Módulo de atenuação do excitador GE IS200EXAMG1A

O IS200EXAMG1A é um módulo de atenuação de excitador projetado pela General Electric (GE) para seus sistemas de controle de excitação EX2100™ e EX2100e™. Este módulo funciona em conjunto com o Módulo Excitador Detector de Terra (EGDM) ou com a Placa de Interface Auxiliar (EAUX) para formar um sistema completo de detecção de terra, utilizado para monitorar a condição de isolamento do circuito de campo do gerador à terra. O módulo IS200EXAMG1A é montado no módulo High Voltage Interface (HVI) localizado no gabinete auxiliar. Sua função principal é atenuar a alta tensão do barramento de campo para um sinal utilizável de baixo nível para processamento pelo circuito de detecção de terra.

No sistema de controle de excitação EX2100, o IS200EXAMG1A se conecta ao Exciter Power Backplane (EPBP) por meio de um único cabo de 9 pinos, enquanto o EGDM se conecta ao EPBP por meio de um conector de 96 pinos, P2. O EGDM controla o acionamento dos testes de solo e a seleção do controlador mestre através de um relé localizado no EXAM. Quando um teste de terra é ativado, a tensão do barramento é distribuída entre resistores de atenuação e resistores de detecção. O teste pode durar até 10 segundos. Se ocorrer um curto-circuito com o terra no barramento, toda a tensão do barramento aparecerá em uma única seção dos resistores de atenuação e o sistema gerará uma falha e desligará a excitatriz em 10 segundos.

No sistema de controle do regulador EX2100e, o IS200EXAMG1A faz interface com a placa EAUX. O EAUX fornece um sinal de onda quadrada de ±50 V para o EXAME e recebe um sinal de feedback analógico proporcional à corrente de terra do EXAME. O EAUX fornece duas saídas de driver de relé para o EXAM: uma para selecionar o detector de aterramento redundante M1 ou M2 e outra para controlar um relé de teste (presente no EXAM_B e versões posteriores) que insere temporariamente uma resistência de aterramento para testar a função do detector de aterramento.

O módulo IS200EXAMG1A possui um design simples e confiável, sem pontos de teste, fusíveis ou indicadores LED. O módulo inclui os seguintes componentes:

• Conector J2: conector tipo D de 9 pinos para sinais de teste, controle de relé e corrente de fuga.

• Conector J1: Conector de travamento de 3 pinos para o cabo ao contato auxiliar do relé intermitente de campo.

• Conectores Stab-on E1, E2: Conecte as tensões positivas e negativas do barramento de campo.

• Terminal TB1: Ponto de conexão do aterramento da blindagem da placa EXAM ao aterramento do chassi do gabinete.

• Jumpers JP1, JP2, JP3: Utilizados para configurar o módulo para diferentes níveis de tensão secundária PPT.

  
  

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II. Principais Funções

As funções principais do IS200EXAMG1A incluem, mas não estão limitadas a, o seguinte:

1. Atenuação de alta tensão

O módulo IS200EXAMG1A usa uma rede de resistores de atenuação para reduzir altas tensões do barramento de campo (125 V CC a 1000 V CC) e a tensão CA do transformador de potencial de potência (PPT) (120 V CA rms a 1300 V CA rms) para sinais de baixo nível adequados para processamento pelo circuito de detecção de aterramento. A taxa de atenuação é determinada pela rede de resistores internos, garantindo níveis de saída seguros sob condições normais e de falha.

2. Ativação de teste de solo

Quando o EGDM ou EAUX inicia um teste de terra, o relé de teste (presente no EXAM_B e versões posteriores) dentro do módulo EXAMG1A é ativado, aplicando a tensão de teste ao resistor de detecção. A tensão de teste é uma onda quadrada de ±50 V fornecida pelo controlador mestre ativo. O teste pode durar até 10 segundos, durante os quais o sistema mede a corrente de terra e calcula a resistência de terra.

3. Seleção do Controlador Mestre

Em sistemas redundantes, o relé dentro do módulo IS200EXAMG1A é controlado pela placa EGDM C. Seleciona M1 ou M2 como controlador mestre ativo. O estado padrão do relé é desenergizado, realimentando o controlador M1; quando energizado, ele retorna ao controlador M2. Este mecanismo garante que se um controlador mestre falhar, a função de detecção de terra ainda poderá ser executada pelo outro mestre.

4. Detecção e proteção de falhas

Se ocorrer um curto-circuito com o terra no barramento, toda a tensão do barramento aparecerá em uma única seção dos resistores de atenuação. O módulo IS200EXAMG1A e o EGDM/EAUX detectam esta condição anormal e geram um sinal de falha em 10 segundos, disparando um desligamento da excitatriz para proteger o equipamento e o pessoal.

5. Isolamento e transmissão de sinal

O módulo IS200EXAMG1A recebe o sinal de teste de onda quadrada do EGDM ou EAUX através do conector J2 e retorna o sinal atenuado do resistor de detecção para o circuito de detecção de aterramento. O conector J1 se conecta ao contato auxiliar do relé de intermitência de campo, permitindo que o sinal de teste seja removido durante a intermitência de campo.

6. Flexibilidade de configuração

Três jumpers, JP1, JP2 e JP3, permitem a configuração da capacitância do filtro do módulo IS200EXAMG1A com base no nível de tensão PPT do local, garantindo medições precisas em diferentes faixas de tensão.

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III. Aplicativos do sistema

1. Aplicação no Sistema de Controle de Excitação EX2100

No sistema de controle de excitação EX2100, o IS200EXAMG1A trabalha com o EGDM para formar o sistema de detecção de solo:

• Atenuação de alta tensão: Atenua a alta tensão do barramento de campo para sinais de baixo nível, enviados ao EGDM através do backplane EPBP.

• Execução de Teste de Terra: Baseado no controle da placa EGDM C, ativa o relé de teste, aplicando a tensão de teste de onda quadrada de ±50 V ao resistor de detecção.

• Seleção do Controlador Mestre: Usa o relé interno para selecionar o controlador mestre ativo entre M1 e M2, garantindo funcionalidade redundante de detecção de aterramento.

• Proteção contra falhas: auxilia o sistema a disparar um desligamento dentro de 10 segundos após a detecção de um curto-circuito com o terra.

2. Aplicação no sistema de controle de excitação EX2100e

No sistema de controle do regulador EX2100e, o IS200EXAMG1A funciona com o EAUX ou ERAX:

• Interface de Sinal: Recebe o sinal de teste de onda quadrada de ±50 V do EAUX através do conector J2 e retorna o sinal do resistor de detecção para o EAUX.

• Controle de Relé: O EAUX fornece duas saídas de driver de relé para o EXAM: uma para selecionar o detector de aterramento redundante M1 ou M2 e uma para controlar o relé de teste (EXAM_B e versões posteriores).

• Remoção de sinal durante a intermitência: Conecta-se ao contato auxiliar do relé de intermitência de campo através do conector J1, removendo o sinal de teste durante a intermitência de campo.

3. Aplicação em produto autônomo de detecção de solo PGDM

O IS200EXAMG1A também pode ser usado no produto autônomo de detecção de solo PGDM, trabalhando com a placa processadora BPPB, placa de aquisição BFGD e placa terminal BGTB para fornecer funcionalidade de detecção de solo semelhante ao sistema EX2100.

4. Cenários típicos de aplicação

• Proteção de aterramento para sistemas de excitação de geradores síncronos

• Monitoramento de solo de rotor para geradores de turbina a vapor

• Monitoramento de isolamento para circuitos de campo de geradores de turbinas hidrelétricas

• Detecção de falta à terra para sistemas de excitação de turbinas a gás

• Proteção para sistemas industriais de excitação de motores de grande porte

  
  

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4. Descrição detalhada da interface

1. Conector J2 (conector de detecção de aterramento)

J2 é um conector tipo D de 9 pinos (fêmea) usado para conexão ao EPBP (EX2100) ou diretamente ao EAUX/ERAX (EX2100e). As atribuições dos pinos são as seguintes:

2. Conector J1

J1 é um conector de travamento de 3 pinos para conexão ao contato auxiliar do relé intermitente de campo:

3. Conectores Stab-on E1 e E2

4. Terminal Terrestre TB1

TB1 é o ponto de conexão do aterramento da blindagem da placa EXAM ao aterramento do chassi do gabinete, garantindo um aterramento eficaz da blindagem e reduzindo a interferência eletromagnética.

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V. Jumpers de configuração

O módulo IS200EXAMG1A possui três jumpers de configuração, JP1, JP2 e JP3, usados ​​para selecionar a capacitância de filtro apropriada com base no nível de tensão PPT do local.

JP1 e JP2

Esses dois jumpers trabalham juntos para selecionar se a tensão PPT é maior que 750 V rms:

JP3

JP3 seleciona independentemente se a tensão PPT é maior que 375 V rms:

Nota: As configurações do jumper devem ser configuradas de acordo com a tensão secundária PPT real do local. Configurações incorretas podem levar a medições imprecisas ou danos ao módulo.

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VI. Instalação e Substituição

1. Local de montagem

O módulo IS200EXAMG1A é montado em um suporte Glastic® dentro do módulo High Voltage Interface (HVI) no gabinete auxiliar. Durante a instalação, certifique-se de que o módulo esteja firmemente encaixado e que todos os conectores estejam corretamente fixados e apertados.

2. Procedimento de substituição (sistema EX2100 ou EX2100e)

Avisos de segurança importantes:

• O módulo EXAM está localizado em um circuito de alta tensão. A energia do sistema de excitação DEVE ser desligada antes da substituição. Siga os procedimentos completos de desenergização descritos em GEH-6631 (EX2100) ou GEH-6780 (EX2100e). 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 o módulo. Use uma pulseira de aterramento e guarde o módulo em sacos antiestáticos.

• O módulo EXAM NÃO suporta substituição online. A energia deve estar desligada antes da substituição.

Etapas de substituição:

1. Verifique o desligamento: Certifique-se de que o sistema de excitação 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 no módulo para facilitar a reconexão.

4. Desconecte os cabos:

• Desconecte os conectores stab-on E1 e E2.

• Desconecte os conectores J1 e J2.

• Desconecte o fio terra do TB1.

5. Remova o módulo antigo: retire cuidadosamente o módulo dos pinos de montagem e remova-o do suporte Glastic®.

6. Inspecione o novo módulo: verifique se as configurações do jumper JP1-JP3 no novo módulo correspondem ao módulo original.

7. Instale o novo módulo: Assente firmemente o novo módulo no suporte Glastic®.

8. Reconecte os cabos: Reconecte todos os cabos e o fio terra conforme etiquetado e aperte os conectores.

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

3. Procedimento de Substituição em um Módulo PGDM

1. Verifique o desligamento: Certifique-se de que o PGDM e o equipamento de excitação protegido estejam completamente desenergizados.

2. Siga as etapas 2 a 8 acima.

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