GE IS200EDEXG1A Scheda di controllo di diseccitazione dell'eccitatrice

IS200EDEXG1A è una scheda di controllo della diseccitazione dell'eccitatore progettata da General Electric (GE) per il suo sistema di controllo dell'eccitazione EX2100™. Questa scheda è la versione della serie EDEX utilizzata specificatamente per applicazioni di diseccitazione SCR e funge da scheda di controllo principale nel modulo di diseccitazione. La funzione principale dell'IS200EDEXG1A è quella di rimuovere rapidamente l'energia immagazzinata dal campo del generatore durante un arresto di emergenza all'apertura dell'interruttore o del contattore, garantendo l'arresto sicuro dell'unità.

Nel sistema EX2100, la scheda EMIO avvia il comando di diseccitazione tramite la scheda EXTB. La scheda EXTB apre il contattore 41 cc (MDA/MDB) o l'interruttore, quindi trasferisce il segnale di diseccitazione dai contatti ausiliari al circuito di accensione SCR sulla scheda EDEX. La scheda EDEXG1A fornisce l'accensione SCR, il feedback del rilevamento della conduzione e la funzionalità di mantenimento della tensione, garantendo una diseccitazione affidabile anche in caso di interruzione completa dell'alimentazione del sistema.

La scheda IS200EDEXG1A include un circuito di accensione SCR, un circuito di accensione automatica (composto da una rete di diodi di interruzione), sensori di corrente a effetto Hall, un circuito di mantenimento della tensione, connettori di interfaccia multipli (J1, J2, J8, DEPL, EPL1, EPL2), terminali di inserimento (per l'impostazione della tensione anodica) e ponticelli di configurazione (JP1-JP6). Il design della scheda soddisfa gli standard di livello industriale ed è adatto per applicazioni di protezione critica nei sistemi di eccitazione delle centrali elettriche.

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II. Funzioni principali

Le funzioni principali dell'IS200EDEXG1A includono, ma non sono limitate a, quanto segue:

1. Attivazione SCR

La scheda IS200EDEXG1A riceve due comandi di accensione (dai controller M1 e M2) tramite la scheda EXTB, immessi tramite il connettore J8. Dopo aver ricevuto il comando, il circuito di accensione genera un segnale ad onda quadra ad alta frequenza, che è collegato al gate SCR tramite il connettore DEPL, mettendolo in conduzione. Il circuito di accensione presenta un design ridondante per garantire affidabilità.

2. Protezione dall'autoaccensione

In caso di guasto o ritardo del circuito di accensione principale, il circuito di autoaccensione sulla scheda EDEXG1A assume il compito di accensione. Questo circuito è costituito da una rete di diodi di interruzione (BOD) controllata dalla tensione anodica SCR e collegata al gate SCR. Quando la tensione dell'anodo supera la tensione di break-over del BOD, il BOD conduce e attiva l'SCR. Questo design garantisce una diseccitazione affidabile anche in caso di guasto del circuito di accensione principale.

3. Mantenimento della tensione

La scheda IS200EDEXG1A è dotata di un circuito di mantenimento della tensione che mantiene le tensioni positive di 24 V CC e negative di 24 V CC anche durante un'interruzione completa dell'alimentazione del sistema, garantendo l'attivazione dell'SCR. Questo circuito fornisce anche la tensione per bagnare i contatti di diseccitazione esterni, garantendo che il comando di diseccitazione rimanga efficace dopo una perdita di alimentazione.

4. Rilevamento della conduzione

La scheda IS200EDEXG1A utilizza sensori ad effetto Hall per rilevare la corrente nel circuito di campo. Un anello meccanico (concentratore di flusso) accoppia il flusso magnetico ai sensori posti sul bordo superiore della scheda. Due circuiti sensore (1 e 2) possono rilevare il flusso di corrente bidirezionale. I segnali di corrente rilevati vengono inviati alla scheda EXTB e quindi al sistema di controllo. Due LED rossi indicano lo stato di ciascun circuito di rilevamento della corrente, accendendosi quando viene rilevata la corrente.

5. Configurazione parallela multischeda

Per le applicazioni ad alta corrente sono necessari più SCR di diseccitazione. Ogni SCR è controllato da una scheda EDEX configurata in una disposizione Master-Follower. L'alimentazione e i comuni J1, J2 della scheda Master sono collegati alle schede Follower tramite cavi EPL; I follower non hanno connessioni a J1 e J2. I jumper JP1 e JP2 configurano la scheda EDEX come Master o Follower.

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III. Applicazioni di sistema

1. Applicazione nel sistema di controllo dell'eccitazione EX2100

L'IS200EDEXG1A è la scheda centrale del modulo di diseccitazione all'interno del sistema di controllo dell'eccitazione EX2100. I suoi ruoli all'interno del sistema includono:

• Diseccitazione di emergenza: attiva rapidamente l'SCR durante un arresto di emergenza per scaricare l'energia immagazzinata nel campo del generatore nel resistore di diseccitazione, proteggendo il generatore e il sistema di eccitazione.

• Accensione ridondante: riceve comandi di accensione ridondanti dai controller M1 e M2, garantendo una diseccitazione affidabile anche in caso di guasto di un controller.

• Backup ad accensione automatica: incorpora una rete di diodi di interruzione integrata che attiva automaticamente l'SCR se il circuito di accensione principale si guasta, fornendo un livello finale di protezione.

• Monitoraggio corrente: monitora continuamente la corrente di diseccitazione utilizzando sensori ad effetto Hall e restituisce lo stato al sistema di controllo per la diagnostica e la registrazione.

• Power Loss Ride-Through: include un circuito di mantenimento della tensione integrato per garantire che la diseccitazione possa essere completata anche durante un'interruzione completa dell'alimentazione del sistema.

2. Scenari applicativi tipici

• Protezione dall'arresto di emergenza per sistemi di eccitazione di generatori sincroni

• Circuiti di diseccitazione per generatori a turbina a vapore

• Circuiti di diseccitazione per generatori idroturbici

• Protezione per sistemi di eccitazione di turbine a gas

• Diseccitazione parallela multi-SCR nei sistemi di eccitazione ad alta corrente

  
  

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IV. Descrizione dettagliata dell'interfaccia

1. Connettori di alimentazione J1 e J2

J1 e J2 sono connettori con bloccaggio a 4 pin per ingresso alimentazione ±24 V CC:

2. Connettore del segnale di diseccitazione J8

J8 è un connettore con bloccaggio a 6 pin per il collegamento alla scheda EXTB:

3. Connettore di accensione SCR DEPL

DEPL è un connettore con bloccaggio a 2 pin per il collegamento al gate SCR:

4. Connettori di interconnessione master-follower EPL1 e EPL2

EPL1 collega la scheda Master alla prima scheda Follower. EPL2 viene utilizzato per i collegamenti a margherita tra le schede Follower. Entrambi sono connettori di tipo D a 25 pin con identiche assegnazioni dei pin:

5. Terminali Stab di impostazione della tensione anodica

La scheda IS200EDEXG1A presenta una serie di terminali ad innesto (E1A-E12) utilizzati per impostare la tensione di accensione dell'anodo SCR tramite ponticelli a filo. Le impostazioni specifiche sono dettagliate nella Sezione VI di seguito.

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V. Configurazione e impostazione

1. Impostazione della tensione anodica

A seconda delle specifiche dell'SCR utilizzato, i ponticelli devono essere collegati ai terminali di inserimento appropriati per selezionare i diodi di interruzione corretti e i resistori di limitazione della corrente, corrispondenti alla tensione di accensione dell'anodo richiesta. La tabella seguente elenca le connessioni dei ponticelli per diversi livelli di tensione (applicabili per celle SCR da 53 mm):

Avvertenza importante: se la tensione di interruzione di un diodo di commutazione viene superata e il BOD non è collegato al gate dell'SCR, la scheda EDEX verrà distrutta. Prima di tentare di accendere l'SCR superando la tensione di interruzione del BOD, assicurarsi che il circuito di controllo di accensione attiverà l'SCR.

2. Configurazione master/follower

I jumper JP1 e JP2 configurano la scheda EDEX come Master o Follower:

Nota: JP3-JP6 sono sempre collegati e non richiedono configurazione.

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VI. Installazione e sostituzione

1. Posizione di montaggio

La scheda IS200EDEXG1A è montata all'interno del modulo di diseccitazione nell'armadio ausiliario dell'eccitatrice EX2100. È fissato a un pannello di montaggio intermedio tramite dispositivi di fissaggio Snap Top. Sopra i sensori ad effetto Hall è installato un anello concentratore di flusso rimovibile.

2. Procedura di sostituzione

Avvertenze di sicurezza:

• AVVERTENZA: per evitare scosse elettriche, spegnere l'alimentazione dell'eccitatore e seguire le procedure complete di diseccitazione descritte nella Guida all'installazione e all'avvio di EX2100 (GEH-6631). Aderire a tutte le pratiche locali di lock-out/tag-out. Lasciare il tempo necessario affinché i condensatori si scarichino.

• ATTENZIONE: per evitare danni ai componenti causati dall'elettricità statica, trattare tutte le schede con tecniche di movimentazione sensibili all'elettricità statica. Indossare un braccialetto per la messa a terra e conservare le schede in borse antistatiche.

Passaggi di sostituzione:

1. Verificare lo spegnimento: prima di aprire lo sportello dell'armadio ausiliario, testare i circuiti elettrici per assicurarsi che l'alimentazione sia spenta.

2. Etichettare i cavi: verificare che tutti i cavi siano etichettati correttamente per una facile riconnessione.

3. Scollegare i cavi:

• Scollegare tutti i cavi dalla scheda.

• Scollegare il ponticello dal terminale E1A (Nota: lasciare gli altri ponticelli in posizione).

4. Rimuovere l'anello concentratore di flusso: rimuovere con attenzione l'anello concentratore di flusso situato sopra i sensori ad effetto Hall.

5. Rimuovere la vecchia scheda: aprire i dispositivi di fissaggio Snap Top che fissano la scheda EDEX e rimuovere la vecchia scheda.

6. Configura nuova scheda:

• Posiziona tutti i ponticelli (inclusi i ponticelli ad innesto) sulla scheda EDEX sostitutiva nelle stesse identiche posizioni della vecchia scheda.

• Verificare che i ponticelli JP1-JP6 siano nelle stesse posizioni della vecchia scheda.

7. Installa la nuova scheda: orienta la scheda EDEX sostitutiva nella stessa posizione sul pannello di montaggio e chiudi i dispositivi di fissaggio a scatto.

8. Sostituire l'anello concentratore di flusso: reinstallare l'anello concentratore di flusso.

9. Ricollegare i cavi:

• Ricollegare tutti i cavi alla nuova scheda come etichettato.

• Ricollegare il ponticello a E1A.

• Assicurarsi che tutti i connettori siano posizionati correttamente.

10. Ripristinare l'alimentazione: chiudere lo sportello dell'armadio ausiliario, ripristinare l'alimentazione al sistema di eccitazione seguendo le procedure e testare il funzionamento.