IS200VTURH2B là bảng điều khiển hành trình chính có hiệu suất cao, hai khe cắm trong hệ thống điều khiển tuabin GE Mark VI. Là phiên bản nâng cao trong dòng sản phẩm VTUR, nó được thiết kế đặc biệt cho các tổ máy tuabin phức tạp hoặc quy mô lớn (chẳng hạn như một số tua bin khí hoặc hơi nước lớn nhất định) yêu cầu khả năng dự phòng cao hơn và khả năng ngắt lớn hơn. IS200VTURH2B kế thừa tất cả các chức năng bảo vệ cốt lõi của dòng VTUR, bao gồm bảo vệ quá tốc độ sơ cấp, đồng bộ hóa tự động, giám sát trục và phát hiện ngọn lửa. Ưu điểm cốt lõi của nó nằm ở khả năng điều khiển tối đa sáu Solenoid hành trình khẩn cấp (ETD) thông qua hai bảng đầu cuối TRPX độc lập, hỗ trợ cách ly tín hiệu hoàn chỉnh hơn và biểu quyết trong kiến trúc Dự phòng ba mô-đun (TMR), cung cấp hàng rào bảo vệ tối ưu cho các tài sản quan trọng.
2. Chức năng cốt lõi & Nguyên tắc chi tiết
IS200VTURH2B có chung nguyên tắc chức năng cơ bản với IS200VTURH1B nhưng kiến trúc phần cứng nâng cao giúp mở rộng khả năng của nó. Phần sau đây trình bày chi tiết về chức năng và nguyên tắc của nó, lưu ý những điểm tương đồng và khác biệt với H1B khi thích hợp.
2.1 Bảo vệ quá tốc độ chính và đo tốc độ
Đây là nhiệm vụ cốt lõi của tất cả các bo mạch VTUR. Nguyên lý đo của IS200VTURH2B giống hệt với H1B nhưng nó mang lại những lợi thế ở cấp độ hệ thống.
Nguyên tắc kỹ thuật:
Thu thập và xử lý tín hiệu: Giống như H1B, IS200VTURH2B nhận tín hiệu từ bốn bộ thu tốc độ từ tính thụ động thông qua bảng đầu cuối được kết nối (ví dụ: TTURH1B). Những cảm biến này giám sát bánh xe tốc độ 60 răng trên trục tuabin. Sự quay của bánh xe gây ra từ thông thay đổi, tạo ra tín hiệu điện áp xoay chiều có tần số tỷ lệ thuận với tốc độ. Tín hiệu được gửi đến VTURH2B thông qua bảng đầu cuối và trải qua quy trình lọc, kẹp, ghép AC và định hình xung giống hệt nhau, cuối cùng được chuyển đổi thành sóng vuông sạch để xử lý kỹ thuật số.
Tính toán tốc độ và biểu quyết (TMR Advantage): Trong hệ thống TMR, mỗi giá đỡ trong số ba giá đỡ bộ điều khiển (R, S, T) được trang bị bảng VTUR (có thể là IS200VTURH1B hoặc IS200VTURH2B). Mỗi bo mạch VTUR gửi bốn tín hiệu tốc độ đã được xử lý đến bộ điều khiển tương ứng (VCMI) thông qua bus VME. Ba bộ điều khiển tính toán tốc độ một cách độc lập và thực hiện lựa chọn giá trị trung bình để xác định tốc độ hợp lệ cuối cùng với độ tin cậy hệ thống cao nhất. Thiết kế hai khe cắm của VTURH2B cho phép nó tích hợp tự nhiên hơn vào các hệ thống TMR, cung cấp hỗ trợ giao diện mạnh mẽ và bình đẳng cho cả ba giá đỡ.
Logic hành trình vượt tốc: Logic quyết định hành trình vượt tốc chính được thực thi bởi phần mềm bộ điều khiển. Khi tốc độ được biểu quyết vượt quá điểm đặt ngắt vượt quá tốc độ đã đặt trước, bộ điều khiển sẽ tạo ra tín hiệu ngắt. Tín hiệu này được gửi trở lại bảng VTUR, sau đó điều khiển các rơle trên (các) bảng đầu cuối chuyến đi TRPX liên quan của nó. Đây là điểm khác biệt chính đầu tiên giữa VTURH2B và H1B: VTURH1B chỉ có thể kết nối với một bảng TRPX, điều khiển ba ETD; trong khi VTURH2B có thể kết nối với hai bo mạch TRPX (ví dụ: một trên giao diện J4 và một trên giao diện J4A), do đó điều khiển tối đa sáu ETD. Điều này cung cấp hỗ trợ giao diện trực tiếp cho các hệ thống thủy lực phức tạp với nhiều mạch ngắt độc lập, nâng cao đáng kể khả năng dự phòng và độ tin cậy của hệ thống ngắt.
2.2 Hành trình vượt tốc nhanh
Để đáp ứng các yêu cầu về tốc độ phản hồi cực cao của các ứng dụng như tua-bin khí, VTURH2B cũng tích hợp các thuật toán Hành trình vượt tốc nhanh dựa trên phần cứng.
Nguyên tắc kỹ thuật:
Tùy chọn thuật toán: IS200VTURH2B hỗ trợ hai thuật toán ngắt nhanh giống như H1B: PR_Single và PR_Max. Chi tiết hoạt động của các thuật toán này, bao gồm dự phòng cấp độ cảm biến/bảng mạch của PR_Single và thiết kế chống phiền toái/lỗi chuyến đi của PR_Max, nhất quán trên cả hai bảng.
Khả năng khóa liên động & mở rộng phần cứng: Tín hiệu ngắt nhanh được tạo trong bảng VTUR và được phát qua các điểm đầu ra chuyên dụng (PTR1 đến PTR6). Ưu điểm chính của VTURH2B là hỗ trợ riêng cho tất cả sáu đầu ra PTR. Các đầu ra này có thể được gán linh hoạt cho hai bảng TRPX. Ví dụ: PTR1-PTR3 có thể được gán cho ba ETD được điều khiển bởi bảng TRPX đầu tiên và PTR4-PTR6 cho ba ETD còn lại được điều khiển bởi bảng TRPX thứ hai. Kiến trúc này cho phép các nhà thiết kế hệ thống phân phối chức năng ngắt nhanh trên các vòng thủy lực hoặc vùng bảo vệ khác nhau, đạt được sự cách ly vật lý và dự phòng các đường dẫn, một khả năng không thể so sánh được với VTURH1B một đường dẫn.
2.3 Giám sát dòng điện và điện áp trục
IS200VTURH2B giống với IS200VTURH1B về nguyên lý giám sát, phương pháp kiểm tra (thử nghiệm AC và DC) và thông số kỹ thuật cho chức năng này. Tín hiệu đầu vào dòng điện và điện áp trục được kết nối thông qua bảng đầu cuối và được VTURH2B đo với độ chính xác cao để đưa ra phán đoán, cảnh báo nguy cơ hư hỏng do xói mòn điện đối với vòng bi. Các thử nghiệm tự chẩn đoán của nó cũng được thực hiện bởi bộ điều khiển R, đảm bảo tính toàn vẹn của mạch giám sát.
2.4 Phát hiện ngọn lửa
Nguyên lý kỹ thuật: IS200VTURH2B hoạt động với bảng TRPG để theo dõi trạng thái của đầu báo lửa Geiger-Müller. Tần số sạc/xả của máy dò phản ánh cường độ ngọn lửa. Tuy nhiên, đây là điểm khác biệt đáng chú ý giữa IS200VTURH2B và H1B: Mặc dù là bo mạch hai khe cắm mạnh mẽ hơn nhưng IS200VTURH2B vẫn chỉ hỗ trợ kết nối với một bo mạch TRPG duy nhất, tức là tối đa tám đầu báo lửa. Tài liệu nêu rõ 'VTURH2... nhưng chỉ chấp nhận tám đầu báo lửa.' Điều này có nghĩa là trong các ứng dụng yêu cầu nhiều hơn tám đầu báo lửa cho các buồng đốt rất lớn, IS200VTURH2B không cung cấp khả năng mở rộng, vẫn nhất quán với VTURH1B. Các tín hiệu xung từ tất cả các đầu báo lửa được phân phối tương tự đến ba mô-đun bộ điều khiển để đảm bảo dự phòng bảo vệ.
2.5 Đồng bộ hóa tự động
Việc thực hiện chức năng đồng bộ hóa tự động trong VTURH2B hoàn toàn giống với IS200VTURH1B, không có sự khác biệt.
Nguyên lý kỹ thuật: Điện áp máy phát và bus được đưa vào thông qua Máy biến thế tiềm năng (PT) đến bảng đầu cuối TTUR. IS200VTURH2B chịu trách nhiệm đo chính xác cường độ, tần số và độ lệch pha của các điện áp này. Ở chế độ tự động, nó phối hợp với bộ điều khiển và hệ thống kích thích (EX2000), gửi lệnh qua Đường cao tốc dữ liệu đơn vị (UDH) để điều chỉnh tốc độ và điện áp của thiết bị cho đến khi đáp ứng các điều kiện đồng bộ hóa. Lệnh đóng cuối cùng yêu cầu sự cho phép chung của ba chức năng độc lập: K25P (Cho phép trình tự đồng bộ hóa), K25 (Rơle đồng bộ hóa tự động) và K25A (Rơle kiểm tra đồng bộ hóa). Sau khi đóng, hệ thống sử dụng tiếp điểm 52G/a của chính bộ ngắt để có được thời gian đóng thực tế nhằm tối ưu hóa thuật toán. Toàn bộ yêu cầu về độ chính xác và logic đồng bộ hóa đều thống nhất trên cả hai bo mạch.
3. So sánh chi tiết: IS200VTURH2B và IS200VTURH1B
Bảng sau đây tóm tắt rõ ràng những khác biệt cốt lõi giữa hai bảng:
| Kích thước so sánh |
IS200VTURH1B |
IS200VTURH2B |
Phân tích sự khác biệt và tác động |
| Phiên bản bảng & Kích thước vật lý |
Phiên bản một khe cắm |
Phiên bản hai khe cắm |
IS200VTURH2B chiếm hai khe trong giá VME, cần nhiều không gian vật lý hơn. |
| Dung lượng ổ đĩa điện từ chuyến đi (ETD) |
Điều khiển tối đa 3 ETD (thông qua 1 bảng TRPX) |
Điều khiển tối đa 6 ETD (thông qua 2 bảng TRPX) |
Đây là sự khác biệt cơ bản nhất. H2B cung cấp công suất đầu ra ngắt gấp đôi, phù hợp với các hệ thống yêu cầu nhiều cuộn dây ngắt hoặc cách ly vật lý hoàn toàn các mạch ngắt để có độ dự phòng cao. |
| Số lượng hỗ trợ đầu báo lửa |
Lên đến 8 (thông qua 1 bảng TRPG) |
Lên đến 8 (thông qua 1 bảng TRPG) |
Mặc dù mạnh hơn nhưng khả năng phát hiện ngọn lửa của H2B không được tăng lên. Đối với các ứng dụng cần nhiều hơn 8 đầu báo lửa, cả hai bo mạch đều yêu cầu các giải pháp bổ sung. |
| Kiến trúc hệ thống & Dự phòng |
Thích hợp cho các hệ thống Simplex và TMR, cung cấp khả năng dự phòng tiêu chuẩn. |
Tập trung hơn vào việc tăng cường khả năng và khả năng dự phòng đầu ra trong các hệ thống TMR. |
Hỗ trợ TRPX kép của H2B cho phép xây dựng các cấu trúc chuyến đi phức tạp và đáng tin cậy hơn trong các hệ thống TMR, ví dụ: cung cấp khả năng tải cân bằng hơn cho ba giá đỡ bộ điều khiển. |
| Ứng dụng mục tiêu |
Thích hợp cho hầu hết các tuabin khí/hơi nước có kích thước trung bình, nhỏ hoặc có cấu hình tiêu chuẩn. |
Thích hợp cho các tổ máy tuabin lớn, phức tạp hoặc đặc biệt có độ tin cậy cao, đặc biệt là những tổ máy có hệ thống thủy lực được thiết kế với nhiều van điện từ hành trình độc lập. |
Việc lựa chọn phụ thuộc vào nhu cầu ứng dụng cụ thể và mức độ dự phòng cần thiết của hệ thống chuyến đi. |
Tóm tắt sự khác biệt: IS200VTURH2B về cơ bản là phiên bản nâng cao của IS200VTURH1B về công suất đầu ra chuyến đi và khả năng mở rộng hệ thống. Bằng cách hy sinh một khe giá đỡ bổ sung, nó có được khả năng điều khiển nhiều cuộn dây hành trình hơn, cung cấp khả năng dự phòng bảo vệ vô song cho các tổ máy tuabin cấp cao nhất. Tuy nhiên, trong các chức năng đầu vào như phát hiện ngọn lửa, nó vẫn duy trì mức tương tự như H1B.
4. Giao diện phần cứng & cài đặt
Bảng điều khiển chính IS200VTURH2B: Là bảng có hai khe cắm, việc lắp đặt nó cần có hai khe cắm liên tiếp trên giá VME. Các đầu nối bao gồm J3 và J5 để kết nối bảng đầu cuối (ví dụ: TTURH1B) và J4 và J4A để kết nối bảng đầu cuối chuyến đi (TRPx). Sự hiện diện của J4A là chìa khóa để hỗ trợ bo mạch TRPX thứ hai.
Lắp đặt: Quá trình lắp đặt tương tự như bảng một khe nhưng yêu cầu đảm bảo không gian cho hai khe. Tương tự, giá đỡ phải được tắt nguồn, lắp bảng mạch, đồng thời siết chặt các đòn bẩy và vít cố định.
5. Chẩn đoán & Bảo trì
IS200VTURH2B sở hữu khả năng chẩn đoán toàn diện giống hệt IS200VTURH1B.
Chỉ báo đèn LED ở bảng mặt trước: RUN (Nhấp nháy màu xanh lá cây), FAIL (Đỏ liền), TÌNH TRẠNG (Đơn màu cam biểu thị cảnh báo chẩn đoán).
Phạm vi chẩn đoán: Bao gồm trình điều khiển rơle/phản hồi không khớp, mất điện từ, bất thường về điện áp đầu dò ngọn lửa, lỗi rơle đồng bộ hóa, lỗi nhận dạng ID bảng đầu cuối, v.v.
Hiệp hội chẩn đoán nâng cao: Do hỗ trợ hai bảng TRPX, thông tin chẩn đoán của VTURH2B có thể xác định chính xác hơn nguồn gốc của lỗi. Ví dụ: nó có thể cho biết rõ ràng liệu đó là sự cố về điện với bảng TRPX thứ nhất (liên quan đến ETD 1-3) hay lỗi phản hồi rơle với bảng TRPX thứ hai (liên quan đến ETD 4-6).
