Bảng mạch PT/CT Exciter GE IS200EPCTG1A

IS200EPCTG1A là Bảng giao diện Exciter PT/CT được thiết kế bởi General Electric (GE) cho Hệ thống điều khiển kích thích EX2100™ của họ. Bo mạch này là phiên bản tiêu chuẩn trong dòng EPCT, chủ yếu được sử dụng để cách ly và điều hòa tín hiệu Máy biến thế tiềm năng (PT) và Máy biến dòng điện (CT) trước khi truyền chúng đến hệ thống điều khiển, cung cấp tín hiệu phản hồi dòng điện và điện áp máy phát chính xác cho bộ điều chỉnh điện áp.

Bảng IS200EPCTG1A có hai bộ kênh đầu vào máy biến điện áp ba pha và hai bộ kênh đầu vào máy biến dòng điện (hỗ trợ mức dòng điện 1 A hoặc 5 A). Tín hiệu đầu ra từ tất cả các máy biến áp cách ly được gửi qua cáp đến bảng EMIO trong giá điều khiển. Ngoài ra, bo mạch còn cung cấp một kênh đầu vào tương tự không cách ly, có thể định cấu hình là đầu vào điện áp ±10 V hoặc đầu vào dòng điện 4-20 mA để kết nối các tín hiệu trường khác.

Trong hệ thống điều khiển Simplex, tín hiệu được gửi đến bảng EMIO trong bộ điều khiển M1 thông qua đầu nối J305. Trong hệ thống điều khiển Dự phòng, tín hiệu được phân phối đến bảng EMIO trong bộ điều khiển M1, M2 và C thông qua ba đầu nối J305, J308 và J315, đạt được phép đo dự phòng.

Bo mạch IS200EPCTG1A thiết kế độ tin cậy và an toàn cho các ứng dụng hiện trường:

• Đầu vào điện áp được bảo vệ bằng cầu chì, với chiều dài cáp lên tới 1000 feet (dây #12 AWG).

• Đầu vào hiện tại sử dụng các khối đầu cuối không thể cắm được (TB2, TB3) để ngăn chặn điện áp cao nguy hiểm từ các mạch hở CT.

• Máy biến áp cách ly cung cấp khả năng cách ly điện, đảm bảo an toàn cho phía điều khiển.

• Điểm kiểm tra cung cấp 12 điểm kiểm tra điện áp (TP1-TP12) để thuận tiện cho việc vận hành và khắc phục sự cố tại chỗ.

• Công tắc cách ly, cho phép thay thế bo mạch an toàn trong điều kiện có điện.

Bảng mạch bao gồm hai máy biến áp cách ly điện áp ba pha (T1, T2), bốn máy biến áp cách ly dòng điện (T3-T6), một khối đầu cuối đầu vào điện áp 24 cực có thể tháo rời (TB1), hai khối đầu cuối đầu vào dòng điện 4 cực không thể tháo rời (TB2, TB3), ba đầu nối đầu ra Sub-D 25 chân (J305, J308, J315), một jumper chọn loại đầu vào tương tự (JP1) và 12 điểm kiểm tra. Thiết kế bo mạch đáp ứng các tiêu chuẩn cấp công nghiệp và phù hợp cho các ứng dụng đo lường quan trọng trong hệ thống kích thích của nhà máy điện.

---

II. Chức năng chính

Các chức năng chính của IS200EPCTG1A bao gồm nhưng không giới hạn ở những chức năng sau:

1. Đo điện áp máy phát điện

Bảng IS200EPCTG1A nhận tín hiệu điện áp ba pha từ máy biến thế tiềm năng của khách hàng thông qua khối đầu cuối TB1. Điện áp đầu vào danh nghĩa là 115 V rms (50/60 Hz) và mỗi đầu vào đều được bảo vệ bằng cầu chì. Hai máy biến áp cách ly trên bo mạch chuyển đổi điện áp đầu vào thành tín hiệu mức thấp để đo điện áp tam giác mở ba pha. Đối với đầu vào 115 V rms, đầu ra thứ cấp là 1,533 V rms. Các tín hiệu đo được gửi đến bảng EMIO thông qua các đầu nối J305, J308 và J315.

2. Đo dòng điện máy phát điện

Bảng IS200EPCTG1A nhận hai tín hiệu dòng điện từ máy biến dòng thông qua các khối đầu cuối TB2 (Giai đoạn A) và TB3 (Giai đoạn C). Mỗi CT cung cấp cuộn dây 0-1 A rms và 0-5 A rms, nhưng chỉ có một cuộn dây được kết nối với bảng EPCT. Chiều dài cáp có thể lên tới 1000 feet và cỡ dây lên tới # 10 AWG. Máy biến áp cách ly dòng điện cách ly dòng điện đầu vào và chuyển đổi nó thành tín hiệu điện áp thấp được gửi đến bảng EMIO thông qua các đầu nối.

Thiết kế an toàn quan trọng: Khối đầu cuối TB2 và TB3 không thể tháo rời để ngăn chặn việc vô tình mở mạch CT khi đang tải, điều này có thể tạo ra điện áp cao nguy hiểm.

3. Đầu vào tương tự

Bảng IS200EPCTG1A cung cấp một kênh đầu vào tương tự không cách ly, có thể định cấu hình qua jumper JP1 cho hai loại:

• Điện áp đầu vào: ±10 V dc, độ chính xác tốt hơn 1% toàn thang đo.

• Đầu vào hiện tại: 4-20 mA.

Kênh đầu vào này có thể được sử dụng cho các tín hiệu trường khác như nhiệt độ, áp suất hoặc vị trí. Chiều dài cáp có thể lên tới 300 mét, với điện trở cáp hai chiều tối đa là 15 ohm. Tín hiệu đầu vào tương tự được phân phối đồng thời đến cả ba bộ điều khiển thông qua các đầu nối J305, J308 và J315.

4. Cách ly và phân phối tín hiệu

Tất cả các tín hiệu đo điện áp và dòng điện đều được cách ly về điện thông qua máy biến áp cách ly, đảm bảo an toàn cho phía điều khiển. Các tín hiệu bị cô lập được xuất ra thông qua ba đầu nối Sub-D 25 chân (J305, J308, J315):

• J305: Kết nối với bảng EMIO trong bộ điều khiển M1.

• J308: Kết nối với bảng EMIO trong bộ điều khiển M2.

• J315: Kết nối với bảng EMIO trong bộ điều khiển C.

Trong các hệ thống đơn công, chỉ sử dụng J305. Trong các hệ thống dự phòng, cả ba đầu nối đều được sử dụng, cung cấp khả năng phân phối tín hiệu đo lường dự phòng.

5. Điểm kiểm tra

Bảng IS200EPCTG1A có 12 điểm kiểm tra (TP1-TP12) nằm ở bên phải máy biến áp để vận hành thử và khắc phục sự cố tại chỗ:

• TP1-TP4: Tín hiệu điện áp thứ cấp PT1 (AB, BC)

• TP5-TP8: Tín hiệu điện áp thứ cấp PT2 (AB, BC)

• TP9-TP10: CT Tín hiệu dòng thứ cấp pha A

• TP11-TP12: Tín hiệu dòng thứ cấp pha C của CT

Những điểm kiểm tra này có thể được đo bằng máy hiện sóng hoặc đồng hồ vạn năng, nhưng cần chú ý không nối đất chúng qua thiết bị đo.

---

III. Ứng dụng hệ thống

1. Ứng dụng trong Hệ thống điều khiển kích từ EX2100

IS200EPCTG1A là bảng giao diện quan trọng để thu tín hiệu điện áp và dòng điện của máy phát trong Hệ thống điều khiển kích thích EX2100. Vai trò của nó trong hệ thống bao gồm:

• Phản hồi điện áp: Cô lập và điều hòa tín hiệu điện áp máy phát ba pha, gửi chúng đến bảng EMIO cho Bộ điều chỉnh điện áp tự động (AVR) để thực hiện điều chỉnh điện áp và điều khiển công suất phản kháng.

• Phản hồi hiện tại: Cô lập các tín hiệu dòng điện của máy phát (thường là pha A và C) và gửi chúng đến hệ thống điều khiển để giới hạn dòng điện trường, giám sát tải và bảo vệ.

• Đầu vào tương tự: Cung cấp kênh đầu vào tương tự có mục đích chung cho các tín hiệu xử lý khác liên quan đến hệ thống kích thích, chẳng hạn như nhiệt độ, áp suất hoặc vị trí.

• Phân phối tín hiệu dự phòng: Trong các hệ thống dự phòng, phân phối đồng thời tín hiệu đo đến ba bộ điều khiển (M1, M2, C), đảm bảo tín hiệu đo không bị gián đoạn ngay cả khi một bộ điều khiển bị lỗi.

2. Các kịch bản ứng dụng điển hình

• Đo điện áp và dòng điện cho hệ thống kích thích máy phát điện đồng bộ

• Phản hồi về Bộ điều chỉnh điện áp tự động (AVR) trong máy phát điện tua bin hơi nước

• Điều khiển kích thích cho máy phát điện tua bin thủy điện

• Hệ thống kích thích cho tuabin khí

• Điều khiển kích thích cho động cơ đồng bộ công nghiệp

  
  

---

IV. Mô tả giao diện chi tiết

1. Khối đầu cuối TB1 (Đầu vào điện áp)

TB1 là khối 24 đầu nối có thể tháo rời để kết nối hai bộ tín hiệu máy biến điện áp ba pha và một đầu vào analog. Nhiệm vụ của thiết bị đầu cuối như sau:

2. Khối đầu cuối TB2 và TB3 (Đầu vào hiện tại)

TB2 (Giai đoạn A) và TB3 (Giai đoạn C) là các khối 4 đầu cuối không thể tháo rời để ngăn chặn mạch hở CT:

Lưu ý: Chỉ nên nối một trong các cuộn dây 1 A hoặc 5 A cho mỗi CT với bảng EPCT; cuộn dây còn lại không được sử dụng.

3. Đầu nối J305, J308, J315

Ba đầu nối Sub-D 25 chân truyền tín hiệu đo đến bảng EMIO. Bài tập ghim cho J305 (đến M1) làm ví dụ:

4. Điểm kiểm tra

5. Jumper JP1

Vị trí Jumper	Mô tả
V.	Đầu vào điện áp một chiều ±10 V
MA	Đầu vào hiện tại 4-20 mA

---

V. Lắp đặt và thay thế

1. Vị trí lắp đặt

Bo mạch IS200EPCTG1A được gắn bên trong tủ phụ của máy kích thích EX2100, được cố định vào tấm lắp bằng ba ốc vít. Bảng mạch phải được đặt ở vị trí dễ dàng nối dây và bảo trì, đảm bảo khoảng cách đến PT và CT không vượt quá giới hạn quy định.

2. Quy trình thay thế ngoại tuyến (Hệ thống đã ngắt điện)

Cảnh báo an toàn:

• CẢNH BÁO: Để tránh bị điện giật, hãy tắt nguồn hệ thống kích thích và làm theo quy trình ngắt điện hoàn chỉnh được nêu trong Hướng dẫn sử dụng (GEH-6631). Tuân thủ tất cả các thông lệ Khóa/Gắn thẻ ra tại địa phương.

• 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.

• CẢNH BÁO ĐẶC BIỆT: Trước khi ngắt kết nối dây CT, trước tiên PHẢI mở công tắc cách ly CT. Nếu không làm như vậy sẽ dẫn đến điện áp cao nguy hiểm do mạch CT hở.

Các bước thay thế:

1. Xác minh Tắt nguồn: Đảm bảo hệ thống kích thích đã được ngắt điện hoàn toàn. Test mạch trước khi mở cửa tủ điều khiển.

2. Mở Công tắc Cách ly: Mở công tắc cách ly PT và CT. Kiểm tra mạch PT và CT để xác nhận điện áp bằng 0.

3. Dán nhãn cáp: Xác minh rằng tất cả các cáp đều được dán nhãn chính xác theo các dấu hiệu trên bo mạch để dễ dàng kết nối lại.

4. Ngắt kết nối cáp:

• Nới lỏng hai vít đang giữ TB1 và ​​tháo khối đầu cực TB1 (để nguyên dây bên ngoài).

• Ngắt kết nối dây từ TB2 và TB3.

• Tháo các đầu nối J305, J308 và J315.

5. Tháo bảng cũ: Tháo 3 con vít giữ bảng EPCT và lấy bảng cũ ra.

6. Kiểm tra bảng mới: Xác minh rằng cài đặt jumper JP1 trên bảng mới khớp với bảng gốc.

7. Lắp bảng mới: Đặt bảng mới vào cùng vị trí với bảng đã tháo, căn chỉnh với các lỗ lắp và cố định bằng ba vít.

8. Kết nối lại cáp:

• Lắp lại khối đầu cực TB1 và ​​siết chặt các vít của nó.

• Kết nối lại dây tới TB2 và TB3.

• Kết nối lại các đầu nối J305, J308 và J315.

9. Khôi phục nguồn: Đóng công tắc cách ly PT và CT. Đóng cửa tủ, khôi phục nguồn điện cho hệ thống kích thích theo quy trình và vận hành thử.

3. Quy trình thay thế trực tuyến (Đang chạy hệ thống)

Bảng EPCT bị lỗi có thể được thay thế trong khi hệ thống kích thích đang chạy, miễn là hệ thống đang hoạt động ở chế độ điều chỉnh thủ công.

Cảnh báo rủi ro: Trong quá trình thay thế trực tuyến, bộ điều khiển, nguồn điện và bảng đầu cuối vẫn có điện và hoạt động. Phải hết sức thận trọng để tránh chạm vào các bộ phận mang điện khác hoặc gây đoản mạch. Máy kích thích PHẢI được chuyển sang chế độ điều chỉnh bằng tay trước khi khởi động.

Các bước thay thế:

1. Chuyển sang Chế độ thủ công: Chuyển hệ thống kích thích sang chế độ điều chỉnh thủ công thông qua bàn phím.

2. Mở công tắc cách ly: Mở cửa tủ điều khiển. Mở công tắc cách ly PT và CT.

3. Xác minh đã ngắt điện: Kiểm tra mạch PT và CT để xác nhận điện áp bằng 0.

4. Ngắt kết nối cáp: Tương tự như quy trình ngoại tuyến.

5. Tháo bảng cũ: Tháo hai vít giữ bảng EPCT (lưu ý: tài liệu chỉ định hai vít ở đây, có thể khác với ba vít trong quy trình ngoại tuyến; tham khảo cấu hình trang web thực tế) và lấy bảng cũ ra.

6. Cài đặt bảng mới: Tương tự như quy trình ngoại tuyến.

7. Kết nối lại cáp: Tương tự như quy trình ngoại tuyến.

8. Đóng công tắc cách ly: Đóng công tắc cách ly PT và CT. Xác minh tín hiệu đầu vào có mặt bằng cách sử dụng các điểm kiểm tra.

9. Trở về Chế độ tự động: Đóng cửa tủ lại. Chuyển hệ thống kích từ về chế độ điều chỉnh tự động thông qua bàn phím.