GE IS200EPCTG1A Exciter PT/CT-kaart

De IS200EPCTG1A is een exciter PT/CT-interfacekaart ontworpen door General Electric (GE) voor zijn EX2100™-bekrachtigingscontrolesysteem. Dit bord is de standaardversie binnen de EPCT-serie en wordt voornamelijk gebruikt om de signalen van de veldgenerator Potential Transformer (PT) en Current Transformer (CT) te isoleren en te conditioneren voordat deze naar het besturingssysteem worden verzonden, waardoor nauwkeurige generatorspanning en stroomfeedbacksignalen voor de spanningsregelaar worden geleverd.

De IS200EPCTG1A-kaart beschikt over twee sets ingangskanalen voor driefasige spanningstransformatoren en twee sets ingangskanalen voor stroomtransformatoren (die stroomniveaus van 1 A of 5 A ondersteunen). Uitgangssignalen van alle scheidingstransformatoren worden via kabels naar het EMIO-bord in het besturingsrek gestuurd. Bovendien biedt de kaart één niet-geïsoleerd analoog ingangskanaal, configureerbaar als ±10 V spanningsingang of 4-20 mA stroomingang, voor het aansluiten van andere veldsignalen.

Bij een Simplex-besturingssysteem worden via de J305-connector signalen naar de EMIO-kaart in de M1-controller gestuurd. In een redundant besturingssysteem worden signalen via drie connectoren J305, J308 en J315 naar de EMIO-kaarten in de M1-, M2- en C-controllers gedistribueerd, waardoor redundante metingen worden bereikt.

Het IS200EPCTG1A-bord ontwerpt betrouwbaarheid en veiligheid voor veldtoepassingen:

• Spanningsingangen zijn beveiligd met zekeringen, met kabellengtes tot 300 meter (#12 AWG-draad).

• De stroomingangen maken gebruik van niet-inplugbare klemmenblokken (TB2, TB3) om gevaarlijke hoge spanningen uit CT-open circuits te voorkomen.

• Isolatietransformatoren zorgen voor elektrische isolatie en garanderen de veiligheid aan de bedieningszijde.

• Testpunten bieden 12 spanningstestpunten (TP1-TP12) voor gemakkelijke inbedrijfstelling en probleemoplossing ter plaatse.

• Isolatieschakelaars maken veilige vervanging van de kaart mogelijk onder spanning.

De kaart bevat twee driefasige spanningsisolatietransformatoren (T1, T2), vier stroomisolatietransformatoren (T3-T6), één verwijderbaar spanningsingangsklemmenblok met 24 klemmen (TB1), twee niet-verwijderbare stroomingangsklemmenblokken met 4 klemmen (TB2, TB3), drie 25-pins Sub-D-uitgangsconnectoren (J305, J308, J315), één selectiejumper voor het analoge ingangstype (JP1) en 12 testpunten. Het bordontwerp voldoet aan industriële normen en is geschikt voor kritische meettoepassingen in bekrachtigingssystemen in energiecentrales.

---

II. Belangrijkste functies

De primaire functies van de IS200EPCTG1A omvatten, maar zijn niet beperkt tot, het volgende:

1. Meting van de generatorspanning

De IS200EPCTG1A-kaart ontvangt driefasige spanningssignalen van de potentiële transformatoren van de klant via het TB1-klemmenblok. De spanningsingangen zijn nominaal 115 V rms (50/60 Hz) en elke ingang is beveiligd met een zekering. Twee isolatietransformatoren op het bord zetten de ingangsspanningen om in signalen op laag niveau voor driefasige open delta-spanningsmetingen. Voor een 115 V rms-ingang is de secundaire uitgang 1,533 V rms. De gemeten signalen worden via connectoren J305, J308 en J315 naar het EMIO-bord gestuurd.

2. Generatorstroommeting

De IS200EPCTG1A-kaart ontvangt twee stroomsignalen van stroomtransformatoren via klemmenblokken TB2 (Fase A) en TB3 (Fase C). Elke CT biedt 0-1 Arm rms- en 0-5 Arm rms-wikkelingen, maar er is er slechts één aangesloten op de EPCT-kaart. De kabellengte kan maximaal 300 meter bedragen en de draaddikte kan oplopen tot #10 AWG. Stroomisolatietransformatoren isoleren de ingangsstroom en zetten deze om in laagspanningssignalen die via connectoren naar het EMIO-bord worden verzonden.

Belangrijk veiligheidsontwerp: Klemmenblokken TB2 en TB3 kunnen niet worden verwijderd om te voorkomen dat CT-circuits onder belasting per ongeluk worden geopend, waardoor gevaarlijke hoge spanningen zouden ontstaan.

3. Analoge ingang

De IS200EPCTG1A-kaart biedt één niet-geïsoleerd analoog ingangskanaal, configureerbaar via jumper JP1 voor twee typen:

• Ingangsspanning: ±10 V DC, nauwkeurigheid beter dan 1% van de volledige schaal.

• Stroomingang: 4-20 mA.

Dit ingangskanaal kan worden gebruikt voor andere veldsignalen zoals temperatuur, druk of positie. De kabellengte kan maximaal 300 meter bedragen, met een maximale tweewegkabelweerstand van 15 ohm. Het analoge ingangssignaal wordt gelijktijdig naar alle drie de controllers gedistribueerd via connectoren J305, J308 en J315.

4. Signaalisolatie en -distributie

Alle spannings- en stroommeetsignalen zijn elektrisch geïsoleerd via scheidingstransformatoren, waardoor de veiligheid aan de besturingszijde wordt gegarandeerd. De geïsoleerde signalen worden uitgevoerd via drie 25-pins Sub-D-connectoren (J305, J308, J315):

• J305: Wordt aangesloten op de EMIO-kaart in de M1-controller.

• J308: Wordt aangesloten op de EMIO-kaart in de M2-controller.

• J315: Wordt aangesloten op de EMIO-kaart in de C-controller.

In simplexsystemen wordt alleen J305 gebruikt. In redundante systemen worden alle drie de connectoren gebruikt, waardoor de meetsignalen redundant worden verdeeld.

5. Testpunten

De IS200EPCTG1A-kaart beschikt over 12 testpunten (TP1-TP12) rechts van de transformatoren voor inbedrijfstelling en probleemoplossing ter plaatse:

• TP1-TP4: PT1 secundaire spanningssignalen (AB, BC)

• TP5-TP8: PT2 secundaire spanningssignalen (AB, BC)

• TP9-TP10: CT Fase A secundaire stroomsignalen

• TP11-TP12: CT Fase C secundaire stroomsignalen

Deze testpunten kunnen worden gemeten met een oscilloscoop of multimeter, maar er moet op worden gelet dat ze niet via het meetapparaat worden geaard.

---

III. Systeemtoepassingen

1. Toepassing in het EX2100-bekrachtigingscontrolesysteem

De IS200EPCTG1A is een kritische interfacekaart voor het verkrijgen van generatorspannings- en stroomsignalen binnen het EX2100-bekrachtigingscontrolesysteem. De rollen binnen het systeem omvatten:

• Spanningsfeedback: Isoleert en conditioneert driefasige generatorspanningssignalen en stuurt deze naar het EMIO-bord voor de automatische spanningsregelaar (AVR) om spanningsregeling en reactieve vermogensregeling uit te voeren.

• Stroomfeedback: Isoleert stroomsignalen van de generator (meestal fase A en C) en stuurt deze naar het besturingssysteem voor veldstroombeperking, belastingbewaking en bescherming.

• Analoge ingang: Biedt een algemeen analoog ingangskanaal voor andere processignalen die verband houden met het bekrachtigingssysteem, zoals temperatuur, druk of positie.

• Redundante signaalverdeling: Verdeelt in redundante systemen gelijktijdig meetsignalen naar drie controllers (M1, M2, C), waardoor ononderbroken meetsignalen worden gegarandeerd, zelfs als één controller uitvalt.

2. Typische toepassingsscenario's

• Spannings- en stroommeting voor synchrone generatorbekrachtigingssystemen

• Feedback voor automatische spanningsregelaars (AVR) in stoomturbinegeneratoren

• Excitatiecontrole voor hydroturbinegeneratoren

• Excitatiesystemen voor gasturbines

• Excitatiecontrole voor industriële synchrone motoren

  
  

---

IV. Gedetailleerde interfacebeschrijving

1. TB1-klemmenblok (spanningsingangen)

TB1 is een verwijderbaar klemmenblok met 24 klemmen voor het aansluiten van twee sets driefasige spanningstransformatorsignalen en één analoge ingang. De terminaltoewijzingen zijn als volgt:

2. TB2- en TB3-klemmenblokken (huidige ingangen)

TB2 (Fase A) en TB3 (Fase C) zijn niet-verwijderbare 4-klemmenblokken om CT-open circuits te voorkomen:

Opmerking: Voor elke CT mag slechts één van de 1 A- of 5 A-wikkelingen op de EPCT-kaart worden aangesloten; de andere wikkeling wordt ongebruikt gelaten.

3. J305-, J308-, J315-connectoren

Drie 25-polige Sub-D-connectoren zenden meetsignalen naar het EMIO-bord. Pintoewijzingen voor J305 (aan M1) als voorbeeld:

4. Testpunten

Jumper JP1

Jumperpositiebeschrijving	5.
V	±10 V gelijkstroom-ingangsspanning
MA	4-20 mA stroomingang

---

V. Installatie en vervanging

1. Montagelocatie

De IS200EPCTG1A-kaart wordt gemonteerd in de EX2100-hulpkast van de exciter, vastgezet op een montageplaat met drie schroeven. De kaart moet zo worden geplaatst dat de bedrading en het onderhoud gemakkelijk toegankelijk zijn, waarbij ervoor wordt gezorgd dat de afstand tot PT's en CT's de gespecificeerde limieten niet overschrijdt.

2. Offline vervangingsprocedure (systeem spanningsloos)

Veiligheidswaarschuwingen:

• WAARSCHUWING: Om een ​​elektrische schok te voorkomen, schakelt u de stroom naar het bekrachtigingssysteem uit en volgt u de volledige procedures voor het uitschakelen van de spanning zoals beschreven in de gebruikershandleiding (GEH-6631). Houd u aan alle lokale Lock-out/Tag-out-praktijken.

• LET OP: Om schade aan componenten veroorzaakt door statische elektriciteit te voorkomen, dient u alle platen te behandelen met statisch gevoelige behandelingstechnieken. Draag een aardingspolsband en bewaar borden in antistatische zakken.

• SPECIALE WAARSCHUWING: Voordat u de CT-bedrading loskoppelt, MOETEN eerst de CT-isolatieschakelaars worden geopend. Als u dit niet doet, ontstaat er gevaarlijk hoge spanning als gevolg van een open CT-circuit.

Vervangingsstappen:

1. Controleer of de stroom is uitgeschakeld: Zorg ervoor dat het bekrachtigingssysteem volledig spanningsloos is. Test circuits voordat u de schakelkastdeur opent.

2. Open isolatieschakelaars: Open de PT- en CT-isolatieschakelaars. Test de PT- en CT-circuits om te bevestigen dat er geen spanning is.

3. Labelkabels: Controleer of alle kabels correct zijn gelabeld volgens de markeringen op het bord, zodat ze gemakkelijk opnieuw kunnen worden aangesloten.

4. Kabels loskoppelen:

• Draai de twee schroeven los waarmee TB1 is bevestigd en verwijder het TB1-klemmenblok (laat de externe bedrading aangesloten).

• Ontkoppel de bedrading van TB2 en TB3.

• Verwijder connectoren J305, J308 en J315.

5. Verwijder het oude bord: Verwijder de drie schroeven waarmee het EPCT-bord vastzit en verwijder het oude bord.

6. Nieuwe kaart inspecteren: Controleer of de JP1-jumperinstelling op de nieuwe kaart overeenkomt met die van de originele kaart.

7. Installeer een nieuw bord: Plaats het nieuwe bord in dezelfde positie als het verwijderde bord, lijn het uit met de montagegaten en zet het vast met de drie schroeven.

8. Sluit de kabels opnieuw aan:

• Installeer het TB1-aansluitblok opnieuw en draai de schroeven vast.

• Sluit de bedrading opnieuw aan op TB2 en TB3.

• Sluit connectoren J305, J308 en J315 opnieuw aan.

9. Herstel de stroom: Sluit de PT- en CT-isolatieschakelaars. Sluit de kastdeur, herstel de stroom naar het bekrachtigingssysteem volgens de procedures en test de werking.

3. Online vervangingsprocedure (systeem actief)

Een defecte EPCT-kaart kan worden vervangen terwijl het bekrachtigingssysteem in werking is, op voorwaarde dat het systeem in de handmatige regelaarmodus werkt.

Risicowaarschuwing: Tijdens online vervanging blijven controllers, voedingen en klemmenborden onder spanning en actief. Er moet uiterste voorzichtigheid in acht worden genomen om te voorkomen dat u andere onder spanning staande onderdelen aanraakt of kortsluiting veroorzaakt. De bekrachtiger MOET vóór het starten in de handmatige regelaarmodus worden gezet.

Vervangingsstappen:

1. Overschakelen naar handmatige modus: Schakel het bekrachtigingssysteem via het toetsenbord naar de handmatige regelaarmodus.

2. Open isolatieschakelaars: Open de deur van de schakelkast. Open de PT- en CT-isolatieschakelaars.

3. Controleer of de spanning is uitgeschakeld: Test de PT- en CT-circuits om te bevestigen dat er geen spanning is.

4. Kabels loskoppelen: Hetzelfde als de offline procedure.

5. Oude kaart verwijderen: Verwijder de twee schroeven waarmee de EPCT-kaart is bevestigd (let op: het document specificeert hier twee schroeven, die kunnen verschillen van de drie in de offline procedure; raadpleeg de daadwerkelijke locatieconfiguratie) en verwijder de oude kaart.

6. Nieuw bord installeren: Hetzelfde als de offline procedure.

7. Sluit de kabels opnieuw aan: Hetzelfde als de offlineprocedure.

8. Sluit isolatieschakelaars: Sluit de PT- en CT-isolatieschakelaars. Controleer of er ingangssignalen aanwezig zijn met behulp van de testpunten.

9. Terugkeren naar de automatische modus: Sluit de kastdeur. Schakel het bekrachtigingssysteem via het toetsenbord terug naar de automatische regelaarmodus.