IS200EDEXG1A là Bảng điều khiển khử kích thích Exciter được thiết kế bởi General Electric (GE) cho Hệ thống điều khiển kích thích EX2100™ của họ. Bảng này là phiên bản trong dòng EDEX được sử dụng riêng cho các ứng dụng khử kích thích SCR và đóng vai trò là bảng điều khiển lõi trong mô-đun khử kích thích. Chức năng chính của IS200EDEXG1A là nhanh chóng loại bỏ năng lượng dự trữ khỏi trường máy phát điện trong quá trình tắt khẩn cấp khi cầu dao trường hoặc công tắc tơ mở, đảm bảo tắt thiết bị an toàn.
Trong hệ thống EX2100, bảng EMIO khởi tạo lệnh khử kích thích thông qua bảng EXTB. Bảng EXTB mở công tắc tơ 41dc (MDA/MDB) hoặc cầu dao, sau đó truyền tín hiệu khử kích thích từ các tiếp điểm phụ đến mạch kích hoạt SCR trên bảng EDEX. Bảng EDEXG1A cung cấp chức năng kích hoạt SCR, phản hồi cảm giác dẫn truyền và giữ điện áp, đảm bảo khả năng khử kích thích đáng tin cậy ngay cả trong trường hợp mất điện toàn bộ hệ thống.
Bảng IS200EDEXG1A bao gồm mạch kích hoạt SCR, mạch tự kích hoạt (bao gồm mạng Diode ngắt), cảm biến dòng điện Hiệu ứng Hall, mạch giữ điện áp, nhiều đầu nối giao diện (J1, J2, J8, DEPL, EPL1, EPL2), đầu cuối đâm (để cài đặt điện áp anode) và bộ nhảy cấu hình (JP1-JP6). Thiết kế bo mạch đáp ứng các tiêu chuẩn cấp công nghiệp và phù hợp cho các ứng dụng bảo vệ quan trọng trong hệ thống kích thích của nhà máy điện.
II. Chức năng chính
Các chức năng chính của IS200EDEXG1A bao gồm nhưng không giới hạn ở những chức năng sau:
1. Kích hoạt SCR
Bảng IS200EDEXG1A nhận hai lệnh kích hoạt (từ bộ điều khiển M1 và M2) thông qua bảng EXTB, đầu vào qua đầu nối J8. Khi nhận được lệnh, mạch kích hoạt sẽ tạo ra tín hiệu sóng vuông tần số cao, được kết nối với cổng SCR thông qua đầu nối DEPL, khiến nó dẫn điện. Mạch kích hoạt có thiết kế dự phòng để đảm bảo độ tin cậy.
2. Bảo vệ tự bắn
Nếu mạch kích hoạt chính bị lỗi hoặc bị trì hoãn, mạch tự kích hoạt trên bảng EDEXG1A sẽ đảm nhận nhiệm vụ kích hoạt. Mạch này bao gồm mạng Diode ngắt (BOD) được điều khiển bởi điện áp cực dương SCR và được kết nối với cổng SCR. Khi điện áp anode vượt quá điện áp đánh thủng của BOD, BOD sẽ dẫn điện và kích hoạt SCR. Thiết kế này đảm bảo khả năng khử kích thích đáng tin cậy ngay cả khi mạch kích thích chính bị hỏng.
3. Giữ điện áp
Bo mạch IS200EDEXG1A có mạch giữ điện áp duy trì điện áp dương 24 V dc và âm 24 V dc ngay cả khi hệ thống mất điện hoàn toàn, đảm bảo SCR có thể hoạt động. Mạch này cũng cung cấp điện áp để làm ướt các tiếp điểm khử kích thích bên ngoài, đảm bảo lệnh khử kích thích vẫn có hiệu lực sau khi mất điện.
4. Cảm biến dẫn truyền
Bảng IS200EDEXG1A sử dụng cảm biến Hiệu ứng Hall để phát hiện dòng điện trong mạch trường. Một vòng cơ học (bộ tập trung thông lượng) kết hợp từ thông với các cảm biến nằm ở cạnh trên của bảng mạch. Hai mạch cảm biến (1 và 2) có thể phát hiện dòng điện hai chiều. Các tín hiệu hiện tại được phát hiện sẽ được gửi đến bảng EXTB và sau đó đến hệ thống điều khiển. Hai đèn LED màu đỏ cho biết trạng thái của từng mạch cảm biến dòng điện, sáng lên khi phát hiện có dòng điện.
5. Cấu hình song song nhiều bảng
Đối với các ứng dụng dòng điện cao, cần có nhiều SCR khử kích thích. Mỗi SCR được điều khiển bởi một bảng EDEX được cấu hình theo cách sắp xếp Chính-Theo dõi. Nguồn J1, J2 và các cổng chung của Master board được kết nối với Follower board thông qua cáp EPL; Người theo dõi không có kết nối với J1 và J2. Jumpers JP1 và JP2 định cấu hình bảng EDEX làm Master hoặc Follower.
III. Ứng dụng hệ thống
1. Ứng dụng trong Hệ thống điều khiển kích từ EX2100
IS200EDEXG1A là bo mạch lõi của mô-đun khử kích thích trong Hệ thống điều khiển kích thích EX2100. Vai trò của nó trong hệ thống bao gồm:
Khử kích thích khẩn cấp: Kích hoạt nhanh SCR trong khi tắt khẩn cấp để xả năng lượng dự trữ trong trường máy phát vào điện trở khử kích thích, bảo vệ máy phát và hệ thống kích thích.
Kích hoạt dự phòng: Nhận lệnh kích hoạt dự phòng từ bộ điều khiển M1 và M2, đảm bảo khả năng khử kích thích đáng tin cậy ngay cả khi một bộ điều khiển bị lỗi.
Sao lưu tự kích hoạt: Kết hợp mạng Diode ngắt mạch tích hợp sẵn để tự động kích hoạt SCR nếu mạch kích hoạt chính bị lỗi, cung cấp lớp bảo vệ cuối cùng.
Giám sát dòng điện: Liên tục theo dõi dòng điện khử kích thích bằng cách sử dụng cảm biến Hiệu ứng Hall và đưa trạng thái trở lại hệ thống điều khiển để chẩn đoán và ghi lại.
Truyền qua tổn thất điện năng: Bao gồm mạch giữ điện áp tích hợp để đảm bảo quá trình khử kích thích có thể được hoàn thành ngay cả khi hệ thống mất điện hoàn toàn.
2. Các kịch bản ứng dụng điển hình
Bảo vệ tắt khẩn cấp cho hệ thống kích thích máy phát điện đồng bộ
Mạch khử kích thích cho máy phát điện tua bin hơi nước
Mạch khử kích thích cho máy phát điện tua bin thủy điện
Bảo vệ hệ thống kích thích tuabin khí
Khử kích thích song song đa SCR trong hệ thống kích thích dòng điện cao
IV. Mô tả giao diện chi tiết
1. Giắc cắm nguồn J1 và J2
J1 và J2 là các đầu nối khóa 4 chân cho đầu vào nguồn ±24 V dc:
| Chân |
J17M1/J17M2 Tín hiệu Mô tả |
| 1 |
+24V một chiều |
| 2 |
Trở về 24 V |
| 3 |
Trở về 24 V |
| 4 |
-24 V dc |
2. Đầu nối tín hiệu khử kích thích J8
J8 là đầu nối khóa 6 chân để kết nối với bo mạch EXTB:
| chân |
Mô tả tín hiệu |
| 1 |
Bộ chỉ huy hỏa lực M2 |
| 2 |
Trạng thái khử kích thích A |
| 3 |
Ret_48VM2 |
| 4 |
Bộ chỉ huy hỏa lực M1 |
| 5 |
Trạng thái khử kích thích B |
| 6 |
Ret_48VM1 |
3. Đầu nối kích hoạt SCR DEPL
DEPL là đầu nối khóa 2 chân để kết nối với cổng SCR:
| chân |
Mô tả tín hiệu |
| 1 |
Tín hiệu báo cháy trở lại |
| 2 |
Tín hiệu bắn |
4. Trình kết nối kết nối chính-theo dõi EPL1 và EPL2
EPL1 kết nối Master board với Follower board đầu tiên. EPL2 được sử dụng cho các kết nối chuỗi nối tiếp giữa các bảng Người theo dõi. Cả hai đều là đầu nối loại D 25 chân với cách bố trí chân giống hệt nhau:
| chân |
Mô tả tín hiệu |
| 1 |
Xung chính 1 từ Mạch điều khiển 1 |
| 2 |
Chung từ M1 |
| 3 |
Chung từ M1 |
| 4 |
Tích cực 24 V dc từ nguồn cung cấp M1 |
| 5 |
Tích cực 24 V dc từ nguồn cung cấp M1 |
| 6 |
Âm 24 V dc từ nguồn cung cấp M1 |
| 7 |
Âm 24 V dc từ nguồn cung cấp M1 |
| 8 |
Chung từ M1 |
| 9 |
Chung từ M1 |
| 10 |
Điện áp dương 24 V dc được cung cấp từ EXTB cho Mạch cảm biến dẫn 1 |
| 15-11 |
Không có kết nối |
| 16 |
Xung chính 2 từ Mạch điều khiển 2 |
| 17 |
Chung từ M2 |
| 18 |
Chung từ M2 |
| 19 |
Tích cực 24 V dc từ nguồn cung cấp M2 |
| 20 |
Tích cực 24 V dc từ nguồn cung cấp M2 |
| 21 |
Âm 24 V dc từ nguồn M2 |
| 22 |
Âm 24 V dc từ nguồn M2 |
| 23 |
Chung từ M2 |
| 24 |
Chung từ M2 |
| 25 |
Điện áp dương 24 V dc được cung cấp từ EXTB cho Mạch cảm biến dẫn 2 |
5. Thiết bị đầu cuối đâm thiết lập điện áp anode
Bo mạch IS200EDEXG1A có một loạt thiết bị đầu cuối cắm vào (E1A-E12) được sử dụng để cài đặt điện áp kích hoạt anode SCR thông qua bộ nhảy dây. Các cài đặt cụ thể được trình bày chi tiết trong Phần VI bên dưới.
V. Cấu hình và thiết lập
1. Cài đặt điện áp anode
Tùy thuộc vào thông số kỹ thuật của SCR được sử dụng, bộ nhảy dây phải được kết nối với các đầu nối thích hợp để chọn Điốt ngắt và điện trở giới hạn dòng điện chính xác, phù hợp với điện áp bắn anode cần thiết. Bảng bên dưới liệt kê các kết nối jumper cho các mức điện áp khác nhau (áp dụng cho ô SCR 53 mm):
| Anode Kích hoạt điện áp |
ngắt Diode Jumper |
giới hạn dòng điện trở Jumper |
| 700V ± 50V |
E7A – E11 |
E1B – E5 |
| 1400V ± 100V |
E7A – E10 |
E1B – E3 |
| 2100V ± 150V |
E7A – E9 |
E1B – E1C |
| 2800V ± 200V |
E7A – E8 |
E1B – E3 |
| 3500V ± 250V |
E7A – E7B |
E1B – E2 |
Cảnh báo quan trọng: Nếu vượt quá điện áp ngắt của diode ngắt và BOD không được kết nối với cổng của SCR, bảng EDEX sẽ bị phá hủy. Trước khi thử kích hoạt SCR bằng cách vượt quá điện áp ngắt của BOD, hãy đảm bảo rằng mạch điều khiển kích hoạt sẽ kích hoạt SCR.
2. Cấu hình chính/người theo dõi
Jumpers JP1 và JP2 định cấu hình bảng EDEX làm Master hoặc Follower:
| nhảy |
Loại bảng |
Vị trí nhảy |
Mô tả |
| JP1 |
Bậc thầy |
M |
Chọn làm Master |
| JP2 |
Bậc thầy |
M |
Chọn làm Master |
| JP1 |
Người theo dõi |
S |
Chọn làm người theo dõi |
| JP2 |
Người theo dõi |
S |
Chọn làm người theo dõi |
Lưu ý: JP3-JP6 luôn được kết nối và không cần cấu hình.
VI. Lắp đặt và thay thế
1. Vị trí lắp đặt
Bo mạch IS200EDEXG1A được gắn bên trong mô-đun khử kích thích trong tủ phụ trợ máy kích thích EX2100. Nó được cố định vào một bảng gắn trung gian thông qua ốc vít Snap Top. Một vòng tập trung thông lượng có thể tháo rời được lắp đặt trên các cảm biến Hiệu ứng Hall.
2. Thủ tục thay thế
Cảnh báo an toàn:
CẢNH BÁO: Để tránh bị điện giật, hãy tắt nguồn máy kích thích và làm theo quy trình ngắt điện hoàn chỉnh được nêu trong Hướng dẫn khởi động và lắp đặt EX2100 (GEH-6631). Tuân thủ tất cả các thông lệ Khóa/Gắn thẻ ra tại địa phương. Để thời gian cho tụ phóng điện.
THẬN TRỌNG: Để ngăn ngừa hư hỏng linh kiện do tĩnh điện gây ra, hãy xử lý tất cả các bo mạch bằng kỹ thuật xử lý nhạy cảm với tĩnh điện. Đeo dây nối đất ở cổ tay và bảo quản bảng mạch trong túi chống tĩnh điện.
Các bước thay thế:
Xác minh tắt nguồn: Trước khi mở cửa tủ phụ, hãy kiểm tra mạch điện để đảm bảo đã tắt nguồn.
Dán nhãn cáp: Xác minh tất cả các cáp đều được dán nhãn chính xác để dễ dàng kết nối lại.
Ngắt kết nối cáp:
Tháo vòng tập trung thông lượng: Cẩn thận tháo vòng tập trung thông lượng nằm trên các cảm biến Hiệu ứng Hall.
Tháo bảng cũ: Mở các chốt Snap Top bảo vệ bảng EDEX và tháo bảng cũ.
Cấu hình bảng mới:
Lắp đặt bảng mới: Định hướng bảng EDEX thay thế vào cùng vị trí trên bảng lắp và đóng các chốt Snap Top.
Thay thế vòng tập trung thông lượng: Lắp lại vòng tập trung thông lượng.
Kết nối lại cáp:
Kết nối lại tất cả các dây cáp vào bo mạch mới như trên nhãn.
Kết nối lại dây nhảy với E1A.
Đảm bảo tất cả các đầu nối được đặt đúng vị trí.
Khôi phục nguồn điện: Đóng cửa tủ phụ, khôi phục nguồn điện cho hệ thống kích thích theo quy trình và vận hành thử.
