A IS200EPCTG1A é uma placa de interface Exciter PT/CT projetada pela General Electric (GE) para seu sistema de controle de excitação EX2100™. Esta placa é a versão padrão da série EPCT, usada principalmente para isolar e condicionar os sinais do transformador de potencial (PT) e do transformador de corrente (CT) do gerador de campo antes de transmiti-los ao sistema de controle, fornecendo sinais precisos de tensão do gerador e feedback de corrente para o regulador de tensão.
A placa IS200EPCTG1A possui dois conjuntos de canais de entrada de transformadores de tensão trifásicos e dois conjuntos de canais de entrada de transformadores de corrente (suportando níveis de corrente de 1 A ou 5 A). Os sinais de saída de todos os transformadores de isolamento são enviados através de cabos para a placa EMIO no rack de controle. Além disso, a placa fornece um canal de entrada analógica não isolado, configurável como entrada de tensão de ±10 V ou entrada de corrente de 4-20 mA, para conectar outros sinais de campo.
Num sistema de controle Simplex, os sinais são enviados para a placa EMIO no controlador M1 através do conector J305. Em um sistema de controle redundante, os sinais são distribuídos para as placas EMIO nos controladores M1, M2 e C através de três conectores J305, J308 e J315, obtendo medição redundante.
A placa IS200EPCTG1A projeta confiabilidade e segurança para aplicações de campo:
As entradas de tensão são protegidas por fusíveis, com comprimentos de cabo de até 1.000 pés (fio #12 AWG).
As entradas de corrente usam blocos terminais não conectáveis (TB2, TB3) para evitar altas tensões perigosas de circuitos abertos do TC.
Os transformadores de isolamento fornecem isolamento elétrico, garantindo a segurança do lado do controle.
Os pontos de teste oferecem 12 pontos de teste de tensão (TP1-TP12) para comissionamento e solução de problemas convenientes no local.
Chaves de isolamento permitem a substituição segura da placa sob condições energizadas.
A placa inclui dois transformadores de isolamento de tensão trifásicos (T1, T2), quatro transformadores de isolamento de corrente (T3-T6), um bloco terminal de entrada de tensão removível de 24 terminais (TB1), dois terminais de entrada de corrente não removíveis de 4 terminais (TB2, TB3), três conectores de saída Sub-D de 25 pinos (J305, J308, J315), um jumper de seleção de tipo de entrada analógica (JP1) e 12 pontos de teste. O design da placa atende aos padrões de nível industrial e é adequado para aplicações críticas de medição em sistemas de excitação de usinas de energia.
II. Principais Funções
As funções principais do IS200EPCTG1A incluem, mas não estão limitadas a, o seguinte:
1. Medição de tensão do gerador
O cartão IS200EPCTG1A recebe sinais de tensão trifásica dos transformadores de potencial do cliente através do bloco terminal TB1. As entradas de tensão são nominalmente de 115 V rms (50/60 Hz) e cada entrada é protegida por fusível. Dois transformadores de isolamento na placa convertem as tensões de entrada em sinais de baixo nível para medição de tensão delta aberta trifásica. Para uma entrada de 115 V rms, a saída secundária é de 1,533 V rms. Os sinais medidos são enviados para a placa EMIO através dos conectores J305, J308 e J315.
2. Medição da Corrente do Gerador
A placa IS200EPCTG1A recebe dois sinais de corrente dos transformadores de corrente através dos blocos terminais TB2 (Fase A) e TB3 (Fase C). Cada TC fornece enrolamentos 0-1 A rms e 0-5 A rms, mas apenas um está conectado à placa EPCT. O comprimento do cabo pode ser de até 1.000 pés e a bitola do fio de até #10 AWG. Os transformadores de isolamento de corrente isolam a corrente de entrada e a convertem em sinais de baixa tensão enviados à placa EMIO por meio de conectores.
Projeto de segurança importante: Os blocos terminais TB2 e TB3 não são removíveis para evitar abertura acidental de circuitos de TC sob carga, o que criaria altas tensões perigosas.
3. Entrada Analógica
O cartão IS200EPCTG1A disponibiliza um canal de entrada analógica não isolado, configurável via jumper JP1 para dois tipos:
Entrada de tensão: ±10 V CC, precisão melhor que 1% da escala completa.
Entrada de corrente: 4-20 mA.
Este canal de entrada pode ser usado para outros sinais de campo, como temperatura, pressão ou posição. O comprimento do cabo pode ser de até 300 metros, com resistência máxima de cabo bidirecional de 15 ohms. O sinal de entrada analógico é distribuído simultaneamente para todos os três controladores através dos conectores J305, J308 e J315.
4. Isolamento e distribuição de sinal
Todos os sinais de medição de tensão e corrente são isolados eletricamente através de transformadores de isolamento, garantindo a segurança do lado do controle. Os sinais isolados são emitidos através de três conectores Sub-D de 25 pinos (J305, J308, J315):
J305: Conecta-se à placa EMIO no controlador M1.
J308: Conecta-se à placa EMIO no controlador M2.
J315: Conecta-se à placa EMIO no controlador C.
Em sistemas simplex, apenas o J305 é usado. Em sistemas redundantes, todos os três conectores são usados, proporcionando distribuição redundante de sinais de medição.
5. Pontos de teste
A placa IS200EPCTG1A possui 12 pontos de teste (TP1-TP12) localizados à direita dos transformadores para comissionamento e solução de problemas no local:
TP1-TP4: Sinais de tensão secundária PT1 (AB, BC)
TP5-TP8: Sinais de tensão secundária PT2 (AB, BC)
TP9-TP10: Sinais de corrente secundária CT Fase A
TP11-TP12: Sinais de corrente secundária CT Fase C
Esses pontos de teste podem ser medidos usando um osciloscópio ou multímetro, mas deve-se tomar cuidado para não aterrá-los através do dispositivo de medição.
III. Aplicativos do sistema
1. Aplicação no Sistema de Controle de Excitação EX2100
A IS200EPCTG1A é uma placa de interface crítica para aquisição de sinais de tensão e corrente do gerador dentro do Sistema de Controle de Excitação EX2100. Suas funções dentro do sistema incluem:
Feedback de Tensão: Isola e condiciona os sinais de tensão do gerador trifásico, enviando-os para a placa EMIO para que o Regulador Automático de Tensão (AVR) realize a regulação de tensão e controle de potência reativa.
Feedback de Corrente: Isola os sinais de corrente do gerador (normalmente fases A e C) e os envia ao sistema de controle para limitação de corrente de campo, monitoramento de carga e proteção.
Entrada Analógica: Fornece um canal de entrada analógica de uso geral para outros sinais de processo relacionados ao sistema de excitação, como temperatura, pressão ou posição.
Distribuição Redundante de Sinais: Em sistemas redundantes, distribui simultaneamente sinais de medição para três controladores (M1, M2, C), garantindo sinais de medição ininterruptos mesmo se um controlador falhar.
2. Cenários típicos de aplicação
Medição de tensão e corrente para sistemas de excitação de geradores síncronos
Feedback para reguladores automáticos de tensão (AVR) em geradores de turbina a vapor
Controle de excitação para geradores de turbina hidrelétrica
Sistemas de excitação para turbinas a gás
Controle de excitação para motores síncronos industriais
4. Descrição detalhada da interface
1. Bloco Terminal TB1 (Entradas de Tensão)
TB1 é um bloco removível de 24 terminais para conectar dois conjuntos de sinais de transformadores de potencial trifásicos e uma entrada analógica. As atribuições dos terminais são as seguintes:
| de parafuso TB1 |
Descrição do sinal |
| 1 |
Transformador de Potencial 1, Fase A (PT1_PHA) |
| 2 |
Transformador Potencial 1, Fase B (PT1_PHB) |
| 3 |
Transformador de Potencial 1, Fase C (PT1_PHC) |
| 4 |
Não conectado |
| 5 |
Transformador de Potencial 2, Fase A (PT2_PHA) |
| 6 |
Transformador de Potencial 2, Fase B (PT2_PHB) |
| 7 |
Transformador de Potencial 2, Fase C (PT2_PHC) |
| 8-20 |
Não conectado |
| 21 |
Entrada Analógica Alta (Ain H) |
| 22 |
Não conectado |
| 23 |
Entrada Analógica Baixa (Ain L, Retorno) |
| 24 |
Escudo (SCOM) |
2. Blocos terminais TB2 e TB3 (entradas de corrente)
TB2 (Fase A) e TB3 (Fase C) são blocos não removíveis de 4 terminais para evitar circuitos abertos no TC:
| de parafuso TB2 |
Descrição do sinal |
de parafuso TB3 |
Descrição do sinal |
| 1 |
CT Fase A, 5 A Alto (Cur_Pha 5H) |
1 |
CT Fase C, 5 A Alto (Cur_Pha 5H) |
| 2 |
CT Fase A, 5 A Baixo (Cur_Pha 5L) |
2 |
CT Fase C, 5 A Baixo (Cur_Pha 5L) |
| 3 |
CT Fase A, 1 A Alto (Cur_Pha 1H) |
3 |
CT Fase C, 1 A Alto (Cur_Pha 1H) |
| 4 |
CT Fase A, 1 A Baixo (Cur_Pha 1L) |
4 |
CT Fase C, 1 A Baixo (Cur_Pha 1L) |
Obs.: Somente um dos enrolamentos de 1 A ou 5 A de cada TC deverá ser conectado ao cartão EPCT; o outro enrolamento não é utilizado.
3. Conectores J305, J308, J315
Três conectores Sub-D de 25 pinos transmitem sinais de medição para a placa EMIO. Atribuições de pinos para J305 (para M1) como exemplo:
| dos pinos |
da nomenclatura |
Descrição |
| 1 |
CUR_AL_M1 |
Entrada atual da fase A baixa – para M1 |
| 2 |
CUR_AH_M1 |
Entrada atual da fase A alta – para M1 |
| 3 |
CUR_CL_M1 |
Entrada atual da fase C baixa – para M1 |
| 4 |
CUR_CH_M1 |
Entrada atual da fase C alta – para M1 |
| 5 |
PT1A_N_M1 |
Entrada de Tensão 1 Fase A Negativa – Para M1 |
| 6 |
PT1A_P_M1 |
Entrada de Tensão 1 Fase A Positiva – Para M1 |
| 7 |
PT1B_N_M1 |
Entrada de Tensão 1 Fase B Negativa – Para M1 |
| 8-13 |
- |
Não conectado |
| 14 |
AIN_P |
Entrada Analógica Positiva |
| 15 |
AIN_N |
Entrada Analógica Negativa |
| 16 |
PT2B_P_M1 |
Entrada de Tensão 2 Fase B Positiva – Para M1 |
| 17 |
PT2B_N_M1 |
Entrada de Tensão 2 Fase B Negativa – Para M1 |
| 18 |
PT2A_P_M1 |
Entrada de Tensão 2 Fase A Positiva – Para M1 |
| 19 |
PT2A_N_M1 |
Entrada de Tensão 2 Fase A Negativa – Para M1 |
| 20 |
PT1B_P_M1 |
Entrada de Tensão 1 Fase B Positiva – Para M1 |
| 21-25 |
- |
Não conectado |
4. Pontos de teste
| do ponto de teste |
Descrição |
| TP1 |
Sinal de tensão PT1 AB alto |
| TP2 |
Sinal de tensão PT1 AB baixo |
| TP3 |
Sinal de tensão PT1 BC alto |
| TP4 |
Sinal de tensão PT1 BC baixo |
| TP5 |
Sinal de tensão PT2 AB alto |
| TP6 |
Sinal de tensão PT2 AB baixo |
| TP7 |
Sinal de tensão PT2 BC alto |
| TP8 |
Sinal de tensão PT2 BC baixo |
| TP9 |
CT Fase A Sinal de Corrente Alto |
| TP10 |
CT Fase A Sinal de corrente baixo |
| TP11 |
Sinal de Corrente CT Fase C Alto |
| TP12 |
Sinal de Corrente CT Fase C Baixo |
5. jumper JP1
| da posição do |
Descrição |
| V |
Entrada de tensão CC de ±10 V |
| MA |
Entrada de corrente 4-20 mA |
V. Instalação e Substituição
1. Local de montagem
A placa IS200EPCTG1A é montada dentro do gabinete auxiliar da excitatriz EX2100, fixada em uma placa de montagem com três parafusos. A placa deve estar localizada de modo a permitir fácil acesso à fiação e manutenção, garantindo que a distância aos TPs e TCs não exceda os limites especificados.
2. Procedimento de substituição offline (sistema desenergizado)
Avisos de segurança:
AVISO: Para evitar choque elétrico, desligue a energia do sistema de excitação e siga os procedimentos completos de desenergização descritos no Guia do Usuário (GEH-6631). Siga todas as práticas locais de bloqueio/sinalização.
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.
AVISO ESPECIAL: Antes de desconectar a fiação do TC, as chaves de isolamento do TC DEVEM ser abertas primeiro. Não fazer isso resultará em tensões perigosamente altas devido a um circuito CT aberto.
Etapas de substituição:
Verifique o desligamento: Certifique-se de que o sistema de excitação esteja completamente desenergizado. Teste os circuitos antes de abrir a porta do gabinete de controle.
Chaves de isolamento abertas: Abra as chaves de isolamento PT e CT. Teste os circuitos PT e CT para confirmar a tensão zero.
Etiquetar os cabos: Verifique se todos os cabos estão corretamente etiquetados de acordo com as marcações na placa para facilitar a reconexão.
Desconecte os cabos:
Afrouxe os dois parafusos que prendem TB1 e remova o bloco terminal TB1 (deixando a fiação externa conectada).
Desconecte a fiação de TB2 e TB3.
Remova os conectores J305, J308 e J315.
Remova a placa antiga: Remova os três parafusos que prendem a placa EPCT e retire a placa antiga.
Inspecione a nova placa: Verifique se a configuração do jumper JP1 na nova placa corresponde à placa original.
Instale a nova placa: Oriente a nova placa na mesma posição da placa removida, alinhe com os orifícios de montagem e prenda com os três parafusos.
Reconecte os cabos:
Reinstale o bloco terminal TB1 e aperte os parafusos.
Reconecte a fiação ao TB2 e TB3.
Reconecte os conectores J305, J308 e J315.
Restaurar a energia: Feche as chaves de isolamento do TP e do TC. Feche a porta do gabinete, restaure a energia do sistema de excitação seguindo os procedimentos e teste a operação.
3. Procedimento de substituição on-line (sistema em execução)
Uma placa EPCT com falha pode ser substituída enquanto o sistema de excitação estiver funcionando, desde que o sistema esteja operando no modo regulador manual.
Aviso de risco: Durante a substituição on-line, os controladores, as fontes de alimentação e as placas terminais permanecem energizados e ativos. Deve-se tomar extremo cuidado para evitar tocar outras partes energizadas ou causar curto-circuitos. A excitatriz DEVE ser colocada no modo regulador manual antes de iniciar.
Etapas de substituição:
Mudar para modo manual: Mude o sistema de excitação para o modo regulador manual através do teclado.
Chaves de isolamento abertas: Abra a porta do gabinete de controle. Abra as chaves de isolamento PT e CT.
Verifique a desenergização: teste os circuitos TP e CT para confirmar a tensão zero.
Desconectar cabos: Igual ao procedimento off-line.
Remover placa antiga: Remova os dois parafusos que prendem a placa EPCT (nota: o documento especifica dois parafusos aqui, que podem ser diferentes dos três no procedimento off-line; consulte a configuração real do local) e retire a placa antiga.
Instalar nova placa: igual ao procedimento offline.
Reconectar cabos: Igual ao procedimento off-line.
Fechar chaves de isolamento: Feche as chaves de isolamento do TP e do TC. Verifique se os sinais de entrada estão presentes usando os pontos de teste.
Retornar ao Modo Automático: Feche a porta do gabinete. Mude o sistema de excitação de volta para o modo regulador automático através do teclado.
