Carte PT/CT d'excitateur GE IS200EPCTG1A

L'IS200EPCTG1A est une carte d'interface excitatrice PT/CT conçue par General Electric (GE) pour son système de contrôle d'excitation EX2100™. Cette carte est la version standard de la série EPCT, principalement utilisée pour isoler et conditionner les signaux du transformateur de potentiel (PT) et du transformateur de courant (CT) du générateur de champ avant de les transmettre au système de contrôle, fournissant des signaux de retour de tension et de courant précis du générateur pour le régulateur de tension.

La carte IS200EPCTG1A comprend deux ensembles de canaux d'entrée de transformateur de tension triphasé et deux ensembles de canaux d'entrée de transformateur de courant (prenant en charge des niveaux de courant de 1 A ou 5 A). Les signaux de sortie de tous les transformateurs d'isolement sont envoyés via des câbles à la carte EMIO dans le rack de commande. De plus, la carte fournit un canal d'entrée analogique non isolé, configurable comme entrée de tension ±10 V ou entrée de courant 4-20 mA, pour connecter d'autres signaux de terrain.

Dans un système de contrôle Simplex, les signaux sont envoyés à la carte EMIO du contrôleur M1 via le connecteur J305. Dans un système de contrôle redondant, les signaux sont distribués aux cartes EMIO des contrôleurs M1, M2 et C via trois connecteurs J305, J308 et J315, permettant ainsi une mesure redondante.

La carte IS200EPCTG1A conçoit la fiabilité et la sécurité pour les applications sur le terrain :

• Les entrées de tension sont protégées par fusible, avec des longueurs de câble allant jusqu'à 1 000 pieds (fil n° 12 AWG).

• Les entrées de courant utilisent des borniers non enfichables (TB2, TB3) pour empêcher les hautes tensions dangereuses provenant des circuits ouverts des TC.

• Les transformateurs d'isolement assurent l'isolation électrique, garantissant la sécurité du côté commande.

• Les points de test offrent 12 points de test de tension (TP1-TP12) pour une mise en service et un dépannage pratiques sur site.

• Les commutateurs d'isolement permettent un remplacement de carte en toute sécurité dans des conditions sous tension.

La carte comprend deux transformateurs d'isolement de tension triphasés (T1, T2), quatre transformateurs d'isolement de courant (T3-T6), un bornier d'entrée de tension amovible à 24 bornes (TB1), deux borniers d'entrée de courant non amovibles à 4 bornes (TB2, TB3), trois connecteurs de sortie Sub-D à 25 broches (J305, J308, J315), un cavalier de sélection de type d'entrée analogique (JP1) et 12 points de test. La conception de la carte répond aux normes de qualité industrielle et convient aux applications de mesure critiques dans les systèmes d'excitation des centrales électriques.

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II. Fonctions principales

Les fonctions principales de l'IS200EPCTG1A incluent, sans s'y limiter, les éléments suivants :

1. Mesure de tension du générateur

La carte IS200EPCTG1A reçoit les signaux de tension triphasée des transformateurs de potentiel du client via le bornier TB1. Les entrées de tension sont nominalement de 115 V rms (50/60 Hz) et chaque entrée est protégée par un fusible. Deux transformateurs d'isolement sur la carte convertissent les tensions d'entrée en signaux de bas niveau pour la mesure de tension triphasée en triangle ouvert. Pour une entrée de 115 V rms, la sortie secondaire est de 1,533 V rms. Les signaux mesurés sont envoyés à la carte EMIO via les connecteurs J305, J308 et J315.

2. Mesure du courant du générateur

La carte IS200EPCTG1A reçoit deux signaux de courant des transformateurs de courant via les borniers TB2 (Phase A) et TB3 (Phase C). Chaque TC fournit des enroulements de 0 à 1 A efficace et de 0 à 5 A efficace, mais un seul est connecté à la carte EPCT. La longueur du câble peut aller jusqu'à 1 000 pieds et le calibre du fil jusqu'à #10 AWG. Les transformateurs d'isolation de courant isolent le courant d'entrée et le convertissent en signaux basse tension envoyés à la carte EMIO via des connecteurs.

Conception de sécurité importante : les borniers TB2 et TB3 ne sont pas amovibles pour empêcher l'ouverture accidentelle des circuits CT sous charge, ce qui créerait des tensions élevées dangereuses.

3. Entrée analogique

La carte IS200EPCTG1A fournit un canal d'entrée analogique non isolé, configurable via le cavalier JP1 pour deux types :

• Entrée de tension : ±10 V CC, précision supérieure à 1 % de la pleine échelle.

• Entrée de courant : 4-20 mA.

Ce canal d'entrée peut être utilisé pour d'autres signaux de champ tels que la température, la pression ou la position. La longueur du câble peut atteindre 300 mètres, avec une résistance maximale du câble bidirectionnel de 15 ohms. Le signal d'entrée analogique est distribué simultanément aux trois contrôleurs via les connecteurs J305, J308 et J315.

4. Isolation et distribution du signal

Tous les signaux de mesure de tension et de courant sont isolés électriquement via des transformateurs d'isolement, garantissant ainsi la sécurité du côté commande. Les signaux isolés sont émis via trois connecteurs Sub-D à 25 broches (J305, J308, J315) :

• J305 : se connecte à la carte EMIO du contrôleur M1.

• J308 : se connecte à la carte EMIO du contrôleur M2.

• J315 : se connecte à la carte EMIO dans le contrôleur C.

Dans les systèmes simplex, seul J305 est utilisé. Dans les systèmes redondants, les trois connecteurs sont utilisés, assurant une distribution redondante des signaux de mesure.

5. Points de test

La carte IS200EPCTG1A comporte 12 points de test (TP1-TP12) situés à droite des transformateurs pour la mise en service et le dépannage sur site :

• TP1-TP4 : signaux de tension secondaire PT1 (AB, BC)

• TP5-TP8 : signaux de tension secondaire PT2 (AB, BC)

• TP9-TP10 : Signaux de courant secondaire CT Phase A

• TP11-TP12 : Signaux de courant secondaire CT Phase C

Ces points de test peuvent être mesurés à l'aide d'un oscilloscope ou d'un multimètre, mais il faut veiller à ne pas les mettre à la terre via l'appareil de mesure.

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III. Applications système

1. Application dans le système de contrôle d'excitation EX2100

L'IS200EPCTG1A est une carte d'interface essentielle pour acquérir les signaux de tension et de courant du générateur au sein du système de contrôle d'excitation EX2100. Ses rôles au sein du système comprennent :

• Retour de tension : isole et conditionne les signaux de tension du générateur triphasé, en les envoyant à la carte EMIO pour que le régulateur automatique de tension (AVR) effectue la régulation de tension et le contrôle de la puissance réactive.

• Retour de courant : isole les signaux de courant du générateur (généralement les phases A et C) et les envoie au système de contrôle pour la limitation du courant de champ, la surveillance de la charge et la protection.

• Entrée analogique : fournit un canal d'entrée analogique à usage général pour d'autres signaux de processus liés au système d'excitation, tels que la température, la pression ou la position.

• Distribution de signaux redondants : dans les systèmes redondants, distribue simultanément les signaux de mesure à trois contrôleurs (M1, M2, C), garantissant des signaux de mesure ininterrompus même en cas de panne d'un contrôleur.

2. Scénarios d'application typiques

• Mesure de tension et de courant pour les systèmes d'excitation de générateurs synchrones

• Retour d'expérience sur les régulateurs automatiques de tension (AVR) dans les générateurs à turbine à vapeur

• Contrôle d'excitation pour les générateurs à turbine hydroélectrique

• Systèmes d'excitation pour turbines à gaz

• Contrôle d'excitation pour moteurs synchrones industriels

  
  

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IV. Description détaillée de l'interface

1. Bornier TB1 (entrées de tension)

TB1 est un bornier amovible à 24 bornes permettant de connecter deux ensembles de signaux de transformateur de tension triphasé et une entrée analogique. Les affectations des terminaux sont les suivantes :

2. Borniers TB2 et TB3 (entrées de courant)

TB2 (Phase A) et TB3 (Phase C) sont des borniers à 4 bornes non amovibles pour éviter les circuits ouverts des TC :

Remarque : Un seul des enroulements de 1 A ou 5 A pour chaque TC doit être connecté à la carte EPCT ; l'autre enroulement reste inutilisé.

3. Connecteurs J305, J308, J315

Trois connecteurs Sub-D 25 broches transmettent les signaux de mesure à la carte EMIO. Affectation des broches pour J305 (vers M1) à titre d'exemple :

4. Points de test

5. Cavalier JP1

Position du cavalier	Description
V	Entrée de tension ±10 V CC
MA	Entrée courant 4-20 mA

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V. Installation et remplacement

1. Emplacement de montage

La carte IS200EPCTG1A est montée à l'intérieur de l'armoire auxiliaire de l'excitatrice EX2100, fixée sur une plaque de montage à l'aide de trois vis. La carte doit être située pour un accès facile au câblage et à la maintenance, en garantissant que la distance par rapport aux PT et aux TC ne dépasse pas les limites spécifiées.

2. Procédure de remplacement hors ligne (système hors tension)

Avertissements de sécurité :

• AVERTISSEMENT : Pour éviter les chocs électriques, coupez l'alimentation du système d'excitation et suivez les procédures complètes de mise hors tension décrites dans le Guide de l'utilisateur (GEH-6631). Adhérez à toutes les pratiques locales de verrouillage/étiquetage.

• ATTENTION : Pour éviter d'endommager les composants causés par l'électricité statique, traitez toutes les cartes avec des techniques de manipulation sensibles à l'électricité statique. Portez un bracelet de mise à la terre et rangez les cartes dans des sacs antistatiques.

• AVERTISSEMENT SPÉCIAL : Avant de déconnecter le câblage du TC, les interrupteurs d'isolement du TC DOIVENT d'abord être ouverts. Ne pas le faire entraînera des tensions dangereusement élevées en raison d’un circuit TC ouvert.

Étapes de remplacement :

1. Vérifiez la mise hors tension : assurez-vous que le système d'excitation est complètement hors tension. Testez les circuits avant d’ouvrir la porte de l’armoire de commande.

2. Commutateurs d'isolement ouverts : ouvrez les commutateurs d'isolement PT et CT. Testez les circuits PT et CT pour confirmer la tension nulle.

3. Étiquetez les câbles : vérifiez que tous les câbles sont correctement étiquetés en fonction des marquages ​​sur la carte pour une reconnexion facile.

4. Débranchez les câbles :

• Desserrez les deux vis fixant TB1 et retirez le bornier TB1 (en laissant le câblage externe attaché).

• Débranchez le câblage de TB2 et TB3.

• Retirez les connecteurs J305, J308 et J315.

5. Retirez l'ancienne carte : retirez les trois vis qui maintiennent la carte EPCT et retirez l'ancienne carte.

6. Inspecter la nouvelle carte : vérifiez que le réglage du cavalier JP1 sur la nouvelle carte correspond à celui de la carte d'origine.

7. Installer une nouvelle carte : orientez la nouvelle carte dans la même position que celle retirée, alignez-la avec les trous de montage et fixez-la avec les trois vis.

8. Rebranchez les câbles :

• Réinstallez le bornier TB1 et serrez ses vis.

• Rebranchez le câblage à TB2 et TB3.

• Rebranchez les connecteurs J305, J308 et J315.

9. Rétablir l'alimentation : fermez les interrupteurs d'isolement PT et CT. Fermez la porte de l'armoire, rétablissez l'alimentation du système d'excitation en suivant les procédures et testez le fonctionnement.

3. Procédure de remplacement en ligne (système en cours d'exécution)

Une carte EPCT défectueuse peut être remplacée pendant que le système d'excitation fonctionne, à condition que le système fonctionne en mode régulateur manuel.

Avertissement de risque : pendant le remplacement en ligne, les contrôleurs, les alimentations et les borniers restent sous tension et actifs. Une extrême prudence doit être prise pour éviter de toucher d'autres pièces sous tension ou de provoquer des courts-circuits. L’excitatrice DOIT être commutée en mode régulateur manuel avant de démarrer.

Étapes de remplacement :

1. Passer en mode manuel : faites passer le système d'excitation en mode régulateur manuel via le clavier.

2. Ouvrir les interrupteurs d'isolement : ouvrez la porte de l'armoire de commande. Ouvrez les interrupteurs d'isolement PT et CT.

3. Vérifier hors tension : testez les circuits PT et CT pour confirmer la tension nulle.

4. Débrancher les câbles : identique à la procédure hors ligne.

5. Retirer l'ancienne carte : retirez les deux vis qui maintiennent la carte EPCT (remarque : le document spécifie ici deux vis, qui peuvent différer des trois dans la procédure hors ligne ; reportez-vous à la configuration réelle du site) et retirez l'ancienne carte.

6. Installer une nouvelle carte : identique à la procédure hors ligne.

7. Reconnecter les câbles : identique à la procédure hors ligne.

8. Fermer les interrupteurs d'isolement : fermez les interrupteurs d'isolement PT et CT. Vérifiez que les signaux d’entrée sont présents à l’aide des points de test.

9. Retour au mode automatique : fermez la porte de l'armoire. Remettre le système d'excitation en mode régulateur automatique via le clavier.