O UNS 2882a-P, conhecido como Extended Gate Controller (EGC), é um componente crítico do sistema de excitação ABB UNITROL® 5000. Serve principalmente como um controlador redundante, projetado para manter a funcionalidade básica do sistema em caso de falha nas placas de controle principais. O EGC é essencial em sistemas de canal duplo (por exemplo, série D5x) e também é amplamente utilizado em configurações de canal duplo automático com um controlador de backup (por exemplo, série Q5x).
O EGC possui uma função completa de regulação de corrente de campo e uma unidade de controle de portão independente. Sua filosofia de projeto garante que o sistema possa manter as funções mais críticas de proteção e controle, mesmo se dispositivos primários como COB ou MUB falharem, aumentando significativamente a confiabilidade e a tolerância a falhas de todo o sistema de excitação.
2. Principais recursos e funções
1. Função de controlador redundante
O EGC incorpora um regulador de corrente de campo totalmente funcional para modo de controle manual, capaz de assumir o controle do sistema se o controlador principal falhar. Este regulador possui geração independente de ponto de ajuste, aquisição de feedback e recursos de saída de pulso, garantindo a operação estável do sistema durante emergências.
2. Unidade de controle de portão independente
Ao contrário da unidade de controle de portão no COB, o EGC suporta uma faixa de frequência mais ampla, adequada para vários sistemas de energia, como 16⅔ Hz, 50 Hz e 60 Hz. Esta flexibilidade permite que o sistema UNITROL 5000 seja aplicado no fornecimento de energia ferroviária e em outras aplicações especializadas de frequência industrial.
3. Funções de proteção e monitoramento
O EGC integra múltiplas funções de proteção, incluindo:
Proteção contra sobrecorrente de tempo inverso, compatível com ANSI 51.
Proteção instantânea contra sobrecorrente, compatível com ANSI 50.
Detecção e limitação de curto-circuito DC.
Medição de frequência.
Geração de cadeia de pulso de disparo de alta frequência.
Estas funções garantem que o sistema possa responder rapidamente a falhas críticas, mesmo no modo de backup.
4. Fonte de alimentação independente
O EGC é alimentado por uma fonte independente de 24 VCC, separada dos sistemas de energia COB ou MUB. Isto aumenta ainda mais a sua capacidade de sobrevivência e independência operacional durante uma falha do sistema principal.
3. Princípio de funcionamento e integração de sistemas
1. Arquitetura do Sistema de Controle
Como backup do COB, o EGC apresenta design independente de hardware e software. Ele se conecta a dispositivos como COB e MUB por meio de cabos planos, recebendo sinais de status do sistema principal. Ele pode alternar automática ou manualmente para o modo de backup ao detectar uma falha no sistema principal.
2. Princípio de funcionamento do regulador
No modo de backup, o regulador de corrente do EGC emprega uma estrutura de controle Proporcional-Integral (PI). Seu ganho proporcional (KCR) e constante de tempo (TCR) podem ser ajustados em várias etapas por meio de switches de hardware. Os usuários podem selecionar parâmetros apropriados com base nas características reais do sistema (por exemplo, constante de tempo do enrolamento de campo, características de carga) para garantir um desempenho de regulação ideal.
3. Geração de pulso de disparo
O gerador interno de pulsos de alta frequência do EGC produz uma cadeia de pulsos de disparo de 62 kHz. Esses pulsos são isolados opticamente e enviados ao GDI para amplificação de potência, acionando finalmente a ponte de tiristores. Sua ampla faixa de controle de fase de pulso suporta os modos de operação retificador e inversor, tornando-o adequado para sistemas operacionais de quatro quadrantes.
4. Lógica e Ação de Proteção
As funções de proteção do EGC são completamente independentes do COB. Sua proteção contra sobrecorrente é dividida em duas etapas:
Proteção de Sobrecorrente de Partida: Identifica condições de sobrecorrente durante o processo de partida.
Proteção contra sobrecorrente em execução: Identifica eventos repentinos de sobrecorrente durante a operação normal.
As ações de proteção podem ser configuradas para alarme ou desarme e apresentam atrasos ajustáveis para evitar mau funcionamento.
4. Configuração e configurações do dispositivo
1. Chaves de configuração de hardware
A configuração primária do EGC é realizada através de uma chave DIL S450 de 8 posições:
| de posição |
Parâmetro |
Estado desligado |
Estado ligado |
| 1 |
Frequência nominal |
50/60Hz |
16 Hz |
| 2 |
Tipo de interruptor |
Interruptor CA |
Interruptor CC |
| 3 |
Controle de interruptor |
FCB não abre |
Para comando OFF |
| 4 |
Conversor Duplo |
NÃO |
SIM |
| 5 |
Chave do sistema D5<>A5 |
Sistema D5 |
Sistema A5 |
| 6 |
Interruptor de faixa KCR |
Faixa 1 (0,1~7,5) |
Faixa 2 (0,1~17,8) |
| 7 |
Interruptor de faixa TCR |
Faixa 1 (10~80 ms) |
Faixa 2 (0,1~0,38s) |
| 8 |
t(I>) Interruptor de faixa |
Faixa 1 (8~15s) |
Faixa 2 (16~90s) |
2. Configurações dos parâmetros de proteção
O EGC fornece diversas chaves rotativas hexadecimais para definir parâmetros de proteção:
Ponto de ajuste de sobrecorrente de inicialização: 1,05 ~ 1,8 x valor nominal.
Ponto de ajuste de sobrecorrente instantânea: 1,8 ~ 4,8 x valor nominal.
Atraso de tempo inverso: selecionável entre dois intervalos de tempo.
Ganho do Regulador de Corrente (KCR): Ajustável em escala logarítmica.
Constante de tempo do regulador de corrente (TCR): Suporta modo P puro ou modo PI.
Setpoint inicial (Ref. init): Ajustável de 20% a 65%.
Limites de ângulo do retificador e do inversor: αmax 125°~170°, αmin 10°~55°.
3. Fusível e fonte de alimentação
O EGC está equipado com um fusível F600 de ação lenta 2A integrado para proteger seu circuito de alimentação interno.
5. Cenários de aplicação e vantagens do sistema
1. Adequado para aplicações de alta confiabilidade
Ideal para cenários com requisitos de confiabilidade extremamente elevados, como sistemas de excitação principais em usinas de energia, grandes acionamentos de motores síncronos e fonte de alimentação de tração ferroviária.
2. Suporta múltiplas arquiteturas de sistema
Sistemas D5x de canal duplo: O EGC atua como controlador de backup para o segundo canal.
Sistemas Q5x Dual Auto-Channel + Controlador de Backup: O EGC serve como a terceira camada de proteção.
Sistema de canal único + backup EGC: Fornece uma solução de backup econômica e altamente confiável.
3. Adaptabilidade de frequência flexível
Suporta várias frequências de sistema de energia, como 16⅔ Hz, 50 Hz e 60 Hz, tornando-o adequado para diferentes padrões de energia em todo o mundo.
