IS200EDCFG1B è una scheda di feedback CC per eccitatori progettata da General Electric (GE) per il suo sistema di controllo dell'eccitazione EX2100™. Questa scheda rappresenta un'importante revisione hardware all'interno della serie EDCF. Rispetto alla precedente versione G1A, la versione G1B presenta un intervallo di misurazione della tensione migliorato, supportando livelli di tensione PPT più elevati e adattandosi a una gamma più ampia di applicazioni del sistema di eccitazione.
La scheda IS200EDCFG1B viene utilizzata principalmente per misurare la tensione e la corrente di campo sul ponte SCR e trasmettere questi segnali tramite un collegamento in fibra ottica ad alta velocità alla scheda EISB nel pannello di controllo. La comunicazione in fibra ottica fornisce sia l'isolamento della tensione tra le due schede che un'elevata immunità ai disturbi elettrici, garantendo la precisione e l'affidabilità dei segnali di misurazione.
La funzione principale della scheda è convertire segnali ad alta tensione e corrente dal lato di alimentazione in segnali di basso livello utilizzabili dal lato di controllo attraverso l'isolamento e la conversione. Riceve segnali di tensione e corrente dal ponte SCR, li amplifica in modo differenziale, li alimenta in un oscillatore controllato in tensione (VCO) per convertirli in segnali di frequenza, quindi li invia tramite trasmettitori in fibra ottica alla scheda EISB per la regolazione dell'eccitazione e la protezione da parte del sistema di controllo.
La scheda IS200EDCFG1B progetta flessibilità per diversi scenari applicativi:
Misurazione della tensione: fornisce sette ponticelli di selezione dell'intervallo di tensione per adattarsi a diversi livelli di tensione PPT da 140 V a 1300 V. Le versioni successive, incluso G1B, supportano tensioni PPT fino a 1400 V rms.
Misurazione della corrente: misura la corrente di campo tramite uno shunt CC, con un segnale di ingresso massimo di 500 mV.
Comunicazione in fibra ottica: supporta due tipi di fibra ottica, consentendo la selezione in base alla distanza di trasmissione: fibra ottica in plastica (POF) fino a 10 m o fibra in silice rigida (HCS) fino a 90 m. Il raggio di curvatura minimo è di 1,5 pollici.
La scheda è dotata di un indicatore LED verde (PSOK) per indicare lo stato dell'alimentazione. La scheda è alimentata da un alimentatore esterno ±24 V CC e i regolatori interni generano +15 V CC, -15 V CC e +5 V CC per i vari circuiti.
La scheda EDCFG1B include le seguenti interfacce e componenti principali:
Connettore J16: ingresso alimentazione +24 Vcc
Connettore P1: ingresso del segnale di shunt della corrente di campo
Connettore E1 Stab-on: ingresso tensione di campo (negativo ponte SCR)
CF OF Connettore in fibra ottica: uscita a impulsi di feedback della corrente di campo
VF OF Connettore in fibra ottica: uscita a impulsi di feedback della tensione di campo
JP1-JP6, JP9-JP10: Jumper di selezione del range di tensione (JP10 corrisponde a 1300V, la versione G1B supporta 1400V)
JP7, JP8: Jumper di selezione del tipo di fibra
LED PSOK: indicatore verde dello stato di alimentazione
II. Funzioni principali
Le funzioni principali dell'IS200EDCFG1B includono, ma non sono limitate a, quanto segue:
1. Misurazione della tensione di campo
La scheda IS200EDCFG1B misura la tensione tra il terminale negativo del ponte SCR e il terminale positivo dello shunt di corrente. Selezionando diverse combinazioni di resistori tramite ponticelli, la tensione del ponte può essere ridotta per adattarsi a diversi livelli di tensione PPT. Il segnale scalato viene immesso in un amplificatore differenziale. La tensione di uscita dell'amplificatore (da -5 V a +5 V) controlla un oscillatore controllato in tensione (VCO), generando un segnale di frequenza proporzionale alla tensione, che viene inviato all'EISB tramite fibra ottica.
Rispetto alla versione G1A, la versione G1B presenta un intervallo di misurazione della tensione migliorato, supportando tensioni PPT fino a 1400 V rms, rendendola adatta per applicazioni in sistemi di eccitazione a tensione più elevata.
2. Misurazione della corrente di campo
La corrente di campo viene misurata attraverso uno shunt CC sul ponte SCR, generando un segnale di basso livello con un valore massimo di 500 mV attraverso lo shunt. Questo segnale viene immesso in un amplificatore differenziale. La tensione di uscita dell'amplificatore (da -5 V a +5 V) controlla un VCO, generando un segnale di frequenza proporzionale alla corrente, che viene inviato all'EISB tramite fibra ottica.
3. Comunicazione in fibra ottica
La scheda utilizza due connettori in fibra ottica (CF OF e VF OF) per inviare rispettivamente impulsi di feedback di corrente e tensione. La comunicazione in fibra ottica offre i seguenti vantaggi:
Isolamento ad alta tensione: isolamento elettrico completo tra il lato di alimentazione e il lato di controllo, garantendo la sicurezza del personale.
Immunità al rumore: la fibra ottica è immune alle interferenze elettromagnetiche, garantendo un'elevata qualità di trasmissione del segnale.
Trasmissione a lunga distanza: distanze di trasmissione fino a 10 mo 90 m a seconda del tipo di fibra selezionata.
4. Alimentazione
La scheda IS200EDCFG1B è alimentata da un alimentatore esterno ±24 V CC, immesso tramite il connettore J16. Tre regolatori di tensione integrati generano:
+15 V CC: alimenta i circuiti analogici.
-15 V CC: alimenta i circuiti analogici.
+5 V CC: alimenta i circuiti digitali.
L'indicatore LED verde PSOK è pilotato dalle uscite ±15 V e si accende quando l'alimentatore funziona normalmente.
5. Configurazione flessibile
La scheda dispone di più ponticelli per la configurazione in base alle condizioni specifiche del sito:
Selezione intervallo di tensione: i ponticelli JP1-JP6 e JP9-JP10 selezionano il livello di tensione PPT. È possibile inserire un solo ponticello alla volta. Nella versione G1B, JP10 corrisponde all'impostazione 1300 V, ma in realtà la scheda supporta tensioni PPT fino a 1400 V rms.
Selezione del tipo di fibra: JP7 (feedback di corrente) e JP8 (feedback di tensione) sono impostati in modo indipendente per selezionare la fibra ottica in plastica (POF) o la fibra in silice rivestita dura (HCS).
III. Applicazioni di sistema
1. Applicazione nel sistema di controllo dell'eccitazione EX2100
IS200EDCFG1B è una scheda di feedback critica per misurare la tensione e la corrente di campo all'interno del sistema di controllo dell'eccitazione EX2100. I suoi ruoli all'interno del sistema includono:
Feedback tensione di campo: misura la tensione di campo in uscita dal ponte SCR e trasmette il segnale di tensione tramite fibra ottica alla scheda EISB per il controllo della tensione a circuito chiuso da parte del regolatore automatico di tensione (AVR).
Feedback corrente di campo: misura l'uscita della corrente di campo dal ponte SCR e trasmette il segnale di corrente tramite fibra ottica alla scheda EISB per la limitazione, la protezione e il monitoraggio della corrente di campo.
Isolamento elettrico: fornisce un isolamento elettrico completo tra il lato di alimentazione e il lato di controllo tramite comunicazione in fibra ottica, garantendo la sicurezza dei circuiti di controllo a bassa tensione.
Condizionamento del segnale: converte segnali ad alta tensione e corrente elevata in segnali di basso livello adatti per l'elaborazione del circuito di controllo, con linearizzazione.
2. Differenze rispetto alla versione G1A
Rispetto alla precedente versione G1A, i principali miglioramenti nella versione IS200EDCFG1B sono:
Supporto per tensioni più elevate: la versione G1B e successive supportano tensioni PPT fino a 1400 V rms, mentre la versione G1A è classificata per 1300 V. Ciò consente di utilizzare G1B in sistemi di eccitazione a tensione più elevata.
Scenari applicativi più ampi: con l'aumento della capacità dell'unità generatore, i livelli di tensione di eccitazione continuano ad aumentare. La versione G1B soddisfa i requisiti di queste nuove applicazioni.
3. Configurazione ridondante
Nei sistemi che richiedono elevata affidabilità, è possibile installare tre schede IS200EDCFG1B per ridondanza. Il sistema di eccitazione può continuare a funzionare anche in caso di guasto di una scheda. È tuttavia importante notare che, a causa delle elevate tensioni coinvolte, la sostituzione online di una scheda guasta non è supportata, nemmeno in una configurazione ridondante. Per la sostituzione è necessario spegnere il sistema.
4. Scenari applicativi tipici
Retroazione di tensione e corrente per sistemi di eccitazione di grandi generatori sincroni
Regolatori di tensione per generatori a turbina a vapore ad alta tensione
Gruppi di potenza per l'eccitazione di generatori idroturbici
Sistemi di eccitazione per turbine a gas
Aggiornamenti e retrofit per sistemi di eccitazione industriali
IV. Descrizione dettagliata dell'interfaccia
1. Connettore di alimentazione J16
J16 è un connettore a 2 pin per l'ingresso di alimentazione esterna ±24 V CC:
| del perno |
Descrizione |
| 1 |
Ingresso alimentazione esterna +24 V CC al convertitore CC-CC |
| 2 |
Alimentazione esterna Ingresso comune da 24 V CC al convertitore CC-CC |
2. Connettore di ingresso corrente P1
P1 è un connettore a 4 pin (2 pin utilizzati) per il collegamento dello shunt di corrente di campo:
| del perno |
Descrizione |
| 1 |
Collegamento positivo dello shunt di corrente e tensione di campo (lato ingresso dello shunt CC, anche positivo del ponte SCR) |
| 2 |
Connessione di ritorno feedback shunt corrente di campo (campo positivo) |
3. Connettore di ingresso tensione E1
E1 è un connettore fisso per l'ingresso della tensione di campo:
| del connettore |
Descrizione |
| E1 |
Connessione negativa feedback tensione di campo (negativo ponte SCR) |
4. Connettori in fibra ottica
| del connettore |
Descrizione |
| CF OF |
Impulsi di feedback della corrente di campo, driver/connettore in fibra ottica HFBR-1528 |
| VF OF |
Impulsi di feedback della tensione di campo, driver/connettore in fibra ottica HFBR-1528 |
5. dell'indicatore di alimentazione
| del LED |
del colore |
Descrizione |
| PSOK |
Verde |
Alimentato da uscite ±15 V CC, si accende quando l'alimentatore funziona normalmente |
V. Configurazione dei ponticelli
La scheda IS200EDCFG1B dispone di 10 jumper per la configurazione del range di tensione e del tipo di fibra.
1. Ponticelli di selezione della gamma di tensione (JP1-JP6, JP9-JP10)
Questi ponticelli selezionano il livello di tensione PPT del ponte SCR. È possibile inserire un solo ponticello alla volta. Selezionare il ponticello corrispondente in base alla tensione effettiva del sistema:
| al ponticello |
della tensione PPT corrispondente |
Descrizione |
| JP1 |
140 V efficace |
Inserto per tensione PPT 140 V |
| JP2 |
253 V efficace |
Inserto per tensione PPT 253 V |
| JP3 |
400 V efficace |
Inserto per tensione PPT 400 V |
| JP4 |
506 V efficace |
Inserto per tensione PPT 506 V |
| JP5 |
633 V efficace |
Inserto per tensione PPT 633 V |
| JP6 |
739 V efficace |
Inserto per tensione PPT 739 V |
| JP9 |
999 V efficace |
Inserto per tensione PPT 999 V |
| JP10 |
1300 V efficace |
Inserto per tensione PPT da 1300 V (la versione G1B supporta effettivamente 1400 V) |
Importante:
È possibile inserire un solo ponticello del range di tensione alla volta. L'inserimento simultaneo di più ponticelli causerà errori di misurazione.
La versione G1B e le schede successive supportano tensioni PPT fino a 1400 V rms, ma l'impostazione del ponticello utilizza ancora JP10 corrispondente alla posizione 1300 V. Ciò significa che anche se la tensione di ingresso raggiunge 1400 V, l'impostazione del ponticello deve essere comunque posizionata nella posizione JP10.
2. Ponticelli di selezione del tipo di fibra (JP7, JP8)
Questi due ponticelli selezionano il tipo di fibra rispettivamente per il feedback di corrente e per il feedback di tensione e possono essere impostati in modo indipendente:
| del ponticello |
della funzione |
dell'impostazione |
Descrizione |
| JP7 |
Tipo di fibra di feedback corrente |
POF |
Fibra Ottica Plastica, distanza max 10 m |
| JP7 |
Tipo di fibra di feedback corrente |
HCS |
Fibra di silice rigida rivestita, distanza massima 90 m |
| JP8 |
Tipo di fibra con feedback di tensione |
POF |
Fibra Ottica Plastica, distanza max 10 m |
| JP8 |
Tipo di fibra con feedback di tensione |
HCS |
Fibra di silice rigida rivestita, distanza massima 90 m |
Nota: il raggio di curvatura minimo per questi cavi è di 1,5 pollici. Evitare piegature eccessive durante l'installazione.
VI. Installazione e sostituzione
1. Posizione di montaggio
La scheda IS200EDCFG1B è montata all'interno dell'armadio ausiliario del sistema di eccitazione EX2100, fissata su guide superiori e inferiori. Durante l'installazione prestare attenzione a:
Assicurarsi che la scheda sia inserita con l'orientamento corretto.
I perni di bloccaggio a spinta devono essere completamente innestati per evitare che la tavola si allenti.
I cavi in fibra ottica dovrebbero evitare piegature eccessive, mantenendo il raggio di curvatura minimo.
2. Procedura di sostituzione
Importanti avvertenze di sicurezza:
La scheda EDCF comporta tensioni elevate e NON supporta la sostituzione online. Anche nei sistemi ridondanti, l'alimentazione al sistema di eccitazione deve essere interrotta prima della sostituzione.
Prima di sostituire la scheda, seguire le procedure complete di diseccitazione descritte nella Guida all'installazione e all'avvio (GEH-6631). Aderire a tutte le pratiche locali di lock-out/tag-out. Lasciare il tempo necessario affinché i condensatori si scarichino.
Utilizzare apparecchiature di test di sicurezza progettate per alte tensioni per verificare che i circuiti siano diseccitati prima di toccarli.
Attenersi alle precauzioni ESD (scariche elettrostatiche) quando si maneggia la scheda. Indossare una cinghia di messa a terra e riporre la scheda in borse antistatiche.
Passaggi di sostituzione:
Verificare lo spegnimento: assicurarsi che il pannello contenente la scheda EDCF sia completamente diseccitato.
Apri porta dell'armadio: apre la porta dell'armadio ausiliario. Utilizzando apparecchiature di prova ad alta tensione, verificare che i circuiti siano diseccitati.
Etichettare i cavi: verificare che tutti i cavi siano correttamente etichettati in base ai contrassegni sulla scheda per una facile riconnessione.
Scollegare i cavi:
Afferrare ciascun lato del connettore ad inserimento che si unisce al terminale E1 della scheda e staccarlo delicatamente.
Scollegare i connettori P1 e J16.
Scollegare i connettori a fibra ottica CF OF e VF OF.
Sblocca scheda: sblocca i perni di bloccaggio che tengono la scheda EDCF nelle guide superiore e inferiore.
Rimuovere la vecchia scheda: far scorrere la vecchia scheda fuori dalle guide e rimuoverla.
Ispezionare la nuova scheda: verificare che i ponticelli da JP1 a JP10 sulla nuova scheda EDCF siano nelle stesse posizioni della scheda originale.
Installa la nuova scheda: orienta la nuova scheda nella stessa direzione, inseriscila nelle guide, spingila completamente all'interno e blocca i perni di bloccaggio.
Ricollegare i cavi: ricollegare tutti i cavi e i connettori in fibra ottica come etichettato, assicurandosi che siano posizionati correttamente.
Ripristinare l'alimentazione: chiudere lo sportello dell'armadio ausiliario, ripristinare l'alimentazione al sistema di eccitazione seguendo le procedure e testare il funzionamento.
