De IS200TPROH1B is een noodbeveiligingsterminalbord, ontworpen door General Electric (GE) voor zijn gasturbinebesturingssystemen. Dit bord is een belangrijke hardwarerevisie binnen de TPRO-serie en wordt voornamelijk gebruikt om snelheidssignalen, temperatuursignalen, generatorspanning en busspanning aan het VPRO-processorbord te leveren als onderdeel van een onafhankelijk noodsysteem voor oversnelheid en synchronisatiebeveiliging.
Het IS200TPROH1B-bord werkt in combinatie met drievoudig redundante VPRO-kaarten om een beveiligingsmodule te vormen die onafhankelijk is van het hoofdturbinebesturingssysteem. Dit beveiligingssysteem bestuurt de trip-solenoïden via TREx (TREG, TREL of TRES) klemmenborden, waardoor een noodstopbeveiliging voor de turbine wordt geïmplementeerd. TPRO levert ingangssignalen aan alle drie de VPRO-borden, zodat de beveiligingsfuncties nog steeds normaal kunnen worden uitgevoerd, zelfs als één kanaal uitvalt.
De belangrijkste functies van het IS200TPROH1B-bord zijn onder meer:
Emergency Overspeed Protection: Levert snelheidssignalen aan de VPRO via magnetische snelheidssensoren, waardoor een noodoverspeed-beveiliging wordt geïmplementeerd, onafhankelijk van de hoofdcontroller.
Backup Sync Check Protection: Biedt back-upbescherming voor het sluiten van de synchronisatie via generatorspanning en busspanningsingangen.
Bescherming tegen oververhitting van uitlaatgassen: Bewaakt de uitlaatgastemperatuur van de gasturbine via thermokoppelingangen en biedt bescherming tegen oververhitting.
Analoge ingangen: Biedt drie analoge stroom-/spanningsingangskanalen voor het bewaken van andere procesparameters.
Het bord voldoet aan de eisen van industriële veldtoepassingen, met insteekbare klemmenblokken voor eenvoudige bedrading en onderhoud ter plaatse. Elk aansluitpunt is geschikt voor maximaal twee #12 AWG-draden met 300 volt isolatie. De afmetingen van het bord zijn 17,8 cm breed x 33,02 cm hoog, geschikt voor standaard schakelkastinstallatie.
II. Belangrijkste functies
De primaire functies van de IS200TPROH1B omvatten, maar zijn niet beperkt tot, het volgende:
1. Snelheidssignaalinvoer en bescherming tegen te hoge snelheid
Het IS200TPROH1B-bord levert snelheidssignalen aan de VPRO voor bescherming tegen noodoversnelheid (EOS). Snelheidsdetectie maakt gebruik van passieve magnetische snelheidssensoren, met de volgende specifieke configuratie:
Er kunnen in totaal 9 passieve magnetische snelheidspickups worden aangesloten.
Elk VPRO-bord bewaakt 3 snelheidspickups.
De uitgangssignalen van de sondes worden verzonden via afgeschermde twisted pair-kabels, met een maximale afstand van 300 meter (984 voet).
Pulsfrequentiebereik: 2 Hz tot 20 kHz.
Gevoeligheid ingangscircuit: minimaal 27 mV piek bij 2 Hz, minimaal 450 mV piek bij 14 kHz.
2. Bescherming voor back-upsynchronisatiecontrole
IS200TPROH1B biedt back-upsynchronisatiecontrole-ingangen voor de beveiligingsmodule, waaronder:
Generatorspanning en busspanning, afkomstig van twee eenfasige potentiaaltransformatoren (PT's).
Nominale ingangsspanning: 115 V rms.
Toegestaan spanningsbereik voor synchronisatie: 75 tot 130 V rms.
Spanningsnauwkeurigheid: 0,5% van de nominale spanning.
Frequentienauwkeurigheid: 0,05%.
Faseverschilmeting: Beter dan 1 graad.
Belasting per ingang: Minder dan 3 VA.
Isolatieklasse: 1.500 V rms isolatiebarrière.
Maximale kabellengte: 100 meter (18 AWG afgeschermd getwist paar).
Elke PT-ingang is intern parallel via TPRO verbonden met de drie VPRO-borden. De drievoudig redundante faseslipvensters resulteren in een gestemde logische uitgang op het TREG-klemmenbord, dat het K25A-relais aanstuurt. De contacten van dit relais zijn in serie verbonden met het synchronisatierelais (K25P) en het automatische synchronisatierelais (K25) om ervoor te zorgen dat er geen vals commando wordt gegeven om de generatoronderbreker te sluiten. Op dezelfde manier zijn de contacten van het K25A-contact in serie verbonden met contacten van externe, handmatige synchronisatieapparatuur om te voorkomen dat er valse opdrachten worden gegeven.
3. Thermokoppelingangen
IS200TPROH1B biedt 9 thermokoppelingangskanalen, voornamelijk gebruikt voor bescherming tegen oververhitting van uitlaatgassen van gasturbines. Elk VPRO-bord bewaakt 3 thermokoppelingangen. De thermokoppelspecificaties zijn dezelfde als voor het VTCC-bord.
4. Analoge ingangen
IS200TPROH1B biedt drie analoge ingangskanalen, waarbij de VPRO 28 V gelijkstroom levert voor de analoge ingangszenders:
Kanaal 1: Configureerbaar via jumpers JP1A en JP1B voor 4-20 mA stroomingang of spanningsingang (±5 V dc of ±10 V dc).
Kanaal 2: 4-20 mA stroomingang.
Kanaal 3: 4-20 mA stroomingang.
De analoge ingangsspecificaties zijn dezelfde als voor de VAIC-kaart.
5. Signaalverdeling
Alle ingangssignalen (snelheid, spanning, thermokoppel, analoog) worden via TPRO parallel verbonden met de drie VPRO-borden, waardoor een drievoudige redundantie wordt bereikt. Dit ontwerp zorgt ervoor dat beveiligingsfuncties nog steeds normaal kunnen worden uitgevoerd, zelfs als één VPRO-bord uitvalt.
III. Systeemtoepassingen
1. Toepassing in gasturbinebeschermingssysteem
De IS200TPROH1B is het belangrijkste ingangsklemmenbord van het onafhankelijke noodbeveiligingssysteem voor gasturbines. Het werkt met drievoudig redundante VPRO-processorkaarten en vormt een beveiligingsmodule die onafhankelijk is van het hoofdturbinebesturingssysteem. Dit systeem bestuurt de trip-solenoïden via TREx- en TRPx-klemmenborden om nooduitschakelingsbeveiliging te implementeren.
2. Afstemming met VPRO en TREx
In het beveiligingssysteem coördineren de borden als volgt:
IS200TPROH1B: Verwerft snelheids-, spannings-, thermokoppel- en analoge ingangssignalen en distribueert deze parallel naar de drie VPRO-borden.
VPRO: Verwerkt ingangssignalen, voert nood-oversnelheidsbeveiliging en noodstopfuncties uit en bestuurt de 12 relais op TREG.
TREG: Levert de positieve kant van 125 V gelijkstroom aan de uitschakelsolenoïden en werkt samen met TRPx om de elektromagneten te besturen.
TRPx (TRPG/TRPL/TRPS): Levert de negatieve kant van 125 V DC aan de uitschakelmagneten.
Trip-solenoïden: Er kunnen maximaal 3 worden aangesloten, onafhankelijk geactiveerd door de VPRO via TREG of door de hoofdcontroller via TRPx.
3. Relatie met hoofdcontroller
De noodbeschermingsmodule met IS200TPROH1B is volledig onafhankelijk van het hoofdturbinebesturingssysteem (VTUR). Zowel VTUR als VPRO detecteren een te hoge snelheid van de turbine, en beide systemen kunnen de turbine onafhankelijk uitschakelen met behulp van relais op TRPG of TREG. Dit redundante ontwerp zorgt ervoor dat zelfs als het hoofdbesturingssysteem uitvalt, het noodbeveiligingssysteem nog steeds correct kan functioneren.
4. Bescherming voor back-upsynchronisatiecontrole
De door de IS200TPROH1B geleverde generatorspannings- en busspanningsingangen worden gebruikt voor back-upsynchronisatiecontrolebeveiliging. De drievoudig redundante faseslipvensters resulteren in een gestemde logische uitgang op TREG, die het K25A-relais aanstuurt. De contacten van dit relais zijn in serie geschakeld met K25P en K25 om ervoor te zorgen dat er geen valse sluitcommando's worden gegeven. Op dezelfde manier zijn de contacten van de K25A ook in serie verbonden met contacten van handmatige synchronisatieapparatuur op afstand om onjuiste bediening te voorkomen.
5. Bescherming tegen oververhitting van de uitlaat
Voor gasturbinetoepassingen worden de 9 thermokoppelingangen op de IS200TPROH1B voornamelijk gebruikt voor bescherming tegen oververhitting van de uitlaatgassen. Elke VPRO bewaakt 3 thermokoppels, waardoor een drievoudig redundante temperatuurbewaking wordt gerealiseerd. Wanneer de uitlaattemperatuur de ingestelde drempel overschrijdt, kan het beveiligingssysteem een nooduitschakeling activeren.
6. Typische toepassingsscenario's
Noodbescherming tegen oversnelheid voor gasturbines
Bescherming tegen oververhitting van uitlaatgassen voor gasturbines
Beveiliging voor back-upsynchronisatiecontrole voor generatoren
Veiligheidsuitschakelsystemen onafhankelijk van de hoofdcontroller
Industriële turbomachines die drievoudig redundante bescherming vereisen
IV. Gedetailleerde interfacebeschrijving
1. Toewijzing van klemmenblokken
De IS200TPROH1B-kaart beschikt over twee inplugbare klemmenblokken:
Eerste aansluitblok: Verbindt generatorpotentiaaltransformatoren, buspotentiaaltransformatoren, analoge ingangen en thermokoppels.
Tweede aansluitblok: verbindt magnetische snelheidspickups.
Elk aansluitpunt is geschikt voor maximaal twee #12 AWG-draden met 300 volt isolatie. De klemmenblokken kunnen worden losgekoppeld voor eenvoudige bedrading en onderhoud ter plaatse.
2. Signaalverbindingen
Het bord wordt via twee kabels op elk VPRO-bord aangesloten. Raadpleeg het bedradingsschema in het document voor specifieke aansluitmethoden.
3. Jumperconfiguratie
| Jumper |
Functie |
Instelling Beschrijving |
| JP1A |
Typeselectie analoog kanaal 1 |
Werkt met JP1B om 4-20 mA of spanningsingang te selecteren |
| JP1B |
Typeselectie analoog kanaal 1 |
Werkt met JP1A om 4-20 mA of spanningsingang te selecteren |
4. ID-chip
De connectoren op IS200TPROH1B zijn voorzien van een alleen-lezen ID-chip die de volgende informatie opslaat:
Serienummer van het bord
Bordtype (TPROH1B)
Revisienummer
Stekker locatie
VPRO-besturen lezen deze informatie tijdens het opstarten en vergelijken deze met de verwachte waarden. Als er een mismatch wordt aangetroffen, wordt er een hardware-incompatibiliteitsfout gegenereerd, waardoor systeemproblemen worden voorkomen die worden veroorzaakt door een onjuiste configuratie.
V. Diagnostiek en configuratie
1. Diagnostische functies
VPRO-borden voeren de volgende diagnostiek uit op TPRO, de kabels en ingangssignalen:
| Diagnostische |
itembeschrijving |
| Controle van analoge ingangslimiet |
Voert hoge/lage limietcontroles uit op analoge ingangssignalen; het overschrijden van de limieten veroorzaakt een fout |
| Samengesteld diagnostisch alarm |
Wanneer een signaal niet goed functioneert, wordt er een L3DIAG_VPROR (of S/T)-alarm gegenereerd |
| Foutvergrendeling en reset |
Diagnostische signalen kunnen individueel worden vergrendeld en gereset met RESET_DIA nadat ze weer normaal zijn |
| ID-chipverificatie |
Controleert de match van de connector-ID en voorkomt hardware-incompatibiliteit |
2. Configuratiemethode
Afgezien van de selectiejumpers van het analoge kanaal 1-type, heeft de TPROH1B-kaart geen andere configureerbare hardware. Alle overige configuraties (zoals grensinstellingen, alarmdrempels etc.) verlopen via VPRO-software.
VI. Installatie en onderhoud
1. Montagelocatie
De IS200TPROH1B-kaart wordt doorgaans gemonteerd in de onafhankelijke beveiligingsmodule in de schakelkast van de gasturbine. Let tijdens de installatie op:
Zorg ervoor dat het bord stevig is gemonteerd om trillingseffecten te voorkomen.
Klemmenblokken moeten volledig op hun plaats zitten en de schroeven moeten zijn vastgedraaid.
Kabels moeten correct worden gelabeld om verkeerde aansluitingen te voorkomen.
Afschermingen moeten goed geaard zijn.
2. Onderhoudsaanbevelingen
Periodieke inspectie: Controleer of de aansluitblokken goed zijn aangesloten en of de draden niet los zitten.
Reiniging: Maak het bord regelmatig schoon om stofophoping te voorkomen.
ESD-bescherming: Draag een aardingsband wanneer u het bord hanteert en bewaar het in antistatische zakken.
Beheer van reserveonderdelen: Zorg voor een reserve IS200TPROH1B-kaart om de uitvaltijd in geval van een storing te verminderen.
