Płytka sprzężenia zwrotnego DC wzbudnicy GE IS200EDCFG1B

IS200EDCFG1B to płytka sprzężenia zwrotnego prądu stałego wzbudnicy zaprojektowana przez General Electric (GE) dla systemu kontroli wzbudzenia EX2100™. Ta płyta jest ważną rewizją sprzętu w serii EDCF. W porównaniu do wcześniejszej wersji G1A, wersja G1B charakteryzuje się zwiększonym zakresem pomiaru napięcia, obsługując wyższe poziomy napięcia PPT i dostosowując się do szerszego zakresu zastosowań w systemach wzbudzenia.

Płytka IS200EDCFG1B służy przede wszystkim do pomiaru napięcia i prądu pola na mostku SCR oraz do przesyłania tych sygnałów szybkim łączem światłowodowym do płytki EISB w panelu sterowania. Komunikacja światłowodowa zapewnia zarówno izolację napięcia pomiędzy obiema płytkami, jak i wysoką odporność na zakłócenia elektryczne, zapewniając dokładność i niezawodność sygnałów pomiarowych.

Podstawową funkcją płytki jest konwersja wysokonapięciowych i wysokoprądowych sygnałów ze strony zasilania na sygnały niskiego poziomu, które mogą być wykorzystane przez stronę sterującą poprzez izolację i konwersję. Odbiera sygnały napięciowe i prądowe z mostka SCR, wzmacnia je różnicowo, podaje je do oscylatora sterowanego napięciem (VCO) w celu przekształcenia ich na sygnały częstotliwościowe, a następnie wysyła je za pośrednictwem nadajników światłowodowych do płytki EISB w celu regulacji wzbudzenia i zabezpieczenia przez system sterowania.

Płytka IS200EDCFG1B zapewnia elastyczność dla różnych scenariuszy zastosowań:

• Pomiar napięcia: Zawiera siedem zworek wyboru zakresu napięcia, umożliwiających dostosowanie różnych poziomów napięcia PPT od 140 V do 1300 V. Późniejsze wersje, w tym G1B, obsługują napięcia PPT do 1400 V rms.

• Pomiar prądu: Mierzy prąd pola za pomocą bocznika prądu stałego, przy maksymalnym sygnale wejściowym 500 mV.

• Komunikacja światłowodowa: Obsługuje dwa typy światłowodów, umożliwiając wybór na podstawie odległości transmisji: światłowód z tworzywa sztucznego (POF) do 10 m lub włókno z twardą krzemionką (HCS) do 90 m. Minimalny promień gięcia wynosi 1,5 cala.

Na płytce znajduje się jedna zielona dioda LED (PSOK) sygnalizująca stan zasilania. Płytka jest zasilana z zewnętrznego źródła prądu stałego ±24 V, a wewnętrzne regulatory generują napięcie +15 V prądu stałego, -15 V prądu stałego i +5 V prądu stałego dla różnych obwodów.

Płyta EDCFG1B zawiera następujące główne interfejsy i komponenty:

• Złącze J16: wejście zasilania +24 V prądu stałego

• Złącze P1: Wejście sygnału bocznika prądu polowego

• Złącze stacjonarne E1: wejście napięcia pola (mostek SCR ujemny)

• Złącze światłowodowe CF OF: wyjście impulsowe sprzężenia zwrotnego prądu pola

• Złącze światłowodowe VF: wyjście impulsowe sprzężenia zwrotnego napięcia pola

• JP1-JP6, JP9-JP10: Zworki wyboru zakresu napięcia (JP10 odpowiada 1300V, wersja G1B obsługuje 1400V)

• JP7, JP8: Zworki wyboru typu światłowodu

• Dioda PSOK: Zielony wskaźnik stanu zasilania

  
  

---

II. Główne funkcje

Podstawowe funkcje IS200EDCFG1B obejmują między innymi:

1. Pomiar napięcia polowego

Płytka IS200EDCFG1B mierzy napięcie pomiędzy ujemnym zaciskiem mostka SCR a dodatnim zaciskiem bocznika prądowego. Wybierając różne kombinacje rezystorów za pomocą zworek, napięcie mostka można skalować w dół, aby dopasować je do różnych poziomów napięcia PPT. Skalowany sygnał jest wprowadzany do wzmacniacza różnicowego. Napięcie wyjściowe wzmacniacza (od -5 V do +5 V) steruje oscylatorem sterowanym napięciem (VCO), generującym sygnał częstotliwości proporcjonalny do napięcia, który jest przesyłany do EISB za pomocą światłowodu.

W porównaniu do wersji G1A, wersja G1B charakteryzuje się zwiększonym zakresem pomiaru napięcia, obsługując napięcia PPT do 1400 V rms, dzięki czemu nadaje się do zastosowań w systemach wzbudzenia o wyższym napięciu.

2. Pomiar prądu polowego

Prąd pola jest mierzony przez bocznik prądu stałego na mostku SCR, generując na boczniku sygnał niskiego poziomu o maksymalnej wartości 500 mV. Sygnał ten jest wprowadzany do wzmacniacza różnicowego. Napięcie wyjściowe wzmacniacza (od -5 V do +5 V) steruje VCO, generując sygnał częstotliwości proporcjonalny do prądu, który jest przesyłany do EISB za pomocą światłowodu.

3. Komunikacja światłowodowa

Płytka wykorzystuje dwa złącza światłowodowe (CF OF i VF OF) do przesyłania odpowiednio impulsów prądu i napięcia. Komunikacja światłowodowa ma następujące zalety:

• Izolacja wysokiego napięcia: Całkowita izolacja elektryczna pomiędzy stroną zasilania a stroną sterowania, zapewniająca bezpieczeństwo personelu.

• Odporność na zakłócenia: Światłowody są odporne na zakłócenia elektromagnetyczne, zapewniając wysoką jakość transmisji sygnału.

• Transmisja na duże odległości: Odległości transmisji do 10 m lub 90 m w zależności od wybranego typu światłowodu.

4. Zasilanie

Płyta IS200EDCFG1B jest zasilana z zewnętrznego źródła prądu stałego ±24 V, wprowadzanego przez złącze J16. Trzy pokładowe regulatory napięcia generują:

• +15 V DC: Zasila obwody analogowe.

• -15 V DC: Zasila obwody analogowe.

• +5 V DC: Zasila obwody cyfrowe.

Zielona dioda LED PSOK zasilana jest z wyjść ±15 V i świeci się gdy zasilacz pracuje normalnie.

5. Elastyczna konfiguracja

Na płycie znajduje się wiele zworek umożliwiających konfigurację w oparciu o warunki specyficzne dla obiektu:

• Wybór zakresu napięcia: Zworki JP1-JP6 i JP9-JP10 wybierają poziom napięcia PPT. W danym momencie można założyć tylko jedną zworkę. W wersji G1B JP10 odpowiada ustawieniu 1300 V, ale płyta faktycznie obsługuje napięcia PPT do 1400 V rms.

• Wybór typu światłowodu: JP7 (sprzężenie zwrotne prądowe) i JP8 (sprzężenie zwrotne napięciowe) są ustawiane niezależnie, aby wybrać włókno optyczne z tworzywa sztucznego (POF) lub włókno z twardą krzemionką (HCS).

  
  

---

III. Aplikacje systemowe

1. Zastosowanie w systemie kontroli wzbudzenia EX2100

IS200EDCFG1B to płytka sprzężenia zwrotnego o krytycznym znaczeniu do pomiaru napięcia i prądu pola w systemie kontroli wzbudzenia EX2100. Jego role w systemie obejmują:

• Sprzężenie zwrotne napięcia pola: Mierzy napięcie wyjściowe pola z mostka SCR i przesyła sygnał napięcia za pomocą światłowodu do płytki EISB w celu sterowania napięciem w pętli zamkniętej przez automatyczny regulator napięcia (AVR).

• Sprzężenie zwrotne prądu polowego: Mierzy wyjściowy prąd pola z mostka SCR i przesyła sygnał prądowy za pomocą światłowodu do płytki EISB w celu ograniczenia, zabezpieczenia i monitorowania prądu pola.

• Izolacja elektryczna: Zapewnia pełną izolację elektryczną pomiędzy stroną zasilającą a stroną sterującą za pośrednictwem komunikacji światłowodowej, zapewniając bezpieczeństwo obwodów sterujących niskiego napięcia.

• Kondycjonowanie sygnału: Konwertuje sygnały wysokonapięciowe i wysokoprądowe na sygnały niskiego poziomu, odpowiednie do przetwarzania obwodu sterującego, z linearyzacją.

2. Różnice w stosunku do wersji G1A

W porównaniu do wcześniejszej wersji G1A, główne ulepszenia w wersji IS200EDCFG1B to:

• Obsługa wyższych napięć: Wersja G1B i nowsze obsługują napięcia PPT do 1400 V rms, podczas gdy wersja G1A jest przystosowana do napięcia 1300 V. Dzięki temu G1B można stosować w systemach wzbudzenia o wyższym napięciu.

• Szersze scenariusze zastosowań: Wraz ze wzrostem wydajności agregatów prądotwórczych poziomy napięcia wzbudzenia nadal rosną. Wersja G1B spełnia wymagania tych nowych zastosowań.

3. Konfiguracja nadmiarowa

W systemach wymagających dużej niezawodności można zainstalować trzy karty IS200EDCFG1B w celu zapewnienia redundancji. Układ wzbudzenia może nadal działać nawet w przypadku awarii jednej płyty. Należy jednak pamiętać, że ze względu na wysokie napięcia wymiana uszkodzonej płyty online nie jest możliwa, nawet w konfiguracji nadmiarowej. Przed wymianą należy wyłączyć zasilanie systemu.

4. Typowe scenariusze zastosowań

• Sprzężenie zwrotne napięcia i prądu dla dużych układów wzbudzenia generatorów synchronicznych

• Stabilizatory napięcia dla generatorów turbin parowych wysokiego napięcia

• Jednostki napędowe do wzbudzenia generatorów turbin wodnych

• Układy wzbudzenia turbin gazowych

• Modernizacje i modernizacje przemysłowych systemów wzbudzenia

  
  

---

IV. Szczegółowy opis interfejsu

1. Złącze zasilania J16

J16 to 2-pinowe złącze do zewnętrznego wejścia zasilania ±24 V DC:

2. Złącze wejścia prądu P1

P1 to 4-pinowe złącze (wykorzystane 2 piny) do podłączenia bocznika prądu polowego:

3. Złącze wejściowe napięcia E1

E1 to złącze zatrzaskowe dla wejścia napięcia polowego:

4. Złącza światłowodowe

5.

diody LED wskaźnika zasilania	koloru	Opis
PSOK	Zielony	Zasilany wyjściami ±15 V DC, świeci przy normalnej pracy zasilacza

---

V. Konfiguracja zworek

Na płytce IS200EDCFG1B znajduje się 10 zworek służących do konfiguracji zakresu napięcia i typu światłowodu.

1. Zworki wyboru zakresu napięcia (JP1-JP6, JP9-JP10)

Zworki te wybierają poziom napięcia PPT mostka SCR. W danym momencie można założyć tylko jedną zworkę. Wybierz odpowiednią zworkę w oparciu o rzeczywiste napięcie systemu:

Ważny:

• Jednocześnie można założyć tylko jedną zworkę zakresu napięcia. Założenie kilku zworek jednocześnie spowoduje błędy pomiaru.

• Płyty w wersji G1B i nowsze obsługują napięcia PPT do 1400 V rms, ale ustawienie zworek nadal wykorzystuje JP10 odpowiadający pozycji 1300 V. Oznacza to, że nawet jeśli napięcie wejściowe osiągnie 1400 V, ustawienie zworki nadal powinno znajdować się w pozycji JP10.

2. Zworki wyboru typu światłowodu (JP7, JP8)

Te dwie zworki wybierają typ światłowodu odpowiednio dla sprzężenia zwrotnego prądowego i napięciowego i można je ustawić niezależnie:

Uwaga: Minimalny promień zgięcia tych kabli wynosi 1,5 cala. Podczas montażu należy unikać nadmiernego zginania.

---

VI. Instalacja i wymiana

1. Miejsce montażu

Płytka IS200EDCFG1B montowana jest wewnątrz szafki pomocniczej układu wzbudzenia EX2100, mocowana w prowadnicach górnych i dolnych. Podczas instalacji należy zwrócić uwagę na:

• Upewnij się, że płytka jest włożona we właściwej orientacji.

• Trzpienie blokujące muszą być całkowicie zatrzaśnięte, aby zapobiec poluzowaniu się płyty.

• Kable światłowodowe powinny unikać nadmiernego zginania, zachowując minimalny promień zgięcia.

2. Procedura wymiany

Ważne ostrzeżenia dotyczące bezpieczeństwa:

• Płyta EDCF wymaga wysokiego napięcia i NIE obsługuje wymiany online. Nawet w systemach redundantnych przed wymianą należy wyłączyć zasilanie układu wzbudzenia.

• Przed wymianą płytki należy wykonać wszystkie procedury odłączania zasilania opisane w Instrukcji instalacji i uruchomienia (GEH-6631). Przestrzegaj wszystkich lokalnych praktyk blokowania/oznaczania. Należy poczekać, aż kondensatory się rozładują.

• Użyj sprzętu do testów bezpieczeństwa przeznaczonego do pracy pod wysokim napięciem, aby przed dotknięciem sprawdzić, czy w obwodach nie ma napięcia.

• Podczas obchodzenia się z płytą należy przestrzegać środków ostrożności związanych z wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD). Załóż pasek uziemiający i przechowuj płytkę w workach antystatycznych.

Kroki wymiany:

1. Sprawdź wyłączenie zasilania: Upewnij się, że panel zawierający kartę EDCF jest całkowicie odłączony od zasilania.

2. Otwórz drzwi szafki: Otwórz dodatkowe drzwi szafki. Używając sprzętu testowego wysokiego napięcia, sprawdź, czy obwody nie są pod napięciem.

3. Oznacz kable: Sprawdź, czy wszystkie kable są prawidłowo oznaczone zgodnie z oznaczeniami na płycie, aby ułatwić ponowne podłączenie.

4. Odłącz kable:

• Chwyć każdą stronę złącza zatrzaskowego łączącego się z zaciskiem E1 na płycie i delikatnie go pociągnij.

• Odłącz złącza P1 i J16.

• Odłączyć złącza światłowodowe CF OF i VF OF.

5. Odblokuj płytkę: Odblokuj kołki blokujące przytrzymujące płytkę EDCF w górnej i dolnej prowadnicy.

6. Usuń starą tablicę: Wysuń starą tablicę ze slajdów i wyjmij ją.

7. Sprawdź nową płytkę: Sprawdź, czy zworki od JP1 do JP10 na nowej płycie EDCF znajdują się w tych samych pozycjach, co na oryginalnej płycie.

8. Zainstaluj nową tablicę: Ustaw nową płytkę w tym samym kierunku, wsuń ją w prowadnice, wciśnij całkowicie i zablokuj kołki blokujące.

9. Podłącz ponownie kable: Podłącz ponownie wszystkie kable i złącza światłowodowe zgodnie z oznaczeniami, upewniając się, że są prawidłowo osadzone.

10. Przywróć zasilanie: Zamknij drzwi szafki pomocniczej, przywróć zasilanie układu wzbudzenia zgodnie z procedurami i przetestuj działanie.