Placa de controle de desexcitação do excitador GE IS200EDEXG1A

A IS200EDEXG1A é uma placa de controle de desexcitação de excitador projetada pela General Electric (GE) para seu sistema de controle de excitação EX2100™. Esta placa é a versão da série EDEX usada especificamente para aplicações de desexcitação SCR e serve como placa de controle central no módulo de desexcitação. A principal função do IS200EDEXG1A é remover rapidamente a energia armazenada no campo do gerador durante um desligamento de emergência quando o disjuntor de campo ou contator abre, garantindo o desligamento seguro da unidade.

No sistema EX2100, a placa EMIO inicia o comando de desexcitação através da placa EXTB. A placa EXTB abre o contator 41cc (MDA/MDB) ou disjuntor e então transfere o sinal de desexcitação dos contatos auxiliares para o circuito de disparo SCR na placa EDEX. A placa EDEXG1A fornece disparo SCR, feedback de detecção de condução e funcionalidade de retenção de tensão, garantindo desexcitação confiável mesmo no caso de falha completa de energia do sistema.

A placa IS200EDEXG1A inclui um circuito de disparo SCR, um circuito de disparo automático (composto por uma rede de diodos de ruptura), sensores de corrente de efeito Hall, um circuito de retenção de tensão, vários conectores de interface (J1, J2, J8, DEPL, EPL1, EPL2), terminais stab-on (para configuração de tensão anódica) e jumpers de configuração (JP1-JP6). O design da placa atende aos padrões de nível industrial e é adequado para aplicações críticas de proteção em sistemas de excitação de usinas de energia.

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II. Principais Funções

As funções principais do IS200EDEXG1A incluem, mas não estão limitadas a, o seguinte:

1. Disparo de SCR

A placa IS200EDEXG1A recebe dois comandos de disparo (dos controladores M1 e M2) através da placa EXTB, com entrada através do conector J8. Ao receber o comando, o circuito de disparo gera um sinal de onda quadrada de alta frequência, que é conectado à porta SCR através do conector DEPL, fazendo com que ela conduza. O circuito de disparo apresenta design redundante para garantir confiabilidade.

2. Proteção contra disparo automático

Se o circuito de disparo principal falhar ou estiver atrasado, o circuito de disparo automático na placa EDEXG1A assume a tarefa de disparo. Este circuito consiste em uma rede de diodos de ruptura (BOD) controlada pela tensão do ânodo SCR e conectada à porta SCR. Quando a tensão do ânodo excede a tensão de interrupção do BOD, o BOD conduz e dispara o SCR. Este design garante uma desexcitação confiável mesmo se o circuito de disparo principal falhar.

3. Suspensão de tensão

A placa IS200EDEXG1A possui um circuito de retenção de tensão que mantém tensões positivas de 24 V CC e negativas de 24 V CC mesmo durante uma falha completa de energia do sistema, garantindo que o SCR possa ser acionado. Este circuito também fornece tensão para molhar os contatos externos de desexcitação, garantindo que o comando de desexcitação permaneça eficaz após uma perda de energia.

4. Detecção de Condução

A placa IS200EDEXG1A usa sensores de efeito Hall para detectar corrente no circuito de campo. Um anel mecânico (concentrador de fluxo) acopla o fluxo magnético aos sensores localizados na borda superior da placa. Dois circuitos sensores (1 e 2) podem detectar fluxo de corrente bidirecional. Os sinais de corrente detectados são enviados para a placa EXTB e depois para o sistema de controle. Dois LEDs vermelhos indicam o status de cada circuito de detecção de corrente, acendendo quando a corrente é detectada.

5. Configuração paralela de múltiplas placas

Para aplicações de alta corrente, são necessários vários SCRs de desexcitação. Cada SCR é controlado por uma placa EDEX configurada em arranjo Mestre-Seguidor. A alimentação J1, J2 e os comuns da placa Master são conectados às placas Seguidoras através de cabos EPL; Os seguidores não possuem conexões com J1 e J2. Os jumpers JP1 e JP2 configuram a placa EDEX como Mestre ou Seguidor.

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III. Aplicativos do sistema

1. Aplicação no Sistema de Controle de Excitação EX2100

O IS200EDEXG1A é a placa principal do módulo de desexcitação dentro do Sistema de Controle de Excitação EX2100. Suas funções dentro do sistema incluem:

• Desexcitação de Emergência: Dispara rapidamente o SCR durante um desligamento de emergência para descarregar a energia armazenada no campo do gerador no resistor de desexcitação, protegendo o gerador e o sistema de excitação.

• Disparo Redundante: Recebe comandos de disparo redundantes dos controladores M1 e M2, garantindo desexcitação confiável mesmo se um controlador falhar.

• Backup de disparo automático: Incorpora uma rede de diodo de interrupção integrada que dispara automaticamente o SCR se o circuito de disparo principal falhar, fornecendo uma camada final de proteção.

• Monitoramento de corrente: Monitora continuamente a corrente de desexcitação usando sensores de efeito Hall e retorna o status ao sistema de controle para diagnóstico e registro.

• Perda de energia: Inclui um circuito de retenção de tensão integrado para garantir que a desexcitação possa ser concluída mesmo durante uma falha completa de energia do sistema.

2. Cenários típicos de aplicação

• Proteção de desligamento de emergência para sistemas de excitação de geradores síncronos

• Circuitos de desexcitação para geradores de turbina a vapor

• Circuitos de desexcitação para geradores de turbina hidrelétrica

• Proteção para sistemas de excitação de turbinas a gás

• Desexcitação paralela multi-SCR em sistemas de excitação de alta corrente

  
  

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4. Descrição detalhada da interface

1. Conectores de alimentação J1 e J2

J1 e J2 são conectores de travamento de 4 pinos para entrada de energia de ±24 V CC:

2. Conector de sinal de desexcitação J8

J8 é um conector de travamento de 6 pinos para conexão à placa EXTB:

3. Conector de disparo SCR DEPL

DEPL é um conector de travamento de 2 pinos para conexão à porta SCR:

4. Conectores de interconexão mestre-seguidor EPL1 e EPL2

EPL1 conecta a placa Master à primeira placa Follower. EPL2 é usado para conexões em cadeia entre placas Seguidoras. Ambos são conectores tipo D de 25 pinos com atribuições de pinos idênticas:

5. Terminais de ajuste de tensão do ânodo

A placa IS200EDEXG1A apresenta uma série de terminais stab-on (E1A-E12) usados ​​para definir a tensão de disparo do ânodo SCR por meio de jumpers de fio. As configurações específicas são detalhadas na Seção VI abaixo.

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V. Configuração e configuração

1. Configuração de tensão do ânodo

Dependendo das especificações do SCR usado, os jumpers de fio devem ser conectados aos terminais stab-on apropriados para selecionar os diodos de interrupção e os resistores limitadores de corrente corretos, correspondendo à tensão de disparo do ânodo necessária. A tabela abaixo lista as conexões dos jumpers para diferentes níveis de tensão (aplicável para células SCR de 53 mm):

Aviso importante: Se a tensão de interrupção de um diodo de interrupção for excedida e o BOD não estiver conectado à porta do SCR, a placa EDEX será destruída. Antes de tentar disparar o SCR excedendo a tensão de interrupção do BOD, certifique-se de que o circuito de controle de disparo irá disparar o SCR.

2. Configuração Mestre/Seguidor

Os jumpers JP1 e JP2 configuram a placa EDEX como Mestre ou Seguidor:

Nota: JP3-JP6 estão sempre conectados e não requerem configuração.

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VI. Instalação e Substituição

1. Local de montagem

A placa IS200EDEXG1A é montada dentro do módulo de desexcitação no gabinete auxiliar da excitatriz EX2100. Ele é preso a um painel de montagem intermediário por meio de fixadores Snap Top. Um anel concentrador de fluxo removível é instalado sobre os sensores de efeito Hall.

2. Procedimento de Substituição

Avisos de segurança:

• AVISO: Para evitar choque elétrico, desligue a energia do excitador e siga os procedimentos completos de desenergização descritos no Guia de instalação e inicialização do EX2100 (GEH-6631). Siga todas as práticas locais de bloqueio/sinalização. Dê tempo para os capacitores descarregarem.

• CUIDADO: Para evitar danos aos componentes causados ​​pela eletricidade estática, trate todas as placas com técnicas de manuseio sensíveis à estática. Use uma pulseira de aterramento e guarde as placas em sacos antiestáticos.

Etapas de substituição:

1. Verifique o desligamento: Antes de abrir a porta do gabinete auxiliar, teste os circuitos elétricos para garantir que a energia esteja desligada.

2. Etiquete os cabos: verifique se todos os cabos estão etiquetados corretamente para facilitar a reconexão.

3. Desconecte os cabos:

• Desconecte todos os cabos da placa.

• Desconecte o jumper do terminal E1A (Nota: deixe os outros jumpers no lugar).

4. Remova o anel concentrador de fluxo: Remova cuidadosamente o anel concentrador de fluxo localizado sobre os sensores de efeito Hall.

5. Remova a placa antiga: Abra os fechos Snap Top que prendem a placa EDEX e remova a placa antiga.

6. Configurar nova placa:

• Coloque todos os jumpers de fio (incluindo jumpers de encaixe) na placa EDEX substituta, exatamente nas mesmas posições da placa antiga.

• Verifique se os jumpers JP1-JP6 estão nas mesmas posições da placa antiga.

7. Instale a nova placa: Oriente a placa EDEX substituta na mesma posição no painel de montagem e feche os fixadores Snap Top.

8. Substitua o anel concentrador de fluxo: Reinstale o anel concentrador de fluxo.

9. Reconecte os cabos:

• Reconecte todos os cabos à nova placa conforme etiquetado.

• Reconecte o jumper do fio ao E1A.

• Certifique-se de que todos os conectores 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.