Das IS200STURH2A ist ein Simplex-Primärturbinenschutz-Eingangsklemmenbrett, das von General Electric (GE) für seine Gas- und Dampfturbinen-Steuerungssysteme entwickelt wurde. Diese Platine ist die Komplettversion der STUR-Serie für Generatorantriebssysteme und integriert Synchronisierungshardware und Auslöserelais. Es bietet eine umfassende Schutzlösung für Generatorantriebssysteme, die einen Überdrehzahlschutz und primäre Synchronisierungsfunktionen erfordern.
Der IS200STURH2A arbeitet als Simplex-S-Typ-Version des TTUR (Turbine Protection Input Terminal Board) in Verbindung mit dem PTUR-I/O-Paket. Es bietet einen anlagenspezifischen primären Auslöseschutz, einen Geschwindigkeitssignaleingang und Synchronisierungsfunktionen. Die Platine verfügt über einen DC-62-Pin-Anschluss zur Montage eines einzelnen PTUR-I/O-Pakets, das über Ethernet mit dem Mark VIe-Controller kommuniziert.
Zu den Hauptmerkmalen des IS200STURH2A gehören:
Vollständiger Generatorschutz: Integriert Überdrehzahlschutz und primäre Synchronisierungsfunktionen, geeignet für Generatorantriebssysteme.
Integrierte Auslöserelais: Bietet zwei Auslösemagnetausgänge, K1 und K2, die jeweils aus einem Sicherheitsrelais mit zwangsgeführten Kontakten bestehen.
Synchronisierungsunterstützung: Bietet zwei PT-Eingänge für Generatorspannungs- und Busspannungssignale und unterstützt das synchronisierte Schließen des Hauptschalters 52G.
Vier Geschwindigkeitseingänge: Akzeptiert passive oder aktive Geschwindigkeitssensoren und unterstützt die Geschwindigkeitserkennung ab 2 U/min.
Umfangreiche Rückmeldungssignale: Bietet eine Rückmeldung der Relaisposition, Rückmeldung der Magnetspannung und Rückmeldung der Spannung des Synchronkreises.
Steckbarer Klemmenblock: Steckbarer Klemmenblock im Euro-Stil mit 48 Anschlüssen für einfache Verkabelung und Wartung vor Ort.
Kompatibilität: Funktioniert mit dem PTUR I/O-Paket und erfordert die ControlST-Software-Suite Version 3.01 oder höher.
Jumperloses Design: Die Platine verfügt über keine konfigurierbaren Jumper; Alle Funktionen sind fest vorgegeben, was die Wartung vor Ort vereinfacht.
Die Platine hat die gleichen Abmessungen wie andere S-Typ-Klemmenplatinen und kann vertikal gestapelt werden. Es gibt keine Komponenten, die höher sind als das angeschlossene PTUR-E/A-Paket, sodass eine doppelte Stapelung von Klemmenbrettern möglich ist.
II. Hauptfunktionen
Zu den Hauptfunktionen des IS200STURH2A gehören unter anderem die folgenden:
1. Geschwindigkeitssignaleingang
IS200STURH2A bietet vier Geschwindigkeitseingangsschaltungen, die passive Geschwindigkeitssensoren oder aktive Geschwindigkeitssensoren akzeptieren:
Passive Sensoren: Das Signal wird zwischen den Anschlüssen PR#_H und PR#_L angelegt (# ist 1-4). Das PTUR-I/O-Paket kann Geschwindigkeiten von nur 2 U/min erfassen.
Aktive Sensoren: Das Signal wird zwischen den Anschlüssen TTL# und PR#_L angelegt.
2. Auslöserelaisausgänge
IS200STURH2A verfügt über zwei Auslösemagnetausgänge, K1 und K2, die jeweils aus einem Sicherheitsrelais mit zwangsgeführten Kontakten bestehen. Die Rückmeldung der Relaisposition erfolgt über eines der Kontaktpaare im Relais an PTUR. Zusätzliche Kundenklemmen ermöglichen den Anschluss von zwei oder drei STUR-Karten in einer redundanten Auslösekonfiguration.
Eigenschaften des K1/K2-Relais:
Jedes Relais verfügt über zwei Schließerkontakte und einen Öffnerkontakt.
Zwangsgeführte Kontakte stellen sicher, dass der Rückmeldekontakt die Position des Leistungskontakts genau wiedergibt.
Unterstützt die TMR-Zwei-von-Drei-Abstimmungskonfiguration (erfordert drei STUR-Karten).
3. Primäre Synchronisierungsfunktion
IS200STURH2A unterstützt bei Verwendung mit PTUR das synchronisierte Schließen des 52G-Primärschalters. Zu den Hauptfunktionen gehören:
PT-Eingänge: Die Klemmen 21–24 liefern Generatorspannungs- und Busspannungseingänge.
Leistungsschalterleistung: Klemme 27 (PGEN) akzeptiert 24, 48 oder 125 V DC positive Spannung; Klemme 32 (NGEN) übernimmt die Stromrückkehr.
Synchronisierungsrelais: Das Freigaberelais K25P und das Synchronisierungs-Pilotrelais K25 steuern das Schließen des Leistungsschalters.
Backup-Sync-Prüfung: Zwischen den Klemmen 29 und 30 kann ein zusätzliches Backup-Sync-Prüfrelais angeschlossen werden.
4. Rückmeldungssignale
IS200STURH2A bietet umfassende Rückmeldungssignale für die Systemdiagnose und Statusüberwachung:
Relaispositionsrückmeldung: Positionsrückmeldung von den Auslöserelais K1 und K2.
Rückmeldung der Magnetspulenspannung: Rückmeldung der Magnetspulenspannung in Verbindung mit K1 und K2.
Spannungsrückmeldung des Synchronisierungskreises: Fünf Spannungsrückmeldungssignale im Zusammenhang mit der Synchronisierungsfunktion:
BKRVLT: Spannungsstatus des Energiebusses, der zum Schließen des Leistungsschalters verwendet wird.
L52G: Spannungsrückmeldung von einem Hilfskontakt am 52G-Leistungsschalter.
BKRPRM: Spannungsstatus des Leistungsschalter-Schließer-Relaiskontakts, K25P.
BKRGES: Spannungsstatus der Kombination aus in Reihe geschalteten K25P-Kontakten mit K25-Kontakten.
BKRGXS: Spannungsstatus der Reihenschaltung aus K25P, K25 und einem zusätzlichen Backup-Synchronisierungsprüfrelais (K25A), der der an der Unterbrecherspule oder einem Pilotrelais anliegenden Spannung entspricht.
Rückmeldung des Synchronisierungsrelais-Spulenantriebs: Zwei Rückmeldungssignale des Synchronisierungs-Relaisspulenantriebs.
5. Fehlererkennung
IS200STURH2A implementiert verschiedene Fehlererkennungsfunktionen über PTUR:
Geschwindigkeitseingänge ermöglichen die Fehlererkennung durch redundante Signale, die an STUR angelegt werden.
PT-Eingänge erfordern externe Testsignale für eine ordnungsgemäße Rückmeldung.
Auslöserelais verwenden zwangsgeführte Kontakte, um sicherzustellen, dass die Rückmeldekontakte die Positionen der Leistungskontakte genau wiedergeben.
Die Kontaktlogik des Leistungsschalter-Schließrelais umfasst eine spannungsbasierte Statusrückmeldung, die jedes unerwartete Verhalten ankündigt.
III. Systemanwendungen
1. Anwendung in Generatorantriebssystemen
IS200STURH2A ist eine komplette Schutzklemmenleiste, die speziell für Generatorantriebssysteme entwickelt wurde und für Anwendungen geeignet ist, die sowohl Überdrehzahlschutz als auch Primärsynchronisation erfordern. Zusammen mit dem PTUR-I/O-Paket bildet es ein vollständiges Turbinenschutz-Subsystem.
In einem Generatorantriebssystem spielt IS200STURH2A die folgenden Rollen:
Überdrehzahlschutz: Überwacht die Turbinendrehzahl über Drehzahleingänge und löst Auslöserelais aus, wenn die Drehzahl die Sollwerte überschreitet.
Synchronisiertes Schließen: Überwacht die Generatorspannung und die Busspannung über PT-Eingänge, um Synchronisierungsrelais für das Schließen des Leistungsschalters 52G zu steuern.
Statusrückmeldung: Bietet umfassende Rückmeldung an das Steuersystem über den Relaisstatus, die Magnetspannung und den Zustand des Synchronisierungskreises.
2. Unterschiede zu anderen STUR-Versionen
Die STUR-Serie besteht aus vier Hauptversionen mit folgenden Unterschieden:
| Versionsgenerator |
-Anwendungs |
-Trip-Verbindung |
Anwendungsszenario für |
| IS200STURH1A |
NEIN |
Onboard-Trip-Relais |
Turbinen mit mechanischem Antrieb (nur Überdrehzahlschutz) |
| IS200STURH2A |
Ja |
Onboard-Trip-Relais |
Generatorantriebsturbinen (Überdrehzahl + Synchronisierung) |
| IS200STURH3A |
NEIN |
DC-37-Pin-Stecker zur externen Auslöseplatine |
Nur Impulseingänge, Schutz durch externe Auslöseplatine |
| IS200STURH4A |
Ja |
DC-37-Pin-Stecker zur externen Auslöseplatine |
Generatorantrieb, Schutz durch externe Auslöseplatine |
3. Simplex-Systemanwendung
In Simplex-Anwendungen arbeitet IS200STURH2A mit einem einzelnen PTUR-E/A-Paket zusammen, um eine eigenständige Übergeschwindigkeitsschutz- und Synchronisierungsfunktion zu bilden. Das System kann bis zu vier Geschwindigkeitssignale zur Messung der Turbinengeschwindigkeit akzeptieren, nutzt PT-Signale zur automatischen Synchronisierung und stellt Auslöseausgänge über integrierte Auslöserelais bereit.
4. TMR-Systemanwendung
In Anwendungen, die dreifache modulare Redundanz (TMR) erfordern, können drei IS200STURH2A/PTUR-Kombinationen verwendet werden. Die Auslöserelais jedes IS200STURH2A verfügen über zwei Sätze von normalerweise offenen Kontakten, wodurch eine externe Verkabelung ermöglicht wird, um eine Zwei-von-Drei-Abstimmungskonfiguration zu erreichen. Die Platine stellt an kritischen Punkten parallele Kundenanschlüsse bereit, so dass die TMR-Relaiskontakt-Abstimmungsverkabelung installiert werden kann, ohne das Prinzip „Ein Draht pro Anschluss“ zu verletzen.
IV. Detaillierte Schnittstellenbeschreibung
1. Zuweisungstabelle für Kundenterminals
| Terminalsignalnamens |
Beschreibung |
des |
| 1 |
K1_NO1_In |
Relais K1 Eingang „Normal offener Kontakt Nr. 1“ (parallel zu Klemme 2) |
| 2 |
K1_NO1_In |
Relais K1, normalerweise offener Kontakt Nr. 1, Eingang |
| 3 |
K1_Centertap |
Relais K1 gemeinsam |
| 4 |
K1_NC_Out |
Relais K1 Öffner-Kontaktausgang |
| 5 |
K1_NO2_In |
Relais K1, normalerweise offener Kontakt Nr. 2, Eingang |
| 6 |
K1_NO2_Out |
Relais K1, normalerweise offener Kontakt Nr. 2, Rückkehr (parallel zu Klemme 7) |
| 7 |
K1_NO2_Out |
Relais K1, normalerweise offener Kontakt Nr. 2, Rückkehr |
| 8 |
K2_NO1_In |
Relais K2 Eingang „Normal offener Kontakt Nr. 1“ (parallel zu Klemme 9) |
| 9 |
K2_NO1_In |
Relais K2, normalerweise offener Kontakt Nr. 1, Eingang |
| 10 |
K2_Centertap |
Relais K2 gemeinsam |
| 11 |
K2_NC_Out |
Relais K2 Öffner-Kontaktausgang |
| 12 |
K2_NO2_In |
Relais K2, normalerweise offener Kontakt Nr. 2, Eingang |
| 13 |
K2_NO2_Out |
Relais K2, normalerweise offener Kontakt Nr. 2, Rückkehr (parallel zu Klemme 14) |
| 14 |
K2_NO2_Out |
Relais K2, normalerweise offener Kontakt Nr. 2, Rückkehr |
| 15 |
SOL1_In |
Magnetspule 1 Spannungssensor + Eingang |
| 16 |
SOL1_Ret |
Spannungssensor Magnetspule 1 – Eingang |
| 17 |
SOL2_In |
Spannungssensor + Eingang für Magnetspule 2 |
| 18 |
SOL2_Ret |
Spannungssensor Magnetspule 2 – Eingang |
| 19-20 |
- |
Nicht verbunden |
| 21 |
GENH |
Generator-PT-Eingang hoch |
| 22 |
GENL |
Generator-PT-Eingang niedrig |
| 23 |
BUSCH |
Bus PT-Eingang hoch |
| 24 |
BUSL |
Bus PT-Eingang niedrig |
| 25 |
B52GH |
Ausgang (PGEN) an B52G-Rückmeldekontakt |
| 26 |
B52GL |
Rückführungsseite des B52G-Rückmeldekontakts |
| 27 |
PGEN |
Leistungsaufnahme der positiven Unterbrecherspule |
| 28 |
AUTO |
Ausgang des K25P-Kontaktschlusses |
| 29 |
MANN |
Ausgang des K25-Kontaktschlusses |
| 30 |
BKRH |
52G Unterbrecherspule, positiver Ausgang |
| 31 |
BKRH |
Parallelschaltung an Klemme 30 |
| 32 |
NGEN |
Negativer Leistungsanschluss der Unterbrecherspule |
| 33-36 |
- |
Nicht verbunden |
| 37 |
TTL1 |
Aktiver Drehzahlgebereingang 1 |
| 38 |
PR1_H |
Passiver Geschwindigkeitsaufnahmeeingang 1 hoch |
| 39 |
PR1_L |
Geschwindigkeitsaufnahme 1 Rückführung (aktiv und passiv) |
| 40 |
TTL2 |
Aktiver Drehzahlgebereingang 2 |
| 41 |
PR2_H |
Passiver Drehzahlgebereingang 2 hoch |
| 42 |
PR2_L |
Speed Pickup 2 Return (aktiv und passiv) |
| 43 |
TTL3 |
Aktiver Drehzahlgebereingang 3 |
| 44 |
PR3_H |
Passiver Geschwindigkeitsaufnahmeeingang 3 hoch |
| 45 |
PR3_L |
Speed Pickup 3 Return (aktiv und passiv) |
| 46 |
TTL4 |
Aktiver Drehzahlgebereingang 4 |
| 47 |
PR4_H |
Passiver Geschwindigkeitsaufnahmeeingang 4 hoch |
| 48 |
PR4_L |
Geschwindigkeitsaufnahme 4 Rückführung (aktiv und passiv) |
2. Funktionsprinzip der Synchronisierungsschaltung
Die Synchronisierungsschaltung des IS200STURH2A funktioniert wie folgt:
Die positive Leistung des Leistungsschalters (24, 48 oder 125 V Gleichstrom) wird an Klemme 27 (PGEN) angelegt, wobei die Rückleitung an Klemme 32 (NGEN) angeschlossen ist. Das Vorhandensein dieser Spannung wird durch das BKRVLT-Signal angezeigt.
Positiver Strom fließt über das Freigaberelais K25P zur Klemme 28 (AUTO), wobei der Stromstatus durch das BKRPRM-Signal angezeigt wird.
Der Strom fließt dann über das Synchronisierungs-Pilotrelais K25 zur Klemme 29 (MAN), wobei der Stromstatus durch das BKRGES-Signal angezeigt wird.
Wenn ein Backup-Sync-Check-Relais verwendet wird, wird es zwischen den Klemmen 29 und 30 (BKRH) verdrahtet, wobei das Schließen durch das BKRGXS-Signal angezeigt wird.
Wenn keine Backup-Synchronisierungsprüfung verwendet wird, vervollständigt eine Brücke zwischen den Klemmen 29 und 30 den Stromkreis und sowohl BKRGXS als auch BKRGES zeigen an, dass Strom an die Unterbrecherspule angelegt wird.
Die Unterbrecherspule oder ein Pilotrelais wird zwischen den Klemmen 31 (BKRH) und 32 (NGEN) verdrahtet.
V. Diagnose und Konfiguration
1. Diagnosefunktionen
IS200STURH2A führt die folgenden Diagnosetests über das PTUR-I/O-Paket durch:
| des Diagnoseelements |
Beschreibung |
| Rückmeldung des Magnetrelais-Treibers |
Überprüft die Treibersignale des Magnetrelais; Bei einem Problem mit dem Steuersignal wird ein Fehler erzeugt. |
| Rückmeldung der Relaiskontaktposition |
Überprüft die Rückmeldung der Relaiskontaktposition; Bei einem Problem mit dem Steuersignal wird ein Fehler erzeugt. |
| Verlust der Magnetkraft |
Erkennt einen Stromausfall des Magnetventils, was zu einem Fehler führt. |
| Synchronisierung der Relaisleistung |
Erkennt das langsame Sync-Prüfrelais, das langsame Auto-Synchronisierungsrelais, den langsamen Unterbrecher und das blockierte K25-Relais; alle erzeugen einen Fehler. |
| Zusammengesetzter Diagnosealarm |
Wenn eines der oben genannten Signale fehlerhaft wird, wird ein zusammengesetzter Diagnosealarm L3DIAG_PTUR ausgelöst. |
| ID-Chip-Überprüfung |
Überprüft die Übereinstimmung der Connector-ID; Eine Nichtübereinstimmung führt zu einem Hardware-Inkompatibilitätsfehler. |
Diagnosesignale können einzeln zwischengespeichert und mit dem RESET_DIA-Signal nach Rückkehr in den Normalzustand zurückgesetzt werden.
2. Konfigurationsmethode
Die IS200STURH2A-Karte verfügt über keine Jumper oder Hardwareeinstellungen. Die gesamte Konfiguration erfolgt über das PTUR I/O-Paket und die ControlST-Software.
VI. Installation und Wartung
1. Montageort
Die IS200STURH2A-Platine wird auf einem Blechträger mit Kunststoff-Isolatorhalterung montiert und dann mit Schrauben im Schrank befestigt. Die Platine kann vertikal mit anderen S-Typ-Klemmenplatinen gestapelt werden.
2. Installationsschritte
Montieren Sie die Kunststoff-Isolatorhalterung am Blechträger.
Montieren Sie die IS200STURH2A-Platine auf dem Träger.
Befestigen Sie die Baugruppe mit Schrauben im Schrank.
Schließen Sie die Feldkabel an die steckbare Klemmenleiste an.
Stecken Sie das PTUR I/O-Paket in den DC-62-Pin-Anschluss der Platine.
Schließen Sie Auslöserelaisausgänge, Synchronisierungskreise und Geschwindigkeitssensoren nach Bedarf an.
3. Wartungsempfehlungen
Regelmäßige Inspektion: Überprüfen Sie, ob die Klemmenblöcke fest eingesteckt sind und die Drähte nicht locker sind.
Reinigung: Reinigen Sie das Board regelmäßig, um Staubansammlungen zu vermeiden.
ESD-Schutz: Tragen Sie beim Umgang mit der Platine ein Erdungsband und bewahren Sie sie in antistatischen Beuteln auf.
Ersatzteilmanagement: Halten Sie eine STURH2A-Ersatzplatine bereit, um Ausfallzeiten im Fehlerfall zu reduzieren.
