L'UNS 2882a-P, connu sous le nom de Extended Gate Controller (EGC), est un composant essentiel du système d'excitation ABB UNITROL® 5000. Il sert principalement de contrôleur redondant, conçu pour maintenir les fonctionnalités de base du système en cas de panne des cartes de contrôle principales. L'EGC est essentiel dans les systèmes à double canal (par exemple, série D5x) et est également largement utilisé dans les configurations à double canal automatique avec un contrôleur de secours (par exemple, série Q5x).
L'EGC dispose d'une fonction complète de régulation du courant de champ et d'une unité de contrôle de porte indépendante. Sa philosophie de conception garantit que le système peut maintenir les fonctions de protection et de contrôle les plus critiques même en cas de défaillance des dispositifs principaux tels que le COB ou le MUB, améliorant ainsi considérablement la fiabilité et la tolérance aux pannes de l'ensemble du système d'excitation.
2. Principales caractéristiques et fonctions
1. Fonction de contrôleur redondant
L'EGC intègre un régulateur de courant de champ entièrement fonctionnel pour le mode de contrôle manuel, capable de prendre en charge le contrôle du système en cas de panne du contrôleur principal. Ce régulateur dispose de capacités indépendantes de génération de points de consigne, d'acquisition de rétroaction et de sortie d'impulsions, garantissant un fonctionnement stable du système en cas d'urgence.
2. Unité de contrôle de portail indépendante
Contrairement à l'unité de commande de grille du COB, l'EGC prend en charge une plage de fréquences plus large, adaptée à divers systèmes d'alimentation tels que 16⅔ Hz, 50 Hz et 60 Hz. Cette flexibilité permet au système UNITROL 5000 d'être appliqué à l'alimentation électrique ferroviaire et à d'autres applications de fréquence industrielles spécialisées.
3. Fonctions de protection et de surveillance
L'EGC intègre plusieurs fonctions de protection, notamment :
Protection contre les surintensités à temps inverse, conforme à la norme ANSI 51.
Protection instantanée contre les surintensités, conforme à la norme ANSI 50.
Détection et limitation des courts-circuits CC.
Mesure de fréquence.
Génération de chaîne d'impulsions de tir à haute fréquence.
Ces fonctions garantissent que le système peut réagir rapidement aux pannes critiques, même en mode de sauvegarde.
4. Alimentation indépendante
L'EGC est alimenté par une source indépendante de 24 V CC, distincte des systèmes d'alimentation COB ou MUB. Cela améliore encore sa capacité de survie et son indépendance opérationnelle en cas de panne du système principal.
3. Principe de fonctionnement et intégration du système
1. Architecture du système de contrôle
En tant que sauvegarde du COB, l'EGC présente une conception matérielle et logicielle indépendante. Il se connecte à des appareils tels que le COB et le MUB via des câbles plats, recevant les signaux d'état du système principal. Il peut passer automatiquement ou manuellement en mode sauvegarde lors de la détection d'une panne du système principal.
2. Principe de fonctionnement du régulateur
En mode secours, le régulateur de courant de l'EGC utilise une structure de contrôle proportionnelle-intégrale (PI). Son gain proportionnel (KCR) et sa constante de temps (TCR) peuvent être ajustés en plusieurs étapes via des commutateurs matériels. Les utilisateurs peuvent sélectionner les paramètres appropriés en fonction des caractéristiques réelles du système (par exemple, constante de temps d'enroulement de champ, caractéristiques de charge) pour garantir des performances de régulation optimales.
3. Génération d'impulsions de tir
Le générateur d'impulsions haute fréquence interne de l'EGC produit une chaîne d'impulsions de déclenchement de 62 kHz. Ces impulsions sont optiquement isolées et envoyées au GDI pour une amplification de puissance, entraînant finalement le pont de thyristors. Sa large plage de contrôle de phase d'impulsion prend en charge les modes de fonctionnement du redresseur et de l'onduleur, ce qui le rend adapté aux systèmes de fonctionnement à quatre quadrants.
4. Logique et action de protection
Les fonctions de protection de l'EGC sont totalement indépendantes du COB. Sa protection contre les surintensités est divisée en deux étapes :
Protection contre les surintensités au démarrage : identifie les conditions de surintensité pendant le processus de démarrage.
Protection contre les surintensités en cours d'exécution : identifie les événements soudains de surintensité pendant le fonctionnement normal.
Les actions de protection peuvent être configurées pour une alarme ou un déclenchement et comportent des délais réglables pour éviter tout dysfonctionnement.
4. Configuration et paramètres de l'appareil
1. Commutateurs de configuration matérielle
La configuration principale de l'EGC s'effectue via un interrupteur DIL 8 positions S450 :
| Position |
Paramètre |
État OFF État |
ON |
| 1 |
Fréquence nominale |
50/60 Hz |
16⅔ Hz |
| 2 |
Type de commutateur |
Commutateur CA |
Commutateur CC |
| 3 |
Contrôle des commutateurs |
FCB ne s'ouvre pas |
Pour la commande OFF |
| 4 |
Convertisseur double |
NON |
OUI |
| 5 |
Commutateur système D5<>A5 |
Système D5 |
Système A5 |
| 6 |
Commutateur de gamme KCR |
Plage 1 (0,1 ~ 7,5) |
Plage 2 (0,1 ~ 17,8) |
| 7 |
Commutateur de gamme TCR |
Plage 1 (10~80 ms) |
Plage 2 (0,1 ~ 0,38 s) |
| 8 |
t(I>) Commutateur de plage |
Plage 1 (8~15 s) |
Plage 2 (16 ~ 90 s) |
2. Paramètres de protection
L'EGC fournit plusieurs commutateurs rotatifs hexadécimaux pour régler les paramètres de protection :
Point de consigne de surintensité de démarrage : 1,05 ~ 1,8 x valeur nominale.
Point de consigne instantané de surintensité : 1,8 ~ 4,8 x valeur nominale.
Temporisation inverse : sélectionnable entre deux plages de temps.
Gain du régulateur de courant (KCR) : réglable sur une échelle logarithmique.
Constante de temps du régulateur de courant (TCR) : prend en charge le mode P pur ou le mode PI.
Point de consigne initial (Réf. init) : réglable de 20 % à 65 %.
Limites d'angle du redresseur et de l'onduleur : αmax 125°~170°, αmin 10°~55°.
3. Fusible et alimentation
L'EGC est équipé d'un fusible F600 à fusion lente de 2 A intégré pour protéger son circuit d'alimentation interne.
5. Scénarios d'application et avantages du système
1. Convient aux applications de haute fiabilité
Idéal pour les scénarios avec des exigences de fiabilité extrêmement élevées, tels que les systèmes d'excitation principaux dans les centrales électriques, les grands entraînements de moteurs synchrones et l'alimentation électrique de traction ferroviaire.
2. Prend en charge plusieurs architectures système
Systèmes à double canal D5x : L'EGC fait office de contrôleur de secours pour le deuxième canal.
Systèmes Q5x Dual Auto-Channel + Backup Controller : L’EGC sert de troisième couche de protection.
Système monocanal + sauvegarde EGC : fournit une solution de sauvegarde rentable et hautement fiable.
3. Adaptabilité flexible des fréquences
Prend en charge diverses fréquences de système électrique telles que 16⅔ Hz, 50 Hz et 60 Hz, ce qui le rend adapté à différentes normes d'alimentation dans le monde entier.
