De 216NG63 is een hulpgelijkstroomvoedingseenheid binnen de RE.216-serie generatorbeschermings- en besturingssystemen van ABB. Het behoort tot de 216NG6. serie DC/DC-converters. Deze unit is speciaal ontworpen voor industriële omgevingen zoals onderstations en energiecentrales. De primaire functie is het omzetten van de accuspanning van het station in een stabiele 24 V DC-voeding, waardoor een betrouwbaar bedrijfsvermogen wordt geleverd voor alle elektronische modules en invoer-/uitvoereenheden in het REG 216 / REC 216-systeem.
De 216NG63 is geschikt voor 220 V/250 V DC stationaccusystemen, met een breed ingangsspanningsbereik van 165 V tot 312,5 V DC. Het biedt een spanningstolerantie van ±25%, waardoor het zich kan aanpassen aan veel voorkomende spanningsschommelingen in voedingssystemen.
2. Sleutelfuncties
1. Spanningsomzetting en elektrische isolatie
De kernfunctie van de 216NG63 is het omzetten van een hoogspannings-DC-ingang (bijvoorbeeld 220/250 V DC) in de 24 V DC-laagspanningsstroom die nodig is voor de elektronische apparatuur van het systeem. Het interne ontwerp maakt gebruik van hoogfrequente schakelende voedingstechnologie, die elektrische isolatie biedt tussen de ingang en uitgang. Dit voorkomt effectief schade aan beveiligingsapparatuur door aardpotentiaalverschillen en interferentie.
2. Ondersteuning voor redundante voeding
Het systeem kan worden geconfigureerd voor een enkele of dubbele redundante voeding. In de redundante modus werken twee 216NG63-eenheden parallel om het systeem van stroom te voorzien. Als één eenheid uitvalt, kan de andere de normale werking van het systeem blijven handhaven, waardoor de betrouwbaarheid van de beveiliging aanzienlijk wordt verbeterd.
3. Controle en alarm van de stroomstatus
De 216NG63 beschikt over uitgebreide zelfcontrolemogelijkheden:
4. Flexibele configuratie
De uitgangsmodus van de voeding kan flexibel worden ingesteld via insteekjumpers A en B aan de achterkant van het apparaat:
Beide jumpers geplaatst: Het apparaat levert stroom aan zowel de VS- als de USB-buslijnen.
Single Supply Mode: De unit levert stroom aan slechts één buslijn, geschikt voor niet-redundante systemen of speciale configuraties.
5. Foutbescherming
De 216NG63 heeft ingebouwde beveiligingscircuits tegen overbelasting en kortsluiting. Als er een uitgangsafwijking (bijvoorbeeld kortsluiting of overstroom) wordt gedetecteerd, wordt de uitgang automatisch afgesloten om schade aan het apparaat te voorkomen, en wordt het onderhoudspersoneel gewaarschuwd via de LED's op het voorpaneel of via externe signalen.
3. Werkingsprincipe
1. DC/DC-conversieprincipe
De 216NG63 maakt gebruik van hoogfrequente schakelende voedingstechnologie. Het maakt gebruik van stroomschakelapparaten (zoals MOSFET's of IGBT's) om de gelijkstroomingangsspanning om te zetten in een hoogfrequent wisselstroomsignaal. Dit wordt vervolgens via een hoogfrequente transformator teruggeschroefd en uiteindelijk via gelijkricht- en filtercircuits weer omgezet in een stabiele 24 V DC-uitgang. Deze methode biedt een hoog rendement, een compact formaat en een uitstekende spanningsregeling.
2. Redundant voedingsmechanisme
In een redundant systeem leveren twee 216NG63-eenheden respectievelijk stroom aan de onafhankelijke VS- en USB 24 V-buslijnen. Alle elektronicamodules en I/O-units krijgen stroom van beide buslijnen. Als één voeding uitvalt, kan de andere de werking van het systeem nog steeds via de resterende buslijn in stand houden, waardoor een 'ononderbroken' stroomvoorziening wordt bereikt.
3. Statusfeedback en systeemintegratie
De 216NG63 levert niet alleen stroom, maar communiceert ook met andere modules in het systeem via de B448C parallelle bus:
CK-lijn: wordt gebruikt om het statussignaal 'Stand-by' te verzenden.
SML-lijn: wordt gebruikt om het alarmsignaal 'Systeemdefect' te verzenden.
K100-relais: Biedt een potentiaalvrije contactuitgang die kan worden gebruikt voor bewaking op afstand of voor koppeling met andere apparaten.
4. Structuur- en hardwareontwerp
1. Mechanische structuur
Montage: Ontworpen voor standaard 19″ racks, met een breedte van 3T (elke T=17 mm) en een hoogte van 6U.
Plug-in ontwerp: Ondersteunt hot-plugging (moet worden uitgevoerd terwijl de hulpvoeding is uitgeschakeld), waardoor onderhoud en vervanging worden vergemakkelijkt.
Voorpaneel: Uitgerust met LED-indicatoren en de hoofdschakelaar (I/O).
Achterpaneel: Voorzien van in-/uitgangsklemmen en aansluitingen voor insteekjumpers A en B.
2. Elektrische interfaces
Ingangsterminals: Sluit aan op de positieve en negatieve terminals van de accu van het station (UB+ / UB-).
Uitgangsterminals: leveren 24 V DC-uitvoer naar de USA/USB-bussen en I/O-modules.
Communicatie-interface: Communiceert met andere elektronische eenheden in het systeem via de B448C-bus.
3. Warmteafvoer en bescherming
De 216NG63 maakt gebruik van natuurlijke convectiekoeling. De behuizing is ontworpen voor effectieve warmteafvoer, geschikt voor bedrijfsomstandigheden met hoge temperaturen in industriële omgevingen. Het apparaat voldoet aan beschermingsklasse IP30, waardoor het binnendringen van grote vaste vreemde voorwerpen wordt voorkomen.
5. Configuratie en instellingen
1. Jumperinstellingen
Gebruikers kunnen de status van jumpers A en B instellen op basis van de vraag of het systeem redundante voeding nodig heeft:
Redundante modus: Jumpers A en B zijn op beide 216NG63-eenheden geplaatst.
Single Supply Mode: Bij de ene unit zijn de jumpers geplaatst (bijvoorbeeld om de bus te voeden), terwijl bij de andere unit deze verwijderd kunnen zijn (bijvoorbeeld om alleen I/O-modules te voeden), afhankelijk van de configuratie.
2. Systeemintegratie
De 216NG63 werkt in combinatie met de volgende sleutelmodules in het RE.216-systeem:
216VC62a Verwerkingseenheid: Biedt systeemlogica en beveiligingsfuncties.
216EA61 Analoge ingangseenheid: Verkrijgt stroom-/spanningssignalen.
I/O-units zoals 216AB61/216DB61: Voeren signaaluitvoer en tripcontrole uit.
6. Veiligheid en onderhoud
1. Veiligheidsvoorschriften
Strikt verboden Live Plugging/Unplugging: Alle elektronische modules mogen alleen worden geplaatst of verwijderd nadat de hulpvoeding is uitgeschakeld.
Dual Power Shutdown: Als het systeem is geconfigureerd met redundante voedingen, moeten beide 216NG63-eenheden worden uitgeschakeld voordat er aan het rack wordt gewerkt.
Gekwalificeerd personeel: Alle installatie-, bedradings- en inbedrijfstellingswerkzaamheden moeten worden uitgevoerd door opgeleid en gekwalificeerd personeel.
2. Foutdiagnose
Als de 'U OUT' LED uit is, controleer dan de ingangsspanning, jumperinstellingen en uitgangsbelasting.
Als er een interne fout wordt vermoed (bijvoorbeeld geen output, alarm), neem dan contact op met ABB voor reparatie.
Als er een alarm op afstand wordt geactiveerd, controleer dan de status van het K100-relais en de bussignalen.
3. Reparatiebeleid
Gebruikers mogen de interne circuits of software van de 216NG63 niet demonteren of wijzigen. In geval van een storing moet de gehele unit ter reparatie worden teruggestuurd naar ABB of een erkend servicecentrum. Ongeoorloofd knoeien maakt elke garantie ongeldig.
7. Toepassingsscenario's
De 216NG63 wordt veel gebruikt in de volgende beschermings- en controlesystemen voor elektrische apparatuur:
Generatorbeveiligingssystemen (REG 216)
Numerieke besturingseenheden (REC 216)
Automatiseringssystemen voor midden- en hoogspanningssubstations
Beveiligingssystemen voor grote motoren, stroomtransformatoren en feeders
