Placa de feedback DC do excitador GE IS200EDCFG1B

A IS200EDCFG1B é uma placa de feedback DC do excitador projetada pela General Electric (GE) para seu sistema de controle de excitação EX2100™. Esta placa é uma importante revisão de hardware da série EDCF. Em comparação com a versão anterior do G1A, a versão G1B apresenta uma faixa de medição de tensão aprimorada, suportando níveis de tensão PPT mais elevados e adaptando-se a uma ampla gama de aplicações de sistemas de excitação.

A placa IS200EDCFG1B 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, garantindo a precisão e confiabilidade dos sinais de medição.

A função principal da placa é converter sinais de alta tensão e alta corrente do lado da potência em sinais de baixo nível utilizáveis ​​pelo lado do 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 IS200EDCFG1B 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, incluindo o G1B, suportam tensões PPT de até 1400 V rms.

• 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 EDCFG1B 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 (JP10 corresponde a 1300V, a versão G1B suporta 1400V)

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

• LED PSOK: Indicador verde de status de energia

  
  

---

II. Principais Funções

As funções principais do IS200EDCFG1B incluem, mas não estão limitadas a, o seguinte:

1. Medição de tensão de campo

A placa IS200EDCFG1B 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.

Em comparação com a versão G1A, a versão G1B apresenta uma faixa de medição de tensão aprimorada, suportando tensões PPT de até 1.400 V rms, tornando-a adequada para aplicações de sistemas de excitação de tensão mais alta.

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 IS200EDCFG1B 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. Na versão G1B, JP10 corresponde à configuração de 1300 V, mas a placa na verdade suporta tensões PPT de até 1400 V rms.

• 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).

  
  

---

III. Aplicativos do sistema

1. Aplicação no Sistema de Controle de Excitação EX2100

A IS200EDCFG1B 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. Diferenças da versão G1A

Em comparação com a versão anterior do G1A, as principais melhorias na versão IS200EDCFG1B são:

• Suporte de tensão mais alta: A versão G1B e posteriores suportam tensões PPT de até 1.400 V rms, enquanto a versão G1A é classificada para 1.300 V. Isso permite que o G1B seja usado em sistemas de excitação de tensão mais alta.

• Cenários de aplicação mais amplos: À medida que as capacidades das unidades geradoras aumentam, os níveis de tensão de excitação continuam a aumentar. A versão G1B atende aos requisitos destas novas aplicações.

3. Configuração redundante

Em sistemas que exigem alta confiabilidade, três placas IS200EDCFG1B 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.

4. Cenários típicos de aplicação

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

• Reguladores de tensão para geradores de turbina a vapor de alta tensão

• 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

  
  

---

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

---

V. Configuração do Jumper

A placa IS200EDCFG1B 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.

• A versão G1B e placas posteriores suportam tensões PPT de até 1400 V rms, mas a configuração do jumper ainda usa JP10 correspondente à posição de 1300 V. Isso significa que mesmo que a tensão de entrada atinja 1400 V, o ajuste do jumper ainda deverá ser colocado na posição JP10.

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.

---

VI. Instalação e Substituição

1. Local de montagem

A placa IS200EDCFG1B 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.