8237-1600 Thiết bị bảo vệ quá tốc độ ProTech-GII

8237-1600 là thiết bị bảo vệ quá tốc độ có độ tin cậy cao thuộc dòng ProTech‑GII của Woodward. Nó được thiết kế cho tua bin hơi nước, tua bin khí, tua bin thủy điện và động cơ pittông lớn. Model này có cấu trúc gắn bảng điều khiển , đầu vào nguồn điện áp cao và điện áp thấp (HV/LV) hỗn hợp , 2oo3 (hai trong số ba) đầu ra rơle biểu quyết và đầu vào biểu quyết . Đây là thiết bị an toàn được chứng nhận SIL 3 (IEC 61508) và tuân thủ các tiêu chuẩn API 670, API 612 và API 611.

8237‑1600 sử dụng ba mô-đun độc lập (A, B, C) trong kiến ​​trúc dự phòng ba mô-đun (TMR) . Mỗi mô-đun giám sát tốc độ và khả năng tăng tốc của rôto thông qua cảm biến tốc độ riêng. Khi phát hiện sự kiện vượt tốc độ hoặc tăng tốc quá mức, hệ thống sẽ đưa ra lệnh ngắt để tắt tuabin hoặc động cơ, bảo vệ cả người và thiết bị.

Thiết bị này lý tưởng cho các ứng dụng quan trọng trong sản xuất điện, dầu khí, động cơ đẩy hàng hải và truyền động công nghiệp, những nơi yêu cầu cả độ an toàn và tính sẵn sàng cao.

2. Các tính năng chính

• Dự phòng ba mô-đun (TMR) – Ba mô-đun độc lập; bất kỳ lỗi nào cũng không ảnh hưởng đến những lỗi khác. Hỗ trợ trao đổi nóng (thay thế trực tuyến).

• 2oo3 Đầu ra rơ-le ngắt theo biểu quyết – Logic biểu quyết nội bộ đảm bảo rằng ít nhất hai mô-đun phải ngắt trước khi rơ-le đầu ra thay đổi trạng thái, ngăn ngừa các ngắt giả.

• Đầu vào tốc độ linh hoạt – Mỗi mô-đun chấp nhận một cảm biến tốc độ, có thể định cấu hình dưới dạng MPU thụ động hoặc đầu dò tiệm cận/dòng xoáy chủ động.

• Bảo vệ quá tốc độ và tăng tốc – Phạm vi hành trình quá tốc độ: 0‑32.000 vòng/phút; phạm vi ngắt quá tốc: 0‑25.000 vòng/phút.

• Trình quản lý dự phòng tốc độ và tăng tốc – Cho phép bỏ phiếu trung bình, chọn cao hoặc chọn thấp trong số tối đa ba tín hiệu; hành vi dự phòng có thể cấu hình.

• Tự kiểm tra toàn diện – Kiểm tra điểm đặt vượt tốc độ tạm thời, kiểm tra tốc độ mô phỏng thủ công/tự động, kiểm tra trình tự tự động (tự động kiểm tra cả ba mô-đun), kiểm tra đèn.

• Ghi nhật ký sự kiện – Nhật ký không thay đổi về tốc độ/tăng tốc quá mức (20 sự kiện), hành trình (50 sự kiện), cảnh báo (50 sự kiện) và tốc độ/tăng tốc tối đa.

• Giao diện người dùng – Bảng điều khiển phía trước có hỗ trợ đa ngôn ngữ (tiếng Anh/tiếng Trung), giám sát, cấu hình và bắt đầu kiểm tra theo thời gian thực.

• Giao tiếp Modbus RTU – Cổng RS‑232/RS‑485 trên mỗi mô-đun để giám sát và điều khiển từ xa.

• Công cụ Lập trình & Cấu hình (PCT) – Phần mềm PC để cấu hình ngoại tuyến/trực tuyến, quản lý tệp và xuất nhật ký.

• Chứng nhận An toàn – TUV SIL 3, CSA Class I Division 2, ATEX Zone 2, GOST và đáp ứng các tiêu chuẩn API.

3. . Mô tả chức năng chi tiết

3.1 Cấu hình logic và đầu ra chuyến đi (Mô hình rơle được biểu quyết)

Trong 8237‑1600, mỗi mô-đun đánh giá độc lập các tín hiệu tốc độ và gia tốc của riêng nó. Khi xảy ra tình trạng ngắt (vượt tốc độ, tăng tốc quá mức, mất tốc độ, v.v.), mô-đun sẽ thiết lập chốt ngắt bên trong của nó. Ba mô-đun chia sẻ trạng thái chuyến đi của họ thông qua xe buýt CAN được chứng nhận. bên trong Mô-đun cử tri 2oo3 giám sát ba tín hiệu ngắt và ngắt hoặc cấp điện cho hai rơle ngắt Form-C dự phòng tương ứng. Hành động của cử tri có thể được cấu hình như sau:

• Ngắt điện để ngắt điện (không an toàn): mất điện gây ra ngắt điện.

• Cấp điện cho chuyến đi : nguồn điện phải được cấp cho chuyến đi.

3.2 Trình quản lý dự phòng tốc độ và tăng tốc

Khi được bật, trình quản lý dự phòng cho phép mỗi mô-đun không chỉ sử dụng tín hiệu tốc độ của riêng nó mà còn cả tín hiệu tốc độ từ hai mô-đun còn lại. Điều này cho phép:

• Biểu quyết về giá trị tốc độ trung bình, cao nhất hoặc thấp nhất.

• Logic dự phòng khi chỉ có hai tín hiệu tốt (HSS hoặc LSS).

• Hành động có thể định cấu hình khi hai đầu vào bị lỗi (ngắt hoặc không ngắt).

• Báo động chênh lệch với ngưỡng điều chỉnh và thời gian trễ.

Tính năng này đặc biệt hữu ích khi chỉ lắp đặt hai đầu dò tốc độ hoặc khi một đầu dò không trực tuyến.

3.3 Bắt đầu phát hiện lỗi logic và tốc độ

ProTech‑GII bao gồm hai công cụ hỗ trợ khởi động bổ sung để ngăn chặn các hành trình giả khi tuabin đứng yên hoặc ở tốc độ thấp:

• Chuyến đi do lỗi tốc độ : Nếu tốc độ thấp hơn Điểm đặt lỗi tốc độ và đầu vào Ghi đè lỗi tốc độ không được đóng thì sẽ xảy ra lỗi ngắt.

• Chuyến đi hết thời gian chờ do lỗi tốc độ : Sau lệnh Bắt đầu, nếu tốc độ không vượt quá điểm đặt trong thời gian chờ đã định cấu hình thì một chuyến đi sẽ xảy ra.

Các chức năng này đảm bảo rằng hệ thống không ngắt trong quá trình khởi động bình thường khi đầu ra MPU có thể bằng 0.

3.4 Ghi nhật ký sự kiện và chỉ báo xuất trước

Mỗi mô-đun lưu trữ các nhật ký sau trong bộ nhớ cố định:

Chỉ báo xuất trước rất quan trọng để khắc phục nguyên nhân cốt lõi của sự kiện chuyến đi.

4. Điểm nổi bật về lắp đặt và đi dây

4.1 Yêu cầu về môi trường

• Cài đặt trong vỏ IP56 (hoặc cao hơn).

• Nhiệt độ môi trường xung quanh: -20°C đến +60°C.

• Tránh ánh nắng trực tiếp, nước, ngưng tụ và nhiễu điện từ mạnh.

• Cung cấp đủ thông gió và không gian cho việc tiếp cận bảng điều khiển phía trước.

• Gắn theo chiều dọc.

4.2 Dây điện

• Mỗi mô-đun yêu cầu hai nguồn điện độc lập (một HV, một LV).

• Mỗi nguồn điện phải có cầu dao riêng.

• Đầu vào HV phải được kết nối với đất bảo vệ (PE) bằng dây ≥1,5 mm².

4.3 Dây cảm biến tốc độ

• Sử dụng cáp xoắn đôi có vỏ bọc; tấm chắn kết nối ở một đầu (phía mô-đun).

• Chế độ MPU: 1–35 Vrms, trở kháng 1,5 kΩ, phát hiện dây hở đang hoạt động.

• Chế độ thăm dò hoạt động: mô-đun cung cấp nguồn 24 Vdc; ngưỡng đầu vào Vlow <2V, Vhigh >4V.

• Mỗi đầu dò chỉ được kết nối với một mô-đun (không có kết nối song song).

4.4 Đầu ra rơle

• Rơ-le ngắt (Form‑C): 8 A @ 220 Vac / 8 A @ 24 Vdc – có thể điều khiển trực tiếp các cuộn dây ngắt.

• Rơle báo động (trạng thái rắn): 1 A @ 24 Vdc – để truyền tin từ xa.

• Sử dụng nguồn điện bên ngoài nếu tổng dòng điện vượt quá 500 mA.

4.5 Modbus và cổng dịch vụ

• Modbus: RS‑485 chiều dài tối đa 1500 ft, RS‑232 tối đa 50 ft.

• Cổng dịch vụ (RS‑232) chỉ dành cho kết nối tạm thời (lập trình/truy xuất nhật ký).

5. Cấu hình và vận hành

5.1 Cấu hình bảng mặt trước

• Ngôn ngữ: Tiếng Anh hoặc Tiếng Trung.

• Cần có mật khẩu cho cấp độ kiểm tra (ví dụ: bắt đầu kiểm tra) và cấp độ cấu hình (thay đổi tham số).

• Mô-đun phải ở trạng thái ngắt để vào chế độ cấu hình.

• Các thông số có thể cấu hình: loại đầu dò, răng bánh răng, tỷ số truyền, điểm đặt quá tốc/tăng tốc quá mức, trình quản lý dự phòng, Modbus, chế độ kiểm tra, v.v.

5.2 Công cụ lập trình và cấu hình (PCT)

• Kết nối qua cổng dịch vụ (RS‑232).

• Cho phép tạo/chỉnh sửa ngoại tuyến các tệp cài đặt (*.wset).

• Tải lên/tải xuống trực tuyến các cấu hình.

• Xuất nhật ký sang HTML.

• Hỗ trợ so sánh cấu hình giữa các tập tin.

5.3 Sao chép cấu hình giữa các mô-đun

• Từ bảng mặt trước, cấu hình của một mô-đun có thể được sao chép sang mô-đun khác.

• Các mục bị loại trừ: mật khẩu, địa chỉ nô lệ Modbus, tùy chọn màn hình chính.

• Cảnh báo không khớp cấu hình có thể được bật/tắt.

6. Chứng nhận và tuân thủ an toàn

Trạng thái An toàn : Khi được cấu hình là Ngắt điện để ngắt , mô-đun ngắt khi mất điện hoàn toàn – tình trạng không an toàn.

7. Ứng dụng điển hình

8237‑1600 phù hợp với:

• Máy phát điện tua bin khí - bảo vệ quá tốc độ để ngăn ngừa hỏng cánh.

• Máy nén dẫn động bằng tua-bin hơi nước – trong các nhà máy lọc dầu và nhà máy hóa chất.

• Tua bin thủy điện – bảo vệ chống chạy lệch.

• Động cơ pittông (khí/diesel) – để nén khí hoặc cung cấp năng lượng khẩn cấp.

• Động cơ và máy nén tốc độ cao – phát hiện tăng tốc quá mức.

Khả năng hỗ trợ thay thế mô-đun trực tuyến và bỏ phiếu 2oo3 khiến nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng có thời gian ngừng hoạt động cực kỳ tốn kém.

8. Khắc phục sự cố và bảo trì

8.1 Chỉ báo LED ở bảng mặt trước

8.2 Các lỗi thường gặp và giải pháp

8.3 Khuyến nghị bảo trì

• Thực hiện kiểm tra trình tự tự động 6–12 tháng một lần để xác minh tất cả các mô-đun.

• Cứ sau 5–10 năm, hãy trả lại thiết bị cho Woodward hoặc trung tâm dịch vụ ủy quyền để kiểm tra và nâng cấp.

• Nếu bảo quản trên 24 tháng, cấp nguồn trong 5 phút để cải tạo tụ điện.

9. Thông tin đặt hàng và phụ kiện