Scheda driver relè ad alta velocità eccitatore GE IS200EXHSG3A

IS200EXHSG3A è una scheda driver relè ad alta velocità eccitatore progettata da General Electric (GE) per il suo sistema di controllo dell'eccitazione EX2100™. Questa scheda è la versione della serie EXHS specificatamente dedicata ai sistemi di controllo ridondanti e utilizzata con contattori standard. Fornisce principalmente driver per il contattore CC (41) e relè pilota per la diseccitazione e il lampeggio sul campo.

La scheda IS200EXHSG3A svolge un ruolo di interfaccia fondamentale nel sistema di controllo dell'eccitazione EX2100, convertendo i comandi logici dal sistema di controllo in uscite relè che pilotano dispositivi di campo ad alta potenza. Si collega alla scheda EMIO tramite il backplane EBKP. Nei sistemi di controllo ridondanti, riceve segnali dai controller M1, M2 e C, controllando le bobine dei relè attraverso un circuito di voto 2 su 3, garantendo un'elevata affidabilità del sistema.

L'IS200EXHSG3A è una delle quattro versioni della serie EXHS. Secondo la tabella contenuta nel documento, le principali differenze tra ciascuna versione sono le seguenti:

IS200EXHSG3A è progettato specificamente per sistemi di controllo ridondanti, adatto per ponti da 42 mm, 500 A e utilizzato con contattori standard dotati di bobine da 125 V CC. A differenza delle versioni G1 e G2, le versioni G3 e G4 eliminano il circuito del regolatore di corrente; il driver fornisce alla bobina una tensione costante di 125 V.

La scheda integra i seguenti componenti chiave:

• Relè pilota lampeggianti K53A e K53B: controllano i contattori lampeggianti 53A e 53B.

• Relè pilota di diseccitazione KDEP: controlla il relè di diseccitazione.

• Driver contattore K41: due (K41A, K41B) per il controllo del contattore 41 CC.

• Circuiti di condizionamento del segnale: elaborano i segnali di stato di diseccitazione e i segnali di stato Crowbar dalla scheda EDEX.

• Circuiti di ingresso contatti: monitorano lo stato dei contatti ausiliari per 41, 53A e 53B.

  
  

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II. Funzioni principali

Le funzioni principali dell'IS200EXHSG3A includono, ma non sono limitate a, quanto segue:

1. 41 Azionamento contattore CC

IS200EXHSG3A fornisce due driver per contattori 41 CC (K41A, K41B), controllati dai driver sull'EMIO. Il driver dell'EMIO richiede la chiusura sia di un comando proveniente dal Field Programmable Gate Array (FPGA) che del contatto 86G prima di energizzare il driver. Sia il contatto FPGA che quello 86G possono causare la diseccitazione del driver.

In un sistema di controllo ridondante (G3), gli ingressi dei controller M1, M2 e C controllano tre relè collegati in un circuito di votazione 2 su 3. La bobina del relè è alimentata a 24 Vcc da M1 e M2.

A differenza delle versioni G1 e G2, la versione G3 elimina il circuito del regolatore di corrente. Il driver fornisce una tensione costante di 125 V (P125) alla bobina, anziché un boost ad alta tensione seguito da una modalità di mantenimento della corrente costante.

2. Controllo relè pilota lampeggiante

La scheda IS200EXHSG3A integra due relè pilota lampeggianti, K53A e K53B, utilizzati per controllare i contattori lampeggianti sul campo. Ciascun relè pilota lampeggiante è controllato dall'EMIO e utilizza due contatti in serie per azionare un contattore lampeggiante. La bobina del relè è alimentata a 24 V CC dal controller M1.

Caratteristiche del relè K53A/K53B:

• Alimentazione contatto: 125 V CC nominale (140 V CC max), fornita tramite J9 dal controllo dell'eccitatore.

• Carico resistivo: 5 A a 28 V CC, 0,5 A a 125 V CC.

• Carico induttivo: 2 A a 28 V CC, 0,2 A a 125 V CC, costante di tempo L/R 0,007 secondi.

• Con soppressione: 0,5 A a 125 V CC, costante di tempo L/R 0,10 secondi (2 poli in serie).

• Soppressione: Fornita sulla scheda EXHS.

• Agenzia: UL, CSA.

3. Controllo relè pilota di diseccitazione

La scheda IS200EXHSG3A integra un relè pilota di diseccitazione, KDEP, utilizzato per controllare il circuito di diseccitazione. KDEP diventa attivo istantaneamente alla disattivazione del relè 41. La bobina KDEP è collegata ad un'alimentazione a 125 Vcc.

Caratteristiche del relè KDEP:

• Alimentazione bobina: 125 V CC nominali da J9 (140 V CC max, 100 V CC min).

• Alimentazione contatti: 24 V CC nominali dall'armadio dell'eccitatrice.

• Carico resistivo: 2 A a 28 V CC.

• Carico induttivo: 1 A a 28 V CC, costante di tempo L/R 0,007 secondi.

• Soppressione: Fornita sulla bobina esterna, nessuna sulla scheda EXHS.

• Agenzia: UL, CSA.

I segnali dello stato di diseccitazione hanno origine sulla scheda EDEX, sono condizionati su EXHS e vengono inviati a EMIO-M1 e EMIO-M2 (per controllo ridondante).

4. Monitoraggio ingresso contatto

La scheda IS200EXHSG3A introduce i contatti ausiliari per 53A, 53B e 41 per il monitoraggio da parte dell'EMIO. Nel controllo ridondante, i segnali vengono distribuiti ai controller M1, M2 e C. I tre contatti sono bagnati dalla tensione di 70 V CC fornita da EXHS. L'alimentazione dalle spine J12M1 e J12M2 è isolata tramite resistenza e fornita ai contatti. La tensione di bagnatura può variare da 63 a 84 Vcc. I segnali risultanti si diffondono verso M1, M2 e C. Il circuito di monitoraggio dell'ingresso contatto si trova sull'EMIO.

5. Ingresso stato piede di porco

I segnali di stato del piede di porco provenienti da due schede EDEX vengono forniti a EMIO-M1 e EMIO-M2 tramite EXHS. Il circuito di condizionamento sull'EXHS monitora entrambi gli ingressi dalle schede EDEX. Se uno dei due passa a bassa impedenza (conduzione a piede di porco), trasmette un segnale a EMIO in M1.

6. Circuiti di condizionamento del segnale

Nel controllo ridondante, i segnali di diseccitazione provenienti da due schede EDEX vengono forniti a EMIO-M1 e EMIO-M2 tramite EXHS. Sono presenti due circuiti di condizionamento del segnale sull'EXHS, uno per ciascun segnale. L'EXHS ripete il segnale all'EMIO.

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III. Applicazioni di sistema

1. Applicazione nel sistema di controllo dell'eccitazione EX2100

IS200EXHSG3A è una scheda di interfaccia critica che collega la logica di controllo e le apparecchiature di campo ad alta potenza all'interno del sistema di controllo dell'eccitazione EX2100. I suoi ruoli in un sistema di controllo ridondante includono:

• Azionamento contattore 41: riceve comandi di controllo dall'EMIO per azionare il contattore CC 41, consentendo la commutazione del sistema di eccitazione.

• Controllo lampeggio: controlla i contattori lampeggianti tramite relè pilota K53A e K53B per fornire corrente di campo iniziale durante l'avvio dell'unità.

• Controllo di diseccitazione: controlla il circuito di diseccitazione tramite il relè pilota KDEP per dissipare rapidamente l'energia di campo del generatore durante lo spegnimento o i guasti.

• Feedback di stato: fornisce feedback di stato dai contatti ausiliari 41, 53A e 53B all'EMIO per il monitoraggio del sistema.

• Feedback sullo stato di diseccitazione: condiziona i segnali di stato di diseccitazione dall'EDEX e li invia all'EMIO.

• Feedback sullo stato del Crowbar: condiziona i segnali di stato del Crowbar dall'EDEX e li invia all'EMIO.

2. Configurazione del sistema di controllo ridondante

In un sistema di controllo ridondante, IS200EXHSG3A riceve segnali dai controller M1, M2 e C. Il controllo del driver K41 utilizza un circuito di voto 2 su 3, garantendo che un singolo guasto del controller non causi un funzionamento errato o un mancato funzionamento. I relè lampeggianti K53A/K53B sono controllati dall'EMIO e offrono un'elevata affidabilità anche nei sistemi ridondanti.

3. Differenze rispetto alle versioni G1/G2

La differenza principale tra le versioni IS200EXHSG3A e G1, G2 risiede nel metodo di azionamento del contattore 41:

• G1/G2: utilizzato per contattori ad alta velocità (bobina da 32 V, 1,5 A). Impiegano un metodo di azionamento che applica prima un boost ad alta tensione (125 V per 150 ms) e poi passa a una modalità di mantenimento della corrente costante (1,5 A ±0,2 A).

• G3/G4: Utilizzato per contattori standard (bobina da 125 V CC). Eliminano il circuito del regolatore di corrente e forniscono direttamente una tensione costante di 125 V.

Pertanto, quando si sceglie una scheda EXHS, la versione deve essere scelta in base al tipo di contattore 41 utilizzato nel campo.

4. Scenari applicativi tipici

• Sistemi di eccitazione per generatori a turbina a vapore di grandi dimensioni: per il controllo dell'eccitazione di ponti da 500 A, 42 mm.

• Sistemi di eccitazione per generatori a turbina idro: applicazioni ad alta affidabilità che richiedono controllo ridondante.

• Sistemi di eccitazione per turbine a gas: controllo dell'eccitazione a risposta rapida in combinazione con EX2100.

• Eccitazione motore sincrono industriale: per azionamenti industriali ad alta potenza che richiedono contattori standard.

  
  

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IV. Descrizione dettagliata dell'interfaccia

1. Connettori di alimentazione

2. Connettore del driver

3. Connettore di segnale J6

4. Connettore di segnale J7

5. Connettore di segnale J8

6. Connettore di segnale J11

7. Connettori per EMIO J505, J508, J515

Questi tre connettori a 25 pin si collegano rispettivamente alle schede EMIO per M1, M2 e C. J505 (a M1) e J508 (a M2) includono segnali di diseccitazione completa e Crowbar, mentre J515 (a C) non include questi segnali. Fare riferimento alle tabelle nel documento per le assegnazioni dettagliate dei pin.

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V. Installazione e sostituzione

1. Posizione di montaggio

La scheda IS200EXHSG3A viene generalmente montata all'interno dell'armadio di controllo dell'eccitazione EX2100, fissata a una piastra di montaggio con viti. La scheda si collega al backplane EBKP tramite cavi, che poi comunica con EMIO.

2. Procedura di sostituzione del Consiglio

Avvertenze di sicurezza:

• AVVERTENZA: per evitare scosse elettriche, spegnere l'alimentazione al sistema di eccitazione e 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.

• ATTENZIONE: utilizzare apparecchiature di prova ad alta tensione per verificare che i circuiti siano diseccitati prima di toccarli.

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

Passaggi di sostituzione:

1. Verificare lo spegnimento: assicurarsi che il sistema di eccitazione sia completamente diseccitato.

2. Aprire la porta dell'armadio: aprire la porta dell'armadio di controllo e testare i circuiti I/O per verificare che l'alimentazione sia disattivata.

3. Etichettare i cavi: verificare che tutti i cavi siano correttamente etichettati in base ai contrassegni sulla scheda per una facile riconnessione.

4. Scollegare i cavi: scollegare con attenzione tutti i cavi dalla scheda EXHS.

5. Rimuovi la vecchia scheda:

• Posizionare uno straccio o un'altra barriera non conduttiva sotto la scheda per evitare la caduta dell'hardware.

• Rimuovere le viti che fissano la scheda EXHS ed estrarre la vecchia scheda.

6. Ispeziona la nuova scheda: conferma che il nuovo modello di scheda è IS200EXHSG3A, corrispondente alla scheda originale.

7. Installa la nuova scheda: orienta la nuova scheda nella stessa posizione di quella rimossa, allineala con i fori di montaggio e fissala con le viti.

8. Ricollegare i cavi: ricollegare tutti i cavi come etichettato, assicurandosi che i connettori siano posizionati correttamente.

9. Ripristinare l'alimentazione: chiudere la porta dell'armadio, ripristinare l'alimentazione al sistema di eccitazione seguendo le procedure e testare il funzionamento.

3. Procedura di sostituzione del relè

I relè sulla scheda EXHS sono provvisti di zoccolo e, se necessario, possono essere sostituiti singolarmente.

1. Diagnostica guasto: utilizzare gli strumenti diagnostici di Toolbox per identificare e registrare il relè difettoso.

2. Verificare lo spegnimento: assicurarsi che il sistema di eccitazione sia completamente diseccitato.

3. Aprire la porta dell'armadio: aprire la porta dell'armadio di controllo e testare i circuiti I/O per verificare che l'alimentazione sia disattivata.

4. Individuazione del relè difettoso: Trova il relè difettoso sulla scheda EXHS.

5. Preparare la protezione: posizionare uno straccio o un'altra barriera non conduttiva sotto la scheda.

6. Rimuovi relè:

• Staccare con attenzione la clip che tiene il relè.

• Estrarre il relè dalla sua presa.

7. Installa il nuovo relè:

• Orientare correttamente il relè sostitutivo e inserirlo nella presa.

• Riagganciare con attenzione la clip di fissaggio in posizione.

8. Ripristinare l'alimentazione: chiudere la porta dell'armadio, ripristinare l'alimentazione al sistema di eccitazione seguendo le procedure e testare il funzionamento.

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