O IS200TPROS1C é uma placa terminal de proteção de emergência projetada pela General Electric (GE) para seus sistemas de controle de turbinas a gás e a vapor. Esta placa é uma revisão de hardware da série TPRO, usada principalmente para fornecer sinais críticos à placa do processador VPRO para proteção independente de sobrevelocidade de emergência e verificação de sincronismo, incluindo sinais de velocidade, sinais de temperatura, tensão do gerador e tensão do barramento.
A placa IS200TPROS1C funciona em conjunto com placas VPRO triplamente redundantes para formar um módulo de proteção independente do sistema de controle da turbina principal. Este sistema de proteção controla os solenóides de disparo através de placas terminais TREx (TREG, TREL ou TRES), implementando proteção de desligamento de emergência para a turbina. O TPRO fornece sinais de entrada para todas as três placas VPRO, garantindo que as funções de proteção ainda possam ser executadas normalmente mesmo se um canal falhar.
As principais funções da placa IS200TPROS1C incluem:
Proteção de Emergência contra Sobrevelocidade: Fornece sinais de velocidade ao VPRO por meio de captadores magnéticos de velocidade, implementando proteção de emergência contra sobrevelocidade independente do controlador principal.
Proteção de verificação de sincronização de backup: Fornece proteção de backup para fechamento de sincronização por meio de tensão do gerador e entradas de tensão do barramento.
Proteção contra superaquecimento de exaustão: Monitora a temperatura de exaustão da turbina a gás por meio de entradas de termopares, fornecendo proteção contra superaquecimento.
Entradas Analógicas: Fornece três canais de entrada analógica de corrente/tensão para monitorar outros parâmetros do processo.
A placa atende às demandas de aplicações de campo industrial, apresentando blocos de terminais conectáveis para fácil fiação e manutenção no local. Cada ponto de terminação pode aceitar até dois fios #12 AWG com isolamento de 300 volts. As dimensões da placa são 17,8 cm de largura x 33,02 cm de altura, adequadas para instalação em gabinete de controle padrão.
II. Principais Funções
As funções principais do IS200TPROS1C incluem, mas não estão limitadas a, o seguinte:
1. Entrada de sinal de velocidade e proteção contra excesso de velocidade
A placa IS200TPROS1C fornece sinais de velocidade ao VPRO para proteção contra sobrevelocidade de emergência (EOS). A detecção de velocidade utiliza captadores magnéticos passivos de velocidade, com a seguinte configuração específica:
Um total de 9 captadores de velocidade magnéticos passivos podem ser conectados.
Cada placa VPRO monitora 3 captadores de velocidade.
Os sinais de saída da sonda são transmitidos através de cabos de par trançado blindados, com distância máxima de 300 metros (984 pés).
Faixa de frequência de pulso: 2 Hz a 20 kHz.
Sensibilidade do circuito de entrada: Pico mínimo de 27 mV a 2 Hz, pico mínimo de 450 mV a 14 kHz.
2. Proteção de verificação de sincronização de backup
IS200TPROS1C fornece entradas de verificação de sincronização de backup para o módulo de proteção, incluindo:
Tensão do gerador e tensão do barramento, provenientes de dois Transformadores de Potencial (TPs) monofásicos.
Tensão nominal de entrada: 115 V rms.
Faixa de tensão permitida para sincronização: 75 a 130 V rms.
Precisão da tensão: 0,5% da tensão nominal.
Precisão de frequência: 0,05%.
Medição de diferença de fase: Melhor que 1 grau.
Carga por entrada: Menos de 3 VA.
Classificação de isolamento: barreira de isolamento de 1.500 V rms.
Comprimento máximo do cabo: 100 metros (par trançado blindado 18 AWG).
Cada entrada PT é conectada internamente em paralelo através do TPRO às três placas VPRO. As janelas de deslizamento de fase triplamente redundantes resultam em uma saída lógica votada na placa terminal TREG, que aciona o relé K25A. Os contatos deste relé são conectados em série com o relé permissivo de sincronismo (K25P) e o relé de sincronismo automático (K25) para garantir que nenhum comando falso seja emitido para fechar o disjuntor do gerador. Da mesma forma, os contatos do contato K25A são conectados em série com os contatos do equipamento de sincronização manual e remoto para garantir que não haja comandos falsos.
3. Entradas de termopar
IS200TPROS1C fornece 9 canais de entrada de termopar, usados principalmente para proteção contra superaquecimento de exaustão de turbinas a gás. Cada placa VPRO monitora 3 entradas de termopares. As especificações do termopar são as mesmas da placa VTCC.
4. Entradas Analógicas
IS200TPROS1C fornece três canais de entrada analógica, com VPRO fornecendo alimentação de 28 V CC para os transmissores de entrada analógica:
Canal 1: Configurável através dos jumpers JP1A e JP1B para entrada de corrente ou tensão de 4-20 mA (±5 V CC ou ±10 V CC).
Canal 2: entrada de corrente 4-20 mA.
Canal 3: entrada de corrente 4-20 mA.
As especificações da entrada analógica são as mesmas da placa VAIC.
5. Distribuição de Sinal
Todos os sinais de entrada (velocidade, tensão, termopar, analógico) são conectados em paralelo através do TPRO às três placas VPRO, obtendo redundância tripla. Este design garante que as funções de proteção ainda possam ser executadas normalmente mesmo se uma placa VPRO falhar.
III. Aplicativos do sistema
1. Aplicação em Sistema de Proteção de Turbinas a Gás
O IS200TPROS1C é a placa terminal de entrada principal do sistema independente de proteção de emergência para turbinas a gás. Ele funciona com placas processadoras VPRO triplamente redundantes para formar um módulo de proteção independente do sistema de controle da turbina principal. Este sistema controla os solenóides de disparo através de placas terminais TREx e TRPx para implementar proteção de desligamento de emergência.
2. Coordenação com VPRO e TREx
No sistema de proteção, as placas coordenam-se da seguinte forma:
IS200TPROS1C: Adquire sinais de velocidade, tensão, termopar e entradas analógicas, distribuindo-os em paralelo pelas três placas VPRO.
VPRO: Processa sinais de entrada, executa funções de proteção de emergência contra sobrevelocidade e parada de emergência e controla os 12 relés no TREG.
TREG: Fornece o lado positivo de 125 V CC aos solenóides de disparo, trabalhando com TRPx para controlar os solenóides.
TRPx (TRPG/TRPL/TRPS): Fornece o lado negativo de 125 V CC aos solenóides de disparo.
Solenóides de disparo: Podem ser conectados até 3, disparados independentemente pelo VPRO via TREG ou pelo controlador principal via TRPx.
3. Relacionamento com Controlador Principal
O módulo de proteção de emergência contendo IS200TPROS1C é completamente independente do sistema principal de controle da turbina (VTUR). Tanto o VTUR quanto o VPRO detectam excesso de velocidade da turbina, e qualquer um dos sistemas pode desarmar a turbina de forma independente usando relés no TRPG ou TREG. Este design redundante garante que mesmo se o sistema de controle principal falhar, o sistema de proteção de emergência ainda poderá funcionar corretamente.
4. Proteção de verificação de sincronização de backup
As entradas de tensão do gerador e de tensão do barramento fornecidas pelo IS200TPROS1C são usadas para proteção de verificação de sincronização de backup. As janelas de deslizamento de fase triplamente redundantes resultam em uma saída lógica votada no TREG, acionando o relé K25A. Os contatos deste relé são conectados em série com K25P e K25 para garantir que nenhum comando de fechamento falso seja emitido. Da mesma forma, os contatos do K25A também são conectados em série com os contatos do equipamento de sincronização manual remota para evitar operação incorreta.
5. Proteção contra superaquecimento no escapamento
Para aplicações em turbinas a gás, as 9 entradas de termopares no IS200TPROS1C são usadas principalmente para proteção contra sobretemperatura de exaustão. Cada VPRO monitora 3 termopares, obtendo monitoramento de temperatura com redundância tripla. Quando a temperatura de exaustão excede o limite definido, o sistema de proteção pode acionar um desligamento de emergência.
6. Cenários típicos de aplicação
Proteção de emergência contra sobrevelocidade para turbinas a gás
Proteção contra sobretemperatura de exaustão para turbinas a gás
Proteção de verificação de sincronização de backup para geradores
Sistemas de desligamento de segurança independentes do controlador principal
Turbomáquinas industriais que exigem proteção triplamente redundante
4. Descrição detalhada da interface
1. Alocação do bloco terminal
A placa IS200TPROS1C possui dois blocos de terminais conectáveis:
Primeiro bloco terminal: Conecta transformadores de potencial de gerador, transformadores de potencial de barramento, entradas analógicas e termopares.
Segundo bloco terminal: Conecta captadores magnéticos de velocidade.
Cada ponto de terminação pode aceitar até dois fios #12 AWG com isolamento de 300 volts. Os blocos terminais podem ser desconectados para facilitar a fiação e manutenção no local.
2. Conexões de sinal
A placa se conecta a cada placa VPRO por meio de dois cabos. Consulte o diagrama de fiação no documento para métodos de conexão específicos.
3. Configuração do Jumper
| de jumper |
da função |
Descrição da configuração |
| JP1A |
Seleção do tipo de canal analógico 1 |
Funciona com JP1B para selecionar 4-20 mA ou entrada de tensão |
| JP1B |
Seleção do tipo de canal analógico 1 |
Funciona com JP1A para selecionar 4-20 mA ou entrada de tensão |
4. Chip de identificação
Os conectores no IS200TPROS1C apresentam um chip de identificação somente leitura que armazena as seguintes informações:
As placas VPRO leem essas informações durante a inicialização e as comparam com os valores esperados. Se for encontrada uma incompatibilidade, será gerada uma falha de incompatibilidade de hardware, evitando problemas no sistema causados por configuração incorreta.
V. Diagnóstico e Configuração
1. Funções de diagnóstico
As placas VPRO realizam os seguintes diagnósticos no TPRO, seus cabos e sinais de entrada:
| do item de diagnóstico |
Descrição |
| Verificação de limite de entrada analógica |
Executa verificações de limite alto/baixo em sinais de entrada analógicos; ultrapassar os limites gera uma falha |
| Alarme de diagnóstico composto |
Quando algum sinal não está funcionando, gera alarme L3DIAG_VPROR (ou S/T) |
| Travamento e reinicialização de falhas |
Os sinais de diagnóstico podem ser bloqueados individualmente e redefinidos com RESET_DIA após retornar ao normal |
| Verificação de chip de identificação |
Verifica a correspondência do ID do conector e evita incompatibilidade de hardware |
2. Método de configuração
Além dos jumpers de seleção tipo canal 1 analógico, a placa IS200TPROS1C não possui outro hardware configurável. Todas as outras configurações (como configurações de limite, limites de alarme, etc.) são concluídas através do software VPRO.
VI. Instalação e Manutenção
1. Local de montagem
A placa IS200TPROS1C é normalmente montada no módulo de proteção independente dentro do gabinete de controle da turbina a gás. Durante a instalação, preste atenção a:
Certifique-se de que a placa esteja firmemente montada para evitar efeitos de vibração.
Os blocos terminais devem estar totalmente encaixados e os parafusos apertados.
Os cabos devem ser etiquetados corretamente para evitar conexões incorretas.
As blindagens devem ser devidamente aterradas.
2. 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 IS200TPROS1C sobressalente para reduzir o tempo de inatividade em caso de falha.
