Placa de feedback dc do excitador GE IS200EDCFG1A

A IS200EDCFG1A é uma placa de feedback DC do excitador projetada pela General Electric (GE) para seu sistema de controle de excitação EX2100™. Esta placa é usada principalmente para medir a tensão e a corrente de campo na ponte SCR e transmitir esses sinais através de um link de fibra óptica de alta velocidade para a placa EISB no painel de controle. A comunicação por fibra óptica fornece isolamento de tensão entre as duas placas e alta imunidade a ruídos elétricos.

A função principal da placa IS200EDCFG1A é converter sinais de alta tensão e alta corrente do lado de alimentação em sinais de baixo nível utilizáveis ​​pelo lado de controle por meio de isolamento e conversão. Ele recebe sinais de tensão e corrente da ponte SCR, amplifica-os diferencialmente, alimenta-os em um oscilador controlado por tensão (VCO) para convertê-los em sinais de frequência e, em seguida, envia-os através de transmissores de fibra óptica para a placa EISB para regulação de excitação e proteção pelo sistema de controle.

A placa projeta flexibilidade para diferentes cenários de aplicação:

• Medição de tensão: Fornece sete jumpers de seleção de faixa de tensão para acomodar diferentes níveis de tensão PPT de 140 V a 1300 V (versões posteriores suportam 1400 V).

• Medição de Corrente: Mede a corrente de campo através de um shunt CC, com um sinal de entrada máximo de 500 mV.

• Comunicação de Fibra Óptica: Suporta dois tipos de fibra óptica, permitindo a seleção com base na distância de transmissão: Fibra Óptica Plástica (POF) até 10 m, ou fibra de Sílica Revestida Dura (HCS) até 90 m. O raio de curvatura mínimo é de 1,5 polegadas.

A placa possui um indicador LED verde (PSOK) para indicar o status da fonte de alimentação. A placa é alimentada por uma fonte externa de ±24 V CC e os reguladores internos geram +15 V CC, -15 V CC e +5 V CC para os vários circuitos.

A placa IS200EDCFG1A inclui as seguintes interfaces e componentes principais:

• Conector J16: entrada de alimentação de +24 V CC

• Conector P1: Entrada de sinal de derivação de corrente de campo

• Conector Stab-on E1: Entrada de tensão de campo (ponte SCR negativa)

• Conector de fibra óptica CF OF: Saída de pulso de feedback de corrente de campo

• Conector de fibra óptica VF OF: Saída de pulso de feedback de tensão de campo

• JP1-JP6, JP9-JP10: Jumpers de seleção de faixa de tensão

• JP7, JP8: Jumpers de seleção do tipo de fibra

• LED PSOK: Indicador verde de status de energia

  
  

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II. Principais Funções

As funções principais do IS200EDCFG1A incluem, mas não estão limitadas a, o seguinte:

1. Medição de tensão de campo

A placa IS200EDCFG1A mede a tensão entre o terminal negativo da ponte SCR e o terminal positivo do shunt de corrente. Ao selecionar diferentes combinações de resistores por meio de jumpers, a tensão da ponte pode ser reduzida para se adequar a diferentes níveis de tensão PPT. O sinal escalonado é enviado para um amplificador diferencial. A tensão de saída do amplificador (-5 V a +5 V) controla um oscilador controlado por tensão (VCO), gerando um sinal de frequência proporcional à tensão, que é enviado ao EISB via fibra óptica.

2. Medição de corrente de campo

A corrente de campo é medida através de um shunt CC na ponte SCR, gerando um sinal de baixo nível com um valor máximo de 500 mV através do shunt. Este sinal é enviado para um amplificador diferencial. A tensão de saída do amplificador (-5 V a +5 V) controla um VCO, gerando um sinal de frequência proporcional à corrente, que é enviado ao EISB via fibra óptica.

3. Comunicação de fibra óptica

A placa usa dois conectores de fibra óptica (CF OF e VF OF) para enviar pulsos de realimentação de corrente e tensão, respectivamente. A comunicação por fibra óptica oferece as seguintes vantagens:

• Isolamento de alta tensão: Isolamento elétrico completo entre o lado de alimentação e o lado de controle, garantindo a segurança do pessoal.

• Imunidade a Ruídos: As fibras ópticas são imunes a interferências eletromagnéticas, garantindo alta qualidade de transmissão de sinal.

• Transmissão de Longa Distância: Distâncias de transmissão de até 10 m ou 90 m dependendo do tipo de fibra selecionado.

4. Fonte de alimentação

A placa IS200EDCFG1A é alimentada por uma fonte externa de ±24 Vcc, entrada através do conector J16. Três reguladores de tensão integrados geram:

• +15 V CC: Alimenta circuitos analógicos.

• -15 V CC: Alimenta circuitos analógicos.

• +5 V CC: Alimenta circuitos digitais.

O indicador LED verde PSOK é acionado pelas saídas de ±15 V e acende quando a fonte de alimentação está operando normalmente.

5. Configuração flexível

A placa possui vários jumpers para configuração com base nas condições específicas do local:

• Seleção da faixa de tensão: Os jumpers JP1-JP6 e JP9-JP10 selecionam o nível de tensão PPT. Apenas um jumper pode ser inserido por vez.

• Seleção do tipo de fibra: JP7 (feedback de corrente) e JP8 (feedback de tensão) são configurados independentemente para selecionar fibra óptica plástica (POF) ou fibra de sílica revestida dura (HCS).

  
  

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III. Aplicativos do sistema

1. Aplicação no Sistema de Controle de Excitação EX2100

A IS200EDCFG1A é uma placa de feedback crítica para medir tensão e corrente de campo dentro do Sistema de Controle de Excitação EX2100. Suas funções dentro do sistema incluem:

• Feedback de tensão de campo: Mede a saída de tensão de campo da ponte SCR e transmite o sinal de tensão via fibra óptica para a placa EISB para controle de tensão de malha fechada pelo Regulador Automático de Tensão (AVR).

• Feedback de corrente de campo: Mede a saída de corrente de campo da ponte SCR e transmite o sinal de corrente via fibra óptica para a placa EISB para limitação, proteção e monitoramento de corrente de campo.

• Isolamento Elétrico: Fornece isolamento elétrico completo entre o lado de alimentação e o lado de controle por meio de comunicação de fibra óptica, garantindo a segurança dos circuitos de controle de baixa tensão.

• Condicionamento de Sinal: Converte sinais de alta tensão e alta corrente em sinais de baixo nível adequados para processamento de circuito de controle, com linearização.

2. Configuração redundante

Em sistemas que exigem alta confiabilidade, três placas IS200EDCFG1A podem ser instaladas para redundância. O sistema de excitação pode continuar a operar mesmo se uma placa falhar. Contudo, é importante notar que devido às altas tensões envolvidas, a substituição online de uma placa com falha não é suportada, mesmo em uma configuração redundante. A energia do sistema deve ser desligada para substituição.

3. Cenários típicos de aplicação

• Feedback de tensão e corrente para sistemas de excitação de geradores síncronos

• Reguladores de tensão para geradores de turbina a vapor

• Unidades de energia para excitação de geradores de turbinas hidrelétricas

• Sistemas de excitação para turbinas a gás

• Atualizações e retrofits para sistemas de excitação industrial

  
  

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4. Descrição detalhada da interface

1. Conector de alimentação J16

J16 é um conector de 2 pinos para entrada de alimentação externa de ±24 V CC:

2. Conector de entrada de corrente P1

P1 é um conector de 4 pinos (2 pinos usados) para conectar o shunt de corrente de campo:

3. Conector de entrada de tensão E1

E1 é um conector de encaixe para entrada de tensão de campo:

4. Conectores de fibra óptica

5.

do LED indicador de energia	da cor	Descrição
PSOK	Verde	Acionado por saídas de ±15 V CC, acende quando a fonte de alimentação está operando normalmente

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V. Configuração do Jumper

A placa IS200EDCFG1A possui 10 jumpers para configuração da faixa de tensão e tipo de fibra.

1. Jumpers de seleção de faixa de tensão (JP1-JP6, JP9-JP10)

Esses jumpers selecionam o nível de tensão PPT da ponte SCR. Apenas um jumper pode ser inserido por vez. Selecione o jumper correspondente com base na tensão real do sistema:

Importante: Somente um jumper de faixa de tensão pode ser inserido por vez. A inserção simultânea de vários jumpers causará erros de medição.

2. Jumpers de seleção do tipo de fibra (JP7, JP8)

Esses dois jumpers selecionam o tipo de fibra para realimentação de corrente e realimentação de tensão, respectivamente, e podem ser configurados independentemente:

Nota: O raio de curvatura mínimo para estes cabos é de 1,5 polegadas. Evite flexões excessivas durante a instalação.

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VI. Instalação e substituição

1. Local de montagem

A placa IS200EDCFG1A é montada dentro do gabinete auxiliar do sistema de excitação EX2100, fixada em corrediças superior e inferior. Durante a instalação, preste atenção a:

• Certifique-se de que a placa esteja inserida na orientação correta.

• Os pinos de travamento devem estar totalmente encaixados para evitar que a placa se solte.

• Os cabos de fibra óptica devem evitar dobras excessivas, mantendo o raio de curvatura mínimo.

2. Procedimento de Substituição

Avisos de segurança importantes:

• A placa EDCF envolve altas tensões e NÃO suporta substituição online. Mesmo em sistemas redundantes, a alimentação do sistema de excitação deve ser desligada antes da substituição.

• Antes de substituir a placa, siga os procedimentos completos de desenergização descritos no Guia de Instalação e Inicialização (GEH-6631). Siga todas as práticas locais de bloqueio/sinalização. Dê tempo para os capacitores descarregarem.

• Use equipamento de teste de segurança projetado para altas tensões para confirmar se os circuitos estão desenergizados antes de tocá-los.

• Siga as precauções de ESD (descarga eletrostática) ao manusear a placa. Use uma pulseira de aterramento e guarde a placa em sacos antiestáticos.

Etapas de substituição:

1. Verifique se a energia está desligada: Certifique-se de que o painel que contém a placa EDCF esteja completamente desenergizado.

2. Abrir porta do gabinete: Abra a porta do gabinete auxiliar. Usando equipamento de teste de alta tensão, verifique se os circuitos estão desenergizados.

3. Etiquetar os cabos: Verifique se todos os cabos estão corretamente etiquetados de acordo com as marcações na placa para facilitar a reconexão.

4. Desconecte os cabos:

• Segure cada lado do conector que se une ao terminal E1 da placa e puxe-o com cuidado para soltá-lo.

• Desconecte os conectores P1 e J16.

• Desconecte os conectores de fibra óptica CF OF e VF OF.

5. Placa de desbloqueio: Destrave os pinos de trava que prendem a placa EDCF nas corrediças superior e inferior.

6. Remova a placa antiga: deslize a placa antiga para fora dos slides e remova-a.

7. Inspecione a nova placa: Verifique se os jumpers JP1 a JP10 na nova placa EDCF estão nas mesmas posições da placa original.

8. Instale a nova placa: Oriente a nova placa na mesma direção, deslize-a nas corrediças, empurre-a totalmente para dentro e trave os pinos de travamento.

9. Reconecte os cabos: Reconecte todos os cabos e conectores de fibra óptica conforme etiquetados, garantindo que estejam encaixados corretamente.

10. Restaurar a energia: Feche a porta do gabinete auxiliar, restaure a energia do sistema de excitação seguindo os procedimentos e teste a operação.