UNS 0862 AC वास्तविक मूल्य मापन इंटरफ़ेस ABB UNITROL® F श्रृंखला उत्तेजना प्रणालियों में एक महत्वपूर्ण फ्रंट-एंड सिग्नल अधिग्रहण उपकरण है। इसका मुख्य मिशन सिंक्रोनस मशीनों के ऑपरेटिंग स्थिति मापदंडों को सटीक और सुरक्षित रूप से प्राप्त करना है - अर्थात्, तीन-चरण मशीन वोल्टेज और एकल-चरण वर्तमान - और उन्हें मानकीकृत कम-वोल्टेज संकेतों में परिवर्तित करना है जिन्हें बाद के इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणाली द्वारा संसाधित किया जा सकता है।
एक उत्तेजना प्रणाली में, स्वचालित वोल्टेज नियामक (एवीआर) को सही नियंत्रण निर्णय लेने, ग्रिड वोल्टेज स्थिरता बनाए रखने और प्रतिक्रियाशील शक्ति को उचित रूप से वितरित करने के लिए जनरेटर के टर्मिनल वोल्टेज और लोड करंट तक वास्तविक समय और सटीक पहुंच की आवश्यकता होती है। UNS 0862 इस 'सेंसिंग' फ़ंक्शन को सक्षम करने वाली मुख्य कड़ी है। सिग्नल श्रृंखला के शुरुआती बिंदु के रूप में, इसकी माप सटीकता और विश्वसनीयता सीधे संपूर्ण उत्तेजना प्रणाली और यहां तक कि जनरेटर और पावर ग्रिड के स्थिर संचालन को प्रभावित करती है।
इस मॉड्यूल को एक स्टैंडअलोन बोर्ड कार्ड के रूप में डिज़ाइन किया गया है और यह पूर्व-निर्मित फ्लैट केबलों के माध्यम से I/O इंटरफ़ेस UNS 0863 से निकटता से जुड़ा हुआ है, साथ में उत्तेजना प्रणाली और बाहरी वोल्टेज और वर्तमान ट्रांसफार्मर के बीच एक मानकीकृत, उच्च-प्रतिबाधा इंटरफ़ेस बनाता है।
2. मुख्य विशेषताएं
UNS 0862 की कार्यक्षमता अत्यधिक विशिष्ट है, जो मुख्य रूप से निम्नलिखित दो पहलुओं में सन्निहित है:
2.1. तीन-चरण मशीन वोल्टेज माप
चैनलों की संख्या: 3 चरण (यूआर, यूएस, यूटी)।
गैल्वेनिक अलगाव: दो समर्पित आंतरिक माप ट्रांसफार्मर (वी-कनेक्शन में जुड़े) के माध्यम से प्राप्त किया गया, जो उच्च-वोल्टेज पक्ष (ट्रांसफार्मर माध्यमिक) और कम-वोल्टेज पक्ष (नियंत्रण प्रणाली इलेक्ट्रॉनिक्स) के बीच पूर्ण गैल्वेनिक अलगाव प्रदान करता है। यह एक महत्वपूर्ण सुरक्षा उपाय है, जो बिजली प्रणाली से उच्च वोल्टेज को कम-वोल्टेज नियंत्रण सर्किट में प्रवेश करने से रोकता है, जो महंगे नियंत्रण उपकरण को नुकसान पहुंचा सकता है और कर्मियों को खतरे में डाल सकता है।
सिग्नल परिवर्तन: वोल्टेज ट्रांसफार्मर (वीटी) (आमतौर पर 100V, 110V, या 120V) से मानक माध्यमिक वोल्टेज को इलेक्ट्रॉनिक सर्किटरी के लिए उपयुक्त सुरक्षित स्तर - 5 वी एसी आरएमएस तक कम करता है।
उच्च रैखिकता: रेटेड मूल्य के 130% तक उत्कृष्ट रैखिक विशेषताओं को बनाए रखता है, 150% की तात्कालिक अधिभार क्षमता के साथ, सिस्टम ट्रांसिएंट के दौरान भी अविरल संकेतों को सुनिश्चित करता है।
2.2. एकल-चरण मशीन वर्तमान माप
चैनलों की संख्या: 1 चरण (आमतौर पर आर-चरण वर्तमान आईआर को मापना)।
गैल्वेनिक अलगाव: इसी तरह एक समर्पित वर्तमान माप ट्रांसफार्मर के माध्यम से प्राप्त किया जाता है।
सिग्नल परिवर्तन और रूपांतरण: वर्तमान ट्रांसफार्मर (सीटी) (1ए या 5ए) से मानक माध्यमिक धारा को आनुपातिक वोल्टेज सिग्नल में परिवर्तित करता है। मानक विन्यास में, रेटेड इनपुट करंट 3 वी एसी आरएमएस के आउटपुट वोल्टेज से मेल खाता है। यह ट्रांसफार्मर के सेकेंडरी में एक सटीक बोझ अवरोधक को जोड़कर हासिल किया जाता है।
2.3. सिग्नल वितरण एवं इंटरफ़ेस
3. कार्य सिद्धांत और सिग्नल प्रोसेसिंग तंत्र
UNS 0862 का संचालन सिद्धांत शास्त्रीय विद्युत चुम्बकीय प्रेरण और ओम के नियम पर आधारित है। इसका आंतरिक सिग्नल प्रोसेसिंग प्रवाह स्पष्ट और सटीक है। निम्नलिखित अनुभाग इसके परिचालन तंत्र के बारे में विस्तार से बताते हैं।
3.1. मशीन वोल्टेज मापन सिद्धांत
एक। इनपुट और अलगाव:
मशीन टर्मिनल वोल्टेज ट्रांसफार्मर (उदाहरण के लिए, 110V एसी) से तीन-चरण माध्यमिक वोल्टेज यूएनएस 0862 के इनपुट टर्मिनलों से जुड़े होते हैं। इन तीन-चरण वोल्टेज को तुरंत दो विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए, उच्च-परिशुद्धता माप ट्रांसफार्मर में फीड किया जाता है। यह वी-कनेक्शन (या 'ओपन-डेल्टा' कनेक्शन) विधि न्यूनतम घटकों का उपयोग करके तीन-चरण वोल्टेज को प्रभावी ढंग से मापती है।
बी। अनुपात परिवर्तन:
इन ट्रांसफार्मरों का परिवर्तन अनुपात सावधानीपूर्वक डिज़ाइन किया गया है। उदाहरण के लिए, 110V के प्राथमिक इनपुट के साथ, सेकेंडरी सटीक रूप से 5V आउटपुट देगा। यह प्रक्रिया दो मुख्य उद्देश्य प्राप्त करती है:
वोल्टेज स्तर रूपांतरण: उच्च-वोल्टेज सिग्नल को सुरक्षित निम्न-वोल्टेज सिग्नल में ले जाता है।
गैल्वेनिक अलगाव: एक सुरक्षा अवरोध स्थापित करता है, नियंत्रण प्रणाली की जमीन को बिजली प्रणाली की जमीन से अलग करता है, प्रभावी ढंग से ग्राउंड लूप हस्तक्षेप और सामान्य-मोड शोर को दबाता है।
सी। आउटपुट ड्राइव:
रूपांतरित लो-वोल्टेज सिग्नल (यूआर, यूएस, यूटी, प्रत्येक 5वी आरएमएस) सीधे आउटपुट कनेक्टर X11 और X12 को भेजे जाते हैं। ये सिग्नल असंशोधित एसी सिग्नल हैं, जो वोल्टेज के चरण और आवृत्ति की जानकारी को संरक्षित करते हैं, जो UNS 1860 सिग्नल प्रोसेसिंग डिवाइस में आवृत्ति, सक्रिय शक्ति और प्रतिक्रियाशील शक्ति की बाद की गणना के लिए महत्वपूर्ण है।
3.2. मशीन वर्तमान मापन सिद्धांत
एक। इनपुट और अलगाव:
वर्तमान ट्रांसफार्मर (1ए या 5ए) से द्वितीयक धारा यूएनएस 0862 के वर्तमान माप चैनल में प्रवाहित होती है। यह धारा उच्च परिशुद्धता धारा माप ट्रांसफार्मर के प्राथमिक पक्ष से होकर गुजरती है।
बी। करंट-टू-वोल्टेज रूपांतरण:
यह करंट माप में महत्वपूर्ण कदम है। एक सटीक बोझ नेटवर्क, जिसमें एक निश्चित अवरोधक R1001 (330Ω पर फ़ैक्टरी सेट) और एक स्थायी रूप से सोल्डर 3.3kΩ समानांतर अवरोधक शामिल है, ट्रांसफार्मर के माध्यमिक से जुड़ा हुआ है। ओम के नियम (V = I × R) के अनुसार, इस बोझ अवरोधक के माध्यम से बहने वाली धारा आनुपातिक वोल्टेज ड्रॉप उत्पन्न करती है।
कुल बोझ गणना: मानक विन्यास में, कुल बोझ प्रतिरोध R_load = 1 / (1/3300 + 1/330) ≈ 300Ω।
रेटेड आउटपुट: डिज़ाइन लक्ष्य रेटेड इनपुट करंट (1ए या 5ए) के लिए बोझ अवरोधक पर 3 वी एसी आरएमएस का वोल्टेज उत्पन्न करना है। इसका मतलब है कि ट्रांसफार्मर का घुमाव अनुपात और बोझ अवरोधक सह-डिज़ाइन किए गए हैं। उदाहरण के लिए, 5A इनपुट के लिए, ट्रांसफार्मर का अनुपात अधिक हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप एक छोटा सेकेंडरी करंट होता है जो अभी भी 300Ω बोझ पर 3V उत्पन्न करता है।
सी। आउटपुट और कॉन्फ़िगरेशन लचीलापन:
परिणामी 3V आरएमएस वोल्टेज सिग्नल आउटपुट कनेक्टर्स को भेजा जाता है। यह डिज़ाइन अच्छी इंजीनियरिंग लचीलेपन की पेशकश करते हुए, बोझ अवरोधक R1001 को प्रतिस्थापित या समायोजित करके विभिन्न एप्लिकेशन परिदृश्यों या अनुकूलित सिग्नल आयाम आवश्यकताओं के अनुकूलन की अनुमति देता है।
3.3. सटीकता और विश्वसनीयता डिजाइन
रैखिकता: सभी ट्रांसफार्मर उच्च-गुणवत्ता वाले कोर और वाइंडिंग तकनीकों का उपयोग करते हैं ताकि सिग्नल विरूपण को रोकने के लिए रेटेड मूल्य के शून्य से 150% तक की विस्तृत श्रृंखला में अच्छी रैखिकता सुनिश्चित की जा सके।
कम बिजली की खपत: प्रत्येक वोल्टेज चैनल 0.5 वीए से कम खपत करता है, और वर्तमान चैनल भी 0.5 वीए से कम खपत करता है। इससे वोल्टेज और करंट ट्रांसफार्मर पर बोझ कम हो जाता है, जिससे संपूर्ण माप प्रणाली के लिए उच्च सटीकता बनाए रखने में मदद मिलती है।
कनेक्शन विश्वसनीयता: इनपुट पक्ष 4 मिमी² डबल स्प्रिंग-क्लैंप टर्मिनलों का उपयोग करता है, जो दो कंडक्टरों (तार या स्ट्रैंड) के कनेक्शन की अनुमति देता है, जिससे सुरक्षित और विश्वसनीय कनेक्शन सुनिश्चित होता है, जो वर्तमान लूप में खुले सर्किट को रोकने के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।
4. सिस्टम एकीकरण और कॉन्फ़िगरेशन
4.1. यांत्रिक और विद्युत स्थापना
मॉड्यूल को माउंटिंग बोल्ट के माध्यम से सुरक्षित किया गया है।
वोल्टेज और करंट इनपुट सिग्नल 4 मिमी² डबल स्प्रिंग-क्लैंप टर्मिनलों के माध्यम से जुड़े हुए हैं, जो बिजली अनुप्रयोग वातावरण के लिए उपयुक्त मजबूत कनेक्शन प्रदान करते हैं।
4.2. अन्य सिस्टम पार्ट्स से कनेक्शन
UNS 0863 से: UNS 0863 I/O इंटरफ़ेस के X11 और/या X12 पोर्ट से 10-पिन फ़्लैट केबल (UNS 0862 के साथ आपूर्ति की गई, उदाहरण के लिए, HIEE 405181 P1 टाइप करें) का उपयोग करके कनेक्ट किया गया।
सिग्नल पथ: अधिग्रहीत वोल्टेज और वर्तमान सिग्नल को UNS 0863 के माध्यम से UNS 1860 सिग्नल प्रोसेसिंग डिवाइस पर भेजा जाता है, जहां वे सुधार, फ़िल्टरिंग और गणना (उदाहरण के लिए, शक्ति, आवृत्ति) जैसी आगे की प्रक्रिया से गुजरते हैं, अंततः SDCS-CON-2 नियंत्रण बोर्ड पर माइक्रोप्रोसेसर द्वारा उपयोग के लिए।
4.3. विन्यास और समायोजन
बर्डन रेसिस्टर एडजस्टमेंट: हालाँकि R1001 को 330Ω एक्स-वर्क्स पर सेट किया गया है, यदि आवश्यक हो तो इसे वर्तमान माप संवेदनशीलता को बदलने या विशेष CTs के अनुकूल बनाने के लिए फॉर्मूला V_out = I_primary * (बर्डन नेटवर्क का कुल प्रतिरोध) के आधार पर बदला जा सकता है। प्रतिस्थापन अवरोधक को ABB मानक XN 400323 का अनुपालन करना चाहिए और अधिकतम बिजली अपव्यय 0.33W से अधिक नहीं होना चाहिए।
दोहरे चैनल सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन: उच्चतम विश्वसनीयता की आवश्यकता वाले एएफटी दोहरे चैनल सिस्टम में, यदि मशीन वोल्टेज और वर्तमान ट्रांसफार्मर के दो स्वतंत्र सेट सुसज्जित हैं, तो दो यूएनएस 0862 उपकरणों की आवश्यकता होती है। एक डिवाइस का X11 UNS 0863 के X11 (चैनल I) से कनेक्ट होता है, और दूसरे डिवाइस का X11 (या X12) UNS 0863 के X12 (चैनल II) से कनेक्ट होता है। इस मामले में, सिस्टम को दो स्वतंत्र माप स्रोतों की उपस्थिति की सूचना देने के लिए UNS 0863 पर ट्विन जम्पर को 'Y' पर सेट किया जाना चाहिए।
5. अनुप्रयोग परिदृश्य
UNS 0862 UNITROL® F उत्तेजना प्रणाली का एक मानक घटक है, जो इस श्रृंखला को नियोजित करने वाले सभी अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है:
बड़े थर्मल पावर प्लांट: टर्बो-जनरेटर के टर्मिनल वोल्टेज और करंट की निगरानी के लिए, एवीआर के लिए मुख्य फीडबैक सिग्नल प्रदान करते हैं।
हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन: हाइड्रो-जनरेटर के उत्तेजना नियंत्रण के लिए, परिचालन स्थितियों में संभावित रूप से अधिक बार होने वाले बदलावों को अपनाना।
औद्योगिक ड्राइव और बड़े सिंक्रोनस मोटर्स: कंप्रेसर और पंप जैसे ड्राइव अनुप्रयोगों में, स्थिर मोटर संचालन और पावर फैक्टर सुधार सुनिश्चित करना।
समुद्री विद्युत प्रणालियाँ: समुद्री जनरेटरों के उत्तेजना नियंत्रण के लिए विश्वसनीय माप प्रदान करना।
ग्रिड स्थिरता के लिए उच्च आवश्यकताओं वाली कोई भी ग्रिड-कनेक्टेड या द्वीपीय विद्युत उत्पादन प्रणाली।
