El IS200EDEXG1A es un tablero de control de deexcitación de excitador diseñado por General Electric (GE) para su sistema de control de excitación EX2100™. Esta placa es la versión de la serie EDEX que se utiliza específicamente para aplicaciones de desexcitación SCR y sirve como placa de control central en el módulo de desexcitación. La función principal del IS200EDEXG1A es eliminar rápidamente la energía almacenada del campo del generador durante un apagado de emergencia cuando se abre el interruptor de campo o el contactor, garantizando un apagado seguro de la unidad.
En el sistema EX2100, la placa EMIO inicia el comando de desexcitación a través de la placa EXTB. La placa EXTB abre el contactor de 41 CC (MDA/MDB) o disyuntor y luego transfiere la señal de desexcitación de los contactos auxiliares al circuito de disparo SCR en la placa EDEX. La placa EDEXG1A proporciona activación SCR, retroalimentación de detección de conducción y funcionalidad de retención de voltaje, lo que garantiza una desexcitación confiable incluso en el caso de una falla eléctrica completa del sistema.
La placa IS200EDEXG1A incluye un circuito de disparo SCR, un circuito de disparo automático (compuesto por una red de diodos de ruptura), sensores de corriente de efecto Hall, un circuito de retención de voltaje, múltiples conectores de interfaz (J1, J2, J8, DEPL, EPL1, EPL2), terminales de conexión (para configuración de voltaje del ánodo) y puentes de configuración (JP1-JP6). El diseño de la placa cumple con los estándares de grado industrial y es adecuado para aplicaciones de protección críticas en sistemas de excitación de plantas de energía.
II. Funciones principales
Las funciones principales del IS200EDEXG1A incluyen, entre otras, las siguientes:
1. Disparo SCR
La placa IS200EDEXG1A recibe dos comandos de disparo (de los controladores M1 y M2) a través de la placa EXTB, ingresados a través del conector J8. Al recibir la orden, el circuito de disparo genera una señal de onda cuadrada de alta frecuencia, que se conecta a la puerta SCR a través del conector DEPL, provocando que conduzca. El circuito de disparo presenta un diseño redundante para garantizar la confiabilidad.
2. Protección contra autodisparo
Si el circuito de disparo principal falla o se retrasa, el circuito de disparo automático en la placa EDEXG1A asume la tarea de disparo. Este circuito consta de una red de diodos de ruptura (BOD) controlada por el voltaje del ánodo SCR y conectada a la puerta SCR. Cuando el voltaje del ánodo excede el voltaje de ruptura del BOD, el BOD conduce y activa el SCR. Este diseño garantiza una desexcitación confiable incluso si falla el circuito de disparo principal.
3. Retención de voltaje
La placa IS200EDEXG1A cuenta con un circuito de retención de voltaje que mantiene voltajes positivos de 24 V CC y negativos de 24 V CC incluso durante una falla completa de energía del sistema, lo que garantiza que se pueda activar el SCR. Este circuito también proporciona voltaje para humedecer los contactos de deexcitación externos, asegurando que el comando de deexcitación siga siendo efectivo después de una pérdida de energía.
4. Detección de conducción
La placa IS200EDEXG1A utiliza sensores de efecto Hall para detectar corriente en el circuito de campo. Un anillo mecánico (concentrador de flujo) acopla el flujo magnético a los sensores ubicados en el borde superior del tablero. Dos circuitos de sensores (1 y 2) pueden detectar el flujo de corriente bidireccional. Las señales de corriente detectadas se envían a la placa EXTB y luego al sistema de control. Dos LED rojos indican el estado de cada circuito de detección de corriente y se iluminan cuando se detecta corriente.
5. Configuración paralela de múltiples placas
Para aplicaciones de alta corriente, se requieren múltiples SCR de deexcitación. Cada SCR está controlado por una placa EDEX configurada en una disposición Maestro-Seguidor. La alimentación y los comunes J1, J2 de la placa maestra están conectados a las placas secundarias mediante cables EPL; Los seguidores no tienen conexiones con J1 y J2. Los jumpers JP1 y JP2 configuran la placa EDEX como Master o Follower.
III. Aplicaciones del sistema
1. Aplicación en el sistema de control de excitación EX2100
El IS200EDEXG1A es la placa central del módulo de desexcitación dentro del sistema de control de excitación EX2100. Sus funciones dentro del sistema incluyen:
Desexcitación de emergencia: dispara rápidamente el SCR durante un apagado de emergencia para descargar la energía almacenada en el campo del generador en la resistencia de desexcitación, protegiendo el generador y el sistema de excitación.
Disparo redundante: recibe comandos de disparo redundantes de los controladores M1 y M2, lo que garantiza una desexcitación confiable incluso si falla un controlador.
Respaldo de autodisparo: Incorpora una red de diodos de ruptura incorporada que activa automáticamente el SCR si falla el circuito de disparo principal, proporcionando una capa final de protección.
Monitoreo de corriente: monitorea continuamente la corriente de desexcitación utilizando sensores de efecto Hall y envía el estado al sistema de control para diagnóstico y registro.
Reemplazo de pérdida de energía: Incluye un circuito de retención de voltaje incorporado para garantizar que la desexcitación se pueda completar incluso durante una falla completa de energía del sistema.
2. Escenarios de aplicación típicos
Protección de parada de emergencia para sistemas de excitación de generadores síncronos
Circuitos de deexcitación para turbinas de vapor.
Circuitos de deexcitación para generadores de turbinas hidráulicas.
Protección para sistemas de excitación de turbinas de gas.
Desexcitación paralela Multi-SCR en sistemas de excitación de alta corriente
IV. Descripción detallada de la interfaz
1. Conectores de alimentación J1 y J2
J1 y J2 son conectores de bloqueo de 4 pines para entrada de alimentación de ±24 V CC:
| Pin |
J17M1/J17M2 Descripción de la señal |
| 1 |
+24 V CC |
| 2 |
Retorno de 24 V |
| 3 |
Retorno de 24 V |
| 4 |
-24 V CC |
2. Conector de señal de deexcitación J8
J8 es un conector de bloqueo de 6 pines para conexión a la placa EXTB:
| del pin |
Descripción de la señal |
| 1 |
Comando de fuego M2 |
| 2 |
Estado de deexcitación A |
| 3 |
Ret_48VM2 |
| 4 |
Comando de fuego M1 |
| 5 |
Estado de deexcitación B |
| 6 |
Ret_48VM1 |
3. Conector de disparo SCR DEPL
DEPL es un conector de bloqueo de 2 pines para conexión a la puerta SCR:
| del pin |
Descripción de la señal |
| 1 |
Retorno de señal de fuego |
| 2 |
Señal de disparo |
4. Conectores de interconexión maestro-seguidor EPL1 y EPL2
EPL1 conecta la placa maestra a la primera placa seguidora. EPL2 se utiliza para conexiones en cadena entre placas seguidoras. Ambos son conectores tipo D de 25 pines con asignaciones de pines idénticas:
| del pin |
Descripción de la señal |
| 1 |
Pulso maestro 1 del circuito de control 1 |
| 2 |
Común de M1 |
| 3 |
Común de M1 |
| 4 |
Positivo de 24 V CC desde el suministro M1 |
| 5 |
Positivo de 24 V CC desde el suministro M1 |
| 6 |
Negativo 24 V CC del suministro M1 |
| 7 |
Negativo 24 V CC del suministro M1 |
| 8 |
Común de M1 |
| 9 |
Común de M1 |
| 10 |
24 V CC positivos suministrados desde EXTB para el circuito de detección de conducción 1 |
| 11-15 |
Sin conexión |
| 16 |
Pulso maestro 2 del circuito de control 2 |
| 17 |
Común desde M2 |
| 18 |
Común desde M2 |
| 19 |
Positivo de 24 V CC del suministro M2 |
| 20 |
Positivo de 24 V CC del suministro M2 |
| 21 |
Negativo 24 V CC del suministro M2 |
| 22 |
Negativo 24 V CC del suministro M2 |
| 23 |
Común desde M2 |
| 24 |
Común desde M2 |
| 25 |
24 V CC positivos suministrados desde EXTB para el circuito de detección de conducción 2 |
5. Terminales de ajuste del voltaje del ánodo
La placa IS200EDEXG1A cuenta con una serie de terminales insertables (E1A-E12) que se utilizan para configurar el voltaje de disparo del ánodo SCR mediante puentes de cables. Las configuraciones específicas se detallan en la Sección VI a continuación.
V. Configuración y configuración
1. Ajuste del voltaje del ánodo
Dependiendo de las especificaciones del SCR utilizado, se deben conectar puentes de cables a los terminales de conexión apropiados para seleccionar los diodos de ruptura y las resistencias limitadoras de corriente correctos, que coincidan con el voltaje de disparo del ánodo requerido. La siguiente tabla enumera las conexiones de puente para diferentes niveles de voltaje (aplicable para celdas SCR de 53 mm):
| Puente de diodo |
de ruptura de voltaje de disparo de ánodo |
Puente de resistencia limitadora de corriente |
| 700 V ± 50 V |
E7A-E11 |
E1B-E5 |
| 1400 V ± 100 V |
E7A-E10 |
E1B-E3 |
| 2100 V ± 150 V |
E7A-E9 |
E1B – E1C |
| 2800 V ± 200 V |
E7A-E8 |
E1B-E3 |
| 3500 V ± 250 V |
E7A – E7B |
E1B-E2 |
Advertencia importante: Si se excede el voltaje de ruptura de un diodo de ruptura y el BOD no está conectado a la puerta del SCR, la placa EDEX se destruirá. Antes de intentar disparar el SCR excediendo el voltaje de ruptura del BOD, asegúrese de que el circuito de control de disparo dispare el SCR.
2. Configuración Maestro/Seguidor
Los jumpers JP1 y JP2 configuran la placa EDEX como Master o Follower:
| de puente |
Tipo de placa |
Posición del puente |
Descripción |
| JP1 |
Maestro |
METRO |
Seleccionar como maestro |
| JP2 |
Maestro |
METRO |
Seleccionar como maestro |
| JP1 |
Seguidor |
S |
Seleccionar como seguidor |
| JP2 |
Seguidor |
S |
Seleccionar como seguidor |
Nota: JP3-JP6 siempre están conectados y no requieren configuración.
VI. Instalación y reemplazo
1. Ubicación de montaje
La placa IS200EDEXG1A está montada dentro del módulo de desexcitación en el gabinete auxiliar del excitador EX2100. Se fija a un panel de montaje intermedio mediante sujetadores Snap Top. Se instala un anillo concentrador de flujo extraíble sobre los sensores de efecto Hall.
2. Procedimiento de sustitución
Advertencias de seguridad:
ADVERTENCIA: Para evitar descargas eléctricas, apague la alimentación del excitador y siga todos los procedimientos de desenergización descritos en la Guía de instalación y puesta en marcha del EX2100 (GEH-6631). Cumpla con todas las prácticas locales de bloqueo y etiquetado. Deje tiempo para que se descarguen los condensadores.
PRECAUCIÓN: Para evitar daños a los componentes causados por la electricidad estática, trate todas las placas con técnicas de manipulación sensibles a la estática. Utilice una muñequera de conexión a tierra y guarde las placas en bolsas antiestáticas.
Pasos de reemplazo:
Verifique el apagado: antes de abrir la puerta del gabinete auxiliar, pruebe los circuitos eléctricos para asegurarse de que esté apagado.
Etiquetar cables: Verifique que todos los cables estén correctamente etiquetados para una fácil reconexión.
Cables de desconexión:
Retire el anillo concentrador de flujo: Retire con cuidado el anillo concentrador de flujo ubicado sobre los sensores de efecto Hall.
Quitar el tablero viejo: abra los sujetadores Snap Top que sujetan el tablero EDEX y retire el tablero viejo.
Configurar nuevo tablero:
Coloque todos los puentes de cables (incluidos los puentes insertados) en la placa EDEX de reemplazo exactamente en las mismas posiciones que en la placa anterior.
Verifique que los puentes JP1-JP6 estén en las mismas posiciones que en la placa anterior.
Instale una placa nueva: Oriente la placa EDEX de reemplazo en la misma posición en el panel de montaje y cierre los sujetadores Snap Top.
Reemplace el anillo concentrador de flujo: reinstale el anillo concentrador de flujo.
Reconectar cables:
Vuelva a conectar todos los cables a la nueva placa como se indica en la etiqueta.
Vuelva a conectar el puente del cable a E1A.
Asegúrese de que todos los conectores estén correctamente asentados.
Restablecer la energía: cierre la puerta del gabinete auxiliar, restablezca la energía al sistema de excitación siguiendo los procedimientos y pruebe la operación.
