Placa de driver de relé de alta velocidade do excitador GE IS200EXHSG3A

A IS200EXHSG3A é uma placa excitadora de relé de alta velocidade projetada pela General Electric (GE) para seu sistema de controle de excitação EX2100™. Esta placa é a versão da série EXHS especificamente dedicada a sistemas de controle redundantes e usada com contatores padrão. Ele fornece principalmente drivers para o contator CC (41) e relés piloto para desexcitação e intermitência de campo.

A placa IS200EXHSG3A desempenha uma função crítica de interface no sistema de controle de excitação EX2100, convertendo comandos lógicos do sistema de controle em saídas de relé que acionam dispositivos de campo de alta potência. Ele se conecta à placa EMIO através do backplane EBKP. Em sistemas de controle redundantes, recebe sinais dos controladores M1, M2 e C, controlando as bobinas do relé através de um circuito de votação 2 em 3, garantindo alta confiabilidade do sistema.

O IS200EXHSG3A é uma das quatro versões da série EXHS. De acordo com a tabela do documento, as principais diferenças entre cada versão são as seguintes:

O IS200EXHSG3A foi projetado especificamente para sistemas de controle redundantes, adequado para pontes de 500 A, 42 mm e usado com contatores padrão com bobinas de 125 V CC. Ao contrário das versões G1 e G2, as versões G3 e G4 omitem o circuito regulador de corrente; o driver fornece uma tensão constante de 125 V para a bobina.

A placa integra os seguintes componentes principais:

• Relés Piloto Piscante K53A e K53B: Controlam os contatores piscantes 53A e 53B.

• Relé piloto de desexcitação KDEP: Controla o relé de desexcitação.

• Drivers do contator K41: Dois (K41A, K41B) para controlar o contator 41 DC.

• Circuitos de Condicionamento de Sinais: Processa sinais de status de desexcitação e sinais de status Crowbar da placa EDEX.

• Circuitos de entrada de contato: Monitore o status dos contatos auxiliares para 41, 53A e 53B.

  
  

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II. Principais Funções

As funções principais do IS200EXHSG3A incluem, mas não estão limitadas a, o seguinte:

1. Acionamento do contator 41 DC

O IS200EXHSG3A fornece dois drivers de contator 41 DC (K41A, K41B), controlados por drivers no EMIO. O driver no EMIO requer que um comando do Field Programmable Gate Array (FPGA) e o contato 86G sejam fechados antes de energizar o driver. O contato FPGA ou 86G pode fazer com que o driver seja desenergizado.

Em um sistema de controle redundante (G3), as entradas dos controladores M1, M2 e C controlam três relés conectados em um circuito de votação 2 de 3. A bobina do relé é alimentada por 24 V CC de M1 e M2.

Ao contrário das versões G1 e G2, a versão G3 omite o circuito regulador de corrente. O driver fornece uma tensão constante de 125 V (P125) à bobina, em vez de um aumento de alta tensão seguido por um modo de retenção de corrente constante.

2. Controle de relé piloto intermitente

A placa IS200EXHSG3A integra dois relés piloto intermitentes, K53A e K53B, usados ​​para controlar os contatores intermitentes de campo. Cada relé piloto intermitente é controlado pelo EMIO e usa dois contatos em série para acionar um contator intermitente. A bobina do relé é alimentada por 24 V CC do controlador M1.

Características do relé K53A/K53B:

• Alimentação de contato: Nominal 125 V CC (140 V CC máx.), fornecida através de J9 do controle da excitatriz.

• Carga resistiva: 5 A a 28 V CC, 0,5 A a 125 V CC.

• Carga indutiva: 2 A a 28 V CC, 0,2 A a 125 V CC, constante de tempo L/R de 0,007 segundos.

• Com supressão: 0,5 A @ 125 V CC, constante de tempo L/R 0,10 segundos (2 pólos em série).

• Supressão: Fornecida na placa EXHS.

• Agência: UL, CSA.

3. Controle do Relé Piloto de Desexcitação

A placa IS200EXHSG3A integra um relé piloto de desexcitação, KDEP, usado para controlar o circuito de desexcitação. O KDEP fica ativo instantaneamente após a desativação do relé 41. A bobina KDEP está conectada a uma fonte de alimentação de 125 V CC.

Características do relé KDEP:

• Alimentação da bobina: 125 V CC nominal de J9 (140 V CC máx., 100 V CC mín.).

• Alimentação de contato: Nominal 24 Vcc do gabinete da excitatriz.

• Carga resistiva: 2 A a 28 V CC.

• Carga indutiva: 1 A @ 28 V CC, constante de tempo L/R 0,007 segundos.

• Supressão: Fornecida na bobina externa, nenhuma na placa EXHS.

• Agência: UL, CSA.

Os sinais de status de desexcitação originam-se na placa EDEX, são condicionados no EXHS e são enviados para EMIO-M1 e EMIO-M2 (para controle redundante).

4. Monitoramento de entrada de contato

A placa IS200EXHSG3A traz os contatos auxiliares 53A, 53B e 41 para monitoramento pelo EMIO. No controle redundante, os sinais são distribuídos para os controladores M1, M2 e C. Os três contatos são molhados por 70 V CC fornecidos pelo EXHS. A energia dos plugues J12M1 e J12M2 é isolada por resistor e fornecida aos contatos. A tensão de umedecimento pode variar de 63 a 84 V CC. Os sinais resultantes se espalham para M1, M2 e C. O circuito de monitoramento de entrada de contato está localizado no EMIO.

5. Entrada de status do pé de cabra

Os sinais de status do Crowbar de duas placas EDEX são fornecidos ao EMIO-M1 e EMIO-M2 através do EXHS. O circuito de condicionamento no EXHS monitora ambas as entradas das placas EDEX. Se qualquer um deles fizer a transição para baixa impedância (condução em pé de cabra), ele passará um sinal para EMIO em M1.

6. Circuitos de Condicionamento de Sinais

No controle redundante, os sinais de desexcitação de duas placas EDEX são fornecidos ao EMIO-M1 e EMIO-M2 através do EXHS. Existem dois circuitos de condicionamento de sinal no EXHS, um para cada sinal. O EXHS repete o sinal para o EMIO.

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III. Aplicativos do sistema

1. Aplicação no Sistema de Controle de Excitação EX2100

A IS200EXHSG3A é uma placa de interface crítica que conecta lógica de controle e equipamentos de campo de alta potência dentro do Sistema de Controle de Excitação EX2100. Suas funções em um sistema de controle redundante incluem:

• 41 Contactor Drive: Recebe comandos de controle do EMIO para acionar o contator 41 DC, possibilitando a comutação do sistema de excitação.

• Controle de piscamento: Controla os contatores piscantes por meio dos relés piloto K53A e K53B para fornecer corrente de campo inicial durante a inicialização da unidade.

• Controle de Desexcitação: Controla o circuito de desexcitação através do relé piloto KDEP para dissipar rapidamente a energia do campo do gerador durante desligamentos ou falhas.

• Feedback de status: Fornece feedback de status dos contatos auxiliares 41, 53A e 53B para o EMIO para monitoramento do sistema.

• Feedback de status de desexcitação: Condiciona os sinais de status de desexcitação do EDEX e os envia para o EMIO.

• Feedback de status do Crowbar: Condiciona os sinais de status do Crowbar do EDEX e os envia para o EMIO.

2. Configuração redundante do sistema de controle

Em um sistema de controle redundante, o IS200EXHSG3A recebe sinais dos controladores M1, M2 e C. O controle do driver K41 usa um circuito de votação 2 de 3, garantindo que uma única falha do controlador não cause operação incorreta ou falha na operação. Os relés intermitentes K53A/K53B são controlados pelo EMIO e também oferecem alta confiabilidade em sistemas redundantes.

3. Diferenças das versões G1/G2

A principal diferença entre o IS200EXHSG3A e as versões G1, G2 está no método de acionamento do contator 41:

• G1/G2: Utilizado para contatores de alta velocidade (32 V, bobina 1,5 A). Eles empregam um método de acionamento que primeiro aplica um reforço de alta tensão (125 V por 150 ms) e depois muda para um modo de retenção de corrente constante (1,5 A ±0,2 A).

• G3/G4: Utilizado para contatores padrão (bobina 125 Vcc). Eles omitem o circuito regulador de corrente e fornecem diretamente uma tensão constante de 125 V.

Portanto, ao selecionar uma placa EXHS, a versão deve ser escolhida com base no tipo de contator 41 utilizado em campo.

4. Cenários típicos de aplicação

• Grandes sistemas de excitação de geradores de turbina a vapor: Para controle de excitação de 500 A, pontes de 42 mm.

• Sistemas de excitação de geradores de turbinas hidráulicas: Aplicações de alta confiabilidade que requerem controle redundante.

• Sistemas de excitação de turbina a gás: Controle de excitação de resposta rápida em conjunto com o EX2100.

• Excitação de motor síncrono industrial: Para acionamentos industriais de alta potência que exigem contatores padrão.

  
  

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4. Descrição detalhada da interface

1. Conectores de alimentação

2. Conector do driver

3. Conector de sinal J6

4. Conector de sinal J7

5. Conector de sinal J8

6. Conector de sinal J11

7. Conectores para EMIO J505, J508, J515

Esses três conectores de 25 pinos conectam-se às placas EMIO para M1, M2 e C, respectivamente. J505 (para M1) e J508 (para M2) incluem desexcitação total e sinais Crowbar, enquanto J515 (para C) não inclui esses sinais. Consulte as tabelas no documento para atribuições detalhadas dos pinos.

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V. Instalação e Substituição

1. Local de montagem

A placa IS200EXHSG3A é normalmente montada dentro do gabinete de controle de excitação EX2100, fixada a uma placa de montagem com parafusos. A placa se conecta ao backplane EBKP por meio de cabos, que então se comunica com o EMIO.

2. Procedimento de substituição da placa

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 de Instalação e Inicialização (GEH-6631). Siga todas as práticas locais de bloqueio/sinalização.

• CUIDADO: Use equipamento de teste de alta tensão para confirmar se os circuitos estão desenergizados antes de tocá-los.

• 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: Certifique-se de que o sistema de excitação esteja completamente desenergizado.

2. Abra a porta do gabinete: Abra a porta do gabinete de controle e teste os circuitos de E/S para confirmar se a alimentação está desligada.

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: Desconecte cuidadosamente todos os cabos da placa EXHS.

5. Remover placa antiga:

• Coloque um pano ou outra barreira não condutora abaixo da placa para evitar quedas de hardware.

• Remova os parafusos que prendem a placa EXHS e retire a placa antiga.

6. Inspecione a nova placa: confirme se o novo modelo da placa é IS200EXHSG3A, correspondendo à placa original.

7. Instale a nova placa: Oriente a nova placa na mesma posição da placa removida, alinhe com os orifícios de montagem e prenda com parafusos.

8. Reconecte os cabos: Reconecte todos os cabos conforme etiquetado, garantindo que os conectores estejam encaixados corretamente.

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 do relé

Os relés na placa EXHS são encaixados e podem ser substituídos individualmente, se necessário.

1. Diagnosticar falha: Use as ferramentas de diagnóstico do Toolbox para identificar e registrar o relé com defeito.

2. Verifique o desligamento: Certifique-se de que o sistema de excitação esteja completamente desenergizado.

3. Abra a porta do gabinete: Abra a porta do gabinete de controle e teste os circuitos de E/S para confirmar se a alimentação está desligada.

4. Localize o relé com defeito: Encontre o relé com defeito na placa EXHS.

5. Prepare a proteção: Coloque um pano ou outra barreira não condutora abaixo da placa.

6. Remover relé:

• Retire com cuidado o clipe que prende o relé.

• Retire o relé do soquete.

7. Instale o novo relé:

• Oriente o relé de substituição corretamente e empurre-o no soquete.

• Encaixe cuidadosamente o clipe de retenção de volta no lugar.

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

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