De IS200EBKPG1C is een exciter-backplane ontworpen door General Electric (GE) voor zijn EX2100™-excitatiebesturingssysteem. Dit bord is een kerncomponent van de EX2100-besturingsmodule en levert de montagebasis en elektrische aansluitingen voor verschillende besturingskaarten, evenals interfaces voor I/O-klemmenbordkabels. De IS200EBKPG1C-kaart is verdeeld in drie onafhankelijke controllersecties: M1, M2 en C. Elke sectie heeft zijn eigen onafhankelijke voeding, waardoor elektrische isolatie en redundante werking tussen controllers wordt gegarandeerd.
In een typisch EX2100-systeem hosten de M1- en M2-secties elk besturingskaarten zoals ACLO of ACLE, DSPX, EISB, EMIO en ESEL, terwijl de C-sectie DSPX-, EISB- en EMIO-kaarten herbergt. De EBKPG1C-backplane is gemonteerd in een rek waarin deze besturingskaarten zijn ondergebracht, met twee koelventilatoren bovenaan om een betrouwbare werking van de kaarten binnen het nominale temperatuurbereik te garanderen.
Het bovenste deel van de IS200EBKPG1C-backplane bevat 24 DIN-connectoren voor het aansluiten van verschillende besturingskaarten; het onderste gedeelte bevat 27 D-SUB-connectoren, drie ronde DIN-connectoren, drie 12-pins voedingsstekkers, drie ventilatorstekkers en 30 testpunten. Alle connectoren zijn duidelijk gelabeld voor eenvoudige bedrading en onderhoud ter plaatse. Het bordontwerp voldoet aan industriële normen en is geschikt voor kritische toepassingen in bekrachtigingssystemen in energiecentrales.
II. Belangrijkste functies
De primaire functies van de IS200EBKPG1C omvatten, maar zijn niet beperkt tot, het volgende:
1. Montage en onderlinge verbinding van de besturingskaart
De IS200EBKPG1C-backplane biedt fysieke montagelocaties en elektrische aansluitingen voor verschillende besturingskaarten in het EX2100-bekrachtigingscontrolesysteem, waaronder:
ACLO/ACLE: AC Feedbackbord
DSPX: Digitale signaalprocessorkaart
EISB: Exciter-interfacekaart
EMIO: Exciter multifunctionele invoer-/uitvoerkaart
ESEL: Exciter Select-bord
Via de DIN-connectoren op de backplane kunnen deze kaarten een snelle signaalverbinding realiseren, die de kern vormt van het excitatiecontrolesysteem.
2. I/O-terminalkaartinterfaces
Het onderste deel van de backplane is voorzien van meerdere D-SUB-connectoren voor het aansluiten van verschillende I/O-klemmenborden, waaronder:
EGPA/EHPA: Exciter Gate Pulse Amplifier (ondersteunt maximaal 6 kaarten)
ECTB: Exciter-contactklemmenbord
EXTB/EXHS: Exciter-klemmenbord / Exciter-hogesnelheidsinterfacekaart
Deze interfaces verbinden de besturingskaarten met veldsignalen (zoals spanning, stroom, contact-I/O, pulstriggering, enz.), waardoor monitoring en besturing van het bekrachtigingssysteem mogelijk wordt.
3. Onafhankelijke vermogenssecties
De IS200EBKPG1C-backplane biedt onafhankelijke voedingsaansluitingen voor de drie controllersecties M1, M2 en C. De voeding voor elke sectie komt van de overeenkomstige EPSM-voedingsmodule en wordt ingevoerd via de 12-pins voedingsconnectoren op de backplane (J602T, J610, J612). De voedingen omvatten:
De onafhankelijke voedingssecties zorgen voor elektrische isolatie tussen controllers, waardoor de systeembetrouwbaarheid en redundantie worden verbeterd.
4. Voeding koelventilator
De backplane is voorzien van drie 4-pins Mini-Mate-N-Lock ventilatorvoedingsconnectoren (J502, J510, J512), die stroom leveren aan de koelventilatoren voor respectievelijk de M1-, M2- en C-secties. Het ventilatorvermogen bedraagt +24 V DC, waardoor voldoende warmteafvoer voor de kaarten in het rack wordt gegarandeerd.
5. Testpunten en signaaluitgangen
De IS200EBKPG1C-backplane biedt een set van zeven testpunten voor elke controllersectie voor diagnostische en foutopsporingsdoeleinden. De testpunten omvatten:
4 DAC-uitgangen (van het EMIO-bord)
2 differentiële ADC-ingangen (naar het EMIO-bord)
Analoog gemeenschappelijk
De functie van deze testpunten kan worden geconfigureerd met behulp van de Toolbox-software, waardoor monitoring van sleutelsignalen mogelijk wordt. Op Rev C en latere kaarten zijn de vier DAC-uitgangen van de M1- en C-secties ook beschikbaar via connectoren J604 en J614, die kunnen worden aangesloten op op DIN-rail gemonteerde analoge uitgangsisolatiemodules voor meet- en monitoringtoepassingen.
6. Mens-machine-interface en communicatie
De backplane biedt het volgende voor elke controllersectie:
Toetsenbordconnectoren (J303A, J310A, J313A): Aansluiten op het toetsenbord op de kastdeur voor lokale bediening en weergave.
Gereedschapsconnectoren (J303B, J310B, J313B): Bieden een RS-232C-communicatie-interface voor foutopsporing en diagnostiek tussen een externe computer en de DSPX-kaart.
III. Systeemtoepassingen
1. Toepassing in het EX2100-bekrachtigingscontrolesysteem
De IS200EBKPG1C is de drager en verbindingshub voor alle besturingskaarten binnen het EX2100-bekrachtigingscontrolesysteem. De rollen binnen het systeem omvatten:
Mechanische ondersteuning: Biedt een stabiele montagelocatie voor besturingskaarten zoals DSPX, EISB, EMIO en ESEL.
Elektrische interconnectie: Vergemakkelijkt de stroomverdeling en signaaloverdracht tussen besturingskaarten via de gedrukte sporen op de backplane.
I/O-uitbreiding: Verbindt de besturingskaarten met veldklemmenborden (bijv. ECTB, EXTB, EGPA) via de verschillende onderste connectoren, waardoor uitgebreide monitoring en besturing van het bekrachtigingssysteem mogelijk wordt.
Redundante isolatie: Onafhankelijke voedingen voor de drie controllersecties zorgen ervoor dat een fout in één sectie de normale werking van de andere secties niet beïnvloedt.
2. Typische toepassingsscenario's
Synchrone generator-excitatiesystemen
Excitatieregeling van de stoomturbinegenerator
Excitatieregeling van de hydroturbinegenerator
Excitatiesystemen voor gasturbines
Industriële synchrone motorexcitatie
IV. Gedetailleerde interfacebeschrijving
1. EGPA-connectoren (J306, J307, J406, J407, J506, J507)
Deze 37-pins connectoren worden gebruikt voor het aansluiten van EGPA- of EHPA Gate Pulse Amplifier-kaarten, die maximaal 6 Power Conversion Modules (PCM's) ondersteunen. Signalen die door elke connector worden verzonden, zijn onder meer:
6 Gate Drive Positieve/negatieve signalen (naar EGPA)
Driefasige geleidingssensorsignalen (naar M1 en M2)
Alarmsignaal (naar M1 en M2)
Uitschakelsignaal (naar M1 en M2)
Grond
2. ECTB-connectoren (J405, J408, J415)
Deze 25-pins D-SUB-connectoren worden gebruikt om het ECTB Exciter Contact Terminal Board aan te sluiten en vormen de interface tussen de EMIO en klantrelaiscontacten. Belangrijkste signalen zijn onder meer:
3. EXTB-connectoren (J505, J508, J515)
Deze 25-pins D-SUB-connectoren worden gebruikt om het EXTB- of EXHS Exciter-klemmenbord aan te sluiten en vormen de interface tussen de EMIO en het pilotrelais. De J515-connector voor het C-gedeelte bevat geen de-excitatie- en koevoetsignalen. Belangrijkste signalen zijn onder meer:
Koevoet Retoursignaal
De-excitatie Retoursignaal
K41, K53A, K53B spoelaandrijving en statusfeedback
Contactingangen
+24 V voeding en gemeenschappelijk
4. Toetsenbordconnectoren (J303A, J310A, J313A)
Ronde 8-pins connectoren voor het aansluiten van het toetsenbord op de kastdeur. Signalen zijn onder meer:
5. Gereedschapsconnectoren (J303B, J310B, J313B)
9-pins D-SUB-connectoren voor het aansluiten van een externe computer voor foutopsporing. Signalen zijn onder meer:
6. Voedingsconnectoren (J602T, J610, J612)
12-pins voedingsconnectoren van de EPSM-voedingsmodules. Pin-toewijzingen:
Pin 1: Analoog gemeenschappelijk
Pinnen 2, 3: 24 V stroom gemeenschappelijk
Pen 4: -15 V-voeding
Pin 5: Digitale gemeenschappelijk
Pennen 6, 9: +24 V-voeding
Pin 7: Analoog gemeenschappelijk
Pennen 8, 11: +5 V-voeding
Pen 10: +15 V-voeding
Pin 12: Digitale gemeenschappelijk
7. Voedingsconnectoren ventilator (J502, J510, J512)
4-pins Mini-Mate-N-Lock-connectoren die de koelventilatoren van stroom voorzien. Pin-toewijzingen:
8. Testpunten
Elke testpuntgroep (M1 getoond als voorbeeld) omvat:
TP1_M1: DAC1-uitgang
TP2_M1: DAC2-uitgang
TP3_M1: DAC3-uitgang
TP4_M1: DAC4-uitgang
TP5N_M1/TP5P_M1: ADC1 differentiële ingang negatief/positief
TP6N_M1/TP6P_M1: ADC2 differentiële ingang negatief/positief
TP7_M1/TP8_M1: Analoog gemeenschappelijk
9. Uitgangsconnectoren signaalconditioner (J604/J614, Rev C+)
12-pins connectoren voor het aansluiten van analoge uitgangsisolatiemodules. Pin-toewijzingen:
Pins 1-4: Analoog gemeenschappelijk voor DAC1-4-signalen
Pins 5, 6: +24 V voeding naar signaalconditioners (max. belasting 0,2 A per pin)
Pins 7, 8: Gemeenschappelijke retour voor +24V-voeding
Pins 9-12: DAC1-4 Uitgangen naar signaalconditioners
V. Installatie- en configuratie-instructies
1. Montagelocatie
De IS200EBKPG1C-backplane is vooraf geïnstalleerd in het EX2100-besturingsrek, dat in de bekrachtigingsschakelkast is gemonteerd. Koelventilatoren bevinden zich aan de bovenkant van het rack. Het wordt aanbevolen dat klanten een compleet besturingsrek (inclusief backplane en ventilatoren) of alleen de EBKP-backplane zelf op voorraad hebben.
2. Installatie van de kaart
Besturingskaarten (bijv. DSPX, EISB, EMIO, etc.) worden in de DIN-connectoren op het bovenste deel van de backplane gestoken en met schroeven vastgezet. De DSPX- en EISB-kaarten zijn doorgaans met elkaar verbonden.
3. Kabelverbindingen
Alle connectoren op het onderste deel van de backplane zijn duidelijk gelabeld. Kabels moeten worden aangesloten volgens deze labels. Het wordt aanbevolen om kabels te labelen voordat u ze loskoppelt, om het opnieuw aansluiten te vereenvoudigen.
4. Testpunten gebruiken
De functie van de testpunten kan worden geconfigureerd met behulp van de Toolbox-software. Sleutelsignalen kunnen op de testpunten worden gemeten met behulp van een oscilloscoop of multimeter.
VI. Vervanging en onderhoud van borden
1. Voorbereiding vóór vervanging
Spanningsvrij maken en ontladen: De stroom naar het bekrachtigingssysteem moet worden uitgeschakeld voordat de kaart wordt vervangen. Volg de volledige procedures voor het uitschakelen van de energie, zoals beschreven in de Installatie- en opstartgids (GEH-6631) en houd u aan alle lokale Lock-out/Tag-out-praktijken. Geef de condensatoren de tijd om te ontladen.
ESD-voorzorgsmaatregelen: De EBKP-backplane kan statisch gevoelige componenten bevatten. ESD-hanteringsprocedures moeten worden gevolgd: bewaar borden in antistatische zakken en draag tijdens het hanteren een aardingsband.
2. Vervangingsprocedure
Controleer of de stroom is uitgeschakeld: Voordat u de deur van de bekrachtigingsschakelkast opent, test u de elektrische circuits om er zeker van te zijn dat de stroom is uitgeschakeld.
Kabels labelen: Controleer of alle kabels correct zijn gelabeld, zodat ze gemakkelijk opnieuw kunnen worden aangesloten.
Kabels loskoppelen:
Koppel alle kabels los van het onderste deel van de backplane.
Koppel de glasvezelkabels los van de EISB.
Koppel de Ethernet-kabel los van de ACLx.
Besturingskaarten verwijderen: Verwijder alle besturingskaarten uit het bovenste gedeelte van de backplane (merk op dat DSPX en EISB met elkaar zijn verbonden).
Rack verwijderen: Verwijder de rackmontageschroeven en trek het hele rack uit de kast.
Backplane vervangen:
Als er een compleet rack (met backplane en ventilatoren) aanwezig is, plaatst u het nieuwe rack rechtstreeks in de kast.
Als alleen de EBKP-backplane op voorraad is, verwijdert u eerst de oude backplane uit het rack, installeert u de nieuwe backplane en plaatst u vervolgens het rack in de kast.
Veilig rek: Plaats de montageschroeven terug en draai ze vast.
Installeer de besturingskaarten opnieuw: plaats alle besturingskaarten in de juiste sleuven en draai de montageschroeven vast.
Sluit de kabels opnieuw aan:
Sluit alle kabels opnieuw aan op de overeenkomstige connectoren op de onderste achterplaat, volgens de labels, en draai ze vast.
Sluit de Ethernet-kabel opnieuw aan op de ACLx.
Sluit de glasvezelkabels opnieuw aan op de EISB.
Sluit de stekkers van de ventilator opnieuw aan.
Deur sluiten: Sluit de deur van de bekrachtigingsschakelkast nadat de vervanging is voltooid.
