Модуль IS200JPDHG1A — это специализированный интерфейсный модуль для тепловой защиты ротора генератора и контроля перегрузки по току возбуждения в составе систем управления турбинами GE Speedtronic Mark VI. Предназначен для измерения тока возбуждения, вычисления теплового состояния обмотки ротора на основе интегральной тепловой модели (I²t), формирования сигналов ограничения тока возбуждения и защиты от перегрузки ротора при длительных режимах перевозбуждения.

Описание

Модуль формата 6U VME, устанавливаемый в шасси Mark VI. Принимает сигнал от шунта или датчика Холла в цепи возбуждения ротора, измеряет ток возбуждения и на основе тепловой модели (I²t) вычисляет температуру обмотки ротора. Модуль IS200JPDHG1A формирует сигналы ограничения тока возбуждения для системы AVR, а при превышении допустимых тепловых пределов — сигнал аварийного отключения генератора.

Технические параметры

• Измеряемый параметр: ток возбуждения (I_f), постоянный ток, до 10 000 А (через шунт или датчик Холла)

• Количество каналов: 2 (основной и резервный каналы измерения тока)

• Входы: шунт (0–100 мВ) или датчик Холла (0–10 В)

• Точность измерения: ±0.5% (ток возбуждения)

• Алгоритмы защиты:

• Тепловая защита ротора (ANSI 49R) — по модели I²t

• Ограничение тока возбуждения (лимитер перевозбуждения) — предотвращение перегрузки ротора

• Защита от перегрузки ротора с выдержкой времени (в зависимости от уровня тока)

• Тепловая модель: I²t с учётом постоянной времени нагрева ротора (T_f)

• Сигнализация: предупредительный уровень (90% от теплового предела), аварийный уровень (100%)

• Выходы: дискретные (сухие контакты) для ограничения возбуждения и отключения генератора, аналоговый 0–10 В (для внешнего индикатора тока)

• Гальваническая изоляция: 2500 В между цепями ротора и системной шиной

• Питание модуля: +5 В / ±15 В от VME-шины, 12 Вт

• Рабочая температура: -25°C ... +65°C

• Индикация: светодиоды состояния (Active/I_f/Thermal/Limit/Alarm/Trip)

• Диагностика: контроль целостности цепей шунта/датчика Холла, самодиагностика

Преимущества

• Специализация на тепловой защите ротора — модуль IS200JPDHG1A предотвращает перегрев и повреждение обмотки возбуждения при длительных режимах перевозбуждения (например, при работе генератора с низким коэффициентом мощности или при форсировке возбуждения), что критично для сохранности ротора.

• Тепловая модель I²t с учётом постоянной времени нагрева ротора (T_f) позволяет точно отслеживать тепловое состояние, используя термическую инерцию ротора для допустимых кратковременных перегрузок.

• Формирование сигналов ограничения тока возбуждения для AVR — модуль IS200JPDHG1A активно участвует в системе регулирования, ограничивая ток возбуждения при приближении к тепловому пределу и предотвращая срабатывание защиты.

• Полная совместимость с главными процессорами линейки IS200HFPAG1 и IS200HFPAG2 и средами ToolboxST/CIMPLICITY.

Применение

Модуль IS200JPDHG1A применяется на газовых и паровых турбинах GE с синхронными генераторами для тепловой защиты ротора и ограничения тока возбуждения. Используется на всех типах электростанций — ТЭС, ГТЭС, ПГУ и ГЭС, где требуется защита обмотки возбуждения от перегрузки по току.

Сравнение с конкурентами

В отличие от модуля IS200JPDDG1A (тепловая защита статора), модуль IS200JPDHG1A специализируется на тепловой защите ротора. По сравнению со сторонними реле защиты ротора от перегрузки (Siemens 7UM62, ABB REG670), он интегрирован в VME-шину Mark VI и может непосредственно взаимодействовать с системой AVR для ограничения тока возбуждения. В отличие от более новой ревизии IS200JPDHG1B (с поддержкой дополнительных каналов для контроля температуры ротора через термодатчики), данная версия является оптимальным выбором для большинства типовых генераторов.

Рекомендации по выбору и монтажу

• Выбирайте IS200JPDHG1A, если требуется тепловая защита ротора генератора и ограничение тока возбуждения для предотвращения перегрузки обмотки возбуждения.

• При подключении шунта для измерения тока возбуждения используйте калиброванный шунт с номиналом, соответствующим току генератора — ошибка приведёт к неверной работе тепловой модели.

• В ToolboxST задайте параметры тепловой модели: постоянную времени нагрева ротора (T_f, указывается в документации на генератор) и допустимый ток возбуждения в длительном режиме.

• Настройте характеристику I²t: допустимое время перегрузки в зависимости от кратности тока (например, 120% — 2 минуты, 150% — 10 секунд).

• Периодически (раз в год) проверяйте калибровку измерительного канала с помощью эталонного источника тока.

• При срабатывании защиты по тепловой модели ротора обязательно проверяйте систему охлаждения ротора и цепь возбуждения.

SIEMENS 6AV2124-0MC01-0AX0

GE IC693CPU374

DELTA TAU PMAC-2ACC8E