برد رابط کمکی Exciter IS200EAUXH1A یکی از اعضای اصلی خانواده برد ترمینال ورودی/خروجی در سیستم کنترل تحریک دیجیتال جنرال الکتریک (GE) EX2100e است. EX2100e نسل چهارم پلت فرم تحریک دیجیتال جنرال الکتریک است که برای ژنراتورهای بخار، گاز و توربین های آبی طراحی شده است و از برنامه هایی مانند سیستم های تحریک ساکن، تنظیم کننده های تحریک کننده بدون جاروبک و تنظیم کننده های Alterrex پشتیبانی می کند. به عنوان یک مدل خاص از برد رابط کمکی Exciter (EAUX)، IS200EAUXH1A به عنوان هاب مرکزی عمل می کند که کنترل کننده اصلی را به تجهیزات جانبی کلیدی در سیستم تحریک متصل می کند.
IS200EAUXH1A با کنترل کننده اصلی UCSx از طریق پیوند سریال پرسرعت (HSSL) ارتباط برقرار می کند و مستقیماً با کنتاکتور DC، رله های چشمک زن، وضعیت قطع کننده مدار ژنراتور، ماژول تخلیه، آشکارساز زمین میدانی و سیگنال های بازخورد AC و DC ارتباط برقرار می کند. این سیستم به طور مرکزی طیف وسیعی از سیگنالهای کنترل گسسته، سیگنالهای بازخورد آنالوگ و سیگنالهای نظارت بر وضعیت را تنظیم و ارسال میکند، که به طور قابل توجهی سیمکشی سیستم را ساده میکند و مدولار بودن و قابلیت اطمینان کنترل سیستم تحریک را افزایش میدهد.
موقعیت یابی سیستم و یکپارچه سازی معماری
در داخل سیستم کنترل EX2100e، کابینت کنترل، بردهای کنترل، بردهای ورودی/خروجی و ماژول های توزیع برق را در خود جای داده است. IS200EAUXH1A یک برد ترمینال ورودی/خروجی است که معمولاً در کابینت کنترل نصب میشود و از طریق بردهای High-Speed Serial Link Interface (HSLA) با بردهای Compact High-Speed Serial Link Expansion (CSLA) متعلق به بخشهای کنترلکننده M1، M2 و C ارتباط برقرار میکند. در پیکربندی کنترل سیمپلکس، IS200EAUXH1A فقط با کنترلر M1 ارتباط دارد. در پیکربندی Triple Modular Redundant (TMR)، میتواند با هر سه بخش کنترلی M1، M2 و C به طور همزمان تعامل داشته باشد و امکان رایگیری و دریافت اضافی سیگنالهای حیاتی را فراهم کند.
ویژگی برجسته IS200EAUXH1A یکپارچگی چند منظوره آن است: یک برد تکی کنترل کنتاکتور DC، کنترل رله چشمک زن، ورودی سیگنال قفل 86G ژنراتور، نظارت بر وضعیت تخلیه و Crowbar، دریافت ولتاژ میدان و بازخورد جریان، رابط تشخیص زمین بازخورد منبع AC و تهویه زمین با منبع AC. این امر آن را به مرکز اطلاعات مرکزی برای عملکردهای کمکی سیستم تحریک تبدیل می کند.
توابع اصلی دقیق
1. کنترل کنتاکتور DC (41DC)
IS200EAUXH1A مستقیماً کنتاکتورهای DC 41A (و اختیاری 41B) را در مدار میدان ژنراتور هدایت می کند. سیگنال کنترل از کنترل کننده UCSx منشا می گیرد، از طریق HSSL به IS200EAUXH1A منتقل می شود و سپس توسط مدار درایور رله برد به سیم پیچ های کنتاکتور خروجی می شود. وضعیت کنتاکت های کمکی کنتاکتورها به عنوان سیگنال های بازخورد به IS200EAUXH1A برگردانده می شود و یک سیستم نظارت حلقه بسته را تشکیل می دهد. این برد یک ولتاژ DC 125 ولت خیس شده را برای ورودی های تماسی تامین می کند و از جذب مطمئن اطمینان حاصل می کند. برای کاربردهایی که سرعت پاسخگویی بالاتری را می طلبند، IS200EAUXH1A از نصب یک تخته IS200EAUD پشتیبانی می کند، که درایور سیم پیچ استاندارد 125 ولت DC را به رابط کنتاکتور با سرعت بالا ارتقا می دهد و تقریباً چهار برابر ولتاژ اجباری برای 150 میلی ثانیه اولیه ایجاد می کند و زمان پیک آپ را به طور قابل توجهی کوتاه می کند.
2. کنترل رله چشمک زن میدانی (53A/53B)
در هنگام راه اندازی ژنراتور، جریان میدان اولیه مختصری (تقریباً 10-20٪ جریان میدان بدون بار) مورد نیاز است که از باتری ایستگاه از طریق رله های چشمک زن میدانی 53A و 53B تامین می شود. IS200EAUXH1A فرمان چشمک زن را از کنترلر دریافت می کند و از طریق مدارهای درایور آنبورد و منطق رای گیری تماسی، یک ولتاژ کنترل واحد را خروجی می دهد که رله های 53A و 53B را در کابینت کمکی فعال می کند. در یک سیستم TMR، سیگنالهای درایو از سه بخش کنترلی بر روی IS200EAUXH1A برای تولید یک سطح کنترلی مورد تایید قرار میگیرند و اطمینان حاصل میشود که یک خطای کنترلکننده نه بهطور کاذب راهاندازی میکند و نه باعث چشمک زدن میدان نمیشود.
3. رابط سیگنال قفل ژنراتور 86G
86G یک ورودی تماس محافظ ژنراتور اختصاصی است که توسط مشتری ارائه می شود، معمولاً یک تماس معمولی بسته است. IS200EAUXH1A ورودی 86G را دریافت می کند و وضعیت آن را از طریق HSSL به کنترلر منتقل می کند. هنگامی که 86G کار می کند، سیستم تحریک بلافاصله از میدان ژنراتور قطع می شود. حتی اگر نرمافزار کنترلکننده به درستی پاسخ ندهد، این حلقه سختافزاری قطع امن را تضمین میکند و به یک عملکرد حفاظت سریع مستقل دست مییابد.
4. مانیتورینگ وضعیت تحریک زدایی و Crowbar
در طول سفر ژنراتور، انرژی ذخیره شده در اندوکتانس میدان باید از طریق ماژول تحریک زدایی (EDEX) تلف شود. IS200EAUXH1A فرمان حذف تحریک را از کنترلر به برد EDEX می فرستد و همزمان سیگنال های بازخورد وضعیت تحریک زدایی و Crowbar (از جمله سیگنال های سنسور هدایت اثر هال) را از EDEX دریافت می کند. پس از تهویه، این سیگنال ها به کنترل کننده آپلود می شوند تا تأیید شود که آیا مدار اتلاف انرژی به درستی کار کرده است یا خیر. اگر هر دو مدار کنترل شلیک مستقل از کار بیفتند، EDEX روی اضافه ولتاژ آند به کاتد خودسوزی می کند. IS200EAUXH1A نیز این اقدام پشتیبان را ضبط و گزارش می کند.
5. ولتاژ میدان و بازخورد جریان میدان
بازخورد میدان DC از برد EDFF (Exciter DC Fanned Feedback) به IS200EAUXH1A از طریق یک پیوند فیبر نوری در قالب سیگنال های فرکانس ارسال می شود. این روش جداسازی فیبر نوری ایزوله ولتاژ بسیار بالا و مصونیت نویز را فراهم می کند. IS200EAUXH1A سیگنال های بازخورد ولتاژ میدان و جریان میدان را که توسط EDFF از طریق EAUX ارسال می شود، دریافت می کند و سپس آنها را از طریق HSSL به کنترل کننده ارسال می کند. این سیگنال ها توسط نرم افزار کنترل برای عملکردهایی مانند تنظیم خودکار ولتاژ (AVR)، تنظیم دستی تحریک (FVR/FCR) و محدودیت بیش از حد تحریک (OEL) استفاده می شود.
6. بازخورد منبع AC
ولتاژ AC سه فاز از ترانسفورماتور تحریک توسط برد EBAC (Exciter Bridge AC Feedback) اندازه گیری می شود. پس از پایین آمدن توسط ترانسفورماتورهای ایزوله، سیگنال های خروجی به IS200EAUXH1A ارسال می شوند. IS200EAUXH1A این سیگنالهای همگامسازی را تنظیم میکند و آنها را برای همگامسازی پالسهای شلیک پل تریستور به کنترلکنندههای M1، M2 و C میرساند. در پیکربندی TMR، سیگنالها روی IS200EAUXH1A پخش میشوند تا اطمینان حاصل شود که هر بخش کنترلی اطلاعات مربوط به ولتاژ صفر را دریافت میکند.
7. رابط تشخیص زمین میدانی
تشخیص زمین میدانی یک عملکرد حفاظتی حیاتی سیستم تحریک است. IS200EAUXH1A در ارتباط با EXAM (ماژول تضعیف محرک) کار می کند: EAUX یک سیگنال موج مربعی با فرکانس پایین (50 ± ولت، 0.2 هرتز) تولید می کند که از طریق EXAM بین نقطه میانی الکتریکی سیم پیچ میدان ژنراتور و زمین اعمال می شود. اگر یک خطای زمین درست رخ دهد، جریان نشتی از طریق یک مقاومت حسی در EXAM جریان مییابد و سیگنال ولتاژ حاصل از طریق یک کابل 9 هادی به IS200EAUXH1A ارسال میشود. IS200EAUXH1A این سیگنال ولتاژ را دیجیتالی می کند و آن را از طریق HSSL به کنترل کننده ارسال می کند، جایی که نرم افزار حضور خطای زمین و مقدار مقاومت را تعیین می کند. در یک سیستم اضافی، سیگنال تست را می توان توسط M1 یا M2 ارائه کرد، با کنترلر C که یک رله را در EXAM مدیریت می کند تا منبع سیگنال را تغییر دهد، و حتی اگر یکی از کنترل کننده ها از کار بیفتد، تشخیص زمین مداوم را تضمین می کند.
8. برق و رابط ارتباطی
IS200EAUXH1A توسط ماژول EDIS (توزیع نیرو محرک) تغذیه می شود. ولتاژ کاری معمولی آن 28 ولت DC است که از باس 125 ولت DC EDIS از طریق یک ماژول منبع تغذیه 28 ولت بدست می آید. این برد یک رابط پرسرعت سریال لینک (HSSL) را ادغام می کند که از طریق برد HSLA به پورت توسعه CSLA کنترلر متصل می شود و امکان تبادل اطلاعات در زمان واقعی را فراهم می کند.
پشتیبانی افزونگی و طراحی قابلیت اطمینان
IS200EAUXH1A در دو گروه موجود است تا سطوح مختلف افزونگی سیستم را در خود جای دهد:
گروه H1 : برای کنترل اضافی TMR، با بخش های کنترل M1، M2 و C ارتباط برقرار می کند. سیگنال های ورودی/خروجی بحرانی در بین سه بخش رای گیری می شوند.
گروه H2 : برای کنترل سیمپلکس، فقط با کنترلر M1 ارتباط برقرار می کند.
در کاربردهای TMR، IS200EAUXH1A، که با معماری کنترلکننده اضافی کار میکند، تضمین میکند که عملکردهای حیاتی مانند کنترل کنتاکتور DC و راندن رله چشمکزن میدانی، حتی اگر یکی از کنترلکنندهها از کار بیفتد، به طور عادی کار میکنند. این در دسترس بودن سیستم را تا حد زیادی افزایش می دهد. با توجه به طراحی سیستم، سیستم اضافی EX2100e می تواند به میانگین زمان بین قطعی های اجباری (MTBFO) 175000 ساعت دست یابد. به عنوان یک جزء کلیدی در این سیستم، طراحی با قابلیت اطمینان بالا IS200EAUXH1A برای دستیابی به این معیار اساسی است.
سازگاری محیطی و مشخصات فیزیکی
IS200EAUXH1A برای نصب در داخل کابینت کنترل EX2100e طراحی شده است. محدوده دمای محیط کار آن 0 تا 40 درجه سانتیگراد (32 تا 104 درجه فارنهایت)، با محدوده رطوبت 5 تا 95 درصد، غیر متراکم است. کابینت کنترل معمولاً دارای درجه بندی NEMA 1 یا IP20 است، با یک کابینت مهر و موم شده اختیاری NEMA 12/IP54 که حفاظت محیطی صنعتی موثری را برای برد فراهم می کند. خود برد با مشخصات طراحی برد کنترل صنعتی جنرال الکتریک مطابقت دارد، در حین جابجایی به حفاظت از تخلیه الکترواستاتیک (ESD) نیاز دارد و باید با استفاده از بند مچ زمین و بسته بندی ضد الکتریسیته ساکن تعویض شود.
