8237-1600 Dispositif de protection contre la survitesse ProTech-GII

Le 8237-1600 est un dispositif de protection contre la survitesse haute fiabilité de la série ProTech-GII de Woodward. Il est conçu pour les turbines à vapeur, les turbines à gaz, les turbines hydrauliques et les gros moteurs alternatifs. Ce modèle est doté d'une construction à montage sur panneau , d'entrées d'alimentation mixtes haute tension et basse tension (HT/BT), , de 2oo3 (deux sur trois) sorties relais votées et d'entrées votées . Il s'agit d'un dispositif de sécurité certifié SIL 3 (IEC 61508) et conforme aux normes API 670, API 612 et API 611.

Le 8237‑1600 utilise trois modules indépendants (A, B, C) dans une architecture triple redondance modulaire (TMR) . Chaque module surveille la vitesse et l'accélération du rotor via son propre capteur de vitesse. Lorsqu'un événement de survitesse ou de suraccélération est détecté, le système émet une commande de déclenchement pour arrêter la turbine ou le moteur, protégeant ainsi le personnel et l'équipement.

Cet appareil est idéal pour les applications critiques dans les domaines de la production d'électricité, du pétrole et du gaz, de la propulsion marine et des entraînements industriels où la sécurité et la haute disponibilité sont requises.

2. Principales caractéristiques

• Redondance modulaire triple (TMR) – Trois modules indépendants ; aucun échec n’affecte les autres. Le remplacement à chaud (remplacement en ligne) est pris en charge.

• Sorties de relais de déclenchement votées 2oo3 – La logique de vote interne garantit qu'au moins deux modules doivent se déclencher avant que les relais de sortie ne changent d'état, évitant ainsi les déclenchements intempestifs.

• Entrées de vitesse flexibles – Chaque module accepte un capteur de vitesse, configurable en tant que MPU passif ou sonde de proximité/à courants de Foucault active.

• Protection contre la survitesse et la suraccélération – Plage de déclenchement en cas de survitesse : 0 à 32 000 tr/min ; plage de déclenchement en cas de suraccélération : 0 à 25 000 tr/min/s.

• Gestionnaires de redondance de vitesse et d'accélération  : permet un vote médian, à sélection élevée ou faible parmi un maximum de trois signaux ; comportement de repli configurable.

• Autotests complets – Test de point de consigne de survitesse temporaire, test de vitesse simulé manuel/automatique, test de séquence automatique (teste automatiquement les trois modules), test de lampe.

• Journalisation des événements – Journaux non volatiles pour la survitesse/suraccélération (20 événements), les déclenchements (50 événements), les alarmes (50 événements) et la vitesse/accélération maximale.

• Interface utilisateur – Panneau avant avec prise en charge multilingue (anglais/chinois), surveillance, configuration et lancement de tests en temps réel.

• Communication Modbus RTU – Port RS‑232/RS‑485 par module pour la surveillance et le contrôle à distance.

• Outil de programmation et de configuration (PCT) – Logiciel PC pour la configuration hors ligne/en ligne, la gestion de fichiers et l'exportation de journaux.

• Certifications de sécurité – TUV SIL 3, CSA Classe I Division 2, ATEX Zone 2, GOST et répond aux normes API.

3. . Description fonctionnelle détaillée

3.1 Logique de déclenchement et configuration des sorties (modèles de relais votés)

Dans le 8237‑1600, chaque module évalue indépendamment ses propres signaux de vitesse et d'accélération. Lorsqu'une condition de déclenchement (survitesse, suraccélération, perte de vitesse, etc.) se produit, le module active son verrou de déclenchement interne. Les trois modules partagent leur état de déclenchement via un bus CAN certifié. Un module de vote interne 2oo3 surveille les trois signaux de déclenchement et désexcite ou active les deux relais de déclenchement redondants de forme C en conséquence. L'action du vote peut être configurée comme :

• Mettre hors tension pour déclencher (sécurité intégrée) : la perte de puissance provoque un déclenchement.

• Mettre sous tension pour déclencher : l'alimentation doit être appliquée pour déclencher.

3.2 Gestionnaires de redondance de vitesse et d'accélération

Lorsqu'il est activé, le gestionnaire de redondance permet à chaque module d'utiliser non seulement son propre signal de vitesse mais également les signaux de vitesse des deux autres modules. Cela permet :

• Vote sur la valeur de vitesse médiane, la plus élevée ou la plus basse.

• Logique de repli lorsque seuls deux signaux sont sains (HSS ou LSS).

• Action configurable en cas de défaillance de deux entrées (déclenchement ou pas de déclenchement).

• Alarme de différence avec seuil et temporisation réglables.

Cette fonctionnalité est particulièrement utile lorsque seules deux sondes de vitesse sont installées ou lorsqu'une sonde tombe en panne en ligne.

3.3 Logique de démarrage et détection d'échec de vitesse

Le ProTech‑GII comprend deux aides au démarrage complémentaires pour éviter les déclenchements intempestifs lorsque la turbine est à l'arrêt ou à faible vitesse :

• Déclenchement en cas de panne de vitesse : Si la vitesse est inférieure au point de consigne de panne de vitesse et que l' entrée de neutralisation en cas de panne de vitesse n'est pas fermée, un déclenchement se produit.

• Speed ​​Fail Timeout Trip : Après une commande de démarrage, si la vitesse ne dépasse pas le point de consigne dans le délai configuré, un déclenchement se produit.

Ces fonctions garantissent que le système ne se déclenche pas lors d'un démarrage normal lorsque la sortie du MPU peut être nulle.

3.4 Journalisation des événements et indication du premier sorti

Chaque module stocke les journaux suivants dans une mémoire non volatile :

L’ indicateur de premier sorti est crucial pour déterminer la cause première d’un événement de déclenchement.

4. Points forts de l'installation et du câblage

4.1 Exigences environnementales

• Installez dans un boîtier IP56 (ou supérieur).

• Température ambiante : -20°C à +60°C.

• Évitez la lumière directe du soleil, l’eau, la condensation et les fortes interférences électromagnétiques.

• Prévoyez une ventilation adéquate et un espace pour accéder au panneau avant.

• Monter verticalement.

4.2 Câblage d'alimentation

• Chaque module nécessite deux sources d'alimentation indépendantes (une HT, une BT).

• Chaque source d'alimentation doit avoir son propre disjoncteur.

• Les entrées HT doivent être connectées à la terre de protection (PE) avec un fil ≥1,5 mm².

4.3 Câblage du capteur de vitesse

• Utilisez un câble à paire torsadée blindé ; connectez le blindage à une extrémité (côté module).

• Mode MPU : 1–35 Vrms, impédance de 1,5 kΩ, détection de fil ouvert active.

• Mode sonde active : le module fournit une alimentation de 24 Vcc ; seuils d'entrée Vlow <2V, Vhigh >4V.

• Chaque sonde doit être connectée à un seul module (pas de connexions parallèles).

4.4 Sorties relais

• Relais de déclenchement (Forme‑C) : 8 A à 220 V CA / 8 A à 24 V CC – peuvent piloter directement les solénoïdes de déclenchement.

• Relais d'alarme (à semi-conducteurs) : 1 A à 24 Vcc – pour l'annonce à distance.

• Utilisez une alimentation externe si le courant total dépasse 500 mA.

4.5 Modbus et ports de service

• Modbus : longueur maximale RS‑485 de 1 500 pieds, RS‑232 maximale de 50 pieds.

• Le port de service (RS‑232) est destiné uniquement à une connexion temporaire (programmation/récupération de journaux).

5. Configuration et fonctionnement

5.1 Configuration du panneau avant

• Langue : anglais ou chinois.

• Mot de passe requis pour le niveau de test (par exemple, démarrer les tests) et le niveau de configuration (modifier les paramètres).

• Le module doit être en état de déclenchement pour passer en mode configuration.

• Paramètres configurables : type de sonde, denture, rapport de démultiplication, consignes de survitesse/suraccélération, gestionnaire de redondance, Modbus, modes de test, etc.

5.2 Outil de programmation et de configuration (PCT)

• Se connecte via le port de service (RS‑232).

• Permet la création/modification hors ligne de fichiers de paramètres (*.wset).

• Téléchargement/téléchargement en ligne des configurations.

• Exportez les journaux au format HTML.

• Prend en charge la comparaison de configuration entre les fichiers.

5.3 Copier la configuration entre les modules

• Depuis le panneau avant, la configuration d'un module peut être copiée vers un autre module.

• Éléments exclus : mots de passe, adresses d'esclaves Modbus, préférences de l'écran d'accueil.

• L’alarme de non-concordance de configuration peut être activée/désactivée.

6. Certifications de sécurité et conformité

État sûr : lorsqu'il est configuré sur Désexciter pour déclencher , le module se déclenche en cas de perte totale de puissance – la condition de sécurité intégrée.

7. Applications typiques

Le 8237‑1600 convient pour :

• Générateurs à turbine à gaz – protection contre la survitesse pour éviter la défaillance des pales.

• Compresseurs entraînés par turbine à vapeur – dans les raffineries et les usines chimiques.

• Turbines hydroélectriques – protection anti-emballement.

• Moteurs alternatifs (gaz/diesel) – pour la compression de gaz ou l’alimentation de secours.

• Moteurs et compresseurs à grande vitesse – détection de suraccélération.

Sa capacité à prendre en charge le remplacement de modules en ligne et le vote 2oo3 le rend idéal pour les applications où les temps d'arrêt sont extrêmement coûteux.

8. Dépannage et maintenance

8.1 Indications LED du panneau avant

8.2 Défauts courants et solutions

8.3 Entretien recommandé

• Effectuez un test de séquence automatique tous les 6 à 12 mois pour vérifier tous les modules.

• Tous les 5 à 10 ans, renvoyez l'unité à Woodward ou à un centre de service agréé pour inspection et mise à niveau.

• En cas de stockage pendant plus de 24 mois, mettez sous tension pendant 5 minutes pour reformer les condensateurs électrolytiques.

9. Informations de commande et accessoires