رابط رگولاتور تحریک کننده و برد تخلیه دینامیک GE IS200ERDDH1ABA

IS200ERDDH1ABA یک برد تخصصی حفاظت از توان در ماژول کنترل تنظیم کننده تحریک جنرال الکتریک (GE) EX2100 است. وظیفه اصلی IS200ERDDH1ABA به عنوان برد تخلیه دینامیک رگولاتور تحریک کننده (ERDD) ارائه یک مسیر اتلاف کنترل شده برای انرژی ذخیره شده در خازن های لینک DC در هنگام قطع شدن سیستم تحریک، خاموش شدن یا افزایش غیرعادی ولتاژ باس DC است. این به سرعت و ایمن انرژی اضافی را به عنوان گرما از طریق یک مقاومت تخلیه با قدرت بالا آزاد می کند. IS200ERDDH1ABA در داخل ماژول تبدیل توان (Ensemble de convertisseur électrique) تنظیم کننده تحریک نصب شده است که مستقیماً به پیوند DC، مقاومت تخلیه و صفحه پشتی کنترل متصل است. این به عنوان یک پیوند حفاظتی حیاتی برای اطمینان از ایمنی تجهیزات سیستم تحریک و پرسنل عمل می کند.

در تنظیم کننده تحریک EX2100، توان الکتریکی از یک منبع AC به جریان تحریک DC کنترل شده از طریق یک مبدل قدرت (پل SCR یا IGBT) تبدیل می شود. در طول خاموشی معمولی ژنراتور، جریان تحریک از طریق پل معکوس به منبع AC بازگردانده می شود. با این حال، در طول یک سفر اضطراری یا خطای سیستم، اگر انرژی موجود در پیوند DC نتواند به سرعت تلف شود، ولتاژ باس DC به شدت افزایش می‌یابد و به طور بالقوه به خازن‌های فیلتر DC، دستگاه‌های نیمه هادی قدرت و حتی کل ماژول کنترل آسیب می‌رساند. دقیقاً در این لحظه است که IS200ERDDH1ABA با دقت عمل می کند و مدار مقاومت تخلیه را به هم متصل می کند تا ولتاژ باس DC با نرخ کنترل شده ای کاهش یابد و در نتیجه از سیستم در برابر ولتاژ آسیب رسانده محافظت می کند.

موقعیت یابی سیستم و یکپارچه سازی معماری

در ماژول کنترل رگولاتور تحریک EX2100، IS200ERDDH1ABA در داخل ماژول تبدیل توان، در مجاورت پیوند DC و خازن های فیلتر قرار دارد. این ماژول تبدیل برق شامل هیت سینک، دستگاه های برق، پایانه های باس DC و دسته سیم های متصل به صفحه پشتی کنترل است. IS200ERDDH1ABA سیگنال ها را با برد پردازشگر سیگنال دیجیتال DSPX و صفحه پشتی برق ERBP از طریق کانکتورهای backplane مبادله می کند، دستورات کنترل را دریافت می کند و بازخورد وضعیت را ارسال می کند.

در یک پیکربندی اضافی، ماژول کنترلر M1 و ماژول کنترلر M2/C هر کدام ماژول تبدیل توان مستقل خود را دارند و هر ماژول حاوی یک برد IS200ERDDH1ABA است. پیوندهای DC دو ماژول از نظر فیزیکی مستقل از یکدیگر هستند، بنابراین مدارهای تخلیه دینامیکی مربوطه آنها نیز کاملاً مستقل هستند. این تضمین می کند که حتی اگر یک ماژول از کار بیفتد، دیگری همچنان می تواند خاموش کردن ایمن را انجام دهد.

توابع اصلی دقیق

1. DC Link اتلاف انرژی و حفاظت از اضافه ولتاژ

IS200ERDDH1ABA ولتاژ باس DC را در زمان واقعی نظارت می کند. هنگامی که رگولاتور تحریک به طور معمول کار می کند، ولتاژ باس DC در محدوده کاری تنظیم شده تنظیم می شود (معمولاً 125 ولت DC یا بالاتر، بسته به کاربرد)، و مدار تخلیه در حالت باز باقی می ماند. IS200ERDDH1ABA هنگامی که هر یک از شرایط زیر رخ می دهد تخلیه پویا را راه اندازی می کند:

• Trip یا Shutdown سیستم : در طی یک حرکت حفاظتی ژنراتور، خاموش شدن دستی تنظیم کننده تحریک یا خاموش شدن خطا، نرم افزار کنترل فرمان تخلیه را از طریق صفحه پشتی به IS200ERDDH1ABA ارسال می کند و مقاومت تخلیه را به هم متصل می کند.

• اضافه ولتاژ باس DC : اگر ولتاژ باس DC به دلیل نوسانات شبکه، تغییرات بار ناگهانی یا سایر ناهنجاری‌ها از آستانه از پیش تعیین شده فراتر رود، مدار تشخیص سخت‌افزار در IS200ERDDH1ABA، مستقل از دستورات حفاظتی نرم‌افزار و سخت‌افزار سریع، تخلیه را به‌طور مستقل آغاز می‌کند.

• از دست دادن توان کنترلی : اگر برق کنترلی رگولاتور تحریک (مانند 28 ولت DC) به طور غیرمنتظره قطع شود، IS200ERDDH1ABA وارد حالت ایمن خرابی می شود و مدار تخلیه را به طور پیش فرض وصل می کند و اطمینان می دهد که سیستم می تواند به طور ایمن انرژی را حتی در حالت کنترل نشده دفع کند.

راه اندازی عمل تخلیه می تواند توسط یک سیگنال فرمان از طریق صفحه پشتی کنترل (کنترل نرم افزار) یا توسط مدار تشخیص اضافه ولتاژ سخت افزاری (حفاظت سخت افزاری) آغاز شود. این مکانیسم دوگانه تضمین می کند که انرژی پیوند DC می تواند به طور قابل اعتماد تحت هر شرایطی هدر رود.

2. ترمز دینامیک و کنترل رمپ ولتاژ

IS200ERDDH1ABA صرفا یک کنترل کننده سوئیچ ساده نیست. همچنین یک عملکرد کنترل رمپ ولتاژ را ادغام می کند. هنگامی که یک فرمان تخلیه راه اندازی می شود، مدار کنترل روی برد به تدریج چرخه وظیفه اتصال مقاومت تخلیه را به صورت کنترل شده افزایش می دهد. این امر از فشار بیش از حد بر مقاومت تخلیه و خازن های پیوند DC ناشی از جریان هجومی زیاد ناگهانی جلوگیری می کند. این ویژگی شروع نرم به افزایش طول عمر مقاومت تخلیه و سیم کشی مربوطه کمک می کند و در عین حال تداخل الکترومغناطیسی را کاهش می دهد.

در طول فرآیند تخلیه، IS200ERDDH1ABA به طور مداوم ولتاژ باس DC را نظارت می کند. هنگامی که ولتاژ به زیر آستانه ایمن می رسد (مثلاً زیر 50 ولت DC)، مدار تخلیه به طور خودکار قطع می شود یا حداقل جریان نگهدارنده را برای اطمینان از تخلیه کامل حفظ می کند. مدت زمان کل فرآیند تخلیه به ظرفیت خازن های پیوند DC و مقاومت مقاومت تخلیه بستگی دارد که معمولاً از چند ثانیه تا چند ده ثانیه متغیر است.

3. بازخورد وضعیت و تشخیص

IS200ERDDH1ABA وضعیت تخلیه را به کنترل کننده DSPX برمی گرداند. سیگنال‌های بازخورد شامل فعال شدن مدار تخلیه، ولتاژ باس جریان DC و وجود خطا (مانند گرمای بیش از حد مقاومت تخلیه، اتصال کوتاه یا باز بودن دستگاه‌های سوئیچینگ و غیره) است. این اطلاعات در سیستم عیب یابی EX2100 ادغام شده است و از طریق برنامه ToolboxST یا صفحه کلید کنترل پنل قابل مشاهده است.

در مستندات، کدهای خطای تشخیصی مربوط به عملکرد تخلیه دینامیکی عبارتند از:

• SS_DD_Test (کد خطا 190) : مدار تخلیه دینامیکی در طول دنباله راه‌اندازی آزمایش خود را انجام نداد.

• RDFD_Trip_1 (کد خطا 195) : یک خطای دیود دوار بر اساس سطح هارمونیک 1 (مربوط به تخلیه دینامیکی) شناسایی شد.

• RDFD_Trip_2 (کد خطا 196) : یک خطای دیود چرخان بر اساس سطح هارمونیک 2 شناسایی شد.

• DDCmdFbkDif (کد خطا 200) : تفاوتی بین فرمان تخلیه پویا و بازخورد وضعیت رخ داده است که نشان می‌دهد مدار تخلیه ممکن است مطابق انتظار عمل نکرده باشد.

هنگامی که این خطاها رخ می دهد، پرسنل تعمیر و نگهداری باید ابتدا یکپارچگی اتصالات مقاومت تخلیه را بررسی کنند، مطمئن شوند که برد IS200ERDDH1ABA محکم در کانکتور backplane خود قرار گرفته است و اطلاعات دقیق تشخیصی را از طریق ToolboxST بررسی کنند.

4. مدیریت حرارتی

فرآیند تخلیه دینامیکی شامل آزاد شدن مقدار قابل توجهی انرژی به عنوان گرما است. بنابراین، مقاومت تخلیه معمولاً به عنوان یک مقاومت قدرتی طراحی می شود که قادر به مقاومت در برابر نوسانات کوتاه مدت با توان بالا است. این مستندات یک مقدار مقاومت تخلیه معمولی 17 Ω، 600 وات را ذکر می کند و هشدار می دهد که می تواند بسیار داغ شود. به همین دلیل، دفترچه راهنمای تعمیر و نگهداری به طور خاص هشدار می دهد که قبل از تعویض ماژول مقاومت تخلیه یا برد IS200ERDDH1ABA، باید حداقل یک ساعت صبر کنید تا مقاومت به اندازه کافی در دمای محیط خنک شود.

برد IS200ERDDH1ABA ممکن است یک عملکرد نظارت بر دما را یکپارچه کند. هنگامی که دمای مقاومت تخلیه از حد مطمئن فراتر رود، یک سیگنال هشدار برای جلوگیری از آسیب مقاومت در اثر گرم شدن بیش از حد یا خطرات آتش سوزی ایجاد می شود.

نصب و نگهداری

IS200ERDDH1ABA در داخل ماژول تبدیل برق نصب شده است. برای تعویض این برد ابتدا باید پوشش دسترسی لولایی ماژول تبدیل برق را بردارید. روش استاندارد جایگزینی به شرح زیر است (فقط پس از تأیید قطع کامل سیستم و اجرای مراحل Lockout/Tagout باید انجام شود):

1. اطمینان حاصل کنید که همه منابع برق AC و DC قطع شده اند.

2. درب کابینت کنترل را باز کنید و از تجهیزات تشخیص ولتاژ بالا برای بررسی عدم وجود ولتاژ استفاده کنید.

3. دو پیچ پیچ خورده روی صفحه پوشش لولایی ماژول تبدیل برق را باز کنید و درپوش را به حالت باز بچرخانید.

4. در برد IS200ERDDH1ABA، تمام کابل ها و کانکتورهای منتهی به ماژول تبدیل برق را جدا کنید. مطمئن شوید که هر کابل را قبل از جدا کردن برای اتصال مجدد صحیح بعدی برچسب بزنید.

5. برد IS200ERDDH1ABA را با احتیاط از کانکتور پشتی آن جدا کنید.

6. برد جدید را در همان جهت در کانکتور backplane قرار دهید و مطمئن شوید که کاملاً قرار گرفته است.

7. همه کابل ها را مجدداً به کانکتورهای صحیح خود وصل کنید و مطمئن شوید که ایمن هستند.

8. صفحه روکش لولایی را ببندید و پیچ های قلاب شده را ببندید.

9. درب کابینت را ببندید و برق را بازیابی کنید.

10. شناسایی صحیح برد را از طریق ToolboxST تأیید کنید و تست های عملکردی لازم را انجام دهید.

احتیاط: برد IS200ERDDH1ABA و مقاومت تخلیه مربوط به آن ممکن است پس از کار در دمای بالا باشند. قبل از تعمیر و نگهداری باید زمان خنک سازی کافی در نظر گرفته شود.