GEH-6798C_FR
Commande de démarreur statique LS2100e Guide de l'utilisateur
Informations confidentielles et internes de GE (Classe II) - Le présent document contient des informations
confidentielles de GE qui sont réservées à un usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées,
présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
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usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
Les présentes instructions ne prétendent pas couvrir tous les détails ni toutes les variations des équipements, ni envisager
tous les imprévus possibles pouvant être rencontrés lors de l'installation, du fonctionnement ou de l’entretien. Elles sont
fournies à titre indicatif uniquement et GE ne garantit en aucun cas l’exactitude des informations contenues dans ce
document. Des changements, modifications et/ou améliorations sont régulièrement apportés à l'équipement et aux
spécifications, et peuvent ou non être pris en compte ici. Il est entendu que GE se réserve le droit d'effectuer à tout moment
des changements, modifications ou améliorations concernant les équipements présentés ci-après ou le document proprement
dit. Le présent document s’adresse au personnel qualifié et familiarisé avec les produits GE qui y sont mentionnés.
Il se peut que GE ait des brevets ou des demandes de brevet en attente concernant le produit traité dans le présent document.
La fourniture de ce document n'accorde aucune licence, de quelque nature que ce soit, concernant de tels brevets.
GE fournit le présent document et les informations contenues en l'état et sans aucun type de garantie, explicite ou implicite, y
compris mais sans aucune limitation, toute garantie légale de qualité marchande ou d'aptitude à un objectif particulier.
Pour obtenir une assistance ou des informations techniques supplémentaires, contactez le bureau de vente ou de
maintenance GE le plus proche, ou un représentant commercial GE agréé.
© 2011-2013 General Electric Company, États-Unis. Tous droits réservés.
Révision : Juin 2013
Publication : 2011-05-10
* Marque déposée de General Electric Company
LEM est une marque déposée de LEM Company.
NFPA est une marque de commerce de National Fire Protection Association, Inc.
Windows est une marque déposée de Microsoft Corporation.
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Légende des symboles de sécurité
Avertissement
Indique une procédure, une condition ou une instruction
qui, si elle n'est pas strictement respectée, peut entraîner
des blessures corporelles ou la mort.
Attention
Indique une procédure, une condition ou une instruction
qui, si elle n'est pas strictement respectée, peut entraîner
des dégâts ou la destruction de l'équipement.
Attention
Indique une procédure, une condition ou une déclaration
qui doit être strictement respectée afin d'améliorer ces
applications.
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Avertissement
Pour éviter les risques de blessures ou de dégradation du
matériel, respectez les procédures de sécurité de GE, les
procédures de verrouillage / étiquetage (LOTO) et les
consignes de sécurité du site, comme le stipulent les
directives de Santé et Sécurité de l'Employé (EHS).
Avertissement
Cet équipement est susceptible de causer une décharge
électrique ou des brûlures. Seul le personnel ayant une
formation suffisante et parfaitement familiarisé avec
l'équipement et les instructions doit l’installer, le faire
fonctionner ou en effectuer l'entretien.
Avertissement
L'isolation des équipements d’essai par rapport à
l'équipement testé présente des risques électriques
potentiels. Si les équipements d’essai ne peuvent pas être
mis à la terre à l'équipement testé, le boîtier de
l'équipement d’essai doit être blindé pour empêcher tout
contact avec le personnel.
Afin de minimiser le risque d'électrocution ou de brûlure,
il est obligatoire de suivre les pratiques et les procédures
de mise à la terre approuvées.
Avertissement
Afin d'éviter toute blessure ou tout dommage causé par le
mauvais fonctionnement d’un équipement, toute
modification sur une machine programmable devra être
effectuée uniquement par un personnel dûment formé.
Avertissement
Toujours vérifier si les normes et réglementations
applicables sont suivies et si seul un équipement
homologué correctement est utilisé comme composant
critique d'un système de sécurité. Ne supposez jamais que
l'Interface homme-machine (IHM) ou l'opérateur ferme
une boucle de commande critique de sécurité.
Table des matières GEH-6798C_FR i
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Table des matières
Chapitre 1 Présentation de l'équipement .......................................................................... 1-1
Présentation générale du système ................................................................................................................................... 1-1
Présentation du matériel ................................................................................................................................................. 1-4
Présentation du logiciel ................................................................................................................................................... 1-7
Caractéristiques techniques ............................................................................................................................................. 1-7
Mesures de sécurité ......................................................................................................................................................... 1-1
Rotules de mise à la terre ........................................................................................................................................ 1-2
Causes des coups d'arc ............................................................................................................................................ 1-3
Applications d'armoire de commande dissociée et de montant avant numérique (Digital Front-end, DFE) .......... 1-4
Rappels de sécurité supplémentaires...................................................................................................................... 1-5
Acronymes et Abréviations ............................................................................................................................................ 1-6
Documents concernés ..................................................................................................................................................... 1-7
Chapitre 2 Principe de fonctionnement ............................................................................. 2-1
Matériel ........................................................................................................................................................................... 2-3
Configurations ........................................................................................................................................................ 2-4
Armoire de conversion d'alimentation ............................................................................................................................ 2-5
Module de Conversion de Puissance ...................................................................................................................... 2-5
Carte FHVA ............................................................................................................................................................ 2-6
Carte FHVB ............................................................................................................................................................ 2-7
Carte FCSA ............................................................................................................................................................. 2-7
Carte NATO ............................................................................................................................................................ 2-7
Carte FGPA ............................................................................................................................................................ 2-8
Filtres de ligne ........................................................................................................................................................ 2-8
Armoire de pompe .......................................................................................................................................................... 2-9
Contrôle de la température du liquide de refroidissement et de la condensation .................................................. 2-13
État du refroidissement ......................................................................................................................................... 2-13
Mélange de fluide réfrigérant ................................................................................................................................ 2-17
Armoire de commande ................................................................................................................................................. 2-19
Contrôleur UCSB .................................................................................................................................................. 2-22
Carte HSLA .......................................................................................................................................................... 2-22
Carte LSTB ........................................................................................................................................................... 2-22
Carte LSGI ............................................................................................................................................................ 2-23
Transformateur de puissance de contrôle ............................................................................................................. 2-23
Alimentations ........................................................................................................................................................ 2-23
Interface opérateur ................................................................................................................................................ 2-24
Compteur de résistivité ......................................................................................................................................... 2-27
Logiciel ......................................................................................................................................................................... 2-28
Contrôle de déclenchement de convertisseur ........................................................................................................ 2-29
ii GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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Commutation ......................................................................................................................................................... 2-29
Fonctionnement en commutation forcée ............................................................................................................... 2-29
Fonctionnement en commutation automatique ..................................................................................................... 2-31
Contrôle de limite de courant ................................................................................................................................ 2-33
Régulateur de vitesse ............................................................................................................................................ 2-33
Boucle à verrouillage de phase ............................................................................................................................. 2-34
Communication ............................................................................................................................................................. 2-35
IHM de contrôle de la turbine ............................................................................................................................... 2-35
Application ToolboxST ......................................................................................................................................... 2-35
Chapitre 3 Plaque à bornes d’E/S et connexions des équipements ............................... 3-1
Connexions d'alimentation ..............................................................................................................................................3-1
Base d'E/S .......................................................................................................................................................................3-6
Fonctionnalité de raccordement (XOVR) ...............................................................................................................3-7
Entrées d’alimentation de contrôle ..................................................................................................................................3-8
Connexions UDH (Unit Data Highway) .........................................................................................................................3-9
Interrupteur 8-port ................................................................................................................................................. 3-10
Interface informatique ........................................................................................................................................... 3-10
Connexion de l’application ToolboxST ........................................................................................................................ 3-11
Glossaire ............................................................................................................................. G-1
Sommaire .............................................................................................................................. I-1
Chapitre 1 Présentation de l'équipement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 1-1
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Chapitre 1 Présentation de l'équipement
Le contrôle de démarreur statique LS2100e est un système d’entraînement à courant
alternatif à vitesse réglable spécialement conçu pour démarrer un groupe
turboalternateur à gaz. Le démarreur statique fournit un courant de fréquence variable
au stator de l’alternateur à mesure que la turbine accélère jusqu’à pleine vitesse.
Ce chapitre présente le contrôleur du démarreur statique et offre une présentation
générale du produit.
Présentation générale du système
Le contrôleur LS2100e fait fonctionner l’alternateur comme un moteur synchrone afin
d’accélérer le groupe turbine à gaz selon un profil de vitesse spécifique qui offre des
conditions de démarrage optimales. Le contrôleur LS2100e élimine le besoin de
recourir à un système de démarrage distinct (moteur électrique ou Diesel), des
convertisseurs de couple et un matériel auxiliaire associé, libérant ainsi
considérablement l’espace autour du socle turbine.
Le LS2100e est doté d’un contrôleur numérique qui se connecte en toute simplicité à
divers contrôleurs d’excitation et de turbine GE Energy, y compris l’interface homme-
machine et les produits Historian. Ces dispositifs communiquent entre eux via un
réseau UDH (unit data highway) Ethernet® de manière à former un système de
contrôle entièrement intégré. L'application ToolboxST* utilisée pour configurer le
LS2100e est la même application servant à configurer les dispositifs de contrôle de la
turbine à gaz et d'excitation.
Le convertisseur de puissance LS2100e est disponible dans deux puissances nominales :
8,5 et 14 MVA. Les deux systèmes sont conçus pour correspondre au maximum aux
exigences de puissance de démarrage des deux ensembles d'alternateur de turbine à gaz
de type 7 et 9.
L'architecture du système prend en charge les communications Ethernet de réseau
local (l’UDH) avec d’autres équipements de GE Energy, y compris l’application
ToolboxST, le contrôle d’excitation EX2100e, le contrôle de turbine Mark* VIe et
l'interface IHM (interface opérateur).
1-2 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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Présentation du contrôleur LS2100e
Le démarreur statique LS2100 fournit une alimentation CA à fréquence variable au
stator de l’alternateur, qui amène ce dernier à fonctionner comme un moteur
synchrone au cours de la séquence de démarrage. Le contrôle du démarreur statique
fournit également la référence de tension, lui permettant de contrôler le champ
d’excitation d’alternateur et de fonctionner comme un moteur synchrone. À une
vitesse d'environ 90 %, le LS2100e débraye et ne tourne plus lors d’un
fonctionnement normal de l’alternateur.
Le démarrage de l’alternateur résulte de la phase contrôlant la sortie des ponts
redresseurs de courant au silicium (SCR). Les régulateurs numériques du contrôleur
génèrent des signaux d’allumage du SCR. Le contrôleur régule la tension de sortie
afin de produire une fréquence variable qui permet une accélération sans heurt de
l’alternateur.
Transformateur d’isolation
Réacteur en ligne en c.c.
Commande
Démarreur statique LS2100e
Réacteur en ligne CA
Ethernet réseau UDH
Alt. de
sync. Turbine
Excitateur Contrôle
de turbine
Chapitre 1 Présentation de l'équipement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 1-3
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La figure suivante présente les interfaces de la source d’alimentation, ou du réseau
électrique, de l’appareillage de commutation de la source (52SS), de l’appareillage
de commutation de la charge (89SS), du module de contrôle, du module de
conversion de puissance (PCM) et du système de refroidissement. Les interfaces
du panneau de contrôle de l’alternateur et du panneau de contrôle de la turbine sont
également illustrées.
Schéma unifilaire simplifié du contrôle LS2100e
Filtres de ligne
Bobine de réactance de
liaison CC
Échangeur e chaleur
Réseau électrique
Disjoncteur CA 52S
Transformateur : Pont de conversion de
puissance Déconnecter
89MD
Déconnecter 89SS
Gen (Altern.)
Transformateur : Distribution
de puissance.
Circuit de
refroidissement
Décle
nchem
en
t
tensio
n / c
oura
nt
Commande
1-4 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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Présentation du matériel
Le matériel de contrôle LS2100e est constitué de trois armoires :
• L’armoire de contrôle contient le contrôle, les communications, les
cartes d’E/S et l’alimentation.
• L’armoire à pompes (située en-dessous de l’armoire de contrôle)
comprend les composants du circuit de refroidissement, notamment les
pompes redondantes, un réservoir, un filtre et un déioniseur.
• L’armoire de conversion de puissance contient les cellules SCR de
puissance, la distribution d’impulsion de gâchette, le filtre de ligne de source
et le filtre de ligne de charge, qui forment le convertisseur de puissance.
Le convertisseur de puissance comprend des redresseurs en pont, des configurations
de filtres à résistance/condensateur et les circuits de contrôle. Les figures suivantes
affichent une vue externe des armoires des systèmes 8,5 et 14 MVA.
Armoires du contrôleur LS2100e 8,5 MVA
Armoire de contrôle
Armoire de conversion de puissance
Chapitre 1 Présentation de l'équipement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 1-5
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Vue de dessus du système 8,5 MVA
Armoire à pompes
Armoire de contrôle
Armoire de conversion de puissance
1-6 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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Armoires du contrôleur LS2100e 14 MVA
Vue de dessus du système 14 MVA
Remarque Certaines versions de la commande de démarrage statique LS2100e
comprennent une distance d'isolement de 127 mm entre les armoires de conversion
d'alimentation et les armoires de commande et de pompe. Cet espace simplifie l’ajout
d’une plaque ou d’une paroi de protection permettant de protéger le personnel
exécutant la maintenance des armoires de contrôle ou à pompes contre les risques liés
aux éclairs d’arc électrique dans le convertisseur de puissance. Pour plus de détails,
reportez-vous à la section Mesures de sécurité.
Armoire à pompes
Armoire de contrôle
Armoire du pont de source Armoire du pont de charge
Chapitre 1 Présentation de l'équipement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 1-7
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Présentation du logiciel
Utilisez l’application ToolboxST
pour interroger les blocs
lorsque le contrôle LS2100e est
mis sous tension.
Des diagnostics résumés
s'affichent sur les écrans
d'alarme de l'IHM via le réseau
UDH.
Voir GEH-6708, Guide de
l’utilisateur de l’application
ToolboxST pour le contrôle de
démarreur statique LS2100e,
pour plus d’informations.
Le contrôleur autonome universel version B (UCSB), un contrôleur piloté par
microprocesseur, démarre le code du contrôle LS2100e. Le logiciel comprend des
modules (blocs) combinés afin d’assurer la fonctionnalité de système nécessaire. Les
définitions de bloc et les paramètres de configuration sont conservés dans la mémoire
flash, alors que les variables sont conservées dans la mémoire vive (RAM).
Le LS2100e utilise un système à architecture ouverte, avec une bibliothèque des blocs
logiciels existants configurés depuis l’application ToolboxST. Chacun des blocs remplit
des fonctions spécifiques, telles que les portes logiques, les régulateurs proportionnels
intégraux (P.I.), les générateurs de fonctions et les détecteurs de niveau de signal. Les
valeurs d’E/S de chaque bloc qui changent dynamiquement peuvent être observées
pendant le fonctionnement, ce qui est particulièrement intéressant lors du démarrage ou
du dépannage.
Tous les diagnostics sont horodatés avec l'heure du système obtenue via le réseau
UDH Ethernet. Tout ordinateur connecté au réseau UDH peut afficher les diagnostics
à l’aide de l’application ToolboxST ou de l’interface opérateur.
Le LS2100e sélectionne les modes d’allumage par commutation forcée ou par
commutation de charge. Les fonctions de protection comprennent : la protection contre
les surintensités instantanées, les intensités différentielles de pont, les surtensions de
l’alternateur et les sous-tensions et surtensions du pont source.
Caractéristiques techniques
Consultez le document GEI-100792, LS2100e Static Starter Control Product
Description (Description de produit du contrôle de démarreur statique LS2100e)
et la section Spécifications techniques pour les spécifications du LS2100e.
Chapitre 1 Présentation de l'équipement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 1-1
Informations confidentielles et internes de GE (Classe II) - Le présent document contient des informations confidentielles de GE qui sont réservées à un
usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
Mesures de sécurité
Avertissement
Cet équipement est susceptible de causer une décharge électrique ou des brûlures. Seul le personnel formé correctement et familiarisé avec l'excitatrice et les instructions doit installer, utiliser ou maintenir cet équipement ou avoir accès à son emplacement là où il est installé.
Avertissement
Pour éviter les chocs électriques et les brûlures en intervenant sur l'équipement, le personnel doit comprendre et suivre toutes les exigences de sécurité lors des interventions autour des tensions dangereuses. Toutes les procédures de blocage et d'étiquetage locales (LOTO) doivent être respectées, l'équipement de protection personnel adéquat (PPE) doit être porté et les consignes de GE doivent être respectées lors des réglages, des interventions et autres tâches exigeant une proximité physique ou un contact avec les circuits, les composants électriques ou le câblage du démarreur statique.
Avertissement
Étant donné la grande quantité d'énergie qui traverse le convertisseur électrique du démarreur statique, à défaut de replacer correctement les blindages ou de verrouiller complètement les volets et couvercles, ces protections seraient compromises et mettraient le personnel en grand danger dans l'environnement du démarreur statique. Il est nécessaire de comprendre et de respecter toutes les mesures de sécurité ainsi que les avertissements.
Les limites à ne pas dépasser pour éviter les risques d'électrocution et de brûlures par l'équipement dépendent des conditions d'application propres au site, y compris la tension du transformateur d'isolation et la puissance électrique apparente nominale (en méga voltampères, MVA), ainsi que la durée de relève de l'alarme des sources d'alimentation de l'équipement. Il en va de la responsabilité du client de procéder à une analyse d’éclair d’arc électrique du système, de définir les limites de risques existantes et d’employer les dispositifs de sécurité appropriés pour assurer la protection du personnel qui se trouverait à proximité de l’équipement, qu’il procède à une intervention ou non. Ces protections incluent les limitations d'accès du personnel non qualifié et l'utilisation des procédures LOTO adéquates et du PPE pour le personnel qualifié qui accède à l'équipement.
Avertissement
Pour empêcher l'occurrence de blessures corporelles ou mortelles, le personnel doit être conscient des dangers inhérents aux flashs d'arc et doit maintenir des distances de sécurité à tout moment, tel que l'indiquent les calculs de l'énergie émise. La portée des dangers des flashs d'arc n'est pas connue tant que l'installation finale du site n'est pas terminée ; par conséquent, GE recommande qu'une évaluation des flashs d'arc soit réalisée après chaque installation.
La limite de protection contre les coups d'arc (AFPB, Arc Flash Protection Boundary) pour l'équipement de commande LS2100e est de 3,5 m (calculée à partir de conditions d'installation putatives susceptibles d'exister dans une application typique de démarreur statique). Ces calculs sont basés sur les équations publiées dans la norme NFPA TM-70E, Electrical Safety in the Workplace (sécurité électrique sur le lieu de travail (2008). Il en va de la responsabilité du client de procéder à une analyse d’éclair d’arc électrique de l’installation et de mettre en œuvre les dispositifs de sécurité appropriés.
1-2 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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Remarque Lorsque le coffret de commande est fixé à la ligne du convertisseur
électrique, le coffret de commande peut se trouver dans les limites de danger du
convertisseur. Les niveaux PPE adéquats pour accéder au coffret de commande
doivent cependant être plus élevés que ce qui peut être attendu uniquement sur la base
des dangers présentés par le coffret de commande lui-même.
Rotules de mise à la terre
Certains modèles de la commande d'excitation EX2100e et de la commande de
démarreur statique LS2100e peuvent être équipés de boules de mise à la terre pour
une mise à la terre temporaire des barres d'alimentation pendant la maintenance,
conformément aux procédures de verrouillage/étiquetage et de sécurité du site.
Caractéristiques des boules de mise à la terre
Modèle Référence de la boule de mise à la terre
Diamètre de la boule de mise à la terre
Caractéristiques nominales des billes de mise à la terre (conformément à la norme CEI-61230)
EX2100e 100 mm 151X1227RG02PC01 30 mm (1,2 po.) 60 kA
EX2100e 77 mm et plus petit 151X1227RG01PC01 25 mm (1,0 po.) 35 V (250 ms)
LS2100e 8,5 MVA et 14 MVA 151X1227RG01PC01 25 mm (1,0 po.) 35 V (250 ms)
Pour utiliser en sécurité les boules de mise à la terre avec l'équipement, le personnel
du site doit être suffisamment qualifié et au courant des paramètres d'installation
spécifiques au site qui suivent :
• Avant d'utiliser les boules de mise à la terre, vérifiez que le courant de court-circuit
disponible et le délai de résolution de l'équipement de protection de surtension ne
dépassent pas leur valeur nominale. Ces paramètres sont spécifiques au site et ne
sont pas nécessairement déterminés par l'équipement dans le champ d'application de
l'approvisionnement GE.
• Utilisez des pinces et des câbles de mise à la terre qui sont compatibles avec les
boules de mise à la terre et correctement classés pour les paramètres du site.
• Conformez-vous aux procédures de sécurité du site et aux normes pertinentes, telles
que celles indiquées dans la liste qui suit.
Pour plus d'informations, reportez-vous aux normes pertinentes, notamment :
• CEI 61230, Équipements portables de mise à la terre ou de mise à la terre et en
court-circuit
• ASTM F855, Temporary Protective Grounds to Be Used on De-energized Electric
Power Lines and Equipment (Mises à la terre protectrices temporaires à utiliser sur
les lignes et l'équipement d'alimentation électrique hors tension)
• IEEE 1246, Guide for Temporary Protective Grounding Systems Used in
Substations (Guide pour les systèmes de mise à la terre protecteurs temporaires
utilisés sur les sous-stations)
Chapitre 1 Présentation de l'équipement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 1-3
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Causes des coups d'arc
L'évaluation de la cause racine d'une défaillance de flash d'arc sur des excitatrices,
des démarreurs statiques et des équipements de conversion d'énergie similaires
indique que de nombreux événements de flash d'arc peuvent être évités grâce à une
installation et des procédures de maintenance diligentes.
Causes et pratiques de prévention d'événements de flash d'arc
Causes Meilleures pratiques de prévention
Bus d’alimentation, boulons et faisceaux
desserrés (contribuant à plus de 25 % des
éclairs d’arc électriques étudiés)
Serrez toutes les connexions d’alimentation. Appliquez les marques de serrage.
Vérifiez régulièrement l’alignement des marques.
Vérifiez que tous les connecteurs sont plaqués.
Vérifiez que tous les connecteurs ne subissent aucune contrainte
mécanique.
Corps étrangers tels qu’outils, animaux, pièces
desserrées ou humidité laissés dans l’équipement
ou ayant pénétré dans celui-ci (causant environ
25 % des éclairs d’arc électriques étudiés)
Vérifiez que l’ensemble des pièces et outils ont été retirés après toute installation et intervention de maintenance.
Enlevez et retirez les dispositifs de fixation tombés et les éclats ou
copeaux éventuels après toute installation. Ne stockez pas de pièces de rechange dans les armoires. Remplacez l’ensemble des protections après toute intervention de
maintenance. Obturez les ouvertures pour empêcher l’intrusion d’eau, de
contaminants ou d’animaux. Maintenez les portes des armoires correctement fermées.
Autres mauvaises pratiques d'installation,
concernant la protection de câble ou les distances
de séparation de pièces sous tension par exemple
Respectez attentivement les procédures d’installation. Vérifiez la protection, le support et la séparation des câbles. Vérifiez le montage et les écarts de tension des composants et
ensembles.
Les mauvaises pratiques de maintenance,
concernant par exemple la fermeture des
ouvertures et le nettoyage des filtres à air
Respectez les directives de maintenance applicables aux conditions du site.
Défaillances très graves des composants, parfois
dues à des causes externes telles qu’un
refroidissement inadéquat, des vibrations
excessives, un endommagement des gaines ou
manchons isolants en mica, des surtensions
transitoires ou tout fonctionnement au-delà des
valeurs nominales
Surveillez et limitez les conditions externes pouvant entraîner des défaillances prématurées.
Veillez à ne pas endommager les pièces nouvelles ou réutilisées
lors des procédures d’installation. Ne réutilisez pas les pièces suspectes. Prenez connaissance des valeurs nominales de l’équipement et ne
les dépassez pas.
1-4 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
Applications d'armoire de commande dissociée et de montant avant numérique (Digital Front-end, DFE)
Certaines installations de commande d'excitation EX2100e et de commande de démarreur statique LS2100e peuvent inclure une armoire de commande qui est séparée de l'alignement du convertisseur d'alimentation. Par exemple, les applications DFE EX2100e et LS2100e et certaines installations du compartiment excitateur LCI (LEC) EX2100e et LS2100e, situent les commandes dans une chambre différente du LEC par rapport aux convertisseurs d'énergie, dans le but d'isoler le personnel présent dans les zones de commande des dangers des flashs d'arc du convertisseur d'alimentation. Bien qu'une telle disposition réduise grandement les risques d'électrocution, de brûlure et de blessure causées par des pressions d'arcs électriques, le personnel doit comprendre que des niveaux d'énergie et de tension dangereux sont présents à proximité d'eux, et qu'ils y sont exposés lorsque la porte de l'armoire de commande est ouverte.
Portez des EPI adaptés à l'équipement. Pour une armoire de commande
EX2100e séparée, il s'agit généralement d'EPI-0. Pour une commande LS2100e ou un panneau de la pompe, il s'agit généralement d'EPI-1
L'installation sur site de faisceaux pour les armoires de commande séparées peut introduire des dangers et des modes de défaillance si les bonnes procédures ne sont pas suivies. Les défaillances au niveau des câbles et de leurs raccords représentent l'une des principales causes du mauvais fonctionnement de l'équipement électrique, notamment les déclenchements non nécessaires et le non-fonctionnement des fonctions de protection comme le circuit de verrouillage 86 lorsque cela est nécessaire. Faites attention à :
− Circuits ouverts ou connexions desserrées − Court-circuits − Un contact par inadvertance et une mise sous tension des câbles avec des
tensions non souhaitées − Dommage d'isolation de l'installation ou de l'abrasion dans le temps − Dommage des conducteurs : nœuds, étirements ou fils vagabonds aux
terminaisons − Tensions présentes sur les faisceaux pendant la maintenance en raison du non-
verrouillage de l'équipement à distance. L'établissement d'un état électriquement sûr pour le travail sur les commandes dans certaines situations peut également nécessiter le verrouillage sur le convertisseur d'alimentation et vice-versa.
− Mauvaises terminaisons et tension sur les connecteurs. Si les faisceaux sont fournis avec des terminaisons, vérifiez qu'elles ne sont pas endommagées pendant l'installation du faisceau. De même pour les connecteurs.
− Mauvais acheminement et protection des faisceaux. Lorsque les faisceaux passent par les murs d'un bâtiment ou d'une armoire, protégez-les suffisamment contre les dommages et rendez-les étanches pour empêcher la propagation de contaminants pendant le fonctionnement normal, et les gaz d'arc électrique pendant les événements de panne. Reportez-vous au manuel d'installation et de démarrage applicable, à la section, Empêcher les dommages aux câbles pour l'équipement. Reportez-vous à la section, Documents concernés pour obtenir une liste de documents.
− La non-séparation des faisceaux par niveaux de tension et de compatibilité électromagnétique (EMC). Reportez-vous au manuel d'installation et de démarrage applicable, à la section Caractéristiques générales du câble et directives d'acheminement pour l'équipement.
Assurez-vous qu'une mise à la terre protectrice et fonctionnelle est fournie séparément pour l'équipement, conformément aux instructions fournies dans le schéma principal du système. Un câble de mise à la terre de calibre minimum 2 doit être fourni. Il doit partir de l'équipement de commande à part pour atteindre le point de mise à la terre du système du bâtiment. Les armoires de conversion d'alimentation doivent également être liées à ce point.
Recherchez la présence de dangers comme ceux indiqués dans les sous-sections ci-dessus pendant les inspections qui suivent l'installation et la maintenance.
Chapitre 1 Présentation de l'équipement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 1-5
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usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
Rappels de sécurité supplémentaires
Ayez toujours en tête l'approche de tension et les limites de flash d'arc pour
l'équipement sur lequel vous travaillez ou auquel vous êtes exposé et portez
l'EPI adapté.
L'EPI comprend toujours une protection auditive. Les événements de flash d'arc
génèrent des niveaux sonores élevés et des ondes de pression dues à une
explosion qui peuvent causer des dommages permanents pour l'audition.
Tandis que l'EPI peut offrir une protection contre les électrocutions et les
brûlures, il n'offre pas de protection contre les blessures causées par une
chute ou les ondes de pression dues à une explosion à l'arc. Pour éviter ces
blessures, mettez toujours hors tension et verrouillez toutes les activités de
maintenance dans les zones où des dangers de flash d'arc existent.
L'équipement peut être mis hors tension à partir de plusieurs sources,
notamment les sources non souhaitées ou par inadvertance. Ne supposez
jamais qu'un conducteur peut être touché en sécurité.
Les appareils électromécaniques tels que les relais et les contacteurs ne
conviennent pas aux appareils de verrouillage, car ils peuvent être mis hors
tension électriquement.
Lorsque l'équipement est installé dans des salles de petits volumes, pensez à
ajouter des évents de décharge de la pression de la salle qui s'ouvrent pendant
les événements d'arcs électriques afin de réduire la pression due à une
explosion. L'échappement de ces évents doit être dirigé dans la direction
opposée au personnel et aux autres équipements.
Pensez à installer une protection de panne de mise à la terre sur les
alimentations d'électricité de l'équipement, pour offrir une sécurité
supplémentaire au personnel du site.
Faites toujours attention à la sécurité. Les électrocutions, brûlures et d'autres
blessures surviennent lorsque l'on s'y attend le moins, mais peuvent avoir des
conséquences à vie.
1-6 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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Acronymes et Abréviations
CT Transformateur d'intensité
CCOM Commun de contrôle
DCOM Common numérique
FCSA Interface du capteur de courant
FGPA Amplificateur d'impulsion de gâchette
FHVA Interface de gâchette haute tension
FHVB Interface de pont haute tension
HMI Interface homme-machine
HSLA Interface de liaison série haute vitesse
HSSL Liaison série haute vitesse
LAN Réseau local
LSTB Le bornier E/S du démarreur statique LS2100
LSGI Interface de déclenchement du démarreur statique LS2100e
DEL Diode électroluminescente
Niveau H Signal de haut niveau
Niveau H(S) Signal de haut niveau, traitement spécial
Niveau L Signal de bas niveau
Niveau M Signal de niveau moyen
niveau P Signal d'alimentation
Niveau P(S) Signal d'alimentation, traitement spécial
VERROUILLAGE CONSIGNATION Verrouiller / étiqueter
MVA Mégavolt-ampère
NATO Pondération de réaction de tension
PCM Module de conversion d'alimentation
PF Facteur de puissance
Automate programmable Automate programmable industriel (API)
PLL Boucle à verrouillage de phase
EPI Équipements de protection individuelle
SCR Redresseur de courant au silicium
SHCOM Commun blindé
UCSB Contrôleur autonome universel version B
UDH Réseau UDH (Unit Data Highway)
XOVR Raccordement
Chapitre 1 Présentation de l'équipement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 1-7
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Documents concernés
Pour plus d'information sur le produit de commande du démarreur statique
LS2100e, référez-vous aux documents suivants :
• GEH-6708, Guide de l'utilisateur ToolboxST pour la commande de démarreur
statique LS2100e
• GEH-6797, Guide de démarrage et d'installation de la commande du démarreur
statique LS2100e
• GEH-6798, Guide d'utilisateur de la commande du démarreur statique LS2100e
• GEH-6799, Guide de dépannage et de maintenance de la commande du démarreur
statique LS2100e
• GEI-100222, Carte d'interface du capteur de courant du démarreur statique
DS200FCSAG1A
• GEI-100223, carte d'amplificateur d'impulsion de porte de contrôle du démarreur
statique DS200FGPA
• GEI-100224, carte de porte haute tension de contrôle du démarreur statique
DS200FHVAG1A
• GEI-100225, carte d'échelonnage de retour de tension de contrôle du démarreur
statique DS200NATOG1A
• GEI-100256, Réception, gestion et stockage de l'équipement de commande
d'excitation et d'entraînement GE
• GEI-100530, Carte d’interface de pont haute tension du contrôle de démarreur
statique pour turbines à gaz IS200FHVBG1
• GEI-100665, contrôleurs Mark VIe UCCx et UCSx, guide d'instruction
• GEI-100780, Mode d'emploi du bornier d'E/S de commande du démarreur statique
LS2100e
• GEI-100781, Mode d'emploi de la carte d'interface de portillonnage de commande
du démarreur statique LS2100e (LSGI)
• GEI-100782, guide d'instruction de la carte de l'interface de liaison série haut
débit (HSLA)
• GEI-100787, mode d’emploi de l'interface opérateur locale des systèmes de
commande des démarreurs statiques LS2100e et d'excitation EX2100e
• GEI-100792, Description du produit de la commande du démarreur statique
LS2100e
1-8 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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Remarques
Chapitre 2 Principe de fonctionnement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 2-1
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Chapitre 2 Principe de fonctionnement
Ce chapitre décrit le fonctionnement du système de démarreur statique LS2100e et
des circuits de contrôle et de protection individuels. Les alimentations et la
distribution de puissance sont également traitées.
2-2 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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Schéma unifilaire du contrôle LS2100e 8,5 MVA
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Chapitre 2 Principe de fonctionnement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 2-3
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Matériel
Le matériel de contrôle du LS2100e fonctionne de la même façon pour les démarreurs
statiques en 8,5 MVA et en 14 MVA. Les deux puissances nominales diffèrent par le
nombre de modules de conversion de puissance et d’armoires de convertisseur de
puissance fournis. Le LS2100e est constitué des composants de base suivants :
• Module de conversion de puissance (PCM)
• Filtre de ligne du pont de source
• Filtre de ligne du pont de charge
• Pompes de refroidissement
• Filtre à charbon
• Cartouche de déionisation
• Moniteur de résistivité
• Contrôleurs et cartes d’E/S
• Alimentations électriques de commande
• Interface de diagnostic (écran tactile) (en option)
Les équipements suivants sont montés séparément du LS2100e :
• Réacteur en ligne en cc
• Sectionneur de source CA (52SS)
• Sectionneur de charge (89 MD)
• Échangeur de chaleur (choix entre eau-eau et eau-air)
• Sectionneur d’alternateur (89SS)
• Bobines de réactance de ligne CA (en option)
• Fusibles de protection d’alimentation de contrôle
• Application ToolboxST
2-4 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
Informations confidentielles et internes de GE (Classe II) - Le présent document contient des informations confidentielles de GE qui sont réservées à un
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Le LS2100e est un système de contrôle statique à fréquence réglable pour machine
synchrone utilisant la technologie de l’onduleur autopiloté (LCI -Load Commutated
Inverter). Il utilise un logiciel basé sur microprocesseur, spécifique à l’application,
pour réguler la vitesse d'un alternateur. Le contrôle de démarreur statique comprend
trois armoires :
Consultez la section Armoire
de conversion de puissance
pour davantage de détails.
Consultez la section Armoire
de contrôle pour davantage de
détails.
Consultez la section Armoire à
pompes pour davantage de détails.
• Armoire de conversion d'alimentation
• Armoire de commande
• Armoire à pompes
L’armoire de conversion de puissance contient les composants électroniques qui
constituent le convertisseur de puissance. Le convertisseur de puissance est composé d’un
pont de source qui alimente un pont de charge en passant par une bobine de réactance de
liaison à courant continu. Un transformateur isole le LS2100e de la barre du système CA
et délivre la tension adéquate aux bornes du redresseur. L’impédance interne du
transformateur de séparation limite l’ampleur des éventuelles défaillances de la barre en
aval. Le pont de source est un pont à thyristor commandé par phase à commutation de
ligne qui fournit une sortie de tension CC variable à la bobine de réactance de liaison CC
montée en externe. La bobine de réactance égalise le courant et préserve sa continuité sur
toute la plage de fonctionnement du système. La sortie de la bobine de réactance alimente
le pont à thyristor à commutation de charge ou le pont de charge. Le pont de charge
fournit une sortie CA à fréquence variable aux bornes de stator de l’alternateur.
L’armoire de contrôle contient le contrôleur UCSB, les E/S, la distribution de puissance
et les alimentations. L’armoire à pompes contient les pompes de refroidissement et les
autres éléments du système de refroidissement.
Configurations Le convertisseur de puissance LS2100e est disponible en deux modèles de puissance
nominale : 8,5 et 14 MVA. Les deux systèmes sont conçus pour correspondre au
maximum aux exigences de puissance de démarrage des deux ensembles d'alternateur
de turbine à gaz de type 7 et 9.
Configurations du contrôleur LS2100e
Contrôle avec E/S
Contrôle avec E/S
Convertisseur de puissance
Pont de source
Pont de charge
Chapitre 2 Principe de fonctionnement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 2-5
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Armoire de conversion d'alimentation
Les armoires de conversion d'électricité possèdent des couvercles montées sur
charnières qui doivent être ouverts au moyen d'un outil et sont équipés d'un cadenas
verrouillable pour bloquer le couvercle afin qu'il reste en position fermée. Les parties
arrière sont recouvertes de panneaux boulonnés qui ne sont accédés que pour les
raccordements de la barre haute tension. Voici ce qui se trouve dans les armoires de
conversion d'électricité :
• Module de conversion de puissance (PCM)
• Cartes d’interface du capteur de courant (FCSA)
• Carte de pondération de réaction de tension (NATO)
• Cartes d’interface de gâchette haute tension (FHVA)
• Cartes d’interface de pont haute tension (FHVB)
• Cartes d’amplificateur d'impulsions de gâchette d’excitation (FGPA)
• Filtre de ligne du pont de source
• Filtre de ligne du pont de charge
Module de Conversion de Puissance
Le PCM comprend les redresseurs de ponts de source et/ou de charge, des circuits de
protection, des capteurs de courant et les ensembles de bobine de réactance de
branche. Les composants varient en fonction des caractéristiques nominales
différentes des ponts selon la puissance de sortie requise. Le courant triphasé (courant
du pont de source) destiné au PCM provient d’un transformateur externe connecté en
triangle-étoile d’une tension de 4160 V en entrée et de 2080 V en sortie.
Consultez le Chapitre 1
Présentation de l'équipement et
la figure Présentation du
contrôleur LS2100e pour plus
d’informations.
Redresseurs de pont
Le LS2100e contient un redresseur de pont de source à 12 impulsions et un redresseur
de pont de charge à 6 impulsions. Pour le système 8,5 MVA, le redresseur de pont de
source à 12 impulsions est constitué de deux ponts de source à 6 impulsions connectés
en série. Les sources de courant alternatif des deux ponts sont fournies par les
enroulements secondaires de transformateur en triangle-étoile et décalées en phase de
30°. Chaque redresseur de pont est un pont à thyristor triphasé à onde entière. Chaque
pont comporte six SCR (thyristors) commandés par une carte de déclenchement du
démarreur statique LS2100e (LSGI) et trois cartes FGPA. Le système 14 MVA contient
trois SCR à 6 impulsions dans les ponts de source et quatre SCR dans les ponts de
charge par phase. Des dissipateurs thermiques à refroidissement par liquide assurent le
refroidissement des SCR et des circuits de protection.
2-6 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
Informations confidentielles et internes de GE (Classe II) - Le présent document contient des informations confidentielles de GE qui sont réservées à un
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Bobines de réactance de branche et circuits de protection à cellules
Les bobines de réactance à commutation sont situées dans les branches CA
alimentant les SCR et les circuits de protection sont des circuits de résistance-
capacitance (RC) qui tournent entre l’anode et la cathode de chaque SCR. Les
résistances des circuits de protection, montées sur de longs dissipateurs thermiques,
sont situées à l’arrière des SCR. Les condensateurs des circuits de protection sont
situés au dessous des SCR. Les circuits de protection à cellules, les filtres de ligne et
les bobines de réactance de ligne remplissent les fonctions suivantes afin de prévenir
tout dysfonctionnement des SCR :
• Limiter le taux de variation de l’intensité du courant passant par les SCR et
produire une poussée de courant facilitant le démarrage de la conduction.
• Limiter le taux de variation de la tension à travers la cellule, et lors de la
commutation des cellules, limiter la tension inverse pouvant se produire à
travers la cellule.
La carte FHVA détecte
les courts-circuits dans
les condensateurs des
circuits de protection du
système 14 MVA.
Consultez le document GEI-
100224, Carte de porte haute
tension du contrôle de
démarreur statique
DS200FHVAG1A.
Les circuits de protection des SCR comprennent des résistances de partage de courant
permettant d’équilibrer le courant circulant dans chaque SCR ; ils offrent également un
moyen de détection de la tension traversant le SCR afin d’aider à la détection des
défaillances.
Les condensateurs du circuit de protection de la source placés sur le pont en 8,5 MVA
sont redondants. La carte FHVB contient un circuit de détection des courts-circuits dans
l’un ou l’autre des condensateurs et envoie un signal retour qui permet au contrôleur de
supprimer en toute sécurité la tension du pont sans provoquer d’autre panne de
composant.
Condensateurs de circuit de protection redondants du système 8,5 MVA
Carte FHVA
La FHVA est une carte d’interface de gâchette haute tension destinée aux ponts en
14 MVA. Elle sert d’interface de gâchette avec le SCR et à la surveillance de la tension
des cellules. Elle fournit un chemin isolé pour la puissance de gâchette fournie par la
carte FGPA au SCR avec protection antiparasite. Le démarreur statique utilise une
FHVA pour toutes les SCR. La FHVA comprend des capteurs de courant pour déceler si
le SCR conduit ou bloque la tension. Elle transmet ces données d’état de cellule à la
carte FGPA et allume sa DEL C D’ÉTAT rouge lorsqu’un blocage de tension est
détecté.
Chapitre 2 Principe de fonctionnement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 2-7
Informations confidentielles et internes de GE (Classe II) - Le présent document contient des informations confidentielles de GE qui sont réservées à un
usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
Consultez le document GEI-
100530, Carte d’interface de
pont haute tension du
contrôle de démarreur
statique pour turbines à gaz
IS200FHVBG1.
Reportez-vous à GEI-100222,
Carte d'interface du capteur
de courant du démarreur
statique DS200FCSAG1A.
Reportez-vous à GEI-
100225, carte
d'échelonnage de retour
de tension de contrôle du
démarreur statique
DS200NATOG1A.
Carte FHVB
La FHVB est une carte d’interface de pont haute tension destinée aux ponts en
8,5 MVA. En plus des fonctions de la FHVA, la FHVB prend en charge la détection de
panne des condensateurs de circuits de protection redondants. La carte FHVB contient
un circuit de détection des courts-circuits dans l’un ou l’autre des condensateurs et
envoie un signal retour qui permet au LS2100e de supprimer en toute sécurité la tension
du pont sans provoquer d’autre panne de composant.
Transformateurs de courant Deux transformateurs de courant fournissent des signaux de réaction d’intensité de
sortie du pont de source. Le signal de sortie en mA est délivré en entrée à la carte
FCSA. La carte FCSA supprime la tension excessive et envoie des signaux au LSGI
via un fil de cuivre relié à une fiche 12 broches sur le LSGI. Les transformateurs de
courant sont situés sur les branches de phase A et de phase C de chaque pont de
source. Le courant de la phase B est calculé par le contrôleur LS2100e.
Capteurs de courant Deux capteurs de courant LEM® délivrent le signal de réaction d’intensité en sortie du
pont de charge. Une alimentation en 24 Vcc est fournie au LEM via la carte FCSA
depuis l’armoire de contrôle. Le signal de sortie en mA est envoyé vers la carte FCSA.
La carte FCSA supprime la tension excessive et envoie des signaux au LSGI via un fil
de cuivre relié à une fiche 12 broches. Les deux capteurs de courant sont situés sur les
branches de phase A et de phase C de chaque pont de charge. Le courant de la phase B
est calculé par le contrôleur LS2100e.
Carte FCSA
La FCSA offre un point d’arrivée commun entre les dispositifs de détection de courant
du pont et le LS2100e. Elle assure les fonctions d’interconnexion, de raccordement et
de suppression. Chaque carte FCSA contient des points d’arrivée pour deux
transformateurs de courant CA (ACCT), deux capteurs de courant LEM et une entrée
d’alimentation LEM.
Carte NATO
La carte NATO effectue une pondération de réaction de tension (atténuation) pour les
tensions en courant continu et en courant alternatif du pont. La NATO utilise des
résistances d’atténuation entre la tension secteur et la terre pour produire un signal de
retour qui est transmis au LSGI via un câble ruban. Les connexions à lame offrent des
options pour la sélection des sorties de la LSGI. Il existe une NATO pour chaque pont.
Il existe deux types de cartes NATO : pour le groupe 2 et pour le groupe 3. La carte du
groupe 2 est optimisée pour les ponts de 4160 V (pont de charge). Celle du groupe 3 est
optimisée pour des ponts de 2080 V (ponts de source).
2-8 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
Informations confidentielles et internes de GE (Classe II) - Le présent document contient des informations confidentielles de GE qui sont réservées à un
usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
Référez-vous au GEI-
100223, carte
d'amplificateur d'impulsion
de porte de contrôle du
démarreur statique
DS200FGPA.
Consultez le document GEI-
100781, Guide d’instructions
de la carte d’interface de
déclenchement (LSGI) du
contrôleur du démarreur
statique LS2100e pour plus
d’informations.
Carte FGPA
La carte FGPA assure l’interface entre l’armoire de contrôle et le pont de puissance.
Une interface à fibre optique connecte la LSGI à la FGPA. La FGPA reçoit les
commandes de gâchette de la LSGI et commande l’amorçage de gâchette de six SCR
sur chacune des deux branches du pont. Elle sert également d’interface pour le retour
d’information d’état du SCR. Les indicateurs LED affiche l’état de conduction du SCR.
Trois cartes sont requises pour chaque pont, une par phase. Chaque FGPA fournit une
puissance de déclenchement de gâchette d’une ampleur et durée suffisantes pour une
phase de pont de SCR. Elle transmet cette puissance aux transformateurs de courant de
la FHVA (ou FHVB), ce qui sert d’interface aux SCR.
Le circuit d’alimentation de commutation convertit la tension d’entrée CA en tensions
de contrôle CC requises pour les fonctions d’état et de déclenchement. Il reçoit une
tension d’entrée de 120 V CA de l’armoire de contrôle (FUG) et génère les tensions
suivantes : • P5 (4,7 – 5,1 V cc) pour l’alimentation des circuits logiques
• P15 (13,5 – 14,5 V cc) non surveillée
• P40 (25 V cc) pour le palier arrière de la gâchette
• P90 (80 V cc) pour démarrer le déclenchement
Dans ses fonctions de surveillance d’état, la FGPA collecte les informations de tension
SCR qui proviennent des cartes FHVA (ou FHVB), et transmet ces données au LSGI,
notamment l’état de l’alimentation de commutation.
Configuration des ponts de charge et de source
Des varistances à oxyde
métallique (MOV) offrent une
protection contre les
surtensions.
Filtres de ligne
Chaque pont dispose de son propre filtre RC qui protège les thyristors des brusques pics
de tension provoqués par la commutation. Le filtre de ligne est protégé par des fusibles,
munis de commutateurs à témoin de fusible grillé qui sont surveillés par le contrôleur.
Les filtres de ligne du pont de source sont situés au-dessus du module de conversion de
puissance et le filtre de ligne du pont de charge est situé au-dessous de celui-ci.
Triangle pont source
Retour sur l’état de la cellule A
Retour sur l’état de la cellule B
mode de fonctionnement (tailles 1 à 6)
mode de fonctionnement (tailles 1 à 6) Retour de phase
Pied A porte
Pied B porte
Au LSGI
Chapitre 2 Principe de fonctionnement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 2-9
Informations confidentielles et internes de GE (Classe II) - Le présent document contient des informations confidentielles de GE qui sont réservées à un
usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
Armoire de pompe
L’armoire à pompes est située à l’arrière de l’armoire de contrôle et contient les
composants constituant le système de refroidissement. Le système de refroidissement
transfère la chaleur des dispositifs de chauffage (tels que les SCR et les résistances haute
puissance) vers un échangeur de chaleur.
Consultez la section Mélange
du liquide de refroidissement
pour plus d’informations sur
le mélange d’eau et de
propylèneglycol.
Consultez la section Compteur
de résistivité pour plus
d’informations.
Les vannes d’isolement
permettent de changer les
pompes sans avoir à purger le
système.
Le circuit de refroidissement par liquide est à circuit fermé, avec un réservoir à couvercle
pour le réfrigérant d’appoint. Le liquide de refroidissement circule du refoulement de la
pompe vers l’échangeur de chaleur, jusqu’aux ponts de conversion de puissance, puis
retourne à la pompe. Une partie du liquide de refroidissement est contournée vers un
déioniseur pour maintenir la résistivité du liquide de refroidissement. Le système de
refroidissement par liquide présente les fonctionnalités suivantes :
• Système de refroidissement en boucle fermée auto ventilé utilisant un mélange eau-
propylèneglycol
• Pompe de circulation du fluide réfrigérant à pleine capacité
• Pompes de circulation redondantes avec permutation automatique et vanne
d’isolement pour la maintenance
• Échangeur de chaleur liquide-liquide ou liquide-air à pleine capacité équipé d’un
ventilateur de refroidissement et de ventilateurs d’échangeur de chaleur redondants en
option à permutation automatique
• Moniteur d’alarme de pureté (compteur de résistivité) à afficheur numérique de
résistance et de température
• Réservoir de stockage de liquide de refroidissement translucide équipé d’un couvercle
et de contacts pour l’alarme anti débordement, l’alarme de niveau faible et le
déclenchement à niveau faible
• Déioniseur muni d’une vanne d’isolement pour la maintenance
• Contacteur manométrique
• Jauge de pression
• Vannes de purge
• Vanne de régulation de température
• Bacs à égouttures facultatifs pour stopper les fuites du liquide de refroidissement
Les pompes redondantes font circuler le liquide de refroidissement. Les pressostats et la
pression du liquide de refroidissement doivent être contrôlés afin de vérifier leur
fonctionnement correct. Le contacteur manométrique et les démarreurs de motopompe de
verrouillage assurent un transfert automatique vers la pompe de secours à 3,6 kg (8 livres)
par pouce carré (psi). La pression manométrique normale est de 15 à 40 psi.
Le système de circulation du liquide réfrigérant est auto ventilé. En fonctionnement
normal, il ne nécessite aucune aération, ni purge d’air. Du côté sortie, le pont de
conversion de puissance offre une ventilation manuelle. L’aération avec l’air ambiant est
effectuée grâce à un évent situé dans la partie supérieure du réservoir.
Attention
Le réservoir est en polyéthylène basse densité et est équipé d’un
couvercle vissable. Maintenez le réservoir couvercle fermé pour
éviter toute contamination inutile du système ou l’évaporation ou
le déversement du liquide réfrigérant.
2-10 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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Un échangeur de chaleur
liquide-liquide peut être
fourni en option pour un
montage à distance. Il
n’utilise pas de ventilateurs
de refroidissement.
L’échangeur de chaleur liquide-air comprend des ventilateurs de refroidissement
redondants. Un thermocontact de liquide réfrigérant et des démarreurs de motopompe
de ventilateur de verrouillage assure le transfert automatique vers le ventilateur de
secours.
Attention
L'échangeur de chaleur est habituellement monté à la même
hauteur que le contrôle de démarreur statique. Si l’échangeur de
chaleur est monté plus haut que le démarreur statique, le liquide
de refroidissement refluant de l’échangeur de chaleur vers le
système risque de saturer le réservoir si la pompe est fermée.
Placez l'évent du réservoir plus haut que le point le plus élevé du
système de refroidissement en boucle fermée afin de prévenir tout
déversement si la pompe est arrêtée.
Système de refroidissement par liquide du LS2100e
Chapeau (remplir ici) Event Défaut de niveau élevé CLF2
Réservoir du liquide de refroidissement
Démarreurs M1-M4 (en option avec l’échangeur de chaleur eau-air)
Défaut de niveau faible CFL1
Alarme de niveau faible CFLA
Pompe 1
Pompe 2
Déioniseur
Filtre à charbon Thermocontact
Jauge de température
Écoulement vers le pont
Écoulement en provenance du pont
Vanne de purge
Vanne de dérivation 3 voies
Écoulement depuis l'échangeur de chaleur
Valeur du régulateur de température
Chapitre 2 Principe de fonctionnement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 2-11
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Refroidissement du système 8,5 MVA (vue arrière)
Armoire du convertisseur
Résistances des filtres de source, 3 chemins parallèles
Panneau de
pompe
Event
Manifold de retour du pont
Pont de source B dissipateurs
thermiques, neuf chemins parallèles
Pont de source A dissipateurs
thermiques, neuf chemins parallèles
Dissipateurs thermiques du pont de charge, 18 chemins parallèles
Manifold d’alimentation du pont
Flexible à armature métallique
Résistances des filtres de charge, 3 chemins parallèles
Flexible non conducteur en caoutchouc de
silicone
2-12 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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Refroidissement du système 14 MVA (vue arrière)
Les niveaux du réservoir sont
les mêmes pour les systèmes
en 8,5 MVA et en 14 MVA.
Niveaux du réservoir
Niveau Mesures
Intégralité 38 litres (10 gallons)
Défaut de niveau faible de la pompe 6 litres (1,6 gallons)
Alarme de niveau faible de la pompe 6 à 19 litres (1,6 à 5 gallons)
Défaut de niveau élevé de la pompe > 38 litres (10 gallons)
Un flexible en caoutchouc de
silicone est également
employé dans l’armoire à
pompes.
Des flexibles d’isolation sont utilisés entre les manifolds de refroidissement mis à la terre et
les dissipateurs thermiques, qui sont au potentiel de tension de la chaîne cinématique. Des
flexibles d’isolation sont également employés entre les dissipateurs thermiques réglés à des
potentiels différents. Le système d’isolation doit être régulièrement entretenu. Cela nécessite
d’utiliser des flexibles de rechange exactement identiques ayant une résistivité d’au moins
100 mégohms par centimètre, à vérifier sur un mégohmmètre en 1000 Vcc. Utilisez des
colliers de serrage de rechange exactement identiques.
Le flexible de grand diamètre servant à relier les armoires entre elles et les flexible
utilisés dans l’armoire à pompes peuvent être conducteurs (à armature métallique),
réalisés en EDPM (monomère éthylène-propylène-diène) ou néoprène à armature
textile.
3 chemins parallèles de résistance de filtre
Manifold : Event
3 chemins parallèles de la barre à
refroidissement liquide
Chemins parallèles -15 du dissipateur
thermique à refroidissement liquide
Chemins parallèles -21 du dissipateur
thermique à refroidissement liquide
3 chemins parallèles de résistance de filtre
3 chemins parallèles de la barre à
refroidissement liquide
Flexible non conducteur en caoutchouc de
silicone
Flexible à armature métallique
Flexible moulé Électrique du panneau de la pompe
Pont de charge Pont de source
Chapitre 2 Principe de fonctionnement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 2-13
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Contrôle de la température du liquide de refroidissement et de la condensation
Dans certaines conditions
de fonctionnement, il est
possible de déterminer si la
vanne de régulation de
température est défaillante.
Une vanne de régulation de température située dans l’armoire à pompes permet de
maintenir la température du liquide de refroidissement à l’intérieur du pont à un
minimum de 18° C lorsque la pompe et le LS2100e fonctionnent. La vanne maintient la
température du pont au-dessus du point de rosée de l’air ambiant, ce qui empêche la
formation de condensation au sein du pont. Au dessus de 35°C, la température du liquide
réfrigérant fourni par l’échangeur de chaleur limite la température maximale dans le
pont. Une vanne qui n’est pas complètement fermée est susceptible de provoquer une
condensation, occasionnant des anomalies dans la formation d’arc électrique à l’intérieur
du pont. Une vanne qui n’est pas complètement ouverte est susceptible de provoquer une
surchauffe et un déclenchement du pont pour cause d’anomalie dans la température du
liquide réfrigérant.
Indications de défaillance de la vanne de régulation de température
Température du liquide de refroidissement provenant de
l’?hangeur de chaleur (section A)
Température du liquide de refroidissement provenant du pont interne (section B)
<18°C (64°F) 18.3 – 35°C
(65 – 95 °F)
>35°C (95 °F)
< 18 °C (64 ºF) Défaillance Inconnu Défaillance
< 35°C (95 ºF) Défaillance Inconnu Inconnu
> 35°C (95 ºF) Défaillance Inconnu Inconnu
Circulation du liquide réfrigérant
État du refroidissement
Dans des conditions normales, le circuit de refroidissement par liquide fonctionne sans
intervention humaine. Cependant, l'état du circuit de refroidissement peut être déterminé
à l'aide de l'écran du liquide de refroidissement de l’IHM. Consultez la section Affichage
des données de l'IHM pour plus d'informations.
VANNE DE RÉGULATION
ÉCHANGEUR DE CHALEUR
BOUCLE DE REFROIDISSEMENT
DE L’ÉCHANGEUR DE CHALEUR
BOUCLE DE REFROIDISSEMENT
INTERNE
PONT DE PUISSANCE
(SURVEILLÉE AU MOYEN DU PAVÉ DE COMMANDE)
2-14 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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Affichage des données de l’IHM
Dans l’IHM, sélectionnez Cooling Screen (Écran du refroidissement) pour
afficher l’écran Cooling Status (État du refroidissement). L’écran Cooling status
(État du refroidissement) s’affiche.
• Température du liquide de refroidissement
• Résistance du liquide de refroidissement
• Sélection de la pompe et état de fonctionnement
• Sélection du ventilateur et état de fonctionnement
• État de niveau du réservoir
• État de pression du circuit de refroidissement
Écran Cooling status (État du refroidissement)
Chapitre 2 Principe de fonctionnement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 2-15
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L'alarme de température du
liquide de refroidissement est
réglée en usine sur 68° C et
la température anormale du
liquide réfrigérant est réglée
sur 77° C. Elles ne
requièrent aucun réglage.
L’état du ventilateur ne s'affiche que lorsqu’il est activé dans le système (la
commande P.Blwr_Enabled active l’état du ventilateur).
La température affiche la température actuelle du liquide de refroidissement. Si la
température du liquide de refroidissement chute au-dessous du niveau de l'alarme de
température du liquide de refroidissement, une alarme retentit. Si la température du
liquide de refroidissement s’élève au dessus du niveau anormal de température du
liquide de refroidissement, le logiciel coupe le pont du LS2100e.
La résistivité affiche la résistivité actuelle du liquide de refroidissement. En
fonctionnement normal, le déioniseur maintient la conductivité de la solution de
refroidissement à un niveau bas et sa résistivité à un niveau élevé. Si la résistivité du
liquide de refroidissement chute au-dessous du niveau de l'alarme de résistivité de la
pompe, une alarme retentit. Si la résistivité du liquide de refroidissement chute au-
dessous du niveau anormal de résistivité de la pompe, le logiciel coupe le pont du
LS2100e.
Les pompes M1 et M2 indiquent la pompe de circulation du liquide de
refroidissement actuellement en fonctionnement. Si la pompe sélectionnée ne
parvient par à maintenir la pression, le logiciel de contrôle commute
automatiquement sur l'autre pompe.
Remarque Il est préconisé d’alterner à intervalles réguliers la sélection des pompes (1 ou
2) pour garantir que les ponts préservent une capacité de refroidissement d’appoint fiable et
que l’usure est équitablement répartie entre les pompes.
Pour modifier la pompe de refroidissement en fonctionnement : sur l’écran
Cooling Status (État du refroidissement), cliquez sur COOLING PUMP (pompe de
refroidissement).
Sélection de la pompe de refroidissement en fonctionnement
Cliquez sur 1-2 pour sélectionner la pompe 1 en tant que pompe en marche.
Cliquez sur 2-1 pour sélectionner la pompe 1 en tant que pompe en marche.
2-16 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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Les ventilateurs M3 et M4 indiquent le ventilateur d’échangeur eau-air (si fourni) qui
fonctionne. Le logiciel de contrôle allume automatiquement les deux ventilateurs si la
température du liquide de refroidissement augmente au-delà du niveau de l’alarme de
température du liquide de refroidissement. Les deux ventilateurs restent allumés
jusqu’à ce que la température du liquide de refroidissement chute en dessous du
niveau de l’alarme et que cette alarme soit réinitialisée. Si le ventilateur sélectionné
tombe en panne, le logiciel de contrôle commute automatiquement sur l'autre
ventilateur.
Remarque Il est préconisé d’alterner à intervalles réguliers la sélection des
ventilateurs (3 ou 4) pour garantir que les ponts préservent une capacité de
refroidissement d’appoint fiable et que l’usure est équitablement répartie entre les
ventilateurs.
Attention
Les références de ventilateur données s’appliquent
exclusivement à l’option d’échangeur de chaleur liquide-air
(le deuxième ventilateur est en option). Un système utilisant
un échangeur de chaleur liquide-liquide ne dispose pas de
ventilateur et les messages d’état des ventilateurs doivent
alors être ignorés.
Pour modifier le ventilateur en fonctionnement :
1. Sur l’écran Cooling Status (État du refroidissement), cliquez sur BLOWER
(souffleur).
2. Cliquez sur 1-2 pour sélectionner le ventilateur 1 comme ventilateur en
fonctionnement.
3. Cliquez sur 2-1 pour sélectionner le ventilateur 2 comme le ventilateur en
fonctionnement.
Chapitre 2 Principe de fonctionnement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 2-17
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Bien que l'éthylène glycol et
le propylène glycol puissent
être utilisés, le propylène
glycol (référence
278A2175FUP1) est
privilégié car il bénéficie
d'une plus grande résistance
électrique, d'une plus longue
durée de vie de désionisation
et qu'il n'est pas toxique.
Mélange de fluide réfrigérant
La température de fonctionnement normal du système de commande LS2100e est
comprise entre 0 et 40 °C (entre 32 et 104 °F). Le liquide de refroidissement est un
mélange d'eau et de glycol qui empêche le gel, causé par des températures ambiantes
plus basses. Initialement, le système doit être chargé avec un mélange de glycol pur et
d'eau distillée, déminéralisée ou désionisée. Le réfrigérant d’appoint (réfrigérant ajouté
pour ajuster la concentration de réfrigérant) doit être un mélange similaire afin de
maintenir la protection souhaitée contre le gel. Selon la qualité du réfrigérant et la
propreté de l'installation des échangeurs de chaleur, le chargement initial du système
peut nécessiter jusqu'à 24 heures pour que la résistivité du réfrigérant surpasse le niveau
d'alarme. De l'eau distillée (100 %) peut être utilisée s'il n'y a aucun risque de gel.
Attention
Pour la protection contre le gel, n'utilisez que du propylène-glycol
pur sans additifs. N'utilisez pas d'antigel pour voiture ou tout type
d'inhibiteur de corrosion, car ces produits contaminent le
déioniseur. Les inhibiteurs de corrosion contiennent généralement
des silicates, phosphates et borates.
Attention
Une trop grande quantité de propylène-glycol dans le mélange
réduit les performances du système de refroidissement. Assurez-
vous d'avoir le pourcentage minimum requis pour la protection
contre le gel. Le système de dissipation de la chaleur est
entièrement conçu pour un maximum de 52 % de propylène-
glycol.
La concentration de propylène-glycol peut être sélectionnée pour jusqu'à 8 °C (15 °F) au-
dessus de la température minimale prévue, car de la bouillie de glace peut se former
avant que le réfrigérant ne gèle. Les concentrations de propylène-glycol dans l'eau
contiennent généralement un peu de bouillie de glace entre les températures.
Concentrations générales de propylène-glycol
Pourcentage du mélange Gamme de Températures
30% -13 à -22 °C (-8 à -7 °F)
40% -21 à -29 °C (-6 à -21 °F)
52% -35 à -43 °C (-31 à -46 °F)
Indices de réfraction pour une solution aqueuse de propylène-glycol à 25 °C (77 °F)
IND
ICE
DE
RÉ
FR
AC
TIO
N n
D
POURCENTAGE EN MASSE DU PROPYLÈNE-GLYCOL
2-18 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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Maintien de la concentration de réfrigérant L'évaporation de l'eau augmente progressivement la concentration de propylène-glycol.
Pour garder la protection contre le gel du réfrigérant aux niveaux souhaités, vérifiez
régulièrement la concentration de propylène-glycol.
Pour vérifier la concentration de propylène-glycol
1. Utilisez un réfractomètre pour déterminer l'indice de réfraction du réfrigérant.
Remarque Le réfractomètre American Optical modèle 7181 est transportable, ne
demande que quelques gouttes de fluide à des fins d'essai et n'a pas besoin d'être réglé
pour la température du fluide.
2. Reportez-vous à la courbe de la figure Indices de réfraction pour une solution
aqueuse de propylène-glycol à 25 °C (77 °F) pour déterminer la concentration de
propylène-glycol existante.
3. Ajoutez de l'eau distillée ou du propylène-glycol, le cas échéant.
4. Vérifiez que la concentration correspond aux paramètres de température appropriés.
Attention
Si vous ajoutez une grande quantité de réfrigérant d'appoint, vous
risquez d'entraîner une baisse temporaire de la résistance
électrique du réfrigérant et de déclencher une alarme. Sauf en cas
de contamination extrême, le déioniseur restaure rapidement la
résistance nominale. Une baisse temporaire de la résistance du
réfrigérant ne nuit pas au fonctionnement du système.
Stockage prolongé
Pour préparer le système de refroidissement à des périodes d'arrêt de
six mois ou plus
1. Purgez le système de tout le fluide réfrigérant.
2. Fermez les vannes pour isoler les pompes et insufflez de l'air comprimé dans toutes
les conduites.
3. Purgez tous les composants.
4. Nettoyez toutes les crépines.
5. Bouchez toutes les conduites ouvertes.
Chapitre 2 Principe de fonctionnement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 2-19
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Armoire de commande
L'armoire de commande LS2100e a deux portes montées sur charnières accessibles
devant qui sont maintenues fermées par quatre vis verrouillées qui, elles, nécessitent
d'avoir un outil pour l'ouvrir et une manette à point unique. La manette est équipée
d'un cadenas verrouillable pour bloquer le couvercle afin qu'il reste en position fermée.
Les composants suivants se trouvent à l'intérieur de l'armoire de commande :
• Disjoncteur de l’alimentation de commande
• Le transformateur de puissance de commande et les alimentations électriques
• Version B autonome du contrôleur universel (UCSB)
• Les relais montés sur panneau
• LS2100e Static Starter I/O terminal board (LSTB) (bornier E/S de la commande de
démarrage LS2100e [LSTB])
• LS2100e Static Starter gating interface board (carte de l'interface de déclenchement
du démarrage statique LS2100e)
• L'alimentation électrique et l'alimentation d'entrée électrique de raccordement
(XOVR)
• Les blocs de raccordement client
2-20 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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L'armoire de commande du raccordement (XOVR) LS2100e (intérieur)
Disjoncteur de l’alimentation de
commande
Les relais montés sur panneau
Le transformateur de puissance de commande
Carte LSGI
Alimentations électriques
Contrôleur UCSB
Les blocs de raccordement client
Carte LSTB (LSTB1)
L'alimentation électrique et l'alimentation d'entrée
électrique de XOVR
Carte XOVR LSTB (LSTB2)
Chapitre 2 Principe de fonctionnement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 2-21
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Composants de l'armoire de commande LS2100e
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2-22 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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Se reporter à GEI-
100665, contrôleurs Mark
VIe UCCx et UCSx, guide
d'instruction.
GEI-100782, guide
d'instruction de la
carte de l'interface de
liaison série haut débit
(HSLA).
Voir le document GEI-
100780, LS2100e Static
Starter I/O Terminal Board
(LSTB) Instruction Guide
(Plaque à bornes d’E/S
(LSTB) du démarreur
statique LS2100e – Guide
d’instructions).
Contrôleur UCSB
Le contrôleur UCSB est le centre névralgique du système de commande LS2100e. Le
contrôleur UCSB fonctionne en tant qu'unité autonome et intègre l'ensemble des
fonctions de commande et de protection pour le système de commande LS2100e. Le
contrôleur UCSB communique avec l'ensemble des E/S par l'intermédiaire d'interfaces
série : Interface Ethernet vers UDH (unit data highway) et HSSL (high-speed serial
link). La carte LSGI fournit le courant d'entrée de 28 VCC. L'ensemble des
configurations LS2100e sont fournies avec un seul contrôleur UCSB.
Carte HSLA
La HSLA est une carte cible HSSL (high-speed serial link) à port unique ou double. La
liaison HSSL est une liaison de communication point à point à grande vitesse entre le
contrôleur UCSB et le HSLA. La HSLA est toujours montée sur une carte d'application
hôte LSGI ou LSTB. Une fonction clé de la HSLA est sa zone de porte programmable
de champ (FPGA) qui offre une fonction logique pour contrôler la carte d'application
hôte. Le contrôleur UCSB effectue automatiquement la configuration de la HSLA en
fonction de la connexion des ports de la HSLA, de la carte d'application hôte et de la
HSSL. La HSLA est alimentée par la carte d'application hôte.
Le système de commande LS2100e peut être fourni avec des cartes HSLAH1
(systèmes non croisés) ou HSLAH1 et HSLAH6 (systèmes croisés). Reportez-vous
aux sections Carte LSTB et Carte LSGI pour plus d'informations.
Carte LSTB
La carte LSTB fournit 32 entrées de contact de 120 VCA et 14 sorties de contact sec
normalement ouvert. Trois borniers 24 points amovibles fournissent des extrémités au
câblage E/S. Une seule HSLA sur la LSTB communique avec le contrôleur UCSB via la
HSSL. La carte LSGI fournit le courant d'entrée de 28 VCC.
L'ensemble des configurations LS2100e est fourni avec une carte LSTB / HSLAH1
monté dans LSTB1. Les configurations croisées sont fournies avec une carte
LSTB/HSLAH6 supplémentaire montée dans LSTB2.
Chapitre 2 Principe de fonctionnement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 2-23
Informations confidentielles et internes de GE (Classe II) - Le présent document contient des informations confidentielles de GE qui sont réservées à un
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Voir le document GEI-
100781, LS2100e Static
Starter Control Gating
Interface (LSGI) Board
Instruction Guide (Carte
d’interface de déclenchement
(LSGI) du contrôleur de
démarreur statique LS2100e -
Guide d’instructions).
Carte LSGI
La carte LSGI fait office d'interface entre le contrôleur UCSB et les ponts de conversion
de puissance, les retours de refroidissement des entrée analogiques (4 à 20 mA), les
sorties analogiques (0 à 10 V) et l'entrée de contact de prédéclenchement. Une seule
HSLA sur la LSGI communique avec le contrôleur UCSB via la HSSL.
La LSGI offre une protection contre la surintensité instantanée des ponts qui est
indépendante du contrôleur. En cas de surintensité instantanée, la LSGI ouvre 52SS, ce
qui coupe l'alimentation d'entrée provenant des ponts.
La LSGI reçoit un courant de 28 VCC de la part du bloc d'alimentation principal et le
distribue via l'armoire de commande. Le courant 28 VCC sert à alimenter la carte LSGI,
le contrôleur UCSB, la carte LSTB, ainsi que le commutateur 8 ports. La LSGI reçoit
également un courant de ±24 VCC de la part des blocs d'alimentation principaux qui est
transmis à la FCSA pour alimenter les LEM.
L'ensemble des configurations du système de commande LS2100e sont fournies avec une
carte LSGI/HSLAH1, la carte HSLA étant montée sur la LSGI à l'emplacement 1. Les
configurations croisées sont fournies avec une carte HSLAH6 supplémentaire montée sur
la LSGI à l'emplacement 2.
Transformateur de puissance de contrôle Le transformateur de puissance de commande fournit une alimentation de 120 VCA
sécurisée par des fusibles à l'armoire de commande et la carte FGPA. Les fusibles de
l'armoire de commande protègent le circuit primaire et le circuit secondaire du
transformateur.
Alimentations L'armoire de commande comprend trois blocs d'alimentation : un bloc d'alimentation de
commande et deux blocs d'alimentation LEM. Le bloc d'alimentation de commande
reçoit un courant de 120 VCA de la part du transformateur de puissance de commande et
fournit un courant de 28 VCC. Le courant 28 VCC alimente l'ensemble des cartes de
circuit, le commutateur Ethernet, ainsi que l'écran tactile en option. Les blocs
d'alimentation LEM reçoivent un courant de 120 VCA de la part du transformateur de
puissance de commande et fournit un courant de ±24 VCC.
2-24 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
Informations confidentielles et internes de GE (Classe II) - Le présent document contient des informations confidentielles de GE qui sont réservées à un
usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
Pour plus de détails sur
l'écran tactile et les
directives d'utilisation,
reportez-vous à GEI-100787,
Guide d'utilisation de
l'interface de l'opérateur
local sur l'écran tactile des
systèmes de commande
d'excitation EX2100e et de
démarrage statique
LS2100e.
Interface opérateur
L’interface de l'opérateur est disponible dans deux types : web ou écran tactile en
option. Les deux interfaces contiennent des écrans et fonctionnalités identiques.
Web operator interface (Interface web de l'opérateur) - de série sur tous les produits ;
peut être lancée via n'importe quelle Connexion UDH du système de commande
LS2100e.
Interface de l'opérateur à écran tactile : un périphérique en option, montable sur la
porte de l'armoire de commande.
L'interface de l'opérateur fournit :
• Écrans de statut
• Réinitialisation alarme
• Les sélections de ventilateurs et de pompes
L'écran principal et l'écran d'état de refroidissement
Les écrans de l'interface de l'opérateur incluent :
• Écran principal - l'écran par défaut affiché pendant la connexion à la
commande LS2100e. Il utilise des variables et des graphiques à barres animés et
des textes associés pour afficher les données de performance telles que la
vitesse et l'intensité de sortie.
• Setup screen (Écran de configuration) - offre des options de configuration et la
protection par mot de passe.
• Cooling status (État de refroidissement) - affiche les informations du système de
refroidissement et permet à l'utilisateur de modifier la pompe et les ventilateurs.
• LSTB I/O status (État E/S LSTB) - affiche l'état des entrées et sorties par contact de
la carte LSTB.
• LSGI status (État LSGI) - affiche les valeurs d'entrée et de sortie analogiques et l'état
d’E/S par contact de la carte LSGI.
Chapitre 2 Principe de fonctionnement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 2-25
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usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
Alarmes et erreurs
Lorsqu'un déclenchement ou une alarme est détecté, l'interface utilisateur affiche les
informations de diagnostic et l'erreur peut être éliminée (réinitialisée). Le bouton
RESET ALARMS (« Réinitialiser les alarmes ») est désactivé tant que l'utilisateur
n'accède pas à la dernière ligne de la liste des alarmes (RESET ALL FAULTS,
« Réinitialiser toutes les erreurs »). L'arrière-plan du texte (RESET ALL FAULTS,
« Réinitialiser toutes les erreurs »), qui est blanc, devient vert pour indiquer que le
bouton RESET ALARMS (« Réinitialiser les alarmes ») est activé. La couleur du fond
est : rouge en présence de déclenchements, jaune pour les alarmes seules et verte en
l’absence de défaut.
Écran Alarm History Buffer (Mémoire tampon de l’historique des alarmes)
2-26 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
Informations confidentielles et internes de GE (Classe II) - Le présent document contient des informations confidentielles de GE qui sont réservées à un
usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
Interface web de l'opérateur
Vous pouvez accéder aux pages web depuis n'importe quel IHM / ordinateur de la
connexion réseau UDH de la commande LS2100e, en cliquant sur le lien suivant :
http://<<IP Address>>/product/index.shtml. L'adresse IP est une adresse unique
attribuée au contrôleur UCSB. L'adresse IP se trouve dans l'application ToolboxST.
Pour trouver l'adresse IP : Dans l’Éditeur système, ouvrez l'Éditeur de
composants LS2100e.
Dans l'onglet General (général), Tree View (arborescence), sélectionnez Network Adapters (cartes réseau), puis Network Adapter 0 (carte réseau 0).
L'adresse IP s'affiche dans Property Editor (éditeur de propriétés).
Chapitre 2 Principe de fonctionnement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 2-27
Informations confidentielles et internes de GE (Classe II) - Le présent document contient des informations confidentielles de GE qui sont réservées à un
usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
Compteur de résistivité
Le résistivimètre est situé à l'avant de la porte de l'armoire de commande. Un capteur
de résistivité et de température est situé dans l'armoire à pompes. Ce capteur
transmet un signal électrique caractérisant le liquide de refroidissement qui circule
au compteur. Le signal est échantillonné, interprété, sa température corrigée,
converti en sorties de température et de résistivité de 4-20 mA et affiché par le
compteur.
Les sorties de température et de résistivité de 4-20 mA sont envoyés au LSGI pour
être utilisés pour le fonctionnement du démarreur statique et affichés sur les écrans
HMI. Consultez la section Affichage des données de l'IHM pour plus
d'informations. Le résistivimètre affiche la résistivité du liquide de refroidissement
en MΩ-cm. La température du liquide de refroidissement s'affiche en appuyant sur
le bouton Temp du clavier. La température s'affiche pendant 10 sec, puis l'affichage
revient sur la résistivité.
Pour utiliser la fonction alternative : appuyez sur Maj et maintenez la
touche appuyée, puis appuyez sur une touche te texte bleu.
Compteur de résistivité
Choix de la température
Le clavier est composé de huit touches, dont six ont une double fonction.
Le texte blanc d'une touche indique la fonction normale, le texte bleu la fonction alternative.
2-28 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
Informations confidentielles et internes de GE (Classe II) - Le présent document contient des informations confidentielles de GE qui sont réservées à un
usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
Logiciel
Le système de commande LS2100e peut être configuré à l'aide de l'application
ToolboxST, un progiciel Windows® qui réside généralement sur l'IHM et qui
communique avec le démarreur statique via le protocole EGD (Ethernet Global Data).
Le logiciel est représenté sur l'écran ToolboxST Component Editor (éditeur de
composants ToolboxST) par des blocs de commande liés entre eux pour afficher le flux
de signaux.
La sortie est une commande d'amorçage qui est envoyée aux ponts de source et de
charge pour générer le courant de stator et la tension appropriés. Les fonctions
individuelles sont abordées dans les sections suivantes.
Plan schématique du logiciel
L'électronique pilotée par microprocesseur du système de commande LS2100e
contrôle l'amorçage du pont de source et du pont de charge. Les signaux d'entrée
sont traités de la manière suivante :
• Les signaux de tension de bus de charge et de source atténués sont utilisés pour :
− Synchronisation de l'amorçage du thyristor de charge et de source
− Rétroaction de tension
− Détection de la surtension et sous-tension
− Calcul des signaux de référence de vitesse
• Les signaux d'intensité de charge et de source atténués provenant des transducteurs
de courant sont utilisés pour :
− Rétroaction de courant du régulateur
− Détection de la surintensité électronique
− Détection des erreurs logicielles
De la commande de turbine
Référence de vitesse
Commande de vitesse
Limite de
taux
Retour de vitesse
Régulateur de vitesse
Commande de couple
Réaction de flux
Rétroaction de vitesse
Commande de courant
Retour d’intensité
Régulateur de courant
Tension source
Rétroaction de courant
Rétroaction de flux
Contrôle de déclenchement
de convertisseur
Rétroaction de courant
Rétroaction de flux
Vers excitatrice de champ
Commande de flux
Référence de tension d'excitatrice
Stator de générateur
Chapitre 2 Principe de fonctionnement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 2-29
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usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
Reportez-vous à la section
Boucle à verrouillage de
phase pour plus
d'informations.
Reportez-vous à la section
Fonctionnement en
commutation forcée pour
plus d'informations.
Reportez-vous à la section
Fonctionnement en
commutation automatique
pour plus d'informations.
Contrôle de déclenchement de convertisseur
Dans n'importe quel mode de fonctionnement, le système de commande électronique
synchronise l'amorçage du convertisseur de source et du convertisseur de charge. Il
synchronise l'amorçage selon les tensions de bus de machine synchrone et de ligne CA à
l'aide de signaux bus-terre atténués en tant que rétroaction primaire. Le système de
commande LS2100e combine ces entrées pour produire des tensions ligne à ligne
analogues pour les deux convertisseurs. Il intègre les tensions en vue d'obtenir des
signaux de flux. Les passages à zéro des signaux de flux sont utilisés pour synchroniser la
boucle à phase asservie (PLL) pour la commande d'amorçage des deux convertisseurs. À
basse vitesse, avant que la PLL ne soit effective côté charge, les marques de passage à
zéro sont utilisées comme référence temporelle pour l'amorçage en commutation forcée.
Commutation Le pont de source fonctionne toujours en mode commutation de ligne. Par conséquent, la
tension de ligne CA transfère la conduction d'un thyristor à l'autre. Le pont de charge
peut fonctionner en commutation forcée ou en commutation par la charge en fonction de
la vitesse de l'alternateur et du niveau de flux.
Lorsque le rotor de l'alternateur (champ) est en rotation, le flux de champ de forme quasi
sinusoïdale coupe les bobines du stator et produit un ensemble de trois tensions
sinusoïdales dans le stator. Les tensions sinusoïdales sont décalées entre elles d'un angle
de 120° (électrique). La grandeur de cette force contre-électromotrice (FCEM) est
proportionnelle à la vitesse et à l'intensité de champ. À basses vitesses, la FCEM induite
n'est pas suffisante pour commuter les thyristors dans le convertisseur de charge. Dans ce
mode, le convertisseur de charge doit fonctionner en commutation forcée.
Fonctionnement en commutation forcée
Le fonctionnement en commutation forcée sert lors du démarrage du turboalternateur à
partir de la vitesse du vireur et continue jusqu'à ce que la force contrélectromotrice de la
machine soit suffisante pour parvenir à la commutation automatique. En commutation
forcée, la conduction du convertisseur de charge est arrêtée en phasant le convertisseur de
source à la limite d'inversion jusqu'à ce que le courant de l'inducteur de liaison CC soit
égal à zéro. Ainsi, le courant de liaison CC est divisé en larges segments de 60° de l'angle
électrique de la machine.
La forte inertie de l'alternateur de la turbine empêche d'accélérer rapidement. Pour
minimiser l'effet de la chauffe harmonique au niveau de l'interface de coin fente-à-fente
du rotor, le courant de démarrage est également limité. Il est nécessaire de démarrer
l'alternateur de turbine à partir d'un vireur basse vitesse (mécanique). Le système de
commande peut reconnaître le flux de machine aux fréquences correspondantes aux
vitesses de vireur de 6 tr/min, car la baisse de la RI (courant, résistance) de la machine est
négligeable au niveau du courant de service du système de commande LS2100e.
Lorsqu'un démarrage est déclenché, le démarreur statique commande une tension de
champ suffisante pour produire une tension d'excitation sans charge (AFNL) sur le rotor
de l'alternateur. La commande attend que le courant inducteur augmente pendant environ
trois constantes de durée d'une trame (12 sec). Pendant ce temps, la commande LS2100e
suit la position du rotor de la machine en observant les tensions induites dans le stator à la
fréquence de rotation du vireur.
À la fin du délai d'établissement d'excitation, le démarreur statique applique un niveau
fixe de courant aux bobines du stator correspondantes afin de produire un couple positif.
Normalement, la commande LS2100e se bloque sur le flux et les transitions du stator de
la machine en mode allumage de segment du fonctionnement par commutation forcée.
2-30 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
Mode d'amorçage par commutation forcée
Reportez-vous à la section
Boucle à verrouillage de phase
pour plus d'informations.
Reportez-vous à la section
Fonctionnement en
commutation automatique
pour plus d'informations.
En mode allumage du segment, l'allumage du pont de charge est synchronisé aux
raccordements du flux de la machine, et la machine est actionnée en étant proche du
facteur de puissance (FP) de l'unité pour obtenir le couple maximum par ampère du
courant de stator. Le régulateur de vitesse devient actif en mode allumage du
segment. À environ 2,5 Hz, le PLL est engagé, ce qui met fin au mode allumage du
segment. Le fonctionnement par commutation forcée se poursuit jusqu'à ce que la
machine synchrone atteigne une fréquence pour laquelle elle a une CEMF suffisante
afin de commuter le pont de charge. La commande LS2100e actionne la transition
vers le fonctionnement par commutation forcée.
lLIEN
Pattes du convertisseur de charge conductrices
La zone identifiée ci-dessus détaille l'action de contrôle de la source
L'amorçage pour établir le démarrage de la phase se produit avec l'allumage d'une nouvelle paire de pattes de thyristor
Tension de liaison au niveau de la sortie du pont à thyristor source
Niveau d'amorçage pour maintenir la liaison et le moteur
Retour à l'arrêt
Courant de couplage
Chapitre 2 Principe de fonctionnement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 2-31
Informations confidentielles et internes de GE (Classe II) - Le présent document contient des informations confidentielles de GE qui sont réservées à un
usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
La durée de commutation
requise dépend du courant de
la machine, de l'inductance
(en commutation) de la
machine et de la différence de
tension entre les lignes
impliquées dans la tentative
de commutation.
Fonctionnement en commutation automatique
Lors du fonctionnement en commutation automatique, la machine doit fonctionner à
un FP déterminant pour garantir la commutation du pont de charge. La commande
électronique agit de manière à maintenir le FP de la machine (et le couple par ampère)
le plus élevé possible. Cela est possible en amorçant le pont de charge le plus tard
possible tout en maintenant une marge suffisante pour une commutation de courant
réussie, allant d'une cellule à la suivante.
Pour un courant de charge et une inductance de machine donnés, une commutation
réussie requiert une quantité de volts-secondes correspondante. La commande lit le
pic de volts-secondes de la tension et du courant phase-phase intégrés de la machine.
L'inductance de commutation de la machine est une constante enregistrée dans la
mémoire du système du microprocesseur. La quantité de volts-secondes de
commutation nécessaire est calculée par le microprocesseur, en se basant sur le
courant et l'inductance. En utilisant cette valeur de volt-secondes et la valeur des
volts-secondes pic de la précédente onde de flux, la dernière période possible pour
l’amorçage est calculée pour donner une marge spécifiée à l’issue de la commutation.
L'encoche de commutation identifiée dans la tension phase-phase A-C équivaut, en
amplitude, à la secousse de commutation simultanée sur la tension B-C. L'encoche
correspondante dans la tension A-B (A et B sont les deux lignes commutant ensemble à
ce moment-là) fait deux fois cette amplitude ; la zone de l'encoche correspond à deux
fois l'inductance de commutation par durée de phase. La tension au niveau du point de
commutation, à l'endroit où les pattes du thyristor se raccordent temporairement aux
lignes, est proche de zéro lors de la commutation ; la tension phase-phase est
uniquement la chute de tension directe des pattes du thyristor conductrices.
2-32 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
Informations confidentielles et internes de GE (Classe II) - Le présent document contient des informations confidentielles de GE qui sont réservées à un
usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
Tension et courant de ligne en mode commutation automatique
Tensions de charge de phase à neutre
Angle du facteur de puissance entre les centres de tension et les vagues de courant
Courant en charge, les nombres représentent les pattes de l'onduleur conductrices et en commutation
Angle de chevauchement, µ (angle de commutation)
Angle de marge
Tensions de charge de phase à phase
Volts-secondes de commutation = Inductance de commutation X Courant du stator
Pic de volts-secondes disponible (relevé par le processus pour calculer le moment le plus tardif pour le prochain amorçage)
Vagues de flux de charge
Excès de volts-secondes après commutation (marge de commutation)
Chapitre 2 Principe de fonctionnement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 2-33
Informations confidentielles et internes de GE (Classe II) - Le présent document contient des informations confidentielles de GE qui sont réservées à un
usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
Contrôle de limite de courant
En raison de l'inertie élevée du turboalternateur, le logiciel fonctionne dans une limite
de courant dès que le démarreur statique est en cours d'accélération. À basse vitesse, le
courant est limité à une valeur relativement basse afin de minimiser le courant
harmonique induit dans le rotor de la machine. Au fur et à mesure que la vitesse
augmente, la limite de courant est réétalonnée selon un profil configurable. Lorsque la
vitesse de la turbine atteint un point auquel elle peut fonctionner de manière autonome,
la limite de courant est progressivement réduite à zéro, au fur et à mesure que la vitesse
augmente. Cela empêche qu'une charge soit exercée sur la turbine lorsque la commande
LS2100e est hors tension.
Régulateur de vitesse
La référence de vitesse provenant du contrôleur de la turbine est comparée à un retour
de vitesse dérivé de la tension du générateur intégré pour développer une entrée de
vitesse erronée vers le régulateur de vitesse. La sortie du régulateur de vitesse est une
commande de couple.
Le signal de la commande de couple s'applique à la commande du pont de source et de
charge. Le couple de la machine dépend du flux, de la tension et de l'angle entre eux.
Le réglage de la magnitude du courant du stator à un angle fixe ou le maintien d'un
courant constant et la variation de l'angle de déplacement permet donc de contrôler le
couple. Le pont de source contrôle le courant, alors que le pont de charge contrôle
l’angle. À un moment donné, le couple n'est contrôlé que par l'un de ces moyens. La
commande du couple vers le pont de source s'applique à un limiteur de courant
maximum et minimum. Le niveau de courant minimum, généralement 20 % du courant
nominal, est défini de sorte à maintenir le courant continu dans la liaison cc.
La limite de courant minimum affecte également l'angle d'allumage de charge (et le PF
de la machine), dès que la commande de couple produite par le régulateur de vitesse
est inférieure à la limite de courant minimum. Dans ce cas, l'angle d'allumage de
charge (et le FP de la machine) varie en fonction de la commande de couple, tandis
que le courant du stator reste constant. Le couple est contrôlé via le réglage du FP de
la machine dès que la commande de couple est inférieure à la limite de courant
minimum. Dès que la commande de couple est supérieure à la limite de courant
minimum, l'angle d'allumage de charge se trouve à son seuil de redressement ou
d'inversion. Au cours d'un démarrage, l’angle de charge est à sa limite d'inversion. Au
cours d’une régénération (freinage), l’angle de charge est à son seuil de redressement.
Pendant le démarrage, la commande de charge règle l'angle de délai d'allumage de
sorte qu'il soit le plus tardif possible, afin de maintenir une marge de sécurité de la
commutation fixe (environ 20°). Cette commande s'adapte aux changements de
courant et de tension du stator pour maintenir un angle de marge constant et
augmenter au maximum le FP.
2-34 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
Informations confidentielles et internes de GE (Classe II) - Le présent document contient des informations confidentielles de GE qui sont réservées à un
usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
Les thyristors doivent
s'allumer à des déplacements
angulaires spécifiques par
rapport aux tensions du bus
ca. Un PLL suit la tension du
bus, l'angle de la source et les
commandes de charge à cette
fin.
Boucle à verrouillage de phase
Le PLL utilise les passages par zéro des vagues de flux à 3 phases reconstruites comme
référence temporelle. À chaque passage de vague de flux, il est possible de déterminer la
position angulaire dans le cycle présent de phase A sur neutre de la tension du bus ca.
Cette position ou cette phase est comparée à la valeur dans un compteur de la PLL pour
faire dériver une erreur de phase. L'erreur s'applique au régulateur PLL, qui augmente
ou réduit la fréquence de l'horloge. Cela entraîne en retour le compteur PLL pour que
l'erreur soit entraînée vers zéro. Le compteur de la PLL divise un cycle électrique de A-
N en 1024 incréments, puis se réinitialise à la fin de chaque cycle. Le logiciel de
commande peut lire la valeur du compteur PLL à tout moment. Le délai d’amorçage
d’un thyristor particulier peut alors être calculé en utilisant la valeur relevée sur le
compteur de la PLL, l’angle d’amorçage souhaité et le décalage approprié pour la cellule
que l’on amorce.
Passages par zéro des vagues de flux
Tensio
n p
hase
à n
eu
tre
T
ensio
n p
hase
-phase inté
gré
e
X = Cellule 1 avance complète
Y = Cellule 1 retard complet
Z = Seuil d'inversion
Interruptions des passages par zéro
Chapitre 2 Principe de fonctionnement GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 2-35
Informations confidentielles et internes de GE (Classe II) - Le présent document contient des informations confidentielles de GE qui sont réservées à un
usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
Communication
L'opérateur et les postes de travail d'ingénierie, comme l'IHM et l'application ToolboxST,
communiquent avec la commande LS2100e. Cela permet la surveillance et la commande
par l'opérateur, ainsi que l'accès de l'ingénierie aux diagnostics du système et à la
configuration du bloc de contrôle.
L'IHM peut être monté dans
une console de contrôle ou sur
un établi.
Un fonctionnement sur câble
redondant est en option et, s’il
est fourni, l’unité continue à
fonctionner même si un câble
est défectueux.
Reportez-vous à GEH-6708,
Guide de l'utilisateur
ToolboxST pour la commande
de démarreur statique
LS2100e.
IHM de contrôle de la turbine
La commande LS2100e partage l'IHM sur les ensembles d'alternateur de turbine, parmi
lesquels les commandes de turbine Mark VIe. L'IHM comporte la commande LS2100e et
les écrans graphiques de la turbine. L'IHM est basé sur Windows avec le logiciel
d'affichage de l'opérateur CIMPLICITY* et les pilotes de communication pour les
autoroutes de données. Depuis l'IHM, l'opérateur peut actionner les commandes et
visualiser les données et les alarmes en temps réel sur les écrans graphiques CIMPLICITY.
Une IHM peut être configurée en tant que serveur ou visualiseur, contenant des outils et
des programmes utilitaires.
L'UDH raccorde la commande LS2100e à l'IHM ou au serveur de l'IHM / de données. Le
réseau est 10BaseT Ethernet et utilise des commutateurs réseau actionnés séparément. Les
câbles à fibres optiques peuvent être utilisés pour les cycles plus longs.
Application ToolboxST
L’application ToolboxST permet de configurer et d'entretenir la commande LS2100e. Les
blocs de contrôle et les diagrammes peuvent être modifiés par la configuration et chargés
dans le système. Lorsque la commande LS2100e est en ligne, les données s'affichent en
temps réel sur l'écran de l'application ToolboxST, notamment les diagnostics du système
de commande en vue d'un dépannage. Le logiciel de l'application ToolboxST fonctionne
sur un serveur IHM ou un ordinateur de maintenance distinct sur l'UDH.
2-36 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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Remarques
Chapitre 3 Plaque à bornes et connexions des équipements E/S GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 3-1
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Chapitre 3 Plaque à bornes d’E/S et connexions des équipements
Ce chapitre décrit les connexions des équipements du client et les E/S disponibles
via le câblage du bornier. Le câblage du système est également défini. Reportez-
vous aux schémas élémentaires du système et aux plans d'encombrement pour
connaître les informations de connexion exactes.
Connexions d'alimentation
La bobine de réactance de
liaison cc s'affiche dans le pont
positif ; cependant, les
installations réelles peuvent
varier selon les besoins pour
les convenances de câblage.
Les connexions électriques communes pour la commande LS2100e s'affichent dans les
figures suivantes. Les sources A et B sont combinées en série, permettant ainsi le partage
de bus, de sorte que les sources puissent être additionnées ensemble en tant que tension
cc pour la conversion de charge ultérieure.
8,5 MVA Pont de conversion de la source A
DEPUIS LE TRANSFORMATER
D'ISOLATION 2080 V ca. 3-PH,
60 Hz DELTA WDG
3-2 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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8,5 MVA Pont de conversion de la source B
BOBINE DE RÉACTANCE DE LIAISON CC
DEPUIS LE TRANSFORMATER
D'ISOLATION 2080 V ca. 3-PH,
60 Hz DELTA WDG
REMARQUE : LA BOBINE DE RÉACTANCE DE LIAISON CC PEUT ÊTRE RELIÉE AU BUS CC POSITIF OU NÉGATIF, SELON LES CONVENANCES DE CÂBLAGE. CETTE BOBINE DE RÉACTANCE DE LIAISON COMPREND UN RÉCHAUFFEUR POUR GARANTIR LE BON FONCTIONNEMENT.
Chapitre 3 Plaque à bornes et connexions des équipements E/S GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 3-3
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Après que les sources sont transformées en cc et additionnées ensemble, la tension cc
totale est reconvertie en ca lors de l'étape de conversion de la charge. Une alimentation
ca à 3 phases est disponible pour être utilisée dans les enroulements du stator du
générateur.
Convertisseur de charge 8,5 MVA
AU COMMUTATEUR D'ISOLATION DU
STATOR
3-4 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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14 MVA Pont de conversion de la source A
DEPUIS LE TRANSFORMATEUR
D'ISOLATION 2 080 V ca, 3-PH,
60 Hz DELTA WDG
Chapitre 3 Plaque à bornes et connexions des équipements E/S GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 3-5
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usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
14 MVA Pont de conversion de la source B
14 MVA Convertisseur de charge
DEPUIS LE TRANSFORMATEUR
D'ISOLATION 2 080 V ca, 3-PH, 60 Hz DELTA WDG
AU COMMUTATEUR D'ISOLATION DU
STATOR
3-6 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
Base d'E/S
Reportez-vous à la section,
Armoire de commande et les
figures, Armoire de
commande (Intérieur)
LS2100e et Composants de
l'armoire de commande
LS2100e.
La commande LS2100e possède deux plaquettes de raccordement E/S : la LSGI et la LSTB.
Toutes les configurations droites sont fournies avec les éléments suivants :
• Jeu de cartes LSGI/HSLA
− HSLAH1 monté dans l'emplacement 1 LSGI
• Jeu de cartes LSTB/HSLAH1 monté dans LSTB1
Toutes les configurations croisées sont fournies avec les éléments suivants :
• Jeu de cartes LSGI/HSLA
− HSLAH1 monté dans l'emplacement 1 LSGI
− HSLAH6 monté dans l'emplacement 2 LSGI
• LSTB/HSLAH1 monté dans LSTB1
• LSTB/HSLAH6 monté dans LSTB2
Le LSTB et LSGI sont des cartes d'interface montés sur la base utilisées pour l'entrée par
contact du système, la sortie par contact, l'entrée analogique 4-20 mA et les connexions de
sortie 0-10 V. La connexion à ces cartes peut varier selon les sites. Reportez-vous aux
exigences spécifiques du site pour les schémas de connexion. Les fonctions essentielles
nécessaires pour câbler l'installation comprennent de nombreuses lignes de capteur
d'alarme qui assurent la sécurité et prolongent la durée de vie d'une turbine en empêchant
les opérations incorrectes.
Chapitre 3 Plaque à bornes et connexions des équipements E/S GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 3-7
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Reportez-vous à GEI-100792,
Description du produit de
contrôle du démarreur
statique LS2100e pour plus
d'informations.
Fonctionnalité de raccordement (XOVR)
Le LSTB/HSLAH6 monté dans LSTB2 fournit la fonction optionnelle XOVR. La
fonctionnalité de raccordement XOVR permet à l’opérateur de sélectionner le
démarreur statique et la turbine / l'alternateur réglés pour être démarrés. La
fonctionnalité de raccordement XOVR permet toute la commutation entre deux
démarreurs statiques et un maximum de huit turbines à gaz/générateurs. Reportez-vous
à la figure 8.5 MVA LS2100e Schéma unifilaire du contrôle. Le LSTB2 reçoit
l'alimentation de et communique avec une deuxième commande LS2100e dans une
configuration XOVR.
Configuration de raccordement de la commande LS2100e
LS2100e Répartition du raccordement
LS2100e Raccordement 2 sur x
Transformateur d’isolation
Commande Fibre
Fibre Fibre
Fibre
Transformateur d’isolation
Commande
Situé dans une autre LS2100e
Systèmes de
raccordement Ca depuis une autre
LS2100e
3-8 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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Entrées d’alimentation de contrôle
Consultez la section
Control cabinet (Armoire
de contrôle) pour obtenir
davantage d'informations.
La commande LS2100e nécessite un raccord d'alimentation de contrôle distinct. Ces
connexions peuvent être directement raccordées à une source à 3 phases, 50/60 Hz,
400/480 V ca. Une fois cette connexion effectuée, la tension est utilisée pour fournir une
alimentation dans l'armoire de commande, ainsi que dans l'armoire à pompes. L’armoire
de contrôle utilise uniquement deux des phases du transformateur abaisseur pour obtenir
la tension nécessaire. Les fusibles sont insérés en série avec les connexions pour
empêcher la surcharge. Un réchauffeur de 250 W est également fourni.
Schéma du système classique pour les connexions de câblage de l'alimentation de commande à 60 Hz
DE L'UTILISATEUR 480 V ca, 3-PH, 60 Hz
VERS PANNEAU DE POMPE
[7A04G]
Plusieurs combinaisons d'alimentation de commande en entrée / sortie peuvent être fournies à l'aide des connexions T1.
VERS CARTES FGPA 1E25A
* SI UTILISÉ, RÉCHAUFFEURS FOURNIS POUR CONSERVER LE MATÉRIEL AU SEC LORS DU STOCKAGE DANS LE CONTAINER D'EXPÉDITION
VERS AUTRE LS2100e
Chapitre 3 Plaque à bornes et connexions des équipements E/S GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 3-9
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Connexions UDH (Unit Data Highway)
L'UDH intègre plusieurs
systèmes de commande
unique différents.
La commande LS2100e communique sur la même autoroute de données de l'unité (UDH,
unit data highway) que la commande de turbine et l'IHM Mark VIe. Une connexion typique
au réseau UDH redondant est illustrée par la figure suivante. Le réseau UDH utilise des
commutateurs Fast Ethernet.
Remarque Les commutateurs sont configurés par GE pour le système de commande.
Par conséquent, les commutateurs pré-configurés doivent être achetés auprès de GE.
Chaque commutateur est configuré de façon à accepter UDH.
Le câblage 10BaseT est employé pour de courtes distances entre le contrôleur et le
commutateur T et toute HMI locale. Les ports 10Base T du contrôleur UCSB et le
commutateur T utilisent des connecteurs RJ-45. La distance maximum pour le trafic
local à 10 Mbps, avec un câble à paires torsadées non blindées, est de 100 m.
Le câblage à fibre optique 100BaseFX est utilisé pour la communication sur de plus
longues distances, entre les contrôleurs locaux et la salle de commande centrale. Les
ports 100BaseFX du commutateur T et le commutateur Ethernet sont prévus pour des
connecteurs de fibre optique de type SC. La distance maximum, à 100 Mbps, avec des
câbles à fibres optiques 100BaseFX, est de 2 km. On peut obtenir la redondance au
moyen de deux interrupteurs T et d'un câble d'interconnexion.
Connexions au réseau UDH
SALLE DE CONTRÔLE CENTRAL
COMMUTATEUR ETHERNET RAPIDE A
COMMUTATEUR ETHERNET RAPIDE B
Depuis d’autres unités Depuis d’autres unités
Connexions 100BaseFX ZONE DE COMMANDE LOCALE
Commutateur T-switch A Commutateur T-switch B
Depuis d’autres contrôleurs Depuis d’autres
contrôleurs Vers la visionneuse HMI locale (10BaseT)
Connexions 10BaseT
ARMOIRE DE COMMANDE LS2100e
Commutateur à 8 ports
3-10 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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Interrupteur 8-port
La commande LS2100e fournit un commutateur redondant à 8 ports activés par UDH
avec toutes les unités. Les ports du commutateur sont définis comme suit :
• Port 1, 2 et 5-8 : ports ouverts servant à se connecter à tout dispositif simplex
• Port 3 : principale connexion UDH
• Port 4 : connexion secondaire UDH
Reportez-vous au schéma du système spécifique au site pour voir les schémas de
connexion. La carte LSGI fournit le courant d'entrée de 28 VCC.
Attention
Connectez l'UDH redondant uniquement dans les ports 3 et
4. Connecter l'UDH redondant dans tous les autres ports peut
causer une panne du réseau et corrompre l'UDH entier.
Interface informatique
On peut connecter un ordinateur localement au système de commande LS2100e, sur
un port vide du commutateur à 8 ports (n'utilisez ni le port 3, ni le port 4) ou sur le
port Ethernet de la porte de l'armoire de commande. Ils se connectent tous à l'UDH.
La connexion permet d'accéder à l'interface de l'application ToolboxST*.
Chapitre 3 Plaque à bornes et connexions des équipements E/S GEH-6798C_FR Guide de l'utilisateur 3-11
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Connexion de l’application ToolboxST
Le port Ethernet ENET1 sur le contrôleur UCSB assure l’interface de l’application
ToolboxST via le réseau UDH. Reportez-vous à la section Interface informatique. Il
s’agit d’un port 10BaseT qui utilise un connecteur RJ-45 pour le câble à paire torsadée
non blindée. À l’aide de l’application ToolboxST, connectez-vous au commutateur
ENET sur le réseau UDH, qui est relié au contrôleur UCSB, puis passez en ligne.
Connexions du contrôleur UCSB
La LED Link (Liaison) est allumée en vert fixe lorsque l'Ethernet PHY sur l'UCSB a établi un lien avec un port d'interrupteur Ethernet.
Act est allumé en vert en permanence lorsque le trafic de paquet est sur une interface Ethernet. Peut clignoter si le trafic est lent.
La LED Power (Alimentation) est allumée en vert fixe lorsque l'alimentation interne de 5 V est activée et en cours de régulation. Le contrôleur UCSB convertit la tension d’entrée de 28 Vcc en 5 Vcc. Toutes les autres alimentations internes sont dérivées de 5 V.
Connexions de la HSSL
Boot est allumé en rouge en permanence pendant le processus de démarrage et clignote lorsqu'une erreur est détectée. La LED Online (En ligne) est
allumée en vert fixe lorsque le contrôleur est en ligne et qu'il exécute un code d'application.
DC est allumé en vert en permanence lorsque ce contrôleur est le contrôleur désigné.
Flash clignote en orange lorsque tout dispositif flash est détecté.
La LED Diag est allumée en rouge fixe lorsqu'un diagnostic est disponible pour le contrôleur UCSB.
Connexion Ethernet pour le réseau UDH permettant la communication avec les IHM et d’autres équipements de contrôle.
CDH en option. La LED On est verte en permanence lorsque le bus USB est actif.
OT est jaune lorsqu'une alarme de surchauffe (OT) s'actionne et rouge en cas de déclenchement de température.
Connexion USB.
COM1 RS232C pour le paramétrage initial de contrôleur.
3-12 GEH-6798C_FR Commande de démarreur statique LS2100e
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Remarques
GEH-6798C_FR Glossaire G-1
Informations confidentielles et internes de GE (Classe II) - Le présent document contient des informations confidentielles de GE qui sont réservées à un
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Glossaire
AFNL Tension d'excitation sans charge.
bloc Les blocs d'instruction contiennent les fonctions de commande de base qui sont
associées lors de la configuration pour former la commande nécessaire du processus ou
de la machine. Les blocs peuvent effectuer des calculs mathématiques, un
ordonnancement ou le contrôle (continu) d’un régulateur.
pont Reportez-vous au module de conversion d'alimentation (PCM).
carte Carte de circuit (câblage) imprimé.
bus Barre supérieure de transfert de puissance ; également un passage électrique pour
la transmission et la réception de données.
port COM Ports de communication de contrôleur série (deux). Le port COM1 est
réservé aux informations de diagnostic et au chargeur série. COM2 est utilisé pour les
communications.
E/S Sélectionnez des options spécifiques, soit en définissant la position des cavaliers
matériels, soit en chargeant des paramètres logiciels dans la mémoire.
CT Transformateur de courant, qui sert à mesurer le courant d’un câble électrique ca.
périphérique Un composant configurable d’un système de commande.
EGD Ethernet Global Data, un réseau de commande et un protocole pour le contrôleur.
Les dispositifs partagent les données à travers les échanges EGD (pages).
Ethernet Réseau local (LAN) avec un système de détection de collision/évitement de
collision de 10/100 M baud employé pour relier un ou plusieurs ordinateurs. Base pour
les couches services TCP/IP et E/S qui sont conformes à la norme IEEE 802.3.
micrologiciel Ensemble de logiciels exécutables, stockés dans des puces-mémoires
comme EEPROM ou Flash,qui gardent leur contenu sans être sous puissance (micro
logiciel).
flash Dispositif de mémoire programmable non volatile.
portillonnage Contrôle le transport de la puissance SCR avec un train (ou une
tension) d’impulsions d’entrée.
GCP Panneau de contrôle de l’alternateur.
HMI Interface homme-machine, habituellement un ordinateur fonctionnant sous
Windows et le logiciel CIMPLICITY HMI.
ICS Integrated Control System (Système de contrôle intégré). ICS combine les divers
contrôles de la centrale électrique dans un seul système.
E/S Interfaces d'entrée/sortie permettant au flux de données d'entrer et de sortir d’un
périphérique.
filtre en ligne Filtre les réseaux à travers les conduites d'entrée triphasées vers le
démarreur pour minimiser les pointes de tension qui résultent d'une baisse brutale de
courant pendant les commutations SCR.
NEMA National Electrical Manufacturers Association. Organisme de normalisation
américain.
Module de conversion de puissance (PCM) Le PCM ou pont se compose de six
redresseurs triphasés avec protection associée et dispositifs de commande, pour générer
un courant d'inducteur cc.
PPL Boucle à verrouillage de phase.
temps réel Réponse instantanée, se rapportant aux systèmes de contrôle qui doivent
répondre instantanément à des conditions changeantes.
redondant Système composé de composants en double (cartes ou modules), pouvant
transférer une fonction d'un composant défaillant vers l'un des composants en double sans
perte de la fonctionnalité de la totalité du système.
serveur Ordinateur qui collecte des données provenant des dispositifs de la centrale
via Ethernet et qui les met à la disposition des écrans de contrôle de l’opérateur PC
appelés « afficheurs ».
G-2 Commande de démarreur statique LS2100e
Informations confidentielles et internes de GE (Classe II) - Le présent document contient des informations confidentielles de GE qui sont réservées à un
usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
signal L'unité de base d'information variable dans le contrôleur.
TCP Panneau de contrôle de la turbine.
Application ToolboxST Un progiciel Windows utilisé pour configurer l’EX2100,
l’EX2100e, le Mark VI et le régulateur de turbine de LS2100e.
module autoroute de l’information (unit data highway - UDH) Connecte
l'EX2100, l'EX2100e, les contrôleurs de turbine Mark VI, LS2100e, PLC et autres
équipements GE aux serveurs HMI. Fonctionne à 10/100 Mbaud et soutient les
communications peer-to-peer.
Fenêtres Système d'exploitation avancé de Microsoft.
GEH-6798C_FR Sommaire I-1
Informations confidentielles et internes de GE (Classe II) - Le présent document contient des informations confidentielles de GE qui sont réservées à un
usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
Sommaire Interrupteur 8-port 3-10
A
Acronymes et Abréviations 1-6
Alarmes et erreurs 2-25
Éclairs d’arc électrique 1-3
B
Base d'E/S 3-6
Redresseurs de pont 2-5
C
Communication 2-35
Commutation 2-29
Interface informatique 3-10
Configurations 2-4
Armoire de commande 2-19
Entrées d’alimentation de contrôle 3-8
Transformateur de puissance de contrôle 2-23
Contrôle de déclenchement de convertisseur 2-29
Mélange de fluide réfrigérant 2-17
Contrôle de la température du liquide de refroidissement et
de la condensation 2-13
État du refroidissement 2-13
Fonctionnalité de raccordement (XOVR) 3-7
Contrôle de limite de courant 2-33
Transformateurs de courant (TC) 2-7
E
Présentation de l'équipement 1-1
F
Carte FCSA 2-7
Carte FGPA 2-8
Carte FHVA 2-6
Carte FHVB 2-7
Fonctionnement en commutation forcée 2-29
Principe de fonctionnement 2-1
G
Rotules de mise à la terre 1-2
H
Capteurs de courant à effet Hall (LEM) 2-7
Matériel 2-3
Présentation du matériel 1-4
Affichage des données de l’IHM 2-14
Carte HSLA 2-22
L
Bobines de réactance de branche et circuits de protection
à cellules 2-6
Filtres de ligne 2-8
Stockage prolongé 2-18
Carte LSGI 2-23
Carte LSTB 2-22
M
Maintien de la concentration de réfrigérant 2-18
N
Carte NATO 2-7
O
Interface opérateur 2-24
P
PCM 2-5
Boucle à verrouillage de phase (PLL) 2-34
Connexions d'alimentation 3-1
Armoire de conversion d'alimentation 2-5
Alimentations 2-23
R
Documents concernés 1-7
Compteur de résistivité 2-27
S
Mesures de sécurité 1-1
Fonctionnement en commutation automatique 2-31
Logiciel 2-28
Présentation du logiciel 1-7
Régulateur de vitesse 2-33
Présentation générale du système 1-1
T
Caractéristiques techniques 1-7
Plaque à bornes d’E/S et connexions des équipements 3-1
Application ToolboxST 2-35
I-2 Commande de démarreur statique LS2100e
Informations confidentielles et internes de GE (Classe II) - Le présent document contient des informations confidentielles de GE qui sont réservées à un
usage interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou divulguées à des tiers sans l'autorisation écrite expresse de GE.
Connexion de l’application ToolboxST 3-11
IHM de contrôle de la turbine 2-35
U
Contrôleur UCSB 2-22
Connexions au réseau UDH (Unit Data Highway) 3-9
W
Interface web de l'opérateur 2-26
1501 Roanoke Blvd.
Salem, VA 24153 États-Unis
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contient des informations confidentielles de GE qui sont réservées à un usage
interne uniquement. Elles ne sauraient être utilisées, présentées, reproduites ou
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