El IS200TRPAH2A es una placa de disparo primario de turbina aeroderivada diseñada por General Electric (GE) para su sistema de control Mark VIe™. Esta placa es la versión dentro de la serie TRPA específicamente para la clasificación de contacto de salida de 125 V CC, utilizada principalmente para sistemas de protección de emergencia en turbinas de gas aeroderivadas, proporcionando funciones de protección contra sobrevelocidad, parada de emergencia y control de disparo.
La placa IS200TRPAH2A puede funcionar con tres paquetes de E/S para formar un sistema de protección Triple Modular Redundante (TMR). La placa cuenta con múltiples canales de entrada y salida, incluidas entradas de captación de velocidad, entradas de detección de voltaje, entrada de parada de emergencia y salidas de contacto de disparo votadas TMR. Los puentes permiten una configuración flexible de la distribución de la señal de entrada de velocidad para adaptarse a los diferentes requisitos del sistema.
Las características clave del IS200TRPAH2A incluyen:
Dedicado a Turbinas Aeroderivadas: Adecuado para sistemas de protección de emergencia en turbinas de gas aeroderivadas.
Compatibilidad con triple redundancia modular (TMR): funciona con tres paquetes de E/S para lograr un control de protección altamente confiable.
Contactos de salida de 125 V CC: Contactos de disparo clasificados para 125 V CC, adecuados para voltajes de control industriales estándar.
Múltiples entradas de velocidad: Admite 12 pastillas de velocidad magnéticas pasivas o 6 pastillas de velocidad TTL activas.
Entradas de detección de voltaje: 4 circuitos de detección de voltaje aislados para monitorear el estado del voltaje en la cadena de disparo.
Entrada de parada de emergencia de parada de emergencia: 1 entrada de parada de emergencia a prueba de fallos, 24-125 V CC, con tiempo de respuesta de hardware <5 ms.
Respuesta de disparo rápida: tiempo de respuesta del circuito de parada de emergencia <5 ms, más tiempo de respuesta del relé de disparo <1 ms, lo que resulta en una respuesta general extremadamente rápida.
Detección de cortocircuito: circuito de detección de cortocircuito de contacto de relé incorporado para garantizar la confiabilidad del viaje.
Entradas de velocidad configurables: Los puentes JP1 y JP2 permiten la selección del método de distribución de la señal de entrada de velocidad.
Identificación de chip de identificación: los conectores cuentan con chips de identificación de solo lectura que almacenan información de la placa para su verificación mediante paquetes de E/S.
La placa mide 33,0 cm de alto × 17,8 cm de ancho, utiliza tecnología de montaje en superficie y es adecuada para la instalación en gabinetes de control industriales.
II. Funciones principales
Las funciones principales del IS200TRPAH2A incluyen, entre otras, las siguientes:
1. Entrada de señal de velocidad
La placa IS200TRPAH2A ofrece múltiples opciones de configuración de entrada de velocidad:
12 captadores de velocidad magnéticos pasivos: 4 por sección TMR (R, S, T) para medir la velocidad de la turbina.
6 pastillas de velocidad TTL activas: 2 por sección TMR como alternativa.
Los puentes JP1 y JP2 configuran la distribución de la entrada de velocidad:
La sensibilidad de entrada de velocidad depende de la frecuencia: 24 mV pp mínimo a 2 Hz, 276 mV pp mínimo a 20 kHz. El rango de frecuencia del pulso es de 2 Hz a 20 kHz con una precisión del 0,05% de la lectura.
2. Salidas de contacto de disparo votadas por TMR
El IS200TRPAH2A proporciona dos salidas de contacto de disparo votadas TMR para accionar la bobina del interruptor principal. Cada contacto de disparo se compone de 6 dispositivos independientes de Forma A dispuestos en un patrón de votación. Dos controladores cualesquiera que voten a favor del cierre establecerán una ruta de conducción.
Clasificaciones de contactos (versión H2A):
Tensión nominal: 125 V CC
Carga resistiva: 1 A CC
Carga inductiva (L/R = 7 ms, sin supresión): 1 A CC
Carga inductiva (L/R = 100 ms, con supresión): 1 A CC
Limitación de abrazadera de voltaje activo: voltaje máximo ≤200 V CC
Clasificación de contacto: NEMA Clase F, operaciones mínimas: 100,000
Notas importantes:
Las salidas de contacto son sensibles a la polaridad. Cablee el circuito con cuidado para evitar dañar los relés.
No hay contacto ni supresión de solenoide. Los usuarios deben agregar supresión de solenoide externo para evitar dañar los relés y sus contactos.
3. Entradas de detección de voltaje
El IS200TRPAH2A proporciona 4 entradas de sensor de voltaje aislado de uso general. Estos se pueden utilizar para monitorear cualquier punto en el sistema de disparo e introducir el estado del voltaje en el controlador del sistema. Las aplicaciones típicas incluyen monitorear el voltaje de la fuente de alimentación para las dos cadenas de disparo y detectar el voltaje del solenoide del dispositivo controlado por los relés.
Especificaciones de entrada de detección de voltaje:
Clasificación de voltaje de entrada mínimo/máximo: 16/140 V CC máx.
Corriente de fuga máxima: 3 mA
Retardo máximo de detección: 60 ms
Voltaje de aislamiento: Ópticamente aislado, 2500 V rms durante un minuto
Clasificación de sobretensión/pico: 1000 V pico durante 8,3 ms
4. Entrada de parada de emergencia de parada de emergencia
El IS200TRPAH2A incluye una función de parada de emergencia, que consta de un circuito de entrada ópticamente aislado diseñado para una entrada de CC en el rango de 24 a 125 V nominal. Cuando está energizado, el circuito habilita la alimentación de la bobina en los circuitos de relés R, S y T a través de rutas de hardware independientes.
Especificaciones de entrada de parada de emergencia:
Voltaje de entrada: 24-125 V CC ±10 % (18/140 V pico mínimo/máximo)
Carga máxima: 12 mA (5 mA típico)
Retardo máximo: 5 ms (<1 ms típico)
Características importantes:
El tiempo de respuesta del circuito de parada de emergencia es <5 ms. Sumado al tiempo de respuesta del relé de disparo de <1 ms, esto produce una respuesta de parada de emergencia muy rápida.
La parada de emergencia es monitoreada por el paquete de E/S, pero la acción para eliminar la energía de la bobina del relé de disparo está completamente en el hardware del TRPA.
La señal de parada de emergencia reportada en ToolboxST está bloqueada por el firmware y necesita un reinicio maestro para borrar ese estado.
La parada de emergencia debe estar conectada a una fuente de CC LIMPIA: batería o CA rectificada filtrada (<5 % de ondulación).
Debe haber un mínimo de 18 V CC en las entradas del TRP para un funcionamiento adecuado. La corriente requerida se mantuvo baja para minimizar la caída de voltaje en tramos de cable largos.
5. Detección de contacto en cortocircuito
Para preservar la confiabilidad del disparo, el IS200TRPAH2A aplica un circuito de detección a cada conjunto de relés. Cuando se ordena a los relés que se abran y hay voltaje presente en los relés, el circuito detecta si uno o más relés están en cortocircuito. Esta señal va al paquete de E/S para crear una alarma. El circuito de detección utiliza los comandos de relé de los tres paquetes de E/S para evitar indicaciones falsas si un paquete de E/S vota para cerrar mientras los otros dos votan para abrir.
6. Configuración de distribución en abanico de entrada de velocidad
Los puentes JP1 y JP2 configuran si las 4 entradas de velocidad pasivas de la sección R se distribuyen en abanico hacia los paquetes de E/S de las secciones S y T:
Puentes no utilizados (almacenados en la posición STORE): Cada conjunto de 4 entradas de pulso va a su propio paquete de E/S dedicado.
Puentes utilizados (colocados sobre pares de pines): Las 4 entradas de velocidad de la sección R se distribuyen en abanico hacia todos los paquetes de E/S. Los terminales de entrada de velocidad de las secciones S y T se vuelven sin conexión y no deben usarse.
III. Aplicaciones del sistema
1. Aplicación en sistemas de protección de turbinas aeroderivadas
El IS200TRPAH2A es el tablero de terminales central para sistemas de protección de turbinas de gas aeroderivadas. Trabajando con tres paquetes de E/S (PTUR o YTUR), forma un sistema de protección de emergencia Triple Modular Redundante (TMR). Sus funciones dentro del sistema incluyen:
Protección contra exceso de velocidad: monitorea la velocidad de la turbina mediante controles de velocidad y activa un disparo cuando la velocidad excede los puntos de ajuste.
Parada de emergencia: recibe señales de parada de emergencia externas a través de la entrada de parada de emergencia y alimenta rápidamente los relés de disparo.
Control de disparo: acciona el interruptor principal a través de salidas de contacto votadas TMR para implementar el apagado de emergencia.
Monitoreo de estado: Monitorea el voltaje de la fuente de alimentación y el voltaje del solenoide en la cadena de disparo a través de entradas de detección de voltaje.
Diagnóstico de fallas: monitorea el estado de contacto del relé a través de circuitos de detección de cortocircuitos, identificando fallas rápidamente.
2. Diferencias con la versión H1A
La principal diferencia entre la versión IS200TRPAH2A y la H1A es la clasificación de los contactos de salida:
| Versión |
Contacto Tensión nominal |
Contacto Corriente nominal |
Tensión de pinza |
| H1A |
24 V CC |
5 A CC (resistiva) |
≤60 V CC |
| H2A |
125 V CC |
1 A CC (resistiva) |
≤200 V CC |
La versión H2A es adecuada para aplicaciones industriales que requieren una tensión de control de 125 V CC, mientras que la H1A es para sistemas de 24 V CC.
3. Versiones certificadas de seguridad
El documento menciona las versiones IS200TRPAS1A e IS200TRPAS2A, que cuentan con la certificación de seguridad IEC 61508 para su uso con YTUR. El IS200TRPAH2A es una versión industrial estándar, no mencionada como certificada en seguridad, pero funcionalmente compatible con las versiones de seguridad.
4. Escenarios de aplicación típicos
Turbinas de gas aeroderivadas: Protección de emergencia para la serie LM y otras turbinas de gas aeroderivadas.
Turbinas de gas industriales: Adecuadas para turbinas de gas industriales que requieren un voltaje de control de 125 V CC.
Protección del generador: Sirve como interfaz de disparo para los sistemas de protección principales del generador.
Protección del compresor: Se utiliza para protección contra exceso de velocidad y parada de emergencia en compresores industriales grandes.
IV. Descripción detallada de la interfaz
1. Asignación del bloque de terminales
| del bloque de terminales |
Propósito |
de los terminales |
Descripción |
| TB1 |
Entradas de velocidad TTL, detección de voltaje, parada de emergencia, salidas de relé |
24 |
Conecta captadores de velocidad activos, entradas de detección de voltaje, entrada de parada de emergencia y salidas de contacto de disparo. |
| TB2 |
Entradas de velocidad pasivas |
24 |
Conecta pastillas de velocidad magnéticas pasivas |
Cada bloque de terminales puede aceptar hasta dos cables #12 AWG y se puede enchufar para facilitar el cableado y el mantenimiento en el sitio. Inmediatamente a la izquierda de cada bloque de terminales hay una tira de terminación de blindaje conectada a tierra del chasis.
2. Configuración del puente
| del puente |
de la función |
Descripción de la configuración |
| JP1, JP2 |
Selección de distribución en abanico de entrada de velocidad |
Colocado sobre pares de pines: ventila las entradas de velocidad pasivas de la sección 4 R a los paquetes de E/S de las secciones S y T; Almacenado: cada paquete de E/S utiliza entradas de velocidad dedicadas |
3. Asignaciones de pines del conector
| del pin |
Nombre de la señal |
Descripción |
| 1-2 |
VSEN1_A/B |
Entrada de detección de voltaje 1 |
| 3-4 |
VSEN2_A/B |
Entrada de detección de voltaje 2 |
| 5-6 |
VSEN3_A/B |
Entrada de detección de voltaje 3 |
| 7-8 |
VSEN4_A/B |
Entrada de detección de voltaje 4 |
| 9 |
K1DCN |
Relé de disparo 1 negativo |
| 10 |
K1DCP |
Relé de disparo 1 positivo |
| 13 |
K2DCN |
Relé de disparo 2 negativo |
| 14 |
K2DCP |
Relé de disparo 2 positivo |
| 15 |
E-PRT |
Entrada de parada de emergencia |
| 16 |
E-PRPR |
Retorno de parada de emergencia |
| 17 |
P24O |
Salida de 24 V (para alimentación de parada de emergencia) |
| 18 |
P24R |
Retorno de 24 V |
| 19-20 |
TTL2_T/TTL1_T |
Entradas de velocidad TTL de sección T |
| 21-22 |
TTL2_S/TTL1_S |
Entradas de velocidad TTL de sección S |
| 23-24 |
TTL2_R/TTL1_R |
Entradas de velocidad TTL de la sección R |
| 25-26 |
PR1_TH/PR1_TL |
Entrada de velocidad pasiva 1 de la sección T |
| 27-28 |
PR2_TH/PR2_TL |
Entrada de velocidad pasiva 2 de la sección T |
| 29-30 |
PR3_TH/PR3_TL |
Entrada de velocidad pasiva 3 de la sección T |
| 31-32 |
PR4_TH/PR4_TL |
Entrada de velocidad pasiva 4 de la sección T |
| 33-34 |
PR1_SH/PR1_SL |
Sección S Entrada de velocidad pasiva 1 |
| 35-36 |
PR2_SH/PR2_SL |
Sección S Entrada de velocidad pasiva 2 |
| 37-38 |
PR3_SH/PR3_SL |
Sección S Entrada de velocidad pasiva 3 |
| 39-40 |
PR4_SH/PR4_SL |
Sección S Entrada de velocidad pasiva 4 |
| 41-42 |
PR1_RH/PR1_RL |
Entrada de velocidad pasiva 1 de la sección R |
| 43-44 |
PR2_RH/PR2_RL |
Entrada de velocidad pasiva 2 de la sección R |
| 45-46 |
PR3_RH/PR3_RL |
Sección R Entrada de velocidad pasiva 3 |
| 47-48 |
PR4_RH/PR4_RL |
Sección R Entrada de velocidad pasiva 4 |
V. Principios Operativos
1. Diseño del sistema
La placa IS200TRPAH2A tiene dos métodos de aplicación:
Usado con TTUR: Cuando se usa una placa de terminales TTUR para contener tres paquetes de E/S, el TRPA se puede conectar usando tres cables con conectores DC-37 pin en cada extremo. En este modo, el TRPA proporciona dos salidas de relé de disparo votadas por contacto, parada de emergencia y cuatro sensores de voltaje. Las entradas de velocidad TRPA no están activas y no deben conectarse.
Paquetes de E/S montados directamente: Tres paquetes de E/S se montan directamente en el TRPA. En este modo, las entradas de velocidad TRPA se convierten en rutas activas hacia el paquete de E/S, lo que permite una solución de disparo primario de tablero de terminales único. El funcionamiento simplex no es posible.
2. Principio de funcionamiento del relé de disparo
Los relés de disparo se fabrican utilizando conjuntos de seis dispositivos individuales de Forma A dispuestos en un patrón de votación. Dos controladores cualesquiera que voten para cerrar establecerán una ruta de conducción a través del conjunto. Para detectar relés en cortocircuito, se aplica un circuito de detección a cada conjunto de relés. Cuando se ordena a los relés que se abran y hay voltaje presente en los relés, el circuito detecta si uno o más relés están en cortocircuito. Esta señal va al paquete de E/S para crear una alarma.
3. Principio de funcionamiento de la parada de emergencia
La función de parada de emergencia consta de un circuito de entrada ópticamente aislado. Cuando está energizado, el circuito habilita la alimentación de la bobina en los circuitos de relés R, S y T a través de rutas de hardware independientes. La parada de emergencia es monitoreada por el paquete de E/S, pero la acción para eliminar la energía de la bobina del relé de disparo está completamente en el hardware del TRPA, lo que garantiza una respuesta extremadamente rápida y una alta confiabilidad.
Notas importantes:
La señal de parada de emergencia reportada en ToolboxST está bloqueada por el firmware y necesita un reinicio maestro para borrar ese estado. Verdadero indica un circuito de parada de emergencia completado. Falso indica una pérdida de la parada de emergencia desde el último reinicio maestro, no el estado actual del circuito de parada de emergencia.
Si el usuario no necesita o utiliza una parada de emergencia, conecte en puente la fuente de alimentación TRP local (P240 y P24R) a las respectivas entradas TRP en el tablero de terminales.
VI. Diagnóstico y configuración
1. Funciones de diagnóstico
El IS200TRPAH2A realiza las siguientes pruebas de diagnóstico a través de los paquetes de E/S:
| del elemento de diagnóstico |
Descripción |
| Comentarios del detector de contacto en cortocircuito |
Comprueba la retroalimentación del detector de contacto en cortocircuito; Se crea una alarma si hay un problema con la señal de control. |
| Comentarios de entrada de parada de emergencia |
Comprueba la señal de entrada de parada de emergencia; Se crea una falla si hay un problema. |
| Comprobación del puente de ventilación del captador de velocidad |
Verifica la posición de los puentes de ventilación del captador de velocidad; Se crea una alarma si hay una discrepancia entre la intención y la posición real. |
| Alarma de diagnóstico compuesta |
Si alguna de las señales anteriores no funciona correctamente, se produce una alarma de diagnóstico compuesto. |
| Verificación del chip de identificación |
Comprueba que el ID del conector coincida; una discrepancia crea una falla de incompatibilidad de hardware. |
Las señales de diagnóstico se pueden bloquear y restablecer individualmente con la señal RESET_DIA después de regresar a la normalidad.
2. Método de configuración
La configuración del IS200TRPAH2A se realiza principalmente a través de los puentes JP1 y JP2 para seleccionar el método de distribución de entrada de velocidad. Otras configuraciones se completan a través de los paquetes de E/S y el software ToolboxST.
VII. Instalación y mantenimiento
1. Precauciones de instalación
Advertencia sobre aplicaciones de 240 V CA: En aplicaciones de 240 V CA, no conecte accidentalmente los voltajes de 240 V CA y CC. El voltaje máximo excederá la clasificación de Transorb, lo que provocará una falla.
Aplicaciones de 120 V CA: En aplicaciones de 120 V CA, la clasificación Transorb puede soportar el voltaje máximo sin causar fallas.
Cableado de parada de emergencia: La parada de emergencia debe estar conectada a una fuente de CC limpia. Utilice cable de par trenzado y evite utilizar cableado de CA.
Polaridad de salida de contacto: Las salidas de contacto son sensibles a la polaridad. Cablee el circuito con cuidado para evitar dañar los relés.
2. Recomendaciones de mantenimiento
Inspección periódica: Verifique que los bloques de terminales estén bien enchufados y que los cables no estén sueltos.
Limpieza: Limpie periódicamente el tablero para evitar la acumulación de polvo.
Protección ESD: use una correa de conexión a tierra cuando manipule la placa y guárdela en bolsas antiestáticas.
Gestión de repuestos: mantenga una placa TRPAH2A de repuesto para reducir el tiempo de inactividad en caso de falla.
