El IS200EXAMG1B es un módulo de atenuación del excitador diseñado por General Electric (GE) para sus sistemas de control de excitación EX2100™ y EX2100e™. Este módulo es una revisión de hardware importante dentro de la serie EXAM. En comparación con la versión G1A anterior, la versión G1B agrega una función de relé de prueba, lo que le permite admitir de manera más integral la funcionalidad de autoprueba del sistema de detección de tierra, particularmente en aplicaciones de control del regulador EX2100e. El módulo IS200EXAMG1B funciona junto con el módulo detector de tierra del excitador (EGDM) o la placa de interfaz auxiliar (EAUX) para formar un sistema completo de detección de tierra, utilizado para monitorear la condición de aislamiento del circuito de campo del generador a tierra.
El módulo IS200EXAMG1B está montado en el módulo de interfaz de alto voltaje (HVI) ubicado en el gabinete auxiliar. Su función principal es atenuar el alto voltaje del bus de campo a una señal utilizable de bajo nivel para ser procesada por el circuito de detección de tierra. En el sistema de control de excitación EX2100, el IS200EXAMG1B se conecta al panel posterior de alimentación del excitador (EPBP) mediante un único cable de 9 pines, mientras que el EGDM se conecta al EPBP a través de un conector de 96 pines, P2. El EGDM controla la activación de las pruebas en tierra y la selección del controlador maestro a través de un relé ubicado en el EXAMEN.
En el sistema de control del regulador EX2100e, el IS200EXAMG1B interactúa con la placa EAUX. El EAUX proporciona una señal de onda cuadrada de ±50 V al EXAM y recibe una señal de retroalimentación analógica proporcional a la corriente de tierra procedente del EXAM. El EAUX proporciona dos salidas de controlador de relé al EXAM: una para seleccionar el detector de tierra redundante M1 o M2 y otra para controlar el relé de prueba en el IS200EXAMG1B, que puede insertar temporalmente una resistencia a tierra para probar la función del detector de tierra. Esta es la actualización principal de la versión G1B en comparación con versiones anteriores.
Cuando se activa una prueba de tierra, el voltaje del bus se distribuye entre resistencias de atenuación y resistencias de detección. La prueba puede durar hasta 10 segundos. Si se produce un cortocircuito a tierra en el bus, todo el voltaje del bus aparecerá en una sola sección de las resistencias de atenuación y el sistema generará una falla y apagará el excitador en 10 segundos.
El módulo IS200EXAMG1B tiene un diseño simple y confiable sin puntos de prueba, fusibles ni indicadores LED. El módulo incluye los siguientes componentes:
Conector J2: Conector tipo D de 9 pines para señales de prueba, control de relé y corriente de fuga.
Conector J1: Conector de bloqueo de 3 pines para el cable al contacto auxiliar del relé intermitente de campo.
Conectores fijos E1, E2: Conecte los voltajes positivo y negativo del bus de campo.
Terminal TB1: Punto de conexión de la tierra del blindaje de la placa de EXAMEN a la tierra del chasis del gabinete.
Puentes JP1, JP2, JP3: Se utilizan para configurar el módulo para diferentes niveles de voltaje secundario de PPT.
Relé de prueba K2: Relé de prueba recién agregado, controlado por EAUX, para la autoprueba de la función de detección de tierra.
II. Funciones principales
Las funciones principales del IS200EXAMG1B incluyen, entre otras, las siguientes:
1. Atenuación de alto voltaje
El módulo IS200EXAMG1B utiliza una red de resistencias de atenuación para reducir los altos voltajes del bus de campo (125 V CC a 1000 V CC) y el voltaje de CA del transformador de potencial de potencia (PPT) (120 V CA rms a 1300 V CA rms) a señales de bajo nivel adecuadas para el procesamiento mediante el circuito de detección de tierra. La relación de atenuación está determinada por la red de resistencia interna, lo que garantiza niveles de salida seguros tanto en condiciones normales como de falla.
2. Activación de prueba en tierra
Cuando el EGDM o EAUX inicia una prueba de tierra, el módulo IS200EXAMG1B activa el relé correspondiente en función de las señales de control. En aplicaciones EX2100e, el EAUX controla el relé de prueba (K2) para insertar temporalmente una resistencia a tierra, simulando una falla a tierra para verificar la corrección de la función de detección de tierra. El voltaje de prueba es una onda cuadrada de ±50 V proporcionada por el controlador maestro activo. La prueba puede durar hasta 10 segundos.
3. Selección del controlador maestro
En sistemas redundantes, el relé de selección (K1) dentro del módulo IS200EXAMG1B está controlado por la placa EGDM C. Selecciona M1 o M2 como controlador maestro activo. El estado predeterminado del relé es desenergizado, retroalimentando al controlador M1; cuando se energiza, retroalimenta al controlador M2. Este mecanismo garantiza que si un controlador maestro falla, el otro maestro aún pueda realizar la función de detección de tierra.
4. Función de prueba de relé
El relé de prueba recién agregado (K2) en el IS200EXAMG1B es una actualización principal en comparación con versiones anteriores. Este relé, controlado por el EAUX, puede insertar temporalmente una resistencia a tierra conocida mientras el sistema está en funcionamiento, simulando una falla a tierra. Al medir la corriente de tierra y calcular la resistencia de tierra en este momento, el sistema puede verificar la corrección de los circuitos y algoritmos de detección de tierra, logrando una función de autodiagnóstico y mejorando la confiabilidad y mantenibilidad del sistema.
5. Detección y protección de fallas
Si se produce un cortocircuito a tierra en el bus, todo el voltaje del bus aparece en una sola sección de las resistencias de atenuación. El módulo IS200EXAMG1B y el EGDM/EAUX detectan esta condición anormal y generan una señal de falla en 10 segundos, lo que activa el apagado del excitador para proteger el equipo y al personal.
6. Aislamiento y transmisión de señales.
El módulo IS200EXAMG1B recibe la señal de prueba de onda cuadrada del EGDM o EAUX a través del conector J2 y devuelve la señal atenuada a través de la resistencia de detección al circuito de detección de tierra. El conector J1 se conecta al contacto auxiliar del relé de destello de campo, lo que permite eliminar la señal de prueba durante el destello de campo.
7. Flexibilidad de configuración
Tres puentes, JP1, JP2 y JP3, permiten la configuración de la capacitancia del filtro del módulo IS200EXAMG1B según el nivel de voltaje PPT del sitio, lo que garantiza mediciones precisas en diferentes rangos de voltaje.
III. Aplicaciones del sistema
1. Aplicación en el sistema de control de excitación EX2100
En el sistema de control de excitación EX2100, el IS200EXAMG1B trabaja con el EGDM para formar el sistema de detección de tierra:
Atenuación de alto voltaje: Atenúa el alto voltaje del bus de campo a señales de bajo nivel, enviadas al EGDM a través del backplane EPBP.
Ejecución de la prueba de tierra: Basado en el control de la placa EGDM C, activa el relé de selección y aplica el voltaje de prueba de onda cuadrada de ±50 V a la resistencia de detección.
Selección del controlador maestro: utiliza el relé de selección interno para elegir el controlador maestro activo entre M1 y M2, lo que garantiza una funcionalidad de detección de tierra redundante.
Protección contra fallas: ayuda al sistema a activar un apagado dentro de los 10 segundos posteriores a la detección de un cortocircuito a tierra.
2. Aplicación en el sistema de control de excitación EX2100e
En el sistema de control del regulador EX2100e, el IS200EXAMG1B funciona con EAUX o ERAX, donde la función del relé de prueba de la versión G1B juega un papel crucial:
Interfaz de señal: Recibe la señal de prueba de onda cuadrada de ±50 V del EAUX a través del conector J2 y devuelve la señal de resistencia de detección al EAUX.
Control de relé de selección: El EAUX controla el relé de selección a través del pin 8 de J2 para elegir el detector de tierra redundante M1 o M2.
Control del relé de prueba: El EAUX controla el relé de prueba (K2) a través del pin 7 de J2, lo que permite la inserción temporal de una resistencia a tierra para simular una falla a tierra, lo que permite la autoprueba y verificación de la función de detección de tierra.
Eliminación de señal durante el parpadeo: se conecta al contacto auxiliar del relé de parpadeo de campo a través del conector J1, eliminando la señal de prueba durante el parpadeo de campo.
3. Función de autodiagnóstico
Gracias al relé de prueba recién agregado, el IS200EXAMG1B admite la función de autodiagnóstico del sistema de detección de tierra. El sistema puede activar periódicamente o bajo demanda el relé de prueba, simulando una resistencia de tierra de un valor conocido. Al medir la corriente de tierra y calcular el valor de resistencia de tierra, verifica la integridad y precisión de todo el canal de detección de tierra (incluida la red de atenuación EXAM, el circuito de adquisición EAUX y la lógica de cálculo DSPX). Esto mejora significativamente la mantenibilidad y confiabilidad del sistema.
4. Aplicación en el producto de detección de tierra independiente PGDM
El IS200EXAMG1B también se puede utilizar en el producto de detección de tierra PGDM independiente, trabajando con la placa del procesador BPPB, la placa de adquisición BFGD y la placa de terminales BGTB para proporcionar una funcionalidad de detección de tierra similar al sistema EX2100.
5. Escenarios de aplicación típicos
Protección de tierra para sistemas de excitación de generadores síncronos (que requieren función de autodiagnóstico)
Monitoreo de tierra del rotor para generadores de turbina de vapor (requisitos de alta confiabilidad)
Monitoreo de aislamiento para circuitos de campo de generadores de turbinas hidráulicas.
Detección de falla a tierra para sistemas de excitación de turbinas de gas.
Protección para sistemas de excitación de grandes motores industriales.
IV. Descripción detallada de la interfaz
1. Conector J2 (Conector de detección de tierra)
J2 es un conector tipo D de 9 pines (hembra) que se utiliza para la conexión al EPBP (EX2100) o directamente al EAUX/ERAX (EX2100e). Las asignaciones de pines son las siguientes:
| del pin |
de la señal |
Descripción |
| 1 |
M1 ±50 V CC |
Señal de prueba de onda cuadrada de ±50 V del controlador M1 |
| 2 |
M2 ±50 V CC |
Señal de prueba de onda cuadrada de ±50 V del controlador M2 |
| 3 |
Potencia del relé |
Fuente de alimentación del relé |
| 4 |
atenuador de sentido |
Señal del atenuador de detección |
| 5 |
CAROLINA DEL NORTE |
No conectado |
| 6 |
CAROLINA DEL NORTE |
No conectado |
| 7 |
Relé de prueba |
Control de relé de prueba (dedicado al control EX2100e, controles K2) |
| 8 |
Seleccionar relevo |
Seleccionar control de relé (controla K1) |
| 9 |
amplificador de sentido |
Señal del amplificador de detección |
2. Conector J1
J1 es un conector de bloqueo de 3 pines para conexión al contacto auxiliar del relé intermitente de campo:
| de pines |
de la nomenclatura |
Descripción |
| 1 |
53B Contacto alto |
Tensión desde las resistencias del bus de campo hasta el contacto auxiliar del relé intermitente |
| 2 |
53B Contacto bajo |
Voltaje desde el contacto auxiliar del relé intermitente hasta la resistencia de detección |
| 3 |
Tierra del sistema |
Tierra del sistema |
3. Conectores fijos E1 y E2
| del conector |
de la nomenclatura |
Descripción |
| E1 |
VBUS+ |
Tensión positiva del bus de campo |
| E2 |
VBUS- |
Tensión negativa del bus de campo |
4. Terminal de tierra TB1
TB1 es el punto de conexión para la tierra del blindaje de la placa de EXAMEN a la tierra del chasis del gabinete, lo que garantiza una conexión a tierra del blindaje efectiva y reduce la interferencia electromagnética.
5. Relés K1 y K2
El módulo IS200EXAMG1B contiene dos relés internos:
K1 (Selección de relé): Se utiliza para seleccionar el controlador maestro activo (M1 o M2), controlado por EGDM C o EAUX.
K2 (Relé de prueba): Relé recientemente agregado para autoprueba de detección de tierra, controlado por EAUX solo en aplicaciones EX2100e.
V. Puentes de configuración
El módulo IS200EXAMG1B tiene tres puentes de configuración, JP1, JP2 y JP3, que se utilizan para seleccionar la capacitancia del filtro adecuada según el nivel de voltaje PPT del sitio.
JP1 y JP2
Estos dos puentes funcionan juntos para seleccionar si el voltaje del PPT es mayor que 750 V rms:
| Pines de configuración del puente |
conectados |
Rango de voltaje aplicable |
| JP1 y JP2 ambos configurados en 1-2 |
Pines 1 y 2 |
PPT > 750 V eficaces |
| JP1 y JP2 ambos establecidos en 2-3 |
Pines 2 y 3 |
PPT < 750 V eficaces |
JP3
JP3 selecciona de forma independiente si la tensión del PPT es superior a 375 V rms:
| Pines de configuración del puente |
conectados |
Rango de voltaje aplicable |
| JP3 se pone 1-2 |
Pines 1 y 2 |
PPT > 375 V eficaces |
| JP3 fijado en 2-3 |
Pines 2 y 3 |
PPT < 375 V eficaces |
Nota: Los ajustes de los puentes deben configurarse de acuerdo con el voltaje secundario del PPT del sitio real. Una configuración incorrecta puede provocar mediciones inexactas o daños al módulo.
VI. Instalación y reemplazo
1. Ubicación de montaje
El módulo IS200EXAMG1B está montado en un soporte Glastic® dentro del módulo de interfaz de alto voltaje (HVI) en el gabinete auxiliar. Durante la instalación, asegúrese de que el módulo esté firmemente asentado y que todos los conectores estén conectados y apretados correctamente.
2. Procedimiento de reemplazo (Sistema EX2100 o EX2100e)
Advertencias de seguridad importantes:
El módulo EXAMEN está ubicado en un circuito de alto voltaje. La energía al sistema de excitación DEBE desconectarse antes del reemplazo. Siga los procedimientos de desenergización completos descritos en GEH-6631 (EX2100) o GEH-6780 (EX2100e). Cumpla con todas las prácticas locales de bloqueo y etiquetado. Deje tiempo para que se descarguen los condensadores.
Utilice equipo de prueba de seguridad diseñado para altos voltajes para confirmar que los circuitos estén desenergizados antes de tocarlos.
Siga las precauciones ESD (descarga electrostática) al manipular el módulo. Utilice una correa de conexión a tierra y guarde el módulo en bolsas antiestáticas.
El módulo EXAMEN NO admite el reemplazo en línea. La energía debe estar apagada antes del reemplazo.
Pasos de reemplazo:
Verifique el apagado: asegúrese de que el sistema de excitación esté completamente desenergizado.
Abrir puerta del gabinete: abra la puerta del gabinete auxiliar. Utilizando equipo de prueba de alto voltaje, verifique que los circuitos estén desenergizados.
Etiquetar cables: Verifique que todos los cables estén correctamente etiquetados de acuerdo con las marcas en el módulo para una fácil reconexión.
Cables de desconexión:
Desconecte los conectores fijos E1 y E2.
Desconecte los conectores J1 y J2.
Desconecte el cable de tierra de TB1.
Retire el módulo antiguo: Retire con cuidado el módulo de los pasadores de montaje y retírelo del soporte Glastic®.
Inspeccionar el nuevo módulo: Verifique que la configuración del puente JP1-JP3 en el nuevo módulo coincida con el módulo original.
Instale el nuevo módulo: Asiente firmemente el nuevo módulo en el soporte Glastic®.
Vuelva a conectar los cables: Vuelva a conectar todos los cables y el cable de tierra como está etiquetado y apriete los conectores.
Restablecer la energía: cierre la puerta del gabinete, restablezca la energía al sistema de excitación siguiendo los procedimientos y pruebe el funcionamiento.
3. Procedimiento de Reemplazo en un Módulo PGDM
Verifique el apagado: asegúrese de que tanto el PGDM como el equipo de excitación protegido estén completamente desenergizados.
Siga los pasos 2 a 8 anteriores.
