IS200EXHSG3A là Bảng điều khiển rơle tốc độ cao Exciter được thiết kế bởi General Electric (GE) cho Hệ thống điều khiển kích thích EX2100™ của họ. Bảng mạch này là phiên bản thuộc dòng EXHS dành riêng cho các hệ thống điều khiển dự phòng và được sử dụng với các công tắc tơ tiêu chuẩn. Nó chủ yếu cung cấp trình điều khiển cho công tắc tơ DC (41) và rơle điều khiển để khử kích thích và nhấp nháy trường.
Bảng IS200EXHSG3A đóng vai trò giao diện quan trọng trong hệ thống điều khiển kích thích EX2100, chuyển đổi các lệnh logic từ hệ thống điều khiển thành đầu ra rơle điều khiển các thiết bị trường công suất cao. Nó kết nối với bảng EMIO thông qua bảng nối đa năng EBKP. Trong các hệ thống điều khiển dự phòng, nó nhận tín hiệu từ các bộ điều khiển M1, M2 và C, điều khiển cuộn dây rơle thông qua mạch biểu quyết 2 trên 3, đảm bảo độ tin cậy cao của hệ thống.
IS200EXHSG3A là một trong bốn phiên bản thuộc dòng EXHS. Theo bảng trong tài liệu, sự khác biệt chính giữa mỗi phiên bản như sau:
| bảng điều khiển Nhóm Bộ |
Loại |
tiếp điểm |
Loại EX2100 |
| G1 |
Dư thừa |
Tốc độ cao (cuộn dây 32 V, 1,5 A) |
Điều khiển kép cầu 53 mm, 77 mm hoặc dự phòng ấm |
| G2 |
đơn giản |
Tốc độ cao (cuộn dây 32 V, 1,5 A) |
Cầu đơn 53 mm, 77 mm |
| G3 |
Dư thừa |
Tiêu chuẩn (cuộn dây 125 V dc) |
Điều khiển kép cầu 500 A, 42 mm hoặc dự phòng ấm |
| G4 |
đơn giản |
Tiêu chuẩn (cuộn dây 125 V dc) |
Cầu đơn 500 A, 42 mm |
IS200EXHSG3A được thiết kế đặc biệt cho các hệ thống điều khiển dự phòng, phù hợp với cầu 500 A, 42 mm và được sử dụng với các công tắc tơ tiêu chuẩn có cuộn dây 125 V dc. Khác với phiên bản G1 và G2, phiên bản G3 và G4 lược bỏ mạch điều chỉnh dòng điện; bộ điều khiển cung cấp điện áp không đổi 125 V cho cuộn dây.
Bo mạch tích hợp các thành phần chính sau:
Rơle thí điểm nhấp nháy K53A và K53B: Điều khiển các công tắc tơ nhấp nháy 53A và 53B.
Rơle thí điểm khử kích thích KDEP: Điều khiển rơle khử kích thích.
Trình điều khiển công tắc tơ K41: Hai (K41A, K41B) để điều khiển công tắc tơ 41 DC.
Mạch điều hòa tín hiệu: Xử lý tín hiệu trạng thái khử kích thích và tín hiệu trạng thái Crowbar từ bảng EDEX.
Mạch đầu vào tiếp điểm: Theo dõi trạng thái của các tiếp điểm phụ cho 41, 53A và 53B.
II. Chức năng chính
Các chức năng chính của IS200EXHSG3A bao gồm nhưng không giới hạn ở những chức năng sau:
1. Ổ đĩa công tắc tơ 41 DC
IS200EXHSG3A cung cấp hai trình điều khiển công tắc tơ 41 DC (K41A, K41B), được điều khiển bởi các trình điều khiển trên EMIO. Trình điều khiển trên EMIO yêu cầu cả lệnh từ Mảng cổng lập trình trường (FPGA) và tiếp điểm 86G phải đóng trước khi cấp nguồn cho trình điều khiển. FPGA hoặc tiếp điểm 86G có thể khiến trình điều khiển mất điện.
Trong hệ thống điều khiển dự phòng (G3), đầu vào từ bộ điều khiển M1, M2 và C điều khiển ba rơle được kết nối trong mạch biểu quyết 2 trên 3. Cuộn dây rơle được cấp nguồn 24 V dc từ M1 và M2.
Khác với phiên bản G1 và G2, phiên bản G3 lược bỏ mạch điều chỉnh dòng điện. Trình điều khiển cung cấp điện áp không đổi 125 V (P125) cho cuộn dây, thay vì tăng điện áp cao, sau đó là chế độ giữ dòng không đổi.
2. Điều khiển rơle thí điểm nhấp nháy
Bảng IS200EXHSG3A tích hợp hai rơle thí điểm nhấp nháy, K53A và K53B, được sử dụng để điều khiển các công tắc tơ nhấp nháy trường. Mỗi rơle điều khiển nhấp nháy được điều khiển bởi EMIO và sử dụng hai tiếp điểm nối tiếp để điều khiển một công tắc tơ nhấp nháy. Cuộn dây rơle được cấp nguồn 24 V dc từ bộ điều khiển M1.
Đặc điểm rơle K53A/K53B:
Công suất tiếp điểm: Danh nghĩa 125 V dc (tối đa 140 V dc), được cung cấp qua J9 từ bộ điều khiển máy kích thích.
Tải điện trở: 5 A @ 28 V dc, 0,5 A @ 125 V dc.
Tải cảm ứng: 2 A @ 28 V dc, 0,2 A @ 125 V dc, hằng số thời gian L/R 0,007 giây.
Với sự triệt tiêu: 0,5 A @ 125 V dc, hằng số thời gian L/R 0,10 giây (2 cực nối tiếp).
Ngăn chặn: Được cung cấp trên bo mạch EXHS.
Cơ quan: UL, CSA.
3. Điều khiển rơle thí điểm khử kích thích
Bảng IS200EXHSG3A tích hợp một rơle thí điểm khử kích thích, KDEP, được sử dụng để điều khiển mạch khử kích thích. KDEP sẽ hoạt động ngay lập tức khi rơle 41 ngừng kích hoạt. Cuộn dây KDEP được kết nối với nguồn điện 125 V dc.
Đặc điểm chuyển tiếp KDEP:
Công suất cuộn dây: Danh nghĩa 125 V dc từ J9 (tối đa 140 V dc, tối thiểu 100 V dc).
Công suất tiếp điểm: Danh định 24 V dc từ tủ kích thích.
Tải điện trở: 2 A @ 28 V dc.
Tải cảm ứng: 1 A @ 28 V dc, hằng số thời gian L/R 0,007 giây.
Sự triệt tiêu: Được cung cấp trên cuộn dây bên ngoài, không có trên bảng EXHS.
Cơ quan: UL, CSA.
Các tín hiệu trạng thái khử kích thích bắt nguồn từ bảng EDEX, được điều chỉnh trên EXHS và được gửi đến EMIO-M1 và EMIO-M2 (để điều khiển dự phòng).
4. Giám sát đầu vào liên hệ
Bảng IS200EXHSG3A mang đến các tiếp điểm phụ cho 53A, 53B và 41 để EMIO giám sát. Trong điều khiển dự phòng, tín hiệu được truyền tới bộ điều khiển M1, M2 và C. Ba tiếp điểm được làm ướt bằng điện áp 70 V dc cung cấp từ EXHS. Nguồn điện từ phích cắm J12M1 và J12M2 được cách ly bằng điện trở và cung cấp cho các tiếp điểm. Điện áp làm ướt có thể thay đổi từ 63 đến 84 V dc. Các tín hiệu thu được sẽ tỏa ra M1, M2 và C. Mạch giám sát đầu vào tiếp điểm được đặt trên EMIO.
5. Đầu vào trạng thái xà beng
Tín hiệu trạng thái xà beng từ hai bảng EDEX được cung cấp cho EMIO-M1 và EMIO-M2 thông qua EXHS. Mạch điều hòa trên EXHS giám sát cả hai đầu vào từ bảng EDEX. Nếu một trong hai chuyển sang trở kháng thấp (dẫn xà beng), nó sẽ chuyển tín hiệu đến EMIO ở M1.
6. Mạch điều hòa tín hiệu
Trong điều khiển dự phòng, tín hiệu khử kích thích từ hai bảng EDEX được cung cấp cho EMIO-M1 và EMIO-M2 thông qua EXHS. Có hai mạch điều hòa tín hiệu trên EXHS, một mạch cho mỗi tín hiệu. EXHS lặp lại tín hiệu tới EMIO.
III. Ứng dụng hệ thống
1. Ứng dụng trong Hệ thống điều khiển kích từ EX2100
IS200EXHSG3A là bảng giao diện quan trọng kết nối logic điều khiển và thiết bị trường công suất cao trong Hệ thống điều khiển kích thích EX2100. Vai trò của nó trong hệ thống điều khiển dự phòng bao gồm:
41 Bộ điều khiển Công tắc tơ: Nhận các lệnh điều khiển từ EMIO để điều khiển công tắc tơ 41 DC, cho phép chuyển đổi hệ thống kích thích.
Điều khiển nhấp nháy: Điều khiển các công tắc tơ nhấp nháy thông qua rơle thí điểm K53A và K53B để cung cấp dòng điện trường ban đầu trong quá trình khởi động thiết bị.
Điều khiển khử kích thích: Điều khiển mạch khử kích thích thông qua rơle thí điểm KDEP để tiêu tán nhanh chóng năng lượng trường máy phát trong khi tắt máy hoặc có sự cố.
Phản hồi trạng thái: Cung cấp phản hồi trạng thái từ các tiếp điểm phụ 41, 53A và 53B tới EMIO để giám sát hệ thống.
Phản hồi trạng thái khử kích thích: Điều kiện tín hiệu trạng thái khử kích thích từ EDEX và gửi chúng đến EMIO.
Phản hồi trạng thái Crowbar: Điều kiện tín hiệu trạng thái Crowbar từ EDEX và gửi chúng đến EMIO.
2. Cấu hình hệ thống điều khiển dự phòng
Trong hệ thống điều khiển dự phòng, IS200EXHSG3A nhận tín hiệu từ bộ điều khiển M1, M2 và C. Bộ điều khiển trình điều khiển K41 sử dụng mạch biểu quyết 2 trên 3, đảm bảo rằng một lỗi bộ điều khiển duy nhất không gây ra hoạt động sai hoặc không hoạt động được. Rơle nhấp nháy K53A/K53B được điều khiển bởi EMIO và cũng mang lại độ tin cậy cao trong các hệ thống dự phòng.
3. Sự khác biệt so với phiên bản G1/G2
Điểm khác biệt chính giữa phiên bản IS200EXHSG3A và phiên bản G1, G2 nằm ở cách truyền động cho contactor 41:
G1/G2: Dùng cho contactor tốc độ cao (cuộn 32 V, 1.5 A). Họ sử dụng phương pháp truyền động trước tiên áp dụng mức tăng điện áp cao (125 V trong 150 ms) và sau đó chuyển sang chế độ giữ dòng không đổi (1,5 A ± 0,2 A).
G3/G4: Dùng cho contactor tiêu chuẩn (cuộn dây 125 V dc). Họ bỏ qua mạch điều chỉnh dòng điện và cung cấp trực tiếp điện áp 125 V không đổi.
Do đó, khi chọn bảng EXHS, phiên bản phải được chọn dựa trên loại công tắc tơ 41 được sử dụng tại hiện trường.
4. Các kịch bản ứng dụng điển hình
Hệ thống kích thích máy phát điện tua bin hơi nước lớn: Để điều khiển kích thích cầu 500 A, 42 mm.
Hệ thống kích thích máy phát điện tua bin thủy điện: Các ứng dụng có độ tin cậy cao yêu cầu điều khiển dự phòng.
Hệ thống kích thích tuabin khí: Điều khiển kích thích phản ứng nhanh kết hợp với EX2100.
Kích thích động cơ đồng bộ công nghiệp: Dành cho các bộ truyền động công nghiệp công suất cao yêu cầu công tắc tơ tiêu chuẩn.
IV. Mô tả giao diện chi tiết
1. Đầu nối nguồn
| kết nối |
chân |
Mô tả tín hiệu |
| J9 |
1 |
Đầu vào nguồn 125 V dc |
| J9 |
2 |
Chưa kết nối |
| J9 |
3 |
trở về 125 V dc |
| J12M1 |
1 |
Nguồn 70 V dc (từ M1) |
| J12M1 |
2 |
Chưa kết nối |
| J12M1 |
3 |
Trở về 70 V dc (đến M1) |
| J12M2 |
1 |
Nguồn 70 V dc (từ M2) |
| J12M2 |
2 |
Chưa kết nối |
| J12M2 |
3 |
Trở về 70 V dc (đến M2) |
2. Trình kết nối trình điều khiển
| kết nối |
chân |
Mô tả tín hiệu |
| J10 |
1 |
cuộn dây K41A |
| J10 |
2 |
Trở lại cuộn dây K41A |
| J10 |
3 |
cuộn dây K41B |
| J10 |
4 |
Trở lại cuộn dây K41B |
3. Đầu nối tín hiệu J6
| chân |
Mô tả tín hiệu |
| 1 |
Không được kết nối |
| 2 |
Tiếp điểm 41-1, cao |
| 3 |
Tiếp điểm 41-1, thấp |
| 4 |
Nguồn từ EDEX M2 |
| 5 |
Nguồn từ EDEX M1 |
| 6 |
Không được kết nối |
| 7 |
Lệnh bắn tới EDEX M2 |
| 8 |
Lệnh bắn tới EDEX M1 |
| 9 |
Không được kết nối |
4. Đầu nối tín hiệu J7
| chân |
Mô tả tín hiệu |
| 1 |
Không được kết nối |
| 2 |
Tiếp điểm 53A, thấp |
| 3 |
Nguồn 125 V dc tới các tiếp điểm 53B |
| 4 |
Tiếp điểm 53B, thấp |
| 5 |
Tiếp điểm 53A, cao |
| 6 |
Cấp nguồn cho cuộn dây 53B |
| 7-8 |
Không được kết nối |
| 9 |
Cấp nguồn cho cuộn dây 53A |
| 10 |
Tiếp điểm 53B, cao |
| 11 |
Không được kết nối |
| 12 |
Nguồn 125 V dc tới các tiếp điểm 53A |
5. Đầu nối tín hiệu J8
| chân |
Mô tả tín hiệu |
| 1 |
Nguồn EDEX từ M2 |
| 2 |
Trạng thái khử kích thích A |
| 3 |
Lệnh bắn từ M2 |
| 4 |
Nguồn EDEX từ M1 |
| 5 |
Trạng thái khử kích thích B |
| 6 |
Lệnh bắn từ M1 |
6. Đầu nối tín hiệu J11
| chân |
Mô tả tín hiệu |
| 1 |
xà beng A |
| 2 |
xà beng B |
7. Đầu nối EMIO J505, J508, J515
Ba đầu nối 25 chân này kết nối với bảng EMIO tương ứng cho M1, M2 và C. J505 (đến M1) và J508 (đến M2) bao gồm tín hiệu khử kích thích hoàn toàn và tín hiệu Crowbar, trong khi J515 (đến C) không bao gồm các tín hiệu này. Tham khảo các bảng trong tài liệu để biết cách gán pin chi tiết.
V. Lắp đặt và thay thế
1. Vị trí lắp đặt
Bảng IS200EXHSG3A thường được gắn bên trong tủ điều khiển kích thích EX2100, được cố định vào tấm lắp bằng vít. Bo mạch kết nối với bảng nối đa năng EBKP thông qua cáp, sau đó giao tiếp với EMIO.
2. Quy trình thay thế bo mạch
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 Lắp đặt và Khởi động (GEH-6631). Tuân thủ tất cả các thông lệ Khóa/Gắn thẻ ra tại địa phương.
THẬN TRỌNG: Sử dụng thiết bị kiểm tra điện áp cao để xác nhận các mạch đã được ngắt điện trước khi chạm vào chúng.
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 và bảo quản các bảng trong túi chống tĩnh điện.
Các bước thay thế:
Xác minh Tắt nguồn: Đảm bảo hệ thống kích thích đã được ngắt điện hoàn toàn.
Mở cửa tủ: Mở cửa tủ điều khiển và kiểm tra mạch I/O để xác nhận đã tắt nguồn.
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.
Ngắt kết nối cáp: Cẩn thận ngắt kết nối tất cả các cáp khỏi bo mạch EXHS.
Xóa bảng cũ:
Kiểm tra bảng mới: Xác nhận mẫu bảng mới là IS200EXHSG3A, phù hợp với bảng gốc.
Lắp bảng mới: Đặt bảng mới vào cùng vị trí với bảng đã tháo, căn chỉnh với các lỗ lắp và cố định bằng vít.
Kết nối lại cáp: Kết nối lại tất cả các cáp như được dán nhãn, đảm bảo các đầu nối được đặt đúng vị trí.
Khôi phục nguồn điện: Đóng cửa tủ, khôi phục nguồn điện cho hệ thống kích thích theo quy trình và vận hành thử.
3. Quy trình thay thế rơ-le
Rơ-le trên bo mạch EXHS được cắm vào ổ cắm và có thể thay thế riêng lẻ nếu cần.
Chẩn đoán lỗi: Sử dụng các công cụ chẩn đoán của Hộp công cụ để xác định và ghi lại rơle bị lỗi.
Xác minh Tắt nguồn: Đảm bảo hệ thống kích thích đã được ngắt điện hoàn toàn.
Mở cửa tủ: Mở cửa tủ điều khiển và kiểm tra mạch I/O để xác nhận đã tắt nguồn.
Xác định vị trí Rơle bị lỗi: Tìm rơle bị lỗi trên bảng EXHS.
Chuẩn bị bảo vệ: Đặt một miếng giẻ hoặc vật cản không dẫn điện khác bên dưới bảng.
Loại bỏ Rơle:
Cài đặt Rơle mới:
Khôi phục nguồn điện: Đóng cửa tủ, khôi phục nguồn điện cho hệ thống kích thích theo quy trình và vận hành thử.
