A IS200STURH2A é uma placa terminal de entrada de proteção de turbina primária simplex projetada pela General Electric (GE) para seus sistemas de controle de turbinas a gás e a vapor. Esta placa é a versão completa da série STUR para sistemas de acionamento de geradores, integrando hardware de sincronização e relés de disparo. Ele fornece uma solução de proteção abrangente para sistemas de acionamento de geradores que exigem proteção contra sobrevelocidade e funções de sincronização primária.
O IS200STURH2A, como uma versão simplex tipo S do TTUR (Turbine Protection Input Terminal Board), funciona em conjunto com o pacote de E/S PTUR. Ele fornece proteção primária de desarme específica da turbina, entrada de sinal de velocidade e funções de sincronização. A placa possui um conector DC-62 pinos para montagem de um único pacote de E/S PTUR, que se comunica com o controlador Mark VIe via Ethernet.
Os principais recursos do IS200STURH2A incluem:
Proteção completa do gerador: Integra proteção contra sobrevelocidade e funções de sincronização primária, adequadas para sistemas de acionamento de gerador.
Relés de desarme integrados: Fornece duas saídas de solenóide de desarme, K1 e K2, cada uma consistindo de um relé de segurança com contatos guiados forçadamente.
Suporte à sincronização: Fornece duas entradas PT para sinais de tensão do gerador e de tensão do barramento, suportando fechamento sincronizado do disjuntor principal 52G.
Quatro entradas de velocidade: Aceita sensores de velocidade passivos ou ativos, suportando detecção de velocidade tão baixa quanto 2 RPM.
Sinais de feedback ricos: Fornece feedback de posição do relé, feedback de tensão do solenóide e feedback de tensão do circuito de sincronização.
Bloco terminal conectável: bloco terminal conectável estilo europeu de 48 terminais para fácil fiação e manutenção no local.
Compatibilidade: Funciona com o pacote de E/S PTUR e requer o conjunto de software ControlST versão 3.01 ou superior.
Design sem jumper: A placa não possui jumpers configuráveis; todas as funções são fixas, simplificando a manutenção em campo.
A placa compartilha as mesmas dimensões físicas de outras placas de terminais tipo S e pode ser empilhada verticalmente. Não há componentes superiores ao pacote de E/S PTUR anexado, permitindo o empilhamento duplo de placas de terminais.
II. Principais Funções
As funções principais do IS200STURH2A incluem, mas não estão limitadas a, o seguinte:
1. Entrada de sinal de velocidade
IS200STURH2A fornece quatro circuitos de entrada de velocidade que aceitam sensores de velocidade passivos ou sensores de velocidade ativos:
Sensores Passivos: O sinal é aplicado entre os terminais PR#_H e PR#_L (# é 1-4). O pacote de E/S PTUR pode detectar velocidades tão baixas quanto 2 RPM.
Sensores Ativos: O sinal é aplicado entre os terminais TTL# e PR#_L.
2. Saídas de relé de disparo
O IS200STURH2A fornece duas saídas de solenóide de disparo, K1 e K2, cada uma consistindo de um relé de segurança com contatos guiados forçadamente. O feedback da posição do relé é fornecido ao PTUR usando um dos pares de contatos do relé. Terminais extras do cliente são fornecidos para permitir a conexão de duas ou três placas STUR em uma configuração de disparo redundante.
Características do relé K1/K2:
Cada relé fornece dois contatos normalmente abertos e um contato normalmente fechado.
Contatos guiados à força garantem que o contato de feedback represente com precisão a posição do contato de potência.
Suporta configuração de votação dois em três TMR (requer três placas STUR).
3. Função de sincronização primária
IS200STURH2A, usado com PTUR, suporta fechamento sincronizado do disjuntor primário 52G. As principais funções incluem:
Entradas PT: Os terminais 21-24 fornecem entradas de tensão do gerador e de tensão do barramento.
Alimentação do disjuntor: O terminal 27 (PGEN) aceita alimentação positiva de 24, 48 ou 125 Vcc; o terminal 32 (NGEN) aceita o retorno de energia.
Relés de sincronização: O relé permissivo K25P e o relé piloto de sincronização K25 controlam o fechamento do disjuntor.
Verificação de sincronização de backup: Um relé auxiliar de verificação de sincronização de backup pode ser conectado entre os terminais 29 e 30.
4. Sinais de Feedback
IS200STURH2A fornece sinais de feedback abrangentes para diagnóstico do sistema e monitoramento de status:
Feedback de posição do relé: Feedback de posição dos relés de desarme K1 e K2.
Feedback de tensão do solenóide: Feedback de tensão do solenóide associado a K1 e K2.
Feedback de tensão do circuito de sincronização: Cinco sinais de feedback de tensão relacionados à função de sincronização:
BKRVLT: Estado da tensão do barramento de potência utilizado para fechar o disjuntor.
L52G: Realimentação de tensão de um contato auxiliar no disjuntor 52G.
BKRPRM: Estado da tensão do contato permissivo do relé de fechamento do disjuntor, K25P.
BKRGES: Estado da tensão da combinação de contatos K25P ligados em série com contatos K25.
BKRGXS: Status da tensão da combinação em série de K25P, K25 e um relé auxiliar de verificação de sincronização de backup (K25A), que é igual à tensão aplicada à bobina do disjuntor ou a um relé piloto.
Feedback do acionamento da bobina do relé de sincronização: Dois sinais de feedback do acionamento da bobina do relé de sincronização.
5. Detecção de falhas
IS200STURH2A implementa diversas funções de detecção de falhas via PTUR:
As entradas de velocidade conseguem detecção de falhas através de sinais redundantes aplicados ao STUR.
As entradas PT requerem sinais de teste externos para feedback adequado.
Os relés de desarme usam contatos guiados à força, garantindo que os contatos de realimentação representem com precisão as posições dos contatos de potência.
A lógica de contato do relé de fechamento do disjuntor inclui feedback de status baseado em tensão, anunciando qualquer comportamento inesperado.
III. Aplicativos do sistema
1. Aplicação em Sistemas de Acionamento de Geradores
IS200STURH2A é uma placa terminal de proteção completa projetada especificamente para sistemas de acionamento de geradores, adequada para aplicações que exigem proteção contra sobrevelocidade e sincronização primária. Trabalhando com o pacote de E/S PTUR, forma um subsistema completo de proteção da turbina.
Em um sistema de acionamento de gerador, o IS200STURH2A desempenha as seguintes funções:
Proteção contra sobrevelocidade: Monitora a velocidade da turbina por meio de entradas de velocidade e aciona relés de desarme quando a velocidade excede os pontos de ajuste.
Fechamento Sincronizado: Monitora a tensão do gerador e a tensão do barramento através das entradas PT para controlar os relés de sincronização para fechamento do disjuntor 52G.
Feedback de status: Fornece feedback abrangente ao sistema de controle sobre o status do relé, tensão do solenóide e condições do circuito de sincronização.
2. Diferenças de outras versões do STUR
A série STUR possui quatro versões principais, com diferenças como segue:
| de versão |
gerador |
de conexão de viagem de aplicativo |
Cenário de aplicativo |
| IS200STURH1A |
Não |
Relés de disparo integrados |
Turbinas de acionamento mecânico (somente proteção contra sobrevelocidade) |
| IS200STURH2A |
Sim |
Relés de disparo integrados |
Turbinas de acionamento do gerador (sobrevelocidade + sincronização) |
| IS200STURH3A |
Não |
Conector de pinos DC-37 para placa de disparo externa |
Somente entradas de pulso, proteção fornecida por placa de disparo externa |
| IS200STURH4A |
Sim |
Conector de pinos DC-37 para placa de disparo externa |
Acionamento do gerador, proteção fornecida por placa de disparo externa |
3. Aplicação do sistema Simplex
Em aplicações simplex, o IS200STURH2A funciona com um único pacote de E/S PTUR para formar uma proteção independente contra sobrevelocidade e função de sincronização. O sistema pode aceitar até quatro sinais de velocidade para medir a velocidade da turbina, usa sinais PT para sincronização automática e fornece saídas de disparo através de relés de disparo integrados.
4. Aplicação do Sistema TMR
Em aplicações que exigem redundância modular tripla (TMR), três combinações IS200STURH2A/PTUR podem ser usadas. Cada relé de disparo do IS200STURH2A fornece dois conjuntos de contatos normalmente abertos, permitindo que a fiação externa obtenha configuração de votação de dois em três. A placa fornece terminais de cliente paralelos em pontos críticos, permitindo que a fiação de votação de contato do relé TMR seja instalada sem violar o princípio de “um fio por terminal”.
4. Descrição detalhada da interface
1. Tabela de Atribuição de Terminal do Cliente
| do terminal |
do nome do sinal |
Descrição |
| 1 |
K1_NO1_In |
Entrada do contato nº 1 do relé K1 normalmente aberto (em paralelo com o terminal 2) |
| 2 |
K1_NO1_In |
Relé K1 Entrada de contato normalmente aberto nº 1 |
| 3 |
K1_Centertap |
Relé K1 Comum |
| 4 |
K1_NC_Saída |
Saída de contato normalmente fechado do relé K1 |
| 5 |
K1_NO2_In |
Relé K1 Entrada de contato normalmente aberto nº 2 |
| 6 |
K1_NO2_Saída |
Relé K1 Retorno do contato normalmente aberto nº 2 (em paralelo com o terminal 7) |
| 7 |
K1_NO2_Saída |
Relé K1 contato normalmente aberto #2 retorno |
| 8 |
K2_NO1_In |
Entrada do contato nº 1 do relé K2 normalmente aberto (em paralelo com o terminal 9) |
| 9 |
K2_NO1_In |
Relé K2 Entrada de contato normalmente aberto nº 1 |
| 10 |
K2_Centertap |
Relé K2 Comum |
| 11 |
K2_NC_Out |
Saída de contato normalmente fechado do relé K2 |
| 12 |
K2_NO2_In |
Relé K2 Entrada de contato normalmente aberto nº 2 |
| 13 |
K2_NO2_Saída |
Relé K2 Retorno do contato normalmente aberto nº 2 (em paralelo com o terminal 14) |
| 14 |
K2_NO2_Saída |
Relé K2 contato normalmente aberto #2 retorno |
| 15 |
SOL1_In |
Sensor de tensão solenóide 1 + entrada |
| 16 |
SOL1_Ret |
Sensor de tensão do solenóide 1 - entrada |
| 17 |
SOL2_In |
Sensor de tensão solenóide 2 + entrada |
| 18 |
SOL2_Ret |
Sensor de tensão do solenóide 2 - entrada |
| 19-20 |
- |
Não conectado |
| 21 |
GENH |
Entrada PT do gerador alta |
| 22 |
GENL |
Entrada PT do gerador baixa |
| 23 |
ARBUSTO |
Entrada PT do barramento alta |
| 24 |
BUSL |
Entrada PT do barramento baixa |
| 25 |
B52GH |
Saída (PGEN) para contato de feedback B52G |
| 26 |
B52GL |
Lado de retorno do contato de feedback do B52G |
| 27 |
PGEN |
Entrada de energia positiva da bobina do disjuntor |
| 28 |
AUTO |
Saída do fechamento de contato K25P |
| 29 |
HOMEM |
Saída do fechamento de contato K25 |
| 30 |
BKRH |
Saída positiva da bobina do disjuntor 52G |
| 31 |
BKRH |
Conexão paralela ao terminal 30 |
| 32 |
NGEN |
Conexão de alimentação da bobina do disjuntor negativo |
| 33-36 |
- |
Não conectado |
| 37 |
TTL1 |
Entrada de pickup de velocidade ativa 1 |
| 38 |
PR1_H |
Entrada de captação de velocidade passiva 1 alta |
| 39 |
PR1_L |
Retorno do acelerador 1 (ativo e passivo) |
| 40 |
TTL2 |
Entrada de pickup de velocidade ativa 2 |
| 41 |
PR2_H |
Entrada de captação de velocidade passiva 2 alta |
| 42 |
PR2_L |
Retorno do captador de velocidade 2 (ativo e passivo) |
| 43 |
TTL3 |
Entrada de pickup de velocidade ativa 3 |
| 44 |
PR3_H |
Entrada de captação de velocidade passiva 3 alta |
| 45 |
PR3_L |
Retorno do captador de velocidade 3 (ativo e passivo) |
| 46 |
TTL4 |
Entrada de pickup de velocidade ativa 4 |
| 47 |
PR4_H |
Entrada de captação de velocidade passiva 4 alta |
| 48 |
PR4_L |
Retorno do captador de velocidade 4 (ativo e passivo) |
2. Princípio operacional do circuito de sincronização
O circuito de sincronização do IS200STURH2A funciona da seguinte forma:
A alimentação positiva do disjuntor (24, 48 ou 125 V CC) é aplicada ao terminal 27 (PGEN), com o retorno conectado ao terminal 32 (NGEN). A presença desta tensão é indicada pelo sinal BKRVLT.
A alimentação positiva passa pelo relé permissivo K25P até o terminal 28 (AUTO), com status de alimentação indicado pelo sinal BKRPRM.
A energia passa então através do relé piloto de sincronização K25 para o terminal 29 (MAN), com o status da energia indicado pelo sinal BKRGES.
Se for utilizado um relé de verificação de sincronismo de backup, ele será conectado entre os terminais 29 e 30 (BKRH), com fechamento indicado pelo sinal BKRGXS.
Se uma verificação de sincronização de backup não for usada, um jumper entre os terminais 29 e 30 completa o circuito e tanto BKRGXS quanto BKRGES indicam que a energia está aplicada à bobina do disjuntor.
A bobina do disjuntor ou um relé piloto é conectado entre os terminais 31 (BKRH) e 32 (NGEN).
V. Diagnóstico e Configuração
1. Funções de diagnóstico
IS200STURH2A realiza os seguintes testes de diagnóstico através do pacote de E/S PTUR:
| do item de diagnóstico |
Descrição |
| Feedback do driver do relé solenóide |
Verifica os sinais do driver do relé solenóide; uma falha é criada se houver um problema com o sinal de controle. |
| Feedback da posição do contato do relé |
Verifica o feedback da posição do contato do relé; uma falha é criada se houver um problema com o sinal de controle. |
| Perda de energia solenóide |
Detecta perda de energia do solenóide, criando uma falha. |
| Sincronizando o desempenho do relé |
Detecta relé de verificação de sincronização lenta, relé de sincronização automática lenta, disjuntor lento e relé K25 bloqueado; todos criam uma falha. |
| Alarme de diagnóstico composto |
Se algum dos sinais acima não funcionar, ocorre um alarme de diagnóstico composto L3DIAG_PTUR. |
| Verificação de chip de identificação |
Verifica a correspondência do ID do conector; uma incompatibilidade cria uma falha de incompatibilidade de hardware. |
Os sinais de diagnóstico podem ser bloqueados individualmente e redefinidos com o sinal RESET_DIA após retornarem ao normal.
2. Método de configuração
A placa IS200STURH2A não possui jumpers ou configurações de hardware. Toda a configuração é feita através do pacote de E/S PTUR e do software ControlST.
VI. Instalação e Manutenção
1. Local de montagem
A placa IS200STURH2A é montada em um suporte de chapa metálica com um isolador de plástico e, em seguida, fixada no gabinete com parafusos. A placa pode ser empilhada verticalmente com outras placas de terminais tipo S.
2. Etapas de instalação
Instale o suporte do isolador de plástico no suporte de chapa metálica.
Monte a placa IS200STURH2A no suporte.
Fixe o conjunto no gabinete com parafusos.
Conecte os fios de campo ao bloco terminal conectável.
Insira o pacote de E/S PTUR no conector DC-62 pinos da placa.
Conecte saídas de relé de desarme, circuitos de sincronização e sensores de velocidade conforme necessário.
3. Recomendações de Manutenção
Inspeção Periódica: Verifique se os blocos terminais estão firmemente conectados e se os fios não estão soltos.
Limpeza: Limpe regularmente a placa para evitar o acúmulo de poeira.
Proteção ESD: Use uma pulseira de aterramento ao manusear a placa e guarde-a em sacos antiestáticos.
Gerenciamento de peças sobressalentes: Mantenha uma placa STURH2A sobressalente para reduzir o tempo de inatividade em caso de falha.
