L'UNS 2882a-P, noto come Extended Gate Controller (EGC), è un componente critico all'interno del sistema di eccitazione ABB UNITROL® 5000. Serve principalmente come controller ridondante, progettato per mantenere le funzionalità di base del sistema in caso di guasto delle schede di controllo principali. L'EGC è essenziale nei sistemi a doppio canale (ad esempio, serie D5x) ed è anche ampiamente utilizzato in configurazioni a doppio canale automatico con un controller di backup (ad esempio, serie Q5x).
L'EGC è dotato di una funzione completa di regolazione della corrente di campo e di un'unità di controllo del cancello indipendente. La sua filosofia di progettazione garantisce che il sistema possa mantenere le funzioni di protezione e controllo più critiche anche in caso di guasto dei dispositivi primari come COB o MUB, migliorando così in modo significativo l'affidabilità e la tolleranza ai guasti dell'intero sistema di eccitazione.
2. Caratteristiche e funzioni principali
1. Funzione del controller ridondante
L'EGC incorpora un regolatore di corrente di campo completamente funzionale per la modalità di controllo manuale, in grado di assumere il controllo del sistema in caso di guasto del controller principale. Questo regolatore è dotato di capacità indipendenti di generazione del setpoint, acquisizione del feedback e uscita di impulsi, garantendo un funzionamento stabile del sistema durante le emergenze.
2. Centrale di controllo cancello indipendente
A differenza dell'unità di controllo del cancello nel COB, l'EGC supporta una gamma di frequenza più ampia, adatta a vari sistemi di alimentazione come 16⅔ Hz, 50 Hz e 60 Hz. Questa flessibilità consente al sistema UNITROL 5000 di essere applicato nell'alimentazione ferroviaria e in altre applicazioni di frequenza industriali specializzate.
3. Funzioni di protezione e monitoraggio
L’EGC integra molteplici funzioni di protezione, tra cui:
Protezione da sovracorrente a tempo inverso, conforme ad ANSI 51.
Protezione da sovracorrente istantanea, conforme ad ANSI 50.
Rilevamento e limitazione dei cortocircuiti CC.
Misurazione della frequenza.
Generazione di catene di impulsi di accensione ad alta frequenza.
Queste funzioni garantiscono che il sistema possa rispondere rapidamente ai guasti critici anche in modalità backup.
4. Alimentazione indipendente
L'EGC è alimentato da una sorgente indipendente da 24 V CC, separata dai sistemi di alimentazione COB o MUB. Ciò migliora ulteriormente la sua sopravvivenza e indipendenza operativa durante un guasto del sistema principale.
3. Principio di funzionamento e integrazione del sistema
1. Architettura del sistema di controllo
Come backup del COB, l'EGC presenta una progettazione hardware e software indipendente. Si collega a dispositivi come COB e MUB tramite cavi a nastro, ricevendo segnali di stato dal sistema principale. Può passare automaticamente o manualmente alla modalità di backup quando rileva un errore del sistema principale.
2. Principio di funzionamento del regolatore
In modalità backup, il regolatore di corrente dell'EGC impiega una struttura di controllo proporzionale-integrale (PI). Il suo guadagno proporzionale (KCR) e la costante di tempo (TCR) possono essere regolati in più passaggi tramite interruttori hardware. Gli utenti possono selezionare i parametri appropriati in base alle effettive caratteristiche del sistema (ad esempio, costante di tempo di avvolgimento di campo, caratteristiche di carico) per garantire prestazioni di regolazione ottimali.
3. Generazione dell'impulso di accensione
Il generatore di impulsi ad alta frequenza interno dell'EGC produce una catena di impulsi di accensione da 62 kHz. Questi impulsi vengono isolati otticamente e inviati al GDI per l'amplificazione di potenza, guidando infine il ponte a tiristori. La sua ampia gamma di controllo della fase a impulsi supporta sia la modalità operativa raddrizzatore che inverter, rendendolo adatto per sistemi operativi a quattro quadranti.
4. Logica e azione della protezione
Le funzioni di protezione dell'EGC sono completamente indipendenti dal COB. La sua protezione da sovracorrente è divisa in due fasi:
Protezione da sovracorrente all'avvio: identifica le condizioni di sovracorrente durante il processo di avvio.
Protezione da sovracorrente in esecuzione: identifica eventi improvvisi di sovracorrente durante il normale funzionamento.
Le azioni di protezione possono essere configurate per allarme o intervento e presentano ritardi temporali regolabili per prevenire malfunzionamenti.
4. Configurazione e impostazioni del dispositivo
1. Interruttori di configurazione hardware
La configurazione primaria dell'EGC viene eseguita tramite un interruttore DIL a 8 posizioni S450:
| di posizione Stato |
Parametro |
OFF Stato |
ON |
| 1 |
Frequenza nominale |
50/60 Hz |
16⅔Hz |
| 2 |
Tipo di interruttore |
Interruttore CA |
Interruttore CC |
| 3 |
Controllo degli interruttori |
FCB non si apre |
Per comando OFF |
| 4 |
Convertitore doppio |
NO |
SÌ |
| 5 |
Interruttore di sistema D5<>A5 |
Sistema D5 |
Sistema A5 |
| 6 |
Interruttore della gamma KCR |
Intervallo 1 (0,1~7,5) |
Intervallo 2 (0,1~17,8) |
| 7 |
Interruttore della gamma TCR |
Intervallo 1 (10~80 ms) |
Intervallo 2 (0,1~0,38 s) |
| 8 |
t(I>) Commutatore di portata |
Intervallo 1 (8~15 s) |
Intervallo 2 (16~90 s) |
2. Impostazioni dei parametri di protezione
L'EGC fornisce diversi selettori rotativi esadecimali per l'impostazione dei parametri di protezione:
Setpoint sovracorrente all'avvio: 1,05 ~ 1,8 x valore nominale.
Setpoint di sovracorrente istantanea: 1,8 ~ 4,8 x valore nominale.
Ritardo inverso: selezionabile tra due intervalli di tempo.
Guadagno del regolatore di corrente (KCR): regolabile su scala logaritmica.
Costante di tempo del regolatore di corrente (TCR): supporta la modalità P pura o la modalità PI.
Setpoint iniziale (Ref. init): regolabile dal 20% al 65%.
Limiti dell'angolo del raddrizzatore e dell'invertitore: αmax 125°~170°, αmin 10°~55°.
3. Fusibile e alimentatore
L'EGC è dotato di un fusibile F600 ad azione lenta da 2 A integrato per proteggere il circuito di alimentazione interno.
5. Scenari applicativi e vantaggi del sistema
1. Adatto per applicazioni ad alta affidabilità
Ideale per scenari con requisiti di affidabilità estremamente elevati, come i principali sistemi di eccitazione nelle centrali elettriche, azionamenti di motori sincroni di grandi dimensioni e alimentazione di trazione ferroviaria.
2. Supporta più architetture di sistema
Sistemi D5x a doppio canale: l'EGC funge da controller di backup per il secondo canale.
Sistemi Q5x a doppio canale automatico + controller di backup: l'EGC funge da terzo livello di protezione.
Sistema a canale singolo + backup EGC: fornisce una soluzione di backup conveniente e altamente affidabile.
3. Adattabilità flessibile della frequenza
Supporta varie frequenze del sistema di alimentazione come 16⅔ Hz, 50 Hz e 60 Hz, rendendolo adatto a diversi standard di alimentazione in tutto il mondo.
