) umfassen vollständige Entregungs- und Crowbar-Signale, während J515 (zu C) diese Signale nicht enthält. Detaillierte Pinbelegungen finden Sie in den Tabellen im Dokument.

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V. Installation und Austausch

1. Montageort

Die IS200EXHSG3A-Platine wird normalerweise im EX2100-Erregersteuerschrank montiert und mit Schrauben an einer Montageplatte befestigt. Die Platine wird über Kabel mit der EBKP-Backplane verbunden, die dann mit dem EMIO kommuniziert.

2. Verfahren zum Austausch des Vorstands

Sicherheitswarnungen:

• WARNUNG: Um einen Stromschlag zu vermeiden, schalten Sie das Erregersystem aus und befolgen Sie die vollständigen Abschaltverfahren, die im Installations- und Inbetriebnahmehandbuch (GEH-6631) beschrieben sind. Halten Sie sich an alle örtlichen Lock-out/Tag-out-Praktiken.

• VORSICHT: Verwenden Sie Hochspannungsprüfgeräte, um sicherzustellen, dass die Schaltkreise stromlos sind, bevor Sie sie berühren.

• VORSICHT: Um Komponentenschäden durch statische Elektrizität zu vermeiden, behandeln Sie alle Platinen mit elektrostatisch empfindlichen Handhabungstechniken. Tragen Sie ein Erdungsband und lagern Sie die Platinen in antistatischen Beuteln.

Austauschschritte:

1. Überprüfen Sie, ob die Stromversorgung ausgeschaltet ist: Stellen Sie sicher, dass das Erregersystem vollständig stromlos ist.

2. Schranktür öffnen: Öffnen Sie die Schaltschranktür und testen Sie die E/A-Schaltkreise, um sicherzustellen, dass die Stromversorgung ausgeschaltet ist.

3. Beschriften Sie die Kabel: Stellen Sie sicher, dass alle Kabel entsprechend den Markierungen auf der Platine korrekt beschriftet sind, damit sie leicht wieder angeschlossen werden können.

4. Kabel trennen: Trennen Sie vorsichtig alle Kabel von der EXHS-Platine.

5. Altes Board entfernen:

• Legen Sie einen Lappen oder eine andere nichtleitende Barriere unter die Platine, um zu verhindern, dass Hardware herunterfällt.

• Entfernen Sie die Schrauben, mit denen die EXHS-Platine befestigt ist, und nehmen Sie die alte Platine heraus.

6. Überprüfen Sie die neue Platine: Stellen Sie sicher, dass das neue Platinenmodell IS200EXHSG3A ist und mit der Originalplatine übereinstimmt.

7. Installieren Sie die neue Platine: Richten Sie die neue Platine in derselben Position wie die entfernte aus, richten Sie sie an den Montagelöchern aus und befestigen Sie sie mit Schrauben.

8. Kabel wieder anschließen: Schließen Sie alle Kabel wie angegeben wieder an und stellen Sie sicher, dass die Anschlüsse richtig sitzen.

9. Wiederherstellen der Stromversorgung: Schließen Sie die Schranktür, stellen Sie die Stromversorgung des Erregersystems gemäß den Verfahren wieder her und testen Sie den Betrieb.

3. Verfahren zum Austausch des Relais

Die Relais auf der EXHS-Platine sind gesockelt und können bei Bedarf einzeln ausgetauscht werden.

1. Fehler diagnostizieren: Verwenden Sie die Diagnosetools der Toolbox, um das fehlerhafte Relais zu identifizieren und aufzuzeichnen.

2. Überprüfen Sie, ob die Stromversorgung ausgeschaltet ist: Stellen Sie sicher, dass das Erregersystem vollständig stromlos ist.

3. Schranktür öffnen: Öffnen Sie die Schaltschranktür und testen Sie die E/A-Schaltkreise, um sicherzustellen, dass die Stromversorgung ausgeschaltet ist.

4. Fehlerhaftes Relais lokalisieren: Suchen Sie das fehlerhafte Relais auf der EXHS-Platine.

5. Bereiten Sie den Schutz vor: Legen Sie einen Lappen oder eine andere nichtleitende Barriere unter die Platine.

6. Relais entfernen:

• Lösen Sie vorsichtig den Clip, der das Relais hält.

• Ziehen Sie das Relais aus seinem Sockel.

7. Neues Relais installieren:

• Richten Sie das Ersatzrelais richtig aus und schieben Sie es in den Sockel.

• Lassen Sie den Halteclip vorsichtig wieder einrasten.

8. Wiederherstellen der Stromversorgung: Schließen Sie die Schranktür, stellen Sie die Stromversorgung des Erregersystems gemäß den Verfahren wieder her und testen Sie den Betrieb.

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