UNS 0862 AC Gerçek Değer Ölçüm Arayüzü, ABB UNITROL® F serisi uyartım sistemlerinde önemli bir ön uç sinyal toplama cihazıdır. Temel misyonu, senkron makinelerin çalışma durumu parametrelerini (yani üç fazlı makine voltajı ve tek fazlı akımı) doğru ve güvenli bir şekilde elde etmek ve bunları sonraki elektronik kontrol sistemi tarafından işlenebilecek standartlaştırılmış düşük voltaj sinyallerine dönüştürmektir.
Bir uyartım sisteminde Otomatik Voltaj Regülatörü (AVR), doğru kontrol kararları vermek, şebeke voltajı stabilitesini korumak ve reaktif gücü makul şekilde dağıtmak için jeneratörün terminal voltajına ve yük akımına gerçek zamanlı ve hassas erişim gerektirir. UNS 0862, bu 'algılama' fonksiyonunu sağlayan anahtar bağlantıdır. Sinyal zincirinin başlangıç noktası olan ölçüm doğruluğu ve güvenilirliği, tüm uyarı sisteminin, hatta jeneratörün ve elektrik şebekesinin istikrarlı çalışmasını doğrudan etkiler.
Bu modül, bağımsız bir kart kartı olarak tasarlanmıştır ve önceden hazırlanmış düz kablolar aracılığıyla UNS 0863 G/Ç Arayüzüne yakından bağlanır ve birlikte uyarma sistemi ile harici voltaj ve akım transformatörleri arasında standart, yüksek empedanslı bir arayüz oluşturur.
2. Temel Özellikler
UNS 0862'nin işlevselliği oldukça uzmanlaşmıştır ve temel olarak aşağıdaki iki hususta şekillenmiştir:
2.1. Üç Fazlı Makine Gerilim Ölçümü
Kanal Sayısı: 3 faz (UR, US, UT).
Galvanik İzolasyon: Yüksek gerilim tarafı (ikincil transformatör) ile düşük gerilim tarafı (kontrol sistemi elektroniği) arasında tam galvanik izolasyon sağlayan iki özel dahili ölçüm transformatörü (V bağlantısına bağlı) aracılığıyla gerçekleştirilir. Bu, pahalı kontrol ekipmanlarına zarar verebilecek ve personeli tehlikeye atabilecek güç sistemindeki yüksek gerilimlerin düşük gerilim kontrol devrelerine girmesini önleyen hayati bir güvenlik önlemidir.
Sinyal Dönüşümü: Gerilim Transformatörlerinden (VT'ler) (tipik olarak 100V, 110V veya 120V) standart sekonder gerilimleri elektronik devrelere uygun güvenli bir seviyeye (5 V AC RMS) hassas bir şekilde ölçeklendirir.
Yüksek Doğrusallık: %150'lik anlık aşırı yük kapasitesiyle, nominal değerin %130'una kadar mükemmel doğrusal özellikleri korur ve sistem geçişleri sırasında bile sinyallerin bozulmamasını sağlar.
2.2. Tek Fazlı Makine Akım Ölçümü
Kanal Sayısı: 1 faz (tipik olarak R fazı akımı IR'yi ölçer).
Galvanik İzolasyon: Benzer şekilde özel bir akım ölçüm transformatörü aracılığıyla elde edilir.
Sinyal Dönüşümü ve Dönüşümü: Akım Transformatörlerinden (CT'ler) (1A veya 5A) gelen standart ikincil akımı oransal voltaj sinyaline dönüştürür. Standart konfigürasyonda nominal giriş akımı, 3 V AC RMS çıkış voltajına karşılık gelir. Bu, transformatörün sekonderine hassas bir yük direnci bağlanarak elde edilir.
2.3. Sinyal Dağıtımı ve Arayüzü
3. Çalışma Prensibi ve Sinyal İşleme Mekanizması
UNS 0862'nin çalışma prensibi klasik elektromanyetik indüksiyon ve Ohm kanununa dayanmaktadır. Dahili sinyal işleme akışı açık ve kesindir. Aşağıdaki bölümler çalışma mekanizmasını ayrıntılı olarak ele almaktadır.
3.1. Makine Gerilimi Ölçüm Prensibi
A. Giriş ve İzolasyon:
Makine terminali gerilim transformatörlerinden gelen üç fazlı ikincil gerilimler (örn. 110V AC), UNS 0862'nin giriş terminallerine bağlanır. Bu üç fazlı gerilimler, özel olarak tasarlanmış iki yüksek hassasiyetli ölçüm transformatörüne hemen beslenir. Bu V-bağlantısı (veya 'açık-üçgen' bağlantı) yöntemi, minimum sayıda bileşen kullanarak üç fazlı gerilimleri etkili bir şekilde ölçer.
B. Oran Dönüşümü:
Bu transformatörlerin dönüşüm oranı dikkatle tasarlanmıştır. Örneğin, 110V'luk bir birincil girişle, ikincil tam olarak 5V çıkış verecektir. Bu süreç iki temel hedefe ulaşır:
Gerilim Seviyesi Dönüşümü: Yüksek gerilim sinyalini güvenli bir düşük gerilim sinyaline düşürür.
Galvanik İzolasyon: Kontrol sisteminin topraklamasını güç sisteminin toprağından yalıtan, toprak döngüsü parazitini ve ortak mod gürültüsünü etkili bir şekilde bastıran bir güvenlik bariyeri oluşturur.
C. Çıkış Sürücüsü:
Dönüştürülen düşük voltaj sinyalleri (UR, US, UT, her biri 5V RMS) doğrudan X11 ve X12 çıkış konnektörlerine gönderilir. Bu sinyaller, UNS 1860 Sinyal İşleme Cihazında sonraki frekans, aktif güç ve reaktif güç hesaplamaları için çok önemli olan voltajın faz ve frekans bilgilerini koruyan, düzeltilmemiş AC sinyalleridir.
3.2. Makine Akımı Ölçüm Prensibi
A. Giriş ve İzolasyon:
Akım transformatöründen (1A veya 5A) gelen ikincil akım, UNS 0862'nin akım ölçüm kanalına akar. Bu akım, yüksek hassasiyetli bir akım ölçüm transformatörünün birincil tarafından geçer.
B. Akım-Gerilim Dönüşümü:
Bu, akım ölçümünde anahtar adımdır. Sabit bir direnç R1001 (fabrikada 330Ω'a ayarlanmıştır) ve kalıcı olarak lehimlenmiş 3,3kΩ paralel dirençten oluşan hassas bir yük ağı, transformatörün sekonder ucuna bağlanır. Ohm Yasasına (V = I × R) göre, bu yük direncinden geçen akım orantılı bir voltaj düşüşü üretir.
Toplam Yük Hesaplaması: Standart konfigürasyonda toplam yük direnci R_load = 1 / (1/3300 + 1/330) ≈ 300Ω.
Nominal Çıkış: Tasarım hedefi, nominal giriş akımının (1A veya 5A) yük direnci boyunca 3 V AC RMS voltajı üretmesidir. Bu, transformatörün dönüş oranının ve yük direncinin birlikte tasarlandığı anlamına gelir. Örneğin, 5A'lik bir giriş için transformatör daha yüksek bir orana sahip olabilir, bu da 300Ω yük boyunca hala 3V üreten daha küçük bir ikincil akımla sonuçlanır.
C. Çıkış ve Konfigürasyon Esnekliği:
Ortaya çıkan 3V RMS voltaj sinyali çıkış konnektörlerine gönderilir. Bu tasarım, R1001 yük direncini değiştirerek veya ayarlayarak farklı uygulama senaryolarına veya özelleştirilmiş sinyal genliği gereksinimlerine uyum sağlamaya olanak tanır ve iyi bir mühendislik esnekliği sunar.
3.3. Doğruluk ve Güvenilirlik Tasarımı
Doğrusallık: Tüm transformatörler, nominal değerin sıfır ila %150'si arasında geniş bir aralıkta iyi bir doğrusallık sağlamak ve sinyal bozulmasını önlemek için yüksek kaliteli çekirdekler ve sarma teknikleri kullanır.
Düşük Güç Tüketimi: Her voltaj kanalı 0,5 VA'dan daha az tüketir ve mevcut kanal da 0,5 VA'dan daha az tüketir. Bu, gerilim ve akım trafoları üzerindeki yükü azaltarak tüm ölçüm sistemi için yüksek doğruluğun korunmasına yardımcı olur.
Bağlantı Güvenilirliği: Giriş tarafında 4mm² çift yay kelepçeli terminaller kullanılır; bu, iki iletkenin (tel veya halat) bağlanmasına olanak tanır, güvenli ve güvenilir bağlantılar sağlar; bu, özellikle akım döngülerinde açık devrelerin önlenmesi için önemlidir.
4. Sistem Entegrasyonu ve Yapılandırması
4.1. Mekanik ve Elektrik Tesisatı
Modül montaj cıvataları aracılığıyla yerine sabitlenir.
Gerilim ve akım giriş sinyalleri 4mm² çift yay kelepçeli terminaller aracılığıyla bağlanır ve güç uygulama ortamlarına uygun sağlam bağlantılar sağlar.
4.2. Diğer Sistem Parçalarına Bağlantı
UNS 0863'e: 10 pinli düz kablo (UNS 0862 ile birlikte verilir, örneğin HIEE 405181 P1 tipi) kullanılarak UNS 0863 G/Ç Arayüzünün X11 ve/veya X12 bağlantı noktalarına bağlanır.
Sinyal Yolu: Alınan voltaj ve akım sinyalleri UNS 0863 aracılığıyla UNS 1860 Sinyal İşleme Cihazına iletilir; burada düzeltme, filtreleme ve hesaplama (örn. güç, frekans) gibi daha ileri işlemlere tabi tutulur ve sonuçta SDCS-CON-2 kontrol panosundaki mikroişlemci tarafından kullanılır.
4.3. Yapılandırma ve Ayarlama
Yük Direnci Ayarı: R1001 fabrikada 330Ω'a ayarlanmış olmasına rağmen, mevcut ölçüm hassasiyetini değiştirmek veya özel CT'lere uyarlamak için gerekirse V_out = I_primary * (Yük Ağının Toplam Direnci) formülüne dayalı olarak değiştirilebilir. Yedek direnç ABB XN 400323 standardına uygun olmalı ve maksimum güç kaybı 0,33 W'u aşmamalıdır.
Çift Kanallı Sistem Konfigürasyonu: En yüksek güvenirlik gerektiren AFT çift kanallı sistemlerde, iki bağımsız makine voltajı ve akım trafosu seti donatılmışsa iki UNS 0862 cihazına ihtiyaç vardır. Bir cihazın X11'i UNS 0863'ün X11'ine (Kanal I) bağlanır ve diğer cihazın X11'i (veya X12), UNS 0863'ün X12'sine (Kanal II) bağlanır. Bu durumda, iki bağımsız ölçüm kaynağının varlığını sisteme bildirmek için UNS 0863 üzerindeki TWIN jumper'ı 'Y' olarak ayarlanmalıdır.
5. Uygulama Senaryoları
UNS 0862, UNITROL® F uyarma sisteminin standart bir bileşenidir ve bu seriyi kullanan tüm uygulamalarda yaygın olarak kullanılır:
Büyük Termik Santraller: Turbo jeneratörlerin terminal voltajını ve akımını izlemek, AVR için temel geri bildirim sinyalleri sağlamak için.
Hidroelektrik Santraller: Hidrojeneratörlerin uyarılma kontrolü için, çalışma koşullarındaki potansiyel olarak daha sık değişikliklere uyum sağlamak için.
Endüstriyel Sürücüler ve Büyük Senkron Motorlar: Kompresörler ve pompalar gibi sürücü uygulamalarında, kararlı motor çalışmasının ve güç faktörünün düzeltilmesinin sağlanması.
Deniz Güç Sistemleri: Deniz jeneratörlerinin uyarılma kontrolü için güvenilir ölçümler sağlar.
Şebeke İstikrarı İçin Yüksek Gereksinimlere Sahip Herhangi Bir Şebekeye Bağlı veya Adalı Enerji Üretim Sistemi.
