Bảng đầu cuối GE IS200TREGH1B TREG

Bảng đầu cuối IS200TREGH1B (Turbine Emergency Trip) là thành phần bảo vệ an toàn quan trọng trong hệ thống điều khiển tuabin Mark VI và Mark Vle của GE. Được thiết kế đặc biệt để cung cấp điện cho ba van điện từ hành trình khẩn cấp và được điều khiển chính xác bởi bộ điều khiển I/O, nó đảm bảo tắt van nhiên liệu hoặc hơi nước nhanh chóng và đáng tin cậy trong các tình huống khẩn cấp, từ đó bảo vệ hoạt động của tổ máy tuabin. Bảng đầu cuối IS200TREGH1B hoạt động cùng với bảng đầu cuối TRPG để tạo thành mạch bảo vệ ngắt hoàn chỉnh: TREG cung cấp mặt dương của nguồn DC cho các cuộn dây, trong khi TRPG cung cấp mặt âm.

Là thành phần phần cứng cốt lõi của hệ thống bảo vệ tuabin, TREG không chỉ cung cấp cơ chế biểu quyết tín hiệu và quản lý nguồn có độ tin cậy cao mà còn hỗ trợ các cấu hình dự phòng và chẩn đoán trực tuyến toàn diện. Nó phù hợp cho các tình huống bảo vệ khẩn cấp trong các ứng dụng tuabin khí công nghiệp khác nhau.

2. Mô tả chức năng

2.1 Chức năng chính

• Kiểm soát hành trình khẩn cấp: Cung cấp nguồn điện 125 V DC (hoặc 24 V DC) cho ba cuộn dây điện từ và thực hiện logic biểu quyết 'hai trong ba' hoặc 'ba trong ba' thông qua nhiều rơle để đảm bảo độ tin cậy cao của tín hiệu ngắt.

• Thiết kế nguồn dự phòng: Sự kết hợp nguồn điện điều khiển đi-ốt-OR từ các đầu nối JX1, JY1 và JZ1 cung cấp nguồn điện dự phòng cho các mạch phản hồi trạng thái và rơle tiết kiệm điện, đồng thời duy trì sự phân tách nguồn điện cho các mạch rơle ngắt.

• Tích hợp hệ thống: Phối hợp chặt chẽ với VPRO (mô-đun bảo vệ tuabin) hoặc PPRO (gói I/O trên SPRO) để đạt được sự liên lạc và phối hợp hiệu quả với hệ thống điều khiển.

• Chẩn đoán và giám sát: Hỗ trợ chẩn đoán thời gian thực về nguồn điện từ, trình điều khiển rơle, phản hồi tiếp điểm và tính toàn vẹn nguồn điện để đảm bảo trạng thái hệ thống có thể kiểm soát và xác minh được.

2.2 Loại và phiên bản bảng

Bảng đầu cuối TREG có nhiều phiên bản tùy thuộc vào mức điện áp và yêu cầu dự phòng:

Trong các hệ thống dự phòng, thông thường nên kết hợp bo mạch H3B với bo mạch H4B (hoặc H5B) để đảm bảo sự phân tách vật lý của nguồn điện điều khiển và nâng cao độ tin cậy của hệ thống. Trong quá trình bảo trì, phải sử dụng cùng loại bo mạch để duy trì khả năng cách ly nguồn theo thiết kế.

3. Tích hợp và cấu hình hệ thống

3.1 Tích hợp với Hệ thống Mark VI

Trong hệ thống Mark VI, IS200TREGH1B được kết nối với mô-đun VPRO thông qua cáp có phích cắm đúc. VPRO, với tư cách là mô-đun bảo vệ tuabin, xử lý logic ngắt, bảo vệ quá tốc độ và các chức năng dừng khẩn cấp, đồng thời giao tiếp với hệ thống điều khiển thông qua INetet. 12 rơle trên TREG được điều khiển bởi VPRO, trong đó 9 rơle được nhóm thành ba bộ ba để thực hiện biểu quyết đầu vào cho ba cuộn dây điện từ ngắt.

3.2 Tích hợp với Hệ thống Mark Vle

Trong hệ thống Mark Vle, IS200TREGH1B được điều khiển bởi gói I/O PPRO trên SPRO. Gói PPRO cắm vào các đầu nối loại D trên SPRO và TREG được kết nối với bảng SPRO thông qua cáp cắm đúc để thu và thực hiện tín hiệu ngắt.

3.3 Cấu hình phần cứng

Bản thân bảng đầu cuối IS200TREGH1B không có công tắc cấu hình bằng phần mềm; tất cả các cài đặt chức năng được thực hiện thông qua các bộ nhảy phần cứng:

• JPAL Jumper: Chọn chế độ đầu vào hiện tại hoặc đầu vào điện áp.

• Jumper JPBJ: Chọn xem tín hiệu trả về được nối đất hay để mở.

• Đầu nối 15–17 Jumper: Phải được lắp đặt nếu không cần đầu vào dừng khẩn cấp thứ hai.

Các cấu hình nâng cao khác (như cấu hình logic và chức năng kiểm tra) được thực hiện thông qua phần mềm Hộp công cụ trong VPRO hoặc PPRO.

4. Lắp đặt và đi dây

4.1 Cài đặt vật lý

Bảng đầu cuối IS200TREGH1B sử dụng thiết kế mô-đun với các khối đầu cuối loại rào chắn có thể cắm được để dễ dàng tháo lắp trong quá trình bảo trì. Nó được trang bị đầu nối vỏ chữ D 37 chân có chốt chốt để đảm bảo kết nối cáp đáng tin cậy. Một thanh chắn được bao gồm để triệt tiêu EMI hiệu quả.

4.2 Mô tả hệ thống dây điện

• Khối đầu cuối đầu tiên: Kết nối trực tiếp ba cuộn dây điện từ, điện trở tiết kiệm và nút dừng khẩn cấp.

• Khối đầu cuối thứ hai: Có thể kết nối tối đa bảy tín hiệu khóa liên động.

• Kết nối nguồn: Đầu nối J2 cung cấp nguồn điện 125 V DC (hoặc 24 V DC) cho các cuộn dây; JX1, JY1 và JZ1 lần lượt nhận được nguồn điện điều khiển 28 V DC từ các phần mô-đun bảo vệ R8, S8 và T8.

• Phản hồi tín hiệu: Trạng thái điện từ được đưa trở lại bộ điều khiển I/O thông qua các vòng phản hồi tiếp xúc để giám sát vòng kín.

Tất cả các điểm cuối đều hỗ trợ tối đa hai dây AWG #12 với cách điện 300 V, đáp ứng yêu cầu an toàn cho môi trường công nghiệp.

5. Nguyên lý hoạt động và logic điều khiển

5.1 Điều khiển điện từ chuyến đi

IS200TREGH1B và TRPG cùng nhau điều khiển các cuộn dây ngắt; hoặc có thể cắt điện và kích hoạt hệ thống thủy lực để đóng các van. Các cuộn dây điện từ được cấp điện trong chế độ chạy và ngắt điện trong chế độ ngắt. Mỗi mạch điện từ bao gồm một biến trở oxit kim loại (MOV) để triệt tiêu dòng điện và một điện trở tiết kiệm 10 Ω, 70 W để giảm dòng điện ở trạng thái ổn định.

5.2 Logic chuyển tiếp

• Rơle ngắt khẩn cấp (ETR1–ETR3): Hai tiếp điểm nối tiếp trên mỗi rơle kết nối với bộ cấp nguồn dương 125 V DC.

• Rơle ngắt chính (PTR1–PTR3, nằm trong TRPG): Kết nối với bộ cấp nguồn âm 125 V DC.

• Rơ-le tiết kiệm (KE1–KE3): Đóng sau một khoảng thời gian trễ để ngắt điện trở giới hạn dòng điện, giảm mức tiêu thụ điện năng.

• Rơle ngắt chính (K4X, K4Y, K4Z): Ngắt kết nối bus 28 V DC khỏi cuộn dây rơle ETR và KE trong trường hợp ngắt khẩn cấp thủ công.

5.3 Chức năng kẹp servo (Chỉ đơn giản)

Trong cấu hình đơn giản, rơle kẹp servo K4CL cấp điện khi ngắt và gửi phản hồi tiếp điểm trực tiếp đến bảng đầu cuối servo TSVO, ngắt kết nối nguồn dòng servo và áp dụng độ lệch để đóng van điều khiển. Điều này ngăn chặn việc mở van sai do lỗi bộ khuếch đại servo.

5.4 Tính độc lập của bảo vệ quá tốc độ

Các hệ thống bảo vệ quá tốc độ sơ cấp và khẩn cấp hoạt động độc lập với mạch TREG và có thể ngắt trực tiếp các cuộn dây điện từ thủy lực, cung cấp nhiều lớp bảo vệ.

6. Tính năng kiểm tra và chẩn đoán

6.1 Kiểm tra trực tuyến

Bằng cách sử dụng phần mềm ứng dụng trong bộ điều khiển, mỗi bộ điện từ hành trình có thể được ngắt thủ công từng cái một. Việc kiểm tra có thể được thực hiện thông qua rơle PTR từ bộ điều khiển hoặc qua rơle ETR từ mô-đun bảo vệ, với phản hồi tiếp xúc từ mỗi cuộn dây điện từ cung cấp xác nhận chuyến đi tích cực.

6.2 Kiểm tra quá tốc độ ngoại tuyến

Hỗ trợ các bài kiểm tra ngoại tuyến vượt tốc sơ cấp và khẩn cấp bằng cách mô phỏng các điều kiện vượt tốc trong phần mềm để xác minh phản hồi chuyến đi chính xác.

6.3 Chẩn đoán toàn diện

Bộ điều khiển I/O thực hiện chẩn đoán liên tục trên TREG và các thiết bị được kết nối, bao gồm:

• Trình điều khiển chuyển tiếp chuyến đi và phản hồi liên hệ

• Giám sát điện áp điện từ

• Tiết kiệm trình điều khiển rơle và phản hồi liên hệ

• Trình điều khiển rơle và cuộn dây K25A

• Trình điều khiển rơle kẹp servo và phản hồi liên hệ

• Trạng thái nguồn điện từ

6.4 Nhận dạng và tương thích phần cứng

Mỗi đầu nối JX1, JY1 và JZ1 đều chứa một chip ID chỉ đọc lưu trữ số sê-ri, loại, bản sửa đổi và vị trí khe cắm của bo mạch. Bộ điều khiển I/O đọc thông tin này và thực hiện xác minh; sự không khớp sẽ gây ra lỗi không tương thích phần cứng để ngăn ngừa lỗi hệ thống do lắp ráp không đúng.

7. Ưu điểm của sản phẩm và kịch bản ứng dụng

7.1 Ưu điểm cốt lõi

• Độ tin cậy cao: Logic biểu quyết dự phòng ba lần sẽ tránh được các chuyến đi giả hoặc lỗi do lỗi một điểm.

• Cấu hình linh hoạt: Hỗ trợ cả hai mức điện áp 125 V DC và 24 V DC để thích ứng với các tiêu chuẩn công nghiệp khác nhau.

• Thiết kế dự phòng: Nhiều phiên bản cho phép phân tách vật lý đường dẫn nguồn và tín hiệu, nâng cao tính khả dụng của hệ thống.

• Chẩn đoán thông minh: Khả năng tự chẩn đoán toàn diện của phần cứng và nhận dạng ID tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo trì và xác định vị trí lỗi.

• Bảo trì dễ dàng: Các khối thiết bị đầu cuối có thể cắm và cấu trúc mô-đun hỗ trợ thay thế trực tuyến và bảo trì nhanh chóng.

7.2 Các trường áp dụng

• Nhà máy điện tuabin khí

• Nhà máy điện chu trình hỗn hợp

• Đơn vị tuabin truyền động công nghiệp

• Hệ thống phát điện nền tảng ngoài khơi

• Các hệ thống máy quay khác yêu cầu bảo vệ tắt khẩn cấp có độ tin cậy cao