La IS200EPCTG1A es una placa de interfaz PT/CT de excitador diseñada por General Electric (GE) para su sistema de control de excitación EX2100™. Esta placa es la versión estándar dentro de la serie EPCT y se utiliza principalmente para aislar y acondicionar las señales del transformador de potencial (PT) y del transformador de corriente (CT) del generador de campo antes de transmitirlas al sistema de control, proporcionando señales precisas de retroalimentación de corriente y voltaje del generador para el regulador de voltaje.
La placa IS200EPCTG1A cuenta con dos conjuntos de canales de entrada de transformador de voltaje trifásico y dos conjuntos de canales de entrada de transformador de corriente (que admiten niveles de corriente de 1 A o 5 A). Las señales de salida de todos los transformadores de aislamiento se envían mediante cables a la placa EMIO en el bastidor de control. Además, la placa proporciona un canal de entrada analógica no aislado, configurable como entrada de voltaje de ±10 V o entrada de corriente de 4-20 mA, para conectar otras señales de campo.
En un sistema de control Simplex, las señales se envían a la placa EMIO en el controlador M1 a través del conector J305. En un sistema de control redundante, las señales se distribuyen a las placas EMIO en los controladores M1, M2 y C a través de tres conectores J305, J308 y J315, logrando mediciones redundantes.
La placa IS200EPCTG1A diseña confiabilidad y seguridad para aplicaciones de campo:
Las entradas de voltaje están protegidas por fusibles, con longitudes de cable de hasta 1000 pies (cable #12 AWG).
Las entradas de corriente utilizan bloques de terminales no enchufables (TB2, TB3) para evitar altos voltajes peligrosos provenientes de circuitos abiertos del CT.
Los transformadores de aislamiento proporcionan aislamiento eléctrico, garantizando la seguridad del lado de control.
Los puntos de prueba ofrecen 12 puntos de prueba de voltaje (TP1-TP12) para una cómoda puesta en marcha y resolución de problemas en el sitio.
Los interruptores de aislamiento permiten el reemplazo seguro de la placa en condiciones de energía.
La placa incluye dos transformadores de aislamiento de voltaje trifásicos (T1, T2), cuatro transformadores de aislamiento de corriente (T3-T6), un bloque de terminales de entrada de voltaje de 24 terminales extraíble (TB1), dos bloques de terminales de entrada de corriente de 4 terminales no extraíbles (TB2, TB3), tres conectores de salida Sub-D de 25 pines (J305, J308, J315), un puente de selección de tipo de entrada analógica (JP1) y 12 puntos de prueba. El diseño de la placa cumple con los estándares de grado industrial y es adecuado para aplicaciones de medición críticas en sistemas de excitación de plantas de energía.
II. Funciones principales
Las funciones principales del IS200EPCTG1A incluyen, entre otras, las siguientes:
1. Medición del voltaje del generador
La placa IS200EPCTG1A recibe señales de tensión trifásica de los transformadores de potencial del cliente a través del bloque de terminales TB1. Las entradas de voltaje son nominalmente de 115 V rms (50/60 Hz) y cada entrada está protegida por fusible. Dos transformadores de aislamiento en la placa convierten los voltajes de entrada en señales de bajo nivel para la medición de voltaje delta abierto trifásico. Para una entrada de 115 V rms, la salida secundaria es de 1,533 V rms. Las señales medidas se envían a la placa EMIO a través de los conectores J305, J308 y J315.
2. Medición de corriente del generador
La placa IS200EPCTG1A recibe dos señales de corriente de los transformadores de corriente a través de los bloques de terminales TB2 (Fase A) y TB3 (Fase C). Cada CT proporciona devanados de 0-1 A rms y 0-5 A rms, pero solo uno está conectado a la placa EPCT. La longitud del cable puede ser de hasta 1000 pies y el calibre del cable puede ser de hasta 10 AWG. Los transformadores de aislamiento de corriente aíslan la corriente de entrada y la convierten en señales de bajo voltaje enviadas a la placa EMIO a través de conectores.
Diseño de seguridad importante: Los bloques de terminales TB2 y TB3 no son extraíbles para evitar la apertura accidental de los circuitos CT bajo carga, lo que crearía altos voltajes peligrosos.
3. Entrada analógica
La placa IS200EPCTG1A proporciona un canal de entrada analógica no aislado, configurable mediante el puente JP1 para dos tipos:
Entrada de voltaje: ±10 V CC, precisión mejor que el 1 % de la escala completa.
Entrada de corriente: 4-20 mA.
Este canal de entrada se puede utilizar para otras señales de campo como temperatura, presión o posición. La longitud del cable puede ser de hasta 300 metros, con una resistencia máxima del cable bidireccional de 15 ohmios. La señal de entrada analógica se distribuye simultáneamente a los tres controladores a través de los conectores J305, J308 y J315.
4. Aislamiento y distribución de señales.
Todas las señales de medición de tensión y corriente están aisladas eléctricamente mediante transformadores de aislamiento, lo que garantiza la seguridad del lado de control. Las señales aisladas salen a través de tres conectores Sub-D de 25 pines (J305, J308, J315):
J305: Se conecta a la placa EMIO en el controlador M1.
J308: Se conecta a la placa EMIO en el controlador M2.
J315: Se conecta a la placa EMIO en el controlador C.
En sistemas simplex, sólo se utiliza J305. En sistemas redundantes, se utilizan los tres conectores, lo que proporciona una distribución redundante de las señales de medición.
5. Puntos de prueba
La placa IS200EPCTG1A cuenta con 12 puntos de prueba (TP1-TP12) ubicados a la derecha de los transformadores para la puesta en marcha y resolución de problemas en sitio:
TP1-TP4: Señales de tensión secundaria PT1 (AB, BC)
TP5-TP8: Señales de tensión secundaria PT2 (AB, BC)
TP9-TP10: Señales de corriente secundaria CT Fase A
TP11-TP12: Señales de corriente secundaria CT Fase C
Estos puntos de prueba se pueden medir usando un osciloscopio o un multímetro, pero se debe tener cuidado de no conectarlos a tierra a través del dispositivo de medición.
III. Aplicaciones del sistema
1. Aplicación en el sistema de control de excitación EX2100
El IS200EPCTG1A es una placa de interfaz crítica para adquirir señales de voltaje y corriente del generador dentro del sistema de control de excitación EX2100. Sus funciones dentro del sistema incluyen:
Retroalimentación de voltaje: aísla y acondiciona las señales de voltaje del generador trifásico, enviándolas a la placa EMIO para que el regulador automático de voltaje (AVR) realice la regulación de voltaje y el control de potencia reactiva.
Retroalimentación de corriente: aísla las señales de corriente del generador (generalmente fases A y C) y las envía al sistema de control para limitación de corriente de campo, monitoreo de carga y protección.
Entrada analógica: proporciona un canal de entrada analógica de uso general para otras señales de proceso relacionadas con el sistema de excitación, como temperatura, presión o posición.
Distribución de señales redundantes: en sistemas redundantes, distribuye simultáneamente señales de medición a tres controladores (M1, M2, C), asegurando señales de medición ininterrumpidas incluso si falla un controlador.
2. Escenarios de aplicación típicos
Medición de tensión y corriente para sistemas de excitación de generadores síncronos.
Comentarios sobre reguladores automáticos de voltaje (AVR) en generadores de turbina de vapor
Control de excitación para generadores de turbinas hidráulicas.
Sistemas de excitación para turbinas de gas.
Control de excitación para motores síncronos industriales.
IV. Descripción detallada de la interfaz
1. Bloque de terminales TB1 (entradas de voltaje)
TB1 es un bloque de terminales extraíble de 24 para conectar dos conjuntos de señales de transformador de voltaje trifásico y una entrada analógica. Las asignaciones de terminales son las siguientes:
| del tornillo TB1 |
Descripción de la señal |
| 1 |
Transformador de potencial 1, fase A (PT1_PHA) |
| 2 |
Transformador de potencial 1, fase B (PT1_PHB) |
| 3 |
Transformador de potencial 1, fase C (PT1_PHC) |
| 4 |
No conectado |
| 5 |
Transformador de potencial 2, fase A (PT2_PHA) |
| 6 |
Transformador de potencial 2, fase B (PT2_PHB) |
| 7 |
Transformador de potencial 2, fase C (PT2_PHC) |
| 8-20 |
No conectado |
| 21 |
Entrada analógica alta (Ain H) |
| 22 |
No conectado |
| 23 |
Entrada analógica baja (Ain L, Retorno) |
| 24 |
Escudo (SCOM) |
2. Bloques de terminales TB2 y TB3 (entradas de corriente)
TB2 (Fase A) y TB3 (Fase C) son bloques de 4 terminales no extraíbles para evitar circuitos abiertos de CT:
| del tornillo TB2 |
Descripción de la señal |
del tornillo TB3 |
Descripción de la señal |
| 1 |
CT Fase A, 5 A alta (Cur_Pha 5H) |
1 |
CT Fase C, 5 A alto (Cur_Pha 5H) |
| 2 |
CT Fase A, 5 A baja (Cur_Pha 5L) |
2 |
CT Fase C, 5 A baja (Cur_Pha 5L) |
| 3 |
CT Fase A, 1 A alta (Cur_Pha 1H) |
3 |
CT Fase C, 1 A alto (Cur_Pha 1H) |
| 4 |
CT Fase A, 1 A bajo (Cur_Pha 1L) |
4 |
CT Fase C, 1 A bajo (Cur_Pha 1L) |
Nota: Sólo uno de los devanados de 1 A o 5 A para cada CT debe conectarse a la placa EPCT; el otro devanado no se utiliza.
3. Conectores J305, J308, J315
Tres conectores Sub-D de 25 pines transmiten señales de medición a la placa EMIO. Asignaciones de pines para J305 (a M1) como ejemplo:
| de pines |
de la nomenclatura |
Descripción |
| 1 |
CUR_AL_M1 |
Entrada baja de la fase A actual: a M1 |
| 2 |
CUR_AH_M1 |
Entrada alta de la fase A actual: a M1 |
| 3 |
CUR_CL_M1 |
Entrada baja de la fase C actual: a M1 |
| 4 |
CUR_CH_M1 |
Entrada alta de la fase C actual: a M1 |
| 5 |
PT1A_N_M1 |
Entrada de voltaje 1 Fase A Negativa – A M1 |
| 6 |
PT1A_P_M1 |
Entrada de tensión 1 Fase A Positiva – A M1 |
| 7 |
PT1B_N_M1 |
Entrada de voltaje 1 Fase B Negativa – A M1 |
| 8-13 |
— |
No conectado |
| 14 |
AIN_P |
Entrada analógica positiva |
| 15 |
AIN_N |
Entrada analógica negativa |
| 16 |
PT2B_P_M1 |
Entrada de voltaje 2 Fase B Positiva – A M1 |
| 17 |
PT2B_N_M1 |
Entrada de voltaje 2 Fase B Negativa – A M1 |
| 18 |
PT2A_P_M1 |
Entrada de voltaje 2 Fase A Positivo – A M1 |
| 19 |
PT2A_N_M1 |
Entrada de voltaje 2 Fase A Negativo – A M1 |
| 20 |
PT1B_P_M1 |
Entrada de voltaje 1 Fase B Positiva – A M1 |
| 21-25 |
— |
No conectado |
4. Puntos de prueba
| del punto de prueba |
Descripción |
| TP1 |
Señal de voltaje alta de PT1 AB |
| TP2 |
Señal de voltaje baja de PT1 AB |
| TP3 |
Señal de voltaje alta de PT1 BC |
| TP4 |
Señal de voltaje baja de PT1 BC |
| TP5 |
Señal de voltaje alta de PT2 AB |
| TP6 |
Señal de voltaje baja de PT2 AB |
| TP7 |
Señal de voltaje alta de PT2 BC |
| TP8 |
Señal de voltaje baja de PT2 BC |
| TP9 |
Señal de corriente CT fase A alta |
| TP10 |
Señal de corriente baja de la fase A del CT |
| TP11 |
Señal de corriente alta de fase C del CT |
| TP12 |
Señal de corriente baja de CT fase C |
5. Puente JP1
| de la posición del puente |
Descripción |
| V |
Entrada de voltaje de ±10 V CC |
| MAMÁ |
Entrada de corriente de 4-20 mA |
V. Instalación y Reemplazo
1. Ubicación de montaje
La placa IS200EPCTG1A está montada dentro del gabinete auxiliar del excitador EX2100, asegurada a una placa de montaje con tres tornillos. La placa debe ubicarse para facilitar el acceso al cableado y al mantenimiento, asegurando que la distancia a los PT y CT no exceda los límites especificados.
2. Procedimiento de reemplazo fuera de línea (sistema desenergizado)
Advertencias de seguridad:
ADVERTENCIA: Para evitar descargas eléctricas, apague la alimentación del sistema de excitación y siga todos los procedimientos de desenergización descritos en la Guía del usuario (GEH-6631). Cumpla con todas las prácticas locales de bloqueo y etiquetado.
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.
ADVERTENCIA ESPECIAL: Antes de desconectar el cableado del CT, DEBEN abrirse primero los interruptores de aislamiento del CT. De lo contrario, se producirán voltajes peligrosamente altos debido a un circuito CT abierto.
Pasos de reemplazo:
Verifique el apagado: asegúrese de que el sistema de excitación esté completamente desenergizado. Pruebe los circuitos antes de abrir la puerta del gabinete de control.
Abrir interruptores de aislamiento: abra los interruptores de aislamiento PT y CT. Pruebe los circuitos PT y CT para confirmar el voltaje cero.
Etiquetar cables: Verifique que todos los cables estén correctamente etiquetados de acuerdo con las marcas en la placa para una fácil reconexión.
Cables de desconexión:
Afloje los dos tornillos que sujetan TB1 y retire el bloque de terminales TB1 (dejando el cableado externo conectado).
Desconecte el cableado de TB2 y TB3.
Retire los conectores J305, J308 y J315.
Quitar la placa vieja: Retire los tres tornillos que sujetan la placa EPCT y saque la placa vieja.
Inspeccionar la nueva placa: Verifique que la configuración del puente JP1 en la nueva placa coincida con la placa original.
Instale una placa nueva: Oriente la placa nueva en la misma posición que la que quitó, alinéela con los orificios de montaje y asegúrela con los tres tornillos.
Reconectar cables:
Vuelva a instalar el bloque de terminales TB1 y apriete sus tornillos.
Vuelva a conectar el cableado a TB2 y TB3.
Vuelva a conectar los conectores J305, J308 y J315.
Restablecer la energía: cierre los interruptores de aislamiento PT y CT. Cierre la puerta del gabinete, restablezca la energía al sistema de excitación siguiendo los procedimientos y pruebe el funcionamiento.
3. Procedimiento de reemplazo en línea (sistema en ejecución)
Una placa EPCT defectuosa se puede reemplazar mientras el sistema de excitación está en funcionamiento, siempre que el sistema esté funcionando en modo de regulador manual.
Advertencia de riesgo: durante el reemplazo en línea, los controladores, las fuentes de alimentación y los tableros de terminales permanecen energizados y activos. Se debe tener extrema precaución para evitar tocar otras partes vivas o provocar cortocircuitos. El excitador DEBE cambiarse al modo de regulador manual antes de comenzar.
Pasos de reemplazo:
Cambiar al modo manual: cambie el sistema de excitación al modo de regulador manual mediante el teclado.
Abrir interruptores de aislamiento: abra la puerta del gabinete de control. Abra los interruptores de aislamiento PT y CT.
Verificar que esté desenergizado: Pruebe los circuitos PT y CT para confirmar voltaje cero.
Desconectar cables: Igual que el procedimiento fuera de línea.
Retire la placa antigua: retire los dos tornillos que sujetan la placa EPCT (nota: el documento especifica dos tornillos aquí, que pueden diferir de los tres en el procedimiento fuera de línea; consulte la configuración real del sitio) y retire la placa antigua.
Instalar una nueva placa: igual que el procedimiento fuera de línea.
Reconectar cables: Igual que el procedimiento fuera de línea.
Cerrar interruptores de aislamiento: cierre los interruptores de aislamiento PT y CT. Verifique que las señales de entrada estén presentes utilizando los puntos de prueba.
Regresar al modo automático: cierre la puerta del gabinete. Vuelva a cambiar el sistema de excitación al modo de regulador automático mediante el teclado.
