IS200GGXIG1A — это основная плата изоляции и распределения сигналов, разработанная General Electric (GE) Industrial Systems для системы преобразователя частоты среднего напряжения Innovation Series™. В качестве платы расширения/источника нагрузки (GGXI) IS200GGXIG1A устанавливает полный безопасный изолирующий барьер между высоковольтным силовым мостом и стойкой плат Innovation Series™, одновременно выполняя множество важных задач, включая преобразование сигналов управления воротами, формирование и агрегирование сигналов обратной связи, а также мониторинг состояния системы. Эта плата работает в тесной координации с платой контроллера интерфейса моста IS200BICI и платой интерфейса питания моста IS200BPII, вместе образуя полный распределенный канал управления для 12 интегрированных тиристоров с коммутацией затвора (IGCT).
Плата IS200GGXIG1A устанавливается в зоне шкафа управления рядом с силовым мостом, рядом с платой силового узла драйвера шлюза DS200GDPA (GDPA). Он обменивается командами затвора и информацией о состоянии с платой BPII через дифференциальные сигналы RS-422, отправляет обусловленные сигналы обратной связи по напряжению и току на плату BICI через разъем JFBK и напрямую подключается к модулям драйверов затворов IGCT через 12 пар оптоволоконных приемопередатчиков. Эта многоуровневая архитектура мультимедийного интерфейса обеспечивает высоковольтную изоляцию и помехоустойчивость, а также обеспечивает надежную двунаправленную передачу команд управления и сигналов обратной связи.
Позиционирование системы и интеграция архитектуры
В иерархии управления приводной системы Innovation Series™ IS200GGXIG1A расположен между группой плат управления BICI/BPII и силовым мостом, выступая в качестве полевого концентратора всей сети управления воротами и обратной связи по сигналам. Его основные интерфейсные отношения следующие:
Восходящая связь с платой BICI : через 44-контактный разъем JFBK он отправляет сигналы обратной связи по току от трехфазных активных трансформаторов тока (LEM), сигналы обратной связи по напряжению, ослабленные платой НАТО для различных узлов, сигналы идентификации платы и сигналы проверки кабельного соединения на плату BICI.
Восходящая связь с платой BPII : через 68-контактный разъем JGATE он получает 12 каналов сигналов управления воротами RS-422 от платы BPII и отправляет обратно 12 каналов сигналов состояния ворот RS-422 на плату BPII. Он также сообщает различную информацию о состоянии, включая состояние питания GDPA, состояние питания P5, состояние управляющего питания 115 В, состояние предохранителей, обнаружение наличия кабеля платы НАТО и проверку подключения кабеля BICI-GGXI-BPII.
Нисходящая связь с IGCT : через 12 пар разъемов оптоволоконного приемопередатчика (от FO01 до FO12) он преобразует команды затвора в оптические сигналы, отправляемые в модули драйвера затвора IGCT, и принимает оптические сигналы обратной связи о состоянии затвора IGCT.
Вход питания : получает источник питания прямоугольной формы с частотой 27 кГц, 48 В переменного тока от платы GDPA через четыре разъема от J1 до J4, причем каждый вход также передает сигнал состояния CVOK платы GDPA.
Вход обратной связи по напряжению : принимает ослабленные сигналы напряжения от платы масштабирования обратной связи по напряжению IS200NATO через два 20-контактных разъема, J15 и J16.
Выход обратной связи по току : подает питание ±24 В постоянного тока на трехфазные активные трансформаторы тока через разъемы J10, J11 и J12 и получает от них сигналы обратной связи ±5 В постоянного тока.
Подробные основные функции
1. Преобразование сигнала RS-422 в оптоволоконный затвор.
Одной из основных функций IS200GGXIG1A является преобразование 12 каналов сигналов управления дифференциальными воротами RS-422 (TX N/TX P), полученных от платы BPII через разъем JGATE, в оптоволоконные сигналы, которые приводят к включению соответствующих IGCT («Light ON» указывает на команду огня). Одновременно оптоволоконные сигналы обратной связи о состоянии от модулей драйвера затвора IGCT («ВКЛ.» указывает на то, что IGCT в порядке) принимаются и преобразуются обратно в дифференциальные электрические сигналы RS-422 (RX N/RX P), которые отправляются обратно на плату BPII через разъем JGATE. Каждый строб-сигнал соответствует паре разъемов оптоволоконного приемопередатчика, при этом передатчик (TX) обозначен серым цветом, а приемник (RX) — синим; такое четкое разделение цветов облегчает идентификацию и обслуживание на месте.
2. Прием и распределение сигнала обратной связи по напряжению.
IS200GGXIG1A получает несколько каналов ослабленных сигналов напряжения от платы НАТО через два 20-контактных разъема (J15 и J16). J15 передает сигналы напряжения узлов плеча моста относительно нейтрали: напряжение фазы A (VA), напряжение фазы B (VB), напряжение фазы C (VC), положительное напряжение шины (VP), отрицательное напряжение шины (VN) и сигнал проверки правильности установки кабеля платы № 1 НАТО. J16 передает сигналы напряжения шины конденсатора: положительное напряжение шины конденсатора (VPB), отрицательное напряжение шины конденсатора (VNB), нулевое напряжение шины (VO), сигналы индикатора положительного и отрицательного напряжения шины конденсатора (VPCAP, VNCAP) и сигнал проверки правильности установки кабеля на плате НАТО № 2. Все сигналы имеют пиковую амплитуду 10 В, привязанную к локальному общему проводу (LCOM), и передаются на плату BICI через разъем JFBK.
3. Интерфейс активного трансформатора тока
IS200GGXIG1A обеспечивает полный канал питания и приема сигналов для трехфазных активных трансформаторов тока (LEM). Через три разъема — J10 (фаза A), J11 (фаза B) и J12 (фаза C) — каждая фаза выдает мощность ±24 В постоянного тока (точность ±10 %, максимум 0,6 А) и одновременно получает сигналы обратной связи по току ±5 В постоянного тока, 0,5 А (среднеквадратичное значение). Условные сигналы трехфазного тока (LEMA, LEMB, LEMC) передаются на плату BICI через разъем JFBK для использования регулятором тока и функциями защиты. Тестовые точки TP4, TP5 и TP6 на плате позволяют измерять масштабированные сигналы трехфазного тока соответственно.
4. Мониторинг состояния системы и светодиодная индикация.
Плата IS200GGXIG1A объединяет комплексные функции мониторинга состояния системы и оснащена девятью светодиодными индикаторами, которые обеспечивают интуитивно понятное отображение состояния:
ВЕЛ |
Цвет |
Мнемоника |
Описание |
ДС10 |
Зеленый |
GDPA1 ОК |
Статус питания GDPA1 в порядке |
ДС11 |
Зеленый |
GDPA2 ОК |
Состояние питания GDPA2 в порядке |
ДС12 |
Зеленый |
GDPA3 ОК |
Состояние питания GDPA3 в порядке |
ДС16 |
Зеленый |
GDPA4 ОК |
Статус питания GDPA4 в порядке |
ДС13 |
Зеленый |
V115 ОК |
Питание цепи управления 115 В переменного тока в порядке |
ДС14 |
Зеленый |
Р5 ОК |
Встроенное питание P5 в порядке (>4,5 В) |
ДС15 |
Зеленый |
Предохранитель в порядке |
Предохранители мостового фильтра в порядке (контакты замкнуты) |
ДС17 |
Красный |
КАП-ВП |
Напряжение на конденсаторах P-шины >100 В постоянного тока |
ДС18 |
Красный |
КАП-ВН |
Напряжение на конденсаторах шины N >100 В постоянного тока |
Два красных светодиода, DS17 и DS18, служат важным предупреждением безопасности: они продолжают гореть, когда остаточное напряжение на конденсаторах шины постоянного тока превышает 100 В, предупреждая обслуживающий персонал об опасности высокого напряжения.
5. Проект изоляции и заземления
В IS200GGXIG1A используется многоуровневая технология изоляции для обеспечения безопасности при высоком напряжении: оптоволоконные интерфейсы обеспечивают изоляцию высокого напряжения, оптоизоляторы используются для передачи сигнала состояния, используется изолированный датчик-выключатель с предохранителем, имеется электрически изолированный чип идентификации платы, изолированные источники питания питают плату и используются активные экраны трансформатора.
На плате имеются девять штыревых разъемов заземления (от E1 до E9) для поддержки гибких конфигураций заземления. В конструкции различают два типа общих точек: LCOM (Local Common) используется для «тихих» цепей, таких как аналоговые схемы, служа центральной точкой для источников питания трансформатора тока и опорной клеммой для нагрузочных резисторов датчиков напряжения и тока; DCOM (Digital Common) используется для «шумных» цепей, таких как цифровые цепи. На плате GGXI нет прямого соединения между DCOM и землей шасси; соединение существует только через плату BPII. Такая конструкция эффективно позволяет избежать помех контура заземления.
Рекомендуемая типичная конфигурация заземления: подключите контакт ШАССИ к заземлению панели, подключите контакт LCOM к контакту ШАССИ и подключите контакт DCOM к контакту DCOMY (DCOMY/DCOMW — это расширенные плоскости заземления через кабели JFBK/JGATE).
6. Идентификация электронной платы и проверка кабеля.
IS200GGXIG1A включает в себя встроенный изолированный чип последовательного идентификатора, а его сеть идентификационных сигналов платы (BRDID) проходит через разъемы PFBK платы BICI. Чтобы гарантировать, что кабели платы GGXI подключены правильно и не перекрещиваются, система использует выделенную пару проводов в кабеле PFBK/JFBK и кабеле JGATE. Ток подается в противоположных направлениях через эти выделенные пары, чтобы убедиться в правильности направления кабеля для первой и второй плат GGXI. Результат обнаружения передается обратно на плату BICI с помощью платы BPII через объединительную плату, обеспечивая автоматическую проверку целостности и правильности кабельного соединения.
Ресурсы тестпойнтов
IS200GGXIG1A предоставляет 14 пользовательских контрольных точек, облегчающих ввод в эксплуатацию на месте и диагностику неисправностей:
Тестпойнт |
Мнемоника |
Описание |
ТП1 |
П5 |
Питание 5 В постоянного тока, ±0,5 В |
ТП2 |
P11 |
Питание 11 В постоянного тока, ±1 В |
ТП3 |
P10G |
Питание 10 В постоянного тока (с фильтром помех при включении для оптоволоконных передатчиков) |
ТП4 |
ЛЕМА |
Масштабированный ток фазы А |
ТП5 |
ЛЕМБ |
Масштабированный ток фазы B |
ТП6 |
ЛЕМК |
Масштабированный ток фазы C |
ТП7 |
Вирджиния |
Масштабированное мостовое напряжение от фазы А до нейтрали |
ТП8 |
ВБ |
Масштабированное мостовое напряжение от фазы B до нейтрального напряжения |
ТП9 |
ВК |
Масштабированное мостовое напряжение от фазы C до нейтрального напряжения |
ТП10 |
вице-президент |
Масштабированный мост P-шина к нейтральному напряжению |
ТП11 |
ВН |
Масштабированный мост N шины к нейтральному напряжению |
ТП12 |
ВПБ |
Масштабированный конденсатор P шины до нейтрального напряжения |
ТП13 |
ВНБ |
Масштабированное напряжение шины N конденсатора до нейтрального напряжения |
ТП14 |
ВО |
Масштабированное 0 напряжение шины |
Сводка интерфейса соединителя
Разъем |
Тип |
Булавки |
Цель |
J1-J4 |
Штекерный разъем |
6 каждый |
Питание 48 В переменного тока от плат GDPA и вход сигнала CVOK |
J5 |
Штекерный разъем |
2 |
Контроль управляющей мощности 115 В переменного тока |
J6 |
Штекерный разъем |
2 |
Контроль неисправности предохранителей |
J10-J12 |
Штекерный разъем |
по 4 штуки |
Активная мощность трансформатора тока и обратная связь |
J15 |
Штекерный разъем |
20 |
Обратная связь по напряжению платы НАТО (напряжения моста) |
J16 |
Штекерный разъем |
20 |
Обратная связь по напряжению платы НАТО (напряжения конденсаторов) |
ДЖГЕЙТ |
Штекерный разъем |
68 |
Интерфейс платы BPII (команды/состояние ворот, мониторинг состояния) |
JFBK |
44-контактный разъем D-sub |
44 |
Интерфейс платы BICI (обратная связь по току/напряжению, идентификатор платы, проверка кабеля) |
ФО01-ФО12 |
Оптоволоконный дуплексный разъем |
— |
Команды и состояние шлюза IGCT (серый TX, синий RX) |
Е1-Е9 |
Штыревые заземляющие соединители |
— |
Выбор конфигурации заземления |
Установка и меры безопасности
IS200GGXIG1A крепится с помощью 7 винтов на четырех пластиковых стойках (вверху и в середине) и трех металлических стойках (внизу, используются звездчатые шайбы). Звездчатые шайбы должны быть соединены с металлическими стойками и прилегать к металлическим поверхностям, а не к пластиковым стойкам. Металлические стойки и звездообразные шайбы вместе образуют защитную цепь, которая шунтирует любое случайное высокое напряжение на землю. При замене платы необходимо отключить все питание и выполнить процедуры блокировки/маркировки. Во время работы необходимо носить антистатический браслет, а запасные платы следует хранить в антистатической упаковке.
