IS200STURH2A là Bảng mạch đầu vào bảo vệ tuabin sơ cấp Simplex được thiết kế bởi General Electric (GE) cho các hệ thống điều khiển tuabin khí và hơi nước. Bo mạch này là phiên bản hoàn chỉnh trong dòng STUR dành cho hệ thống truyền động máy phát điện, tích hợp phần cứng đồng bộ hóa và rơle ngắt. Nó cung cấp giải pháp bảo vệ toàn diện cho các hệ thống truyền động máy phát điện yêu cầu chức năng bảo vệ quá tốc độ và đồng bộ hóa chính.
IS200STURH2A, là phiên bản loại S đơn giản của TTUR (Bảng mạch đầu vào bảo vệ tuabin), hoạt động cùng với gói I/O PTUR. Nó cung cấp chức năng bảo vệ ngắt chính dành riêng cho tuabin, đầu vào tín hiệu tốc độ và chức năng đồng bộ hóa. Bảng mạch có đầu nối chân DC-62 để gắn một gói I/O PTUR duy nhất, gói này giao tiếp với bộ điều khiển Mark VIe qua Ethernet.
Các tính năng chính của IS200STURH2A bao gồm:
Bảo vệ máy phát điện hoàn chỉnh: Tích hợp chức năng bảo vệ quá tốc độ và đồng bộ hóa sơ cấp, phù hợp với hệ thống truyền động máy phát điện.
Rơ-le ngắt trên bo mạch: Cung cấp hai đầu ra điện từ ngắt, K1 và K2, mỗi đầu ra bao gồm một rơ-le an toàn với các tiếp điểm được dẫn hướng cưỡng bức.
Hỗ trợ đồng bộ hóa: Cung cấp hai đầu vào PT cho điện áp máy phát và tín hiệu điện áp bus, hỗ trợ đóng đồng bộ cầu dao chính 52G.
Bốn đầu vào tốc độ: Chấp nhận cảm biến tốc độ thụ động hoặc chủ động, hỗ trợ phát hiện tốc độ thấp tới 2 vòng/phút.
Tín hiệu phản hồi phong phú: Cung cấp phản hồi vị trí rơle, phản hồi điện áp điện từ và phản hồi điện áp mạch đồng bộ.
Khối thiết bị đầu cuối có thể cắm được: Khối thiết bị đầu cuối có thể cắm được theo phong cách Châu Âu gồm 48 đầu cuối để dễ dàng nối dây và bảo trì tại chỗ.
Khả năng tương thích: Hoạt động với gói I/O PTUR và yêu cầu bộ phần mềm ControlST phiên bản 3.01 trở lên.
Thiết kế không có dây nhảy: Bo mạch không có dây nhảy có thể cấu hình được; tất cả các chức năng đều được cố định, đơn giản hóa việc bảo trì hiện trường.
Bo mạch có cùng kích thước vật lý với các bo mạch đầu cuối loại S khác và có thể được xếp chồng lên nhau theo chiều dọc. Không có thành phần nào cao hơn gói I/O PTUR kèm theo, cho phép xếp chồng đôi các bảng đầu cuối.
II. Chức năng chính
Các chức năng chính của IS200STURH2A bao gồm nhưng không giới hạn ở những chức năng sau:
1. Đầu vào tín hiệu tốc độ
IS200STURH2A cung cấp bốn mạch đầu vào tốc độ chấp nhận cảm biến tốc độ thụ động hoặc cảm biến tốc độ chủ động:
Cảm biến thụ động: Tín hiệu được cấp giữa các cực PR#_H và PR#_L (# là 1-4). Gói I/O PTUR có thể cảm nhận được tốc độ thấp tới 2 vòng/phút.
Cảm biến hoạt động: Tín hiệu được cấp giữa các đầu cuối TTL# và PR#_L.
2. Đầu ra rơle chuyến đi
IS200STURH2A cung cấp hai đầu ra điện từ ngắt, K1 và K2, mỗi đầu ra bao gồm một rơle an toàn với các tiếp điểm được dẫn hướng cưỡng bức. Phản hồi vị trí rơle được cung cấp cho PTUR bằng cách sử dụng một trong các cặp tiếp điểm trong rơle. Các thiết bị đầu cuối bổ sung của khách hàng được cung cấp để cho phép kết nối hai hoặc ba bảng STUR trong cấu hình ngắt dự phòng.
Đặc điểm rơle K1/K2:
Mỗi rơle cung cấp hai tiếp điểm thường mở và một tiếp điểm thường đóng.
Các tiếp điểm được dẫn hướng cưỡng bức đảm bảo tiếp điểm phản hồi thể hiện chính xác vị trí của tiếp điểm nguồn.
Hỗ trợ cấu hình biểu quyết hai trong ba TMR (yêu cầu ba bảng STUR).
3. Chức năng đồng bộ hóa chính
IS200STURH2A, được sử dụng với PTUR, hỗ trợ đóng đồng bộ cầu dao chính 52G. Các chức năng chính bao gồm:
Đầu vào PT: Đầu cuối 21-24 cung cấp đầu vào điện áp máy phát và điện áp bus.
Nguồn điện của máy cắt: Đầu cuối 27 (PGEN) chấp nhận nguồn điện dương 24, 48 hoặc 125 V dc; đầu cuối 32 (NGEN) chấp nhận nguồn điện trở lại.
Rơle đồng bộ: Rơle cho phép K25P và rơle thí điểm đồng bộ hóa đóng ngắt điều khiển K25.
Kiểm tra đồng bộ hóa dự phòng: Rơle kiểm tra đồng bộ hóa dự phòng phụ có thể được kết nối giữa các đầu cuối 29 và 30.
4. Tín hiệu phản hồi
IS200STURH2A cung cấp tín hiệu phản hồi toàn diện để chẩn đoán hệ thống và theo dõi trạng thái:
Phản hồi vị trí rơle: Phản hồi vị trí từ rơle ngắt K1 và K2.
Phản hồi điện áp Solenoid: Phản hồi điện áp Solenoid liên quan đến K1 và K2.
Phản hồi điện áp mạch đồng bộ: Năm tín hiệu phản hồi điện áp liên quan đến chức năng đồng bộ:
BKRVLT: Trạng thái điện áp của bus nguồn dùng để đóng máy cắt.
L52G: Phản hồi điện áp từ tiếp điểm phụ trên cầu dao 52G.
BKRPRM: Trạng thái điện áp của tiếp điểm rơle cho phép đóng cầu dao, K25P.
BKRGES: Trạng thái điện áp của tổ hợp tiếp điểm K25P mắc nối tiếp với tiếp điểm K25.
BKRGXS: Trạng thái điện áp của tổ hợp nối tiếp K25P, K25 và rơle kiểm tra đồng bộ dự phòng phụ trợ (K25A), bằng điện áp cấp vào cuộn dây máy cắt hoặc rơle thí điểm.
Phản hồi truyền động cuộn dây rơle đồng bộ: Hai tín hiệu phản hồi truyền động cuộn dây rơle đồng bộ.
5. Phát hiện lỗi
IS200STURH2A thực hiện các chức năng phát hiện lỗi khác nhau thông qua PTUR:
Đầu vào tốc độ đạt được khả năng phát hiện lỗi thông qua các tín hiệu dự phòng được áp dụng cho STUR.
Đầu vào PT yêu cầu tín hiệu kiểm tra bên ngoài để có phản hồi thích hợp.
Rơle ngắt sử dụng các tiếp điểm được dẫn hướng cưỡng bức, đảm bảo các tiếp điểm phản hồi thể hiện chính xác các vị trí tiếp điểm nguồn.
Logic tiếp điểm rơle đóng cầu dao bao gồm phản hồi trạng thái dựa trên điện áp, thông báo bất kỳ hành vi không mong muốn nào.
III. Ứng dụng hệ thống
1. Ứng dụng trong Hệ thống truyền động máy phát điện
IS200STURH2A là bảng mạch đầu cuối bảo vệ hoàn chỉnh được thiết kế dành riêng cho hệ thống truyền động máy phát điện, phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu cả bảo vệ quá tốc độ và đồng bộ hóa sơ cấp. Làm việc với gói I/O PTUR, nó tạo thành một hệ thống con bảo vệ tuabin hoàn chỉnh.
Trong hệ thống truyền động máy phát điện, IS200STURH2A đóng các vai trò sau:
Bảo vệ quá tốc độ: Giám sát tốc độ tuabin thông qua đầu vào tốc độ và kích hoạt rơle ngắt khi tốc độ vượt quá điểm đặt.
Đóng đồng bộ: Giám sát điện áp máy phát và điện áp bus thông qua đầu vào PT để điều khiển rơle đồng bộ hóa để đóng cầu dao 52G.
Phản hồi trạng thái: Cung cấp phản hồi toàn diện cho hệ thống điều khiển về trạng thái rơle, điện áp điện từ và điều kiện mạch đồng bộ.
2. Sự khác biệt so với các phiên bản STUR khác
Dòng STUR có bốn phiên bản chính với những điểm khác biệt như sau:
| của phiên bản Trình tạo |
Kịch bản ứng dụng |
kết nối chuyến đi |
phiên bản |
| IS200STURH1A |
KHÔNG |
Rơle chuyến đi trên tàu |
Tua bin truyền động cơ khí (chỉ bảo vệ quá tốc độ) |
| IS200STURH2A |
Đúng |
Rơle chuyến đi trên tàu |
Tua bin dẫn động máy phát điện (quá tốc độ + đồng bộ) |
| IS200STURH3A |
KHÔNG |
Đầu nối chân DC-37 với bảng mạch bên ngoài |
Chỉ đầu vào xung, bảo vệ được cung cấp bởi bảng chuyến đi bên ngoài |
| IS200STURH4A |
Đúng |
Đầu nối chân DC-37 với bảng mạch bên ngoài |
Dẫn động máy phát điện, bảo vệ bằng bảng ngắt bên ngoài |
3. Ứng dụng hệ thống Simplex
Trong các ứng dụng đơn giản, IS200STURH2A hoạt động với một gói I/O PTUR duy nhất để tạo thành chức năng đồng bộ hóa và bảo vệ quá tốc độ khép kín. Hệ thống có thể chấp nhận tối đa bốn tín hiệu tốc độ để đo tốc độ tuabin, sử dụng tín hiệu PT để đồng bộ hóa tự động và cung cấp đầu ra chuyến đi thông qua rơle chuyến đi trên tàu.
4. Ứng dụng hệ thống TMR
Trong các ứng dụng yêu cầu dự phòng ba mô-đun (TMR), có thể sử dụng ba kết hợp IS200STURH2A/PTUR. Mỗi rơ-le ngắt của IS200STURH2A cung cấp hai bộ tiếp điểm thường mở, cho phép hệ thống dây điện bên ngoài đạt được cấu hình biểu quyết hai trong ba. Bảng mạch cung cấp các thiết bị đầu cuối khách hàng song song tại các điểm quan trọng, cho phép lắp đặt dây biểu quyết liên hệ chuyển tiếp TMR mà không vi phạm nguyên tắc 'một dây trên mỗi thiết bị đầu cuối'.
IV. Mô tả giao diện chi tiết
1. Bảng phân công thiết bị đầu cuối của khách hàng
| đầu cuối |
Tên tín hiệu |
Mô tả |
| 1 |
K1_NO1_Trong |
Rơ-le K1 Đầu vào tiếp điểm thường mở số 1 (song song với đầu cuối 2) |
| 2 |
K1_NO1_Trong |
Rơle K1 Đầu vào tiếp điểm thường mở số 1 |
| 3 |
K1_Centertap |
Rơ le K1 chung |
| 4 |
K1_NC_Out |
Rơle K1 Đầu ra tiếp điểm thường đóng |
| 5 |
K1_NO2_Trong |
Rơle K1 Đầu vào tiếp điểm thường mở số 2 |
| 6 |
K1_NO2_Out |
Rơ-le K1 Tiếp điểm thường mở số 2 trở về (song song với cực 7) |
| 7 |
K1_NO2_Out |
Rơle K1 Tiếp điểm thường mở số 2 trở về |
| 8 |
K2_NO1_Trong |
Rơle K2 Đầu vào tiếp điểm thường mở số 1 (song song với đầu cuối 9) |
| 9 |
K2_NO1_Trong |
Rơle K2 Đầu vào tiếp điểm thường mở số 1 |
| 10 |
K2_Centertap |
Rơ le K2 chung |
| 11 |
K2_NC_Out |
Rơle K2 Đầu ra tiếp điểm thường đóng |
| 12 |
K2_NO2_Trong |
Rơle K2 Đầu vào tiếp điểm thường mở số 2 |
| 13 |
K2_NO2_Out |
Rơ-le K2 Thường mở tiếp điểm số 2 trở về (song song với cực 14) |
| 14 |
K2_NO2_Out |
Rơle K2 Tiếp điểm thường mở số 2 trở về |
| 15 |
SOL1_Trong |
Cảm biến điện áp Solenoid 1 + đầu vào |
| 16 |
SOL1_Ret |
Cảm biến điện áp Solenoid 1 - đầu vào |
| 17 |
SOL2_Trong |
Cảm biến điện áp Solenoid 2 + đầu vào |
| 18 |
SOL2_Ret |
Cảm biến điện áp Solenoid 2 - đầu vào |
| 19-20 |
- |
Chưa kết nối |
| 21 |
genh |
Đầu vào máy phát PT cao |
| 22 |
thể loại |
Đầu vào PT máy phát thấp |
| 23 |
BỤI |
Đầu vào Bus PT cao |
| 24 |
BUSL |
Đầu vào xe buýt PT thấp |
| 25 |
B52GH |
Đầu ra (PGEN) tới tiếp điểm phản hồi B52G |
| 26 |
B52GL |
Mặt sau của tiếp điểm phản hồi B52G |
| 27 |
PGEN |
Đầu vào nguồn của cuộn dây ngắt dương |
| 28 |
TỰ ĐỘNG |
Đầu ra của đóng tiếp điểm K25P |
| 29 |
NGƯỜI ĐÀN ÔNG |
Đầu ra của đóng tiếp điểm K25 |
| 30 |
BKRH |
Đầu ra dương của cuộn dây 52G |
| 31 |
BKRH |
Kết nối song song với thiết bị đầu cuối 30 |
| 32 |
NGEN |
Kết nối nguồn cuộn dây ngắt âm |
| 33-36 |
- |
Chưa kết nối |
| 37 |
TTL1 |
Đầu vào lấy tốc độ hoạt động 1 |
| 38 |
PR1_H |
Đầu vào thu tốc độ thụ động 1 cao |
| 39 |
PR1_L |
Tốc độ đón 1 chiều (chủ động và bị động) |
| 40 |
TTL2 |
Đầu vào lấy tốc độ hoạt động 2 |
| 41 |
PR2_H |
Đầu vào đón tốc độ thụ động 2 cao |
| 42 |
PR2_L |
Tốc độ đón 2 chiều trở lại (chủ động và bị động) |
| 43 |
TTL3 |
Đầu vào lấy tốc độ hoạt động 3 |
| 44 |
PR3_H |
Đầu vào đón tốc độ thụ động 3 cao |
| 45 |
PR3_L |
Tốc độ đón 3 chiều trở lại (chủ động và bị động) |
| 46 |
TTL4 |
Đầu vào thu tốc độ hoạt động 4 |
| 47 |
PR4_H |
Đầu vào đón tốc độ thụ động 4 cao |
| 48 |
PR4_L |
Tốc độ đón 4 chiều trở lại (chủ động và bị động) |
2. Nguyên lý hoạt động của mạch đồng bộ
Mạch đồng bộ hóa của IS200STURH2A hoạt động như sau:
Nguồn điện dương của máy cắt (24, 48 hoặc 125 V dc) được cấp cho đầu cuối 27 (PGEN), với dòng điện trở về được kết nối với đầu cuối 32 (NGEN). Sự hiện diện của điện áp này được biểu thị bằng tín hiệu BKRVLT.
Nguồn điện dương đi qua rơle cho phép K25P đến đầu cuối 28 (AUTO), với trạng thái nguồn được biểu thị bằng tín hiệu BKRPRM.
Sau đó, nguồn điện đi qua rơle thí điểm đồng bộ hóa K25 đến đầu cuối 29 (MAN), với trạng thái nguồn được biểu thị bằng tín hiệu BKRGES.
Nếu sử dụng rơle kiểm tra đồng bộ hóa dự phòng thì nó sẽ được nối dây giữa các đầu cuối 29 và 30 (BKRH), với việc đóng được biểu thị bằng tín hiệu BKRGXS.
Nếu không sử dụng kiểm tra đồng bộ hóa dự phòng, một nút nhảy giữa đầu cuối 29 và 30 sẽ hoàn thành mạch và cả BKRGXS và BKRGES đều chỉ ra rằng nguồn điện được cấp cho cuộn dây máy cắt.
Cuộn dây máy cắt hoặc rơle thí điểm được nối giữa đầu 31 (BKRH) và 32 (NGEN).
V. Chẩn đoán và Cấu hình
1. Chức năng chẩn đoán
IS200STURH2A thực hiện các kiểm tra chẩn đoán sau thông qua gói I/O PTUR:
| mục chẩn đoán |
Mô tả |
| Phản hồi của trình điều khiển rơle điện từ |
Kiểm tra tín hiệu điều khiển rơle điện từ; lỗi được tạo ra nếu có vấn đề với tín hiệu điều khiển. |
| Rơle Liên hệ Vị trí Phản hồi |
Kiểm tra phản hồi vị trí tiếp điểm rơle; lỗi được tạo ra nếu có vấn đề với tín hiệu điều khiển. |
| Mất điện từ |
Phát hiện mất nguồn điện từ, tạo ra lỗi. |
| Đồng bộ hóa hiệu suất chuyển tiếp |
Phát hiện rơle kiểm tra đồng bộ chậm, rơle đồng bộ tự động chậm, máy cắt chậm và rơle K25 bị khóa; đều tạo ra lỗi. |
| Báo động chẩn đoán tổng hợp |
Nếu bất kỳ tín hiệu nào ở trên không tốt thì cảnh báo chẩn đoán tổng hợp L3DIAG_PTUR sẽ xảy ra. |
| Xác minh chip ID |
Kiểm tra sự trùng khớp giữa ID của trình kết nối; sự không khớp sẽ tạo ra lỗi không tương thích phần cứng. |
Các tín hiệu chẩn đoán có thể được chốt riêng lẻ và đặt lại bằng tín hiệu RESET_DIA sau khi trở lại bình thường.
2. Phương pháp cấu hình
Bo mạch IS200STURH2A không có cầu nối hoặc cài đặt phần cứng. Tất cả cấu hình được thực hiện thông qua gói I/O PTUR và phần mềm ControlST.
VI. Cài đặt và bảo trì
1. Vị trí lắp đặt
Bo mạch IS200STURH2A được gắn trên một tấm kim loại có giá đỡ cách điện bằng nhựa, sau đó được cố định trong tủ bằng vít. Bảng mạch có thể được xếp chồng lên nhau theo chiều dọc với các bảng mạch đầu cuối loại S khác.
2. Các bước cài đặt
Lắp đặt giá đỡ cách điện bằng nhựa trên tấm kim loại.
Gắn bo mạch IS200STURH2A lên giá đỡ.
Cố định cụm trong tủ bằng vít.
Kết nối dây trường với khối đầu cuối có thể cắm được.
Lắp gói I/O PTUR vào đầu nối chân DC-62 của bo mạch.
Kết nối đầu ra rơle ngắt, mạch đồng bộ hóa và cảm biến tốc độ theo yêu cầu.
3. Khuyến nghị bảo trì
Kiểm tra định kỳ: Kiểm tra xem các khối thiết bị đầu cuối có được cắm chắc chắn và dây điện không bị lỏng.
Vệ sinh: Thường xuyên vệ sinh bo mạch để tránh bụi bẩn tích tụ.
Bảo vệ ESD: Đeo dây nối đất khi xử lý bo mạch và bảo quản nó trong túi chống tĩnh điện.
Quản lý phụ tùng thay thế: Duy trì bảng STURH2A dự phòng để giảm thời gian ngừng hoạt động trong trường hợp hỏng hóc.
