交流發(fā)電機調(diào)節(jié)器的作用及基本原理(共24頁)

1、 HWJT-09C 型微機勵磁(l c)裝置 使用(shyng)說明書 目 錄第一(dy)部分 概述 第二部分 功能規(guī)范及應用環(huán)境 2.1 主要特點 2.2、基本功能. 2.4、技術數(shù)據(jù) 2.5、主要技術指標 2.6、使用條件第三部分 勵磁控制裝置原理 3.1、勵磁控制裝置組成. 3.1.1.可控硅功率系統(tǒng) . 3.1.2.IGBT 功率系統(tǒng) 3.2、勵磁系統(tǒng)控制部分說明 3.2.1、 AVR 硬件系統(tǒng)介紹 3.2.1.1 輸入 3.2.1.2 輸出 3.2.2、控制電源 3.2.3、軟件系統(tǒng)介紹 3.2.4、勵磁監(jiān)控單元 3.3、功率部分組成 3.3.1、可控硅功率單元 3.3.2、IGBT

2、 功率系統(tǒng) .50 3.4、滅磁及過電壓保護裝置.53 3.4.1、滅磁及過電壓保護系統(tǒng)組成 .53 3.4.2、滅磁及轉(zhuǎn)子過電壓保護裝置的工作原理 .53武漢洪山電工科技有限公司 第3頁HEST HWJT-09C 微機勵磁調(diào)節(jié)器使用說明書 3.4.3、滅磁及轉(zhuǎn)子(zhun z)過電壓保護裝置的技術規(guī)范及常用整定計算方法. 57 3.4.4、高能(gonng)氧化鋅壓敏電阻介紹. 58 3.5、獨立勵磁電流(dinli)調(diào)節(jié)通道（可選配） . 59 3.6、PLC 操作控制系統(tǒng)（可選配） . 60第四部分 控制裝置使用及操作說明 . 61 4.1、系統(tǒng)介紹 . 61 調(diào)節(jié)器及功放電源. 61

3、4.2、調(diào)節(jié)器面板說明 . 61 4.3、人機界面使用操作說明 . 63第六部分 裝置的基本操作方法及維護 . 76 6.1、基本操作 . 76 6.1.1、安全要求和基本規(guī)定. 76 安全規(guī)章 . 76 6.1.2、勵磁裝置的投入和退出. 78 6.1.3、控制單元的操作. 79 6.2、異常處理 . 80 6.2.1、一般性異常. 80武 6.2.2、勵磁裝置故障和異常 .816.3、操作注意事項.83 6.3.1、運行人員注意事項 .83 6.3.2、檢修人員注意事項 .846.4、基本維護.84第七部分 設備結構 .85 第一部分 概述 主要特點： 系統(tǒng)具有最小布線，高可靠性； 適應能

4、力較強，能適應高溫、高濕、腐蝕、振動沖擊、灰塵等惡劣環(huán)境； 有很強的電磁兼容性，有高抗干擾能力及共模抑制能力。 雙通道 DSP 處理器構成的勵磁調(diào)節(jié)控制器互為熱備用 控制系統(tǒng)(xtng)在系統(tǒng)冗余方面可選擇雙通道互為備用，分冷備用及熱備用兩種方式。所謂冷備用(biyng)，是指在正常運行方式下，系統(tǒng)中只有一個通道在輸出，另一通道跟蹤主通道運行；通常也稱該方式為主/備冗余方式。該方式的關鍵技術在切換(qi hun)方面，切換過程需可靠，同時備用通道需長期跟蹤工作通道的運行，獨立于雙通道的判斷及切換電路是該方式的不足之處，往往易造成切換問題，即從主通道切換至備用通道常常切換不過來。 熱備用方式雙通

5、道并聯(lián)運行方式。該方式的最大特點是：在正常運行的方式下，雙通道同時輸出。 HWJT-09C 微機勵磁調(diào)節(jié)裝置雙通道為熱備用方式雙通道并聯(lián)運行方式。出現(xiàn)某通道故障，控制系統(tǒng)通過其自身的軟、硬件診斷系統(tǒng)（WATCHDOG）及相互通訊，自動地將故障通道退出。該方式的優(yōu)點在于從根本上避免了主/備方式下的切換及判斷所帶來的一系列問題，系統(tǒng)的可靠性要高。 運行方式也可采用主從備用方式。 勵磁監(jiān)控單元 勵磁監(jiān)控單元以人機界面為主要部件，人機界面為工業(yè)控制中非常成熟的人機交互平臺。人機界面通?？梢噪S意選擇液晶顯示器的大小和顯示器的色彩等，并配以觸摸屏結構，為工業(yè)領域的通用配件。人機界面通過 RS232C/RS

6、485 串行通訊口與勵磁調(diào)節(jié)器單元相聯(lián)，從而實現(xiàn)對勵磁系統(tǒng)各組成部分的集中控制和管理。 勵磁系統(tǒng)監(jiān)控單元可顯示發(fā)電機定子電壓、定子電流、有功功率、無功功率、勵磁電流（電壓）、脈沖角度、發(fā)電機頻率，調(diào)節(jié)器的故障、異常、發(fā)電機空載（并網(wǎng)）、各個開關分合狀態(tài)等等。 。 第二部分 功能規(guī)范及應用環(huán)境2.1 主要特點 HWJT09C 型微機勵磁控制裝置(zhungzh)的最大特點是結構簡單，以 TI 公司 32 位 DSP 控制芯片為核心，輔以外圍接口(ji ku)芯片組成主控制模塊。 1勵磁調(diào)節(jié)器 AVR 可配置兩個獨立的自動通道，通道間不共用(n yn)電壓互感器、電流互感器及穩(wěn)壓電源。雙通道間采用

7、并聯(lián)運行方式或主從方式運行。 2勵磁調(diào)節(jié)器具有在線參數(shù)整定功能。在后臺人機界面上能顯示調(diào)節(jié)器各參數(shù)及各功能單元的輸出量的實際值（標么值）。 3勵磁調(diào)節(jié)器電壓測量單元的時間常數(shù)小于 25ms。 4勵磁調(diào)節(jié)器的移相電路采用余弦移相。 5工作電源采用兩路獨立電源供電，其中一路取自廠用直流系統(tǒng)，另一路取自交流電源系統(tǒng)，依據(jù)勵磁方式的不同有所不同。 6AVR 自身還配備有完善的軟、硬件診斷系統(tǒng)，故障時能自動退出故障通道的運行。 7勵磁調(diào)節(jié)器配備有完善的限制及保護功能。 8勵磁調(diào)節(jié)器配有 PSS 附加控制單元，PSS 采用電功率加頻率雙輸入信號。PSS具有自動投入、手動投入、輸出限幅（5%10%）及故障自

8、動退出運行功能。PSS的輸出噪聲小于輸出限幅值的 2%5%。 9配備有 PT 斷線保護功能，即在某一只電壓互感器回路失壓時防止誤強勵功能。 10HWJT-09C 型調(diào)節(jié)器同時具備如下功能： 1）具備自診斷功能和檢驗調(diào)試各功能用的軟件及接口； 2）具有串行口與發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)連接，接受控制和調(diào)節(jié)指令，提供勵磁 系統(tǒng)狀態(tài)和量值； 3）具有事件順序記錄功能。 4）智能化檢測與操作功能： 功率檢測：系統(tǒng)設有功率檢測功能，該功能主要用于檢測系統(tǒng)主要功率 器件的溫度，實時顯示；當溫度高于設定值時，自動啟動冷卻風扇，并發(fā)報警信號； 過流檢測：實時檢測并顯示功率元件的電流；當出現(xiàn)過流時，自動跳該 回路的出

9、口開關，切除故障點，并發(fā)報警信號； 脈沖檢測：實時檢測調(diào)節(jié)器的脈沖輸出狀況，一但出現(xiàn)脈沖丟失情況， 發(fā)報警信號； 調(diào)節(jié)器工作電源監(jiān)視(jinsh)：正常運行時，調(diào)節(jié)器同時由廠用交直供電，一旦 出現(xiàn)(chxin)電源消失現(xiàn)象（或輸入、輸出越限），立即發(fā)報警信號； 實時檢測(jin c)勵磁變壓器的溫度，當其溫度高于某一設定值時，自動啟動冷 卻風扇，并發(fā)報警信號； 11手動勵磁控制方式滿足做勵磁裝置試驗及發(fā)變組試驗。手自動通道切換時無波動。 當采用 HWJT-09C 勵磁調(diào)節(jié)器構成發(fā)電機勵磁系統(tǒng)時，發(fā)電機勵磁系統(tǒng)滿足如下技術指標： 勵磁系統(tǒng)完全滿足發(fā)電、調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相、同步并列、線路充電、進相運

10、行和帶線路零起升壓要求。 勵磁系統(tǒng)電壓響應時間上升不大于 0.08s；下降不大于 0.10s。 勵磁系統(tǒng)的延遲時間小于 0.02 秒。 保證發(fā)電機電壓靜差率0.5%。 發(fā)電機零起升壓時，勵磁調(diào)節(jié)器保證發(fā)電機電壓最大值不大于額定值的 110%，振蕩次數(shù)不超過 3 次，調(diào)節(jié)時間不大于 10s。 勵磁控制系統(tǒng)電壓給定階躍響應滿足：空載階躍響應：超調(diào)量不大于階躍量的 30%，振蕩次數(shù)不大于 3 次，上升時間不大于 0.08s，調(diào)節(jié)時間不大于 5s。 在發(fā)電機甩額定無功功率時發(fā)電機電壓最大值不大于額定值的 115%。 勵磁電壓調(diào)節(jié)器在發(fā)電機空載額定電壓的 10%130%范圍內(nèi)能進行穩(wěn)定、平滑地調(diào)節(jié)。電壓

11、分辨率不大于額定電壓值的 0.5%。 手動控制能保證發(fā)電機勵磁電壓能在空載額定勵磁電壓的 10%到額定勵磁電壓的110%進行穩(wěn)定、平滑調(diào)節(jié)。 在發(fā)電機空載運行狀態(tài)下，勵磁調(diào)節(jié)器的給定電壓調(diào)節(jié)速度不大于 1%額定電壓/s；不小于 0.3%額定電壓/s。 調(diào)節(jié)器對發(fā)電機電壓的調(diào)差采用無功調(diào)差。調(diào)差范圍不小于10%。調(diào)差率的整定在全程內(nèi)分擋調(diào)整。 發(fā)電機空載運行時，頻率變化 1%，發(fā)電機端電壓波動不大于額定值0.25%。 勵磁調(diào)節(jié)器平均(pngjn)故障間隔時間（MTBF）不小于 24000h，年強行退出比小于 0.04%，勵磁裝置平均故障時間(shjin)小于 4 小時/年，可使用率大于 99.0

12、%，故障率小于 0.25 次/臺年。 在下述廠用電源電壓及頻率偏差范圍內(nèi)，勵磁調(diào)節(jié)器能夠(nnggu)保證長期連續(xù)正常工作。 交流 380/220V 系統(tǒng)，電壓偏差范圍為額定值的15，頻率偏差范圍為-3+2HZ，直流 220V 系統(tǒng)，電壓偏差范圍為額定值的-20+10。 交流工作電源短時間內(nèi)波動范圍 55120額定值時，勵磁調(diào)節(jié)器能正常工作，并保證強行勵磁和快速減磁工作。 2.2、基本功能 發(fā)電機恒端電壓運行方式 發(fā)電機恒勵磁電流運行方式 空載過壓保護 強勵頂值限制 過勵反時限限制 低勵限制 勵磁/儀表電壓互感器斷線檢測及保護 V/F 限制，低頻保護 正負調(diào)差率可以選擇 開機電壓自動置位，關機

13、電壓自動清零 PID 及 PI 控制調(diào)節(jié)，附加 PSS 調(diào)節(jié)、可變參數(shù)自適應調(diào)節(jié)(可選) 與其它自動化儀器儀表及計算機監(jiān)控系統(tǒng)的通信接口 HMI 液晶觸摸顯示屏，在線顯示多種參量 脈沖輸出雙層隔離，面板測量及指示 電源、硬件、軟件故障信號以及其它各種故障信號輸出 在線修改控制參數(shù) 軟件防誤操作閉鎖 雙套電源供電、面板測量及指示狀態(tài)信號顯示 掉電數(shù)據(jù)保護 一鍵開機功能2.3、技術數(shù)據(jù) 1.機端電壓 UF： 電壓互感器副邊額定值 100V 或 105V 2.定子電流測量 IF： 額定值 5A 輸入或 1A 輸入 3.轉(zhuǎn)子電流測量 IL： 霍爾電流傳感器測量 420mA 或 05V 信號輸入 4.輸

14、出(shch)脈沖： 50Hz500Hz 可控硅觸發(fā)脈沖(可控硅勵磁系統(tǒng)) 輸出脈沖(michng)： 50HZ300HZ 占空比可變矩形波(IGBT 勵磁系統(tǒng)) 5.勵磁電流(dinli)輸出范圍： 503000A 6.勵磁電壓輸出范圍： 50V1000V(可控硅勵磁系統(tǒng)) 7.交直流并聯(lián)供電： 交流輸入 220V+10%，-20% 直流輸入 220V+5%，-15%2.4、主要技術指標 1.脈沖調(diào)節(jié)范圍： 10150(可控硅勵磁系統(tǒng))矩形波占空比可變范圍：0%100% 2.脈寬調(diào)節(jié)精度： 優(yōu)于 0.0036(50Hz 可控硅勵磁系統(tǒng)),0.036(500Hz 系統(tǒng)) 矩形波脈寬調(diào)節(jié)精度：優(yōu)

15、于 0.01% 3.A/D 轉(zhuǎn)換分辨率： 優(yōu)于 2 12 4.計算調(diào)節(jié)速度： 3ms/周期 5.調(diào)壓范圍： 10%130%Ue(手動時 10%110%Ue) 6.調(diào)壓精度： 優(yōu)于 0.5% 7.具有調(diào)差特性： 15%可設定，步長 0.1% 8.頻率特性： 頻率變化 1%，機端電壓變化小于額定的0.1% 9.頻率范圍： 4077.5Hz 第三部分 勵磁控制裝置原理 3.1、勵磁控制裝置組成 勵磁系統(tǒng)由控制部分、功率部分及直流輸出部分構成。調(diào)節(jié)控制部分由雙套(或單套)HWJT09C 型微機勵磁調(diào)節(jié)器及各種信號輸入、輸出轉(zhuǎn)換控制環(huán)節(jié)構成。3.1.1.可控硅功率系統(tǒng) 功率部分主要由三相橋式可控硅組成，

16、對于自并激靜止勵磁系統(tǒng)，則由微機勵磁調(diào)節(jié)器箱及可控硅功率部分和滅磁部分組成，各功能單元也可單獨成柜，(根據(jù)勵磁電流大小增加功率柜并聯(lián)數(shù)量)。對于三機勵磁系統(tǒng)及兩機交流勵磁機系統(tǒng)，可將控制部分和功率部分裝在一個柜體內(nèi)，組成一個標準勵磁控制柜。 發(fā)電機勵磁控制裝置，系統(tǒng)包括(boku)機端勵磁變壓器（自并激靜止勵磁系統(tǒng)）、勵磁調(diào)節(jié)器、可控硅功率單元、滅磁部分及操作(cozu)測量等單元組成。3.1.2.IGBT功率(gngl)系統(tǒng) 功率部分由三相不控整流單元(直流勵磁機系統(tǒng)不需要該單元)、一組或多組 IGBT開關控制單元及相應濾波和保護回路構成。 在三機勵磁系統(tǒng)中(或兩機一變勵磁系統(tǒng))，功率部分是

17、一組三相整流橋和一只或數(shù)只 IGBT 開關管，它與微機勵磁調(diào)節(jié)器合裝在一個柜中，10 萬千瓦以上機組一般都采用雙柜并聯(lián)熱備用運行方式，進一步提高了可靠性。 對于自并激靜止勵磁系統(tǒng)，則由兩臺微機勵磁調(diào)節(jié)器機箱組成一個勵磁調(diào)節(jié)器柜，另外由三相整流橋加 IGBT 功率開關管構成功率柜，功率柜的數(shù)量視發(fā)電機勵磁電流大小而定。3.1.3.滅磁系統(tǒng) 滅磁及轉(zhuǎn)子過電壓保護裝置是由氧化鋅壓敏電阻組件和專用快速直流開關組成，具有操作簡便，滅磁速度快，開關容量大，過電壓保護水平可控等獨特優(yōu)點，適用于大中型發(fā)電機組的滅磁及轉(zhuǎn)子過電壓保護。 發(fā)電機組滅磁的主要技術要求是：在保證斷流滅磁中轉(zhuǎn)子電壓不超過絕緣長期安全穩(wěn)定

18、運行允許值的條件下，滅磁時間近可能短。滅磁及過電壓保護系統(tǒng)可以由多種類型的磁場斷路器、滅磁用的電阻組成；主要組成方式為單斷口滅磁開關構成的滅磁裝置、雙斷口滅磁開關構成的滅磁裝置按滅磁方式分為線性滅磁裝置、非線性滅磁裝置無觸點滅磁裝置，每種組成都能滿足與國內(nèi)發(fā)電機組配套的需要。 滅磁及過電壓保護系統(tǒng)組裝靈活，根據(jù)機組滅磁容量的大小，可以和調(diào)節(jié)部分功率部分組成整屏，也可單獨組裝成柜。 整個發(fā)電機勵磁系統(tǒng)(xtng)也是由勵磁調(diào)節(jié)器、功率、滅磁及其它單元組成。3.2、勵磁系統(tǒng)控制部分(b fen)說明 HWJT-09C 型微機勵磁(l c)調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由如下部分構成： 1DSP 控制器 2勵磁監(jiān)控單

19、元 3獨立勵磁電流調(diào)節(jié)通道（選項） 4可編程邏輯控制回路（選項） 5調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率輸出 1）功率整流橋（分可控硅整流橋及 IGBT 開關式功率輸出） 2）發(fā)電機滅磁裝置（線性滅磁及非線性滅磁） 3）發(fā)電機轉(zhuǎn)子過電壓保護裝置 4）起勵裝置 勵磁調(diào)節(jié)器的一般功能： “測頻消失”與“同步消失”功能 “測頻消失”與“同步消失”是控制芯片在沒有接收到“測頻”或者“同步”脈沖的情況下發(fā)出的信號，用來監(jiān)視勵磁調(diào)節(jié)器的內(nèi)部工作狀態(tài)。 “測頻消失”警告是 一 個比較重要的工作狀態(tài)。“測頻消失”在調(diào)節(jié)器中用來控制FFT 交流和直流采樣的頻率，同時也是 SCR 脈沖輸出角度校正的主要手段?！皽y頻消失”動作時，默認頻率

20、為 50Hz，調(diào)節(jié)器以固定頻率 50Hz 去控制采樣的頻率和校正 SCR 脈沖輸出角度。 “恒無功”與“恒功率因素”功能 “恒無功”與“恒功率因素”是附加在 PID 上的 一個控制功能。 “硬啟動”與“軟啟動”功能 自動軟起動上升時間：為從軟起動起始給定值到自動軟起動目標給定的上升時間，其時間設定的原則是給定上升速度不大于 0.5%/s。 “硬啟動”是指開機的時候，給定直接上升到預先設定值。 網(wǎng)壓跟蹤功能 “網(wǎng)壓跟蹤”在“硬啟動”的時候有效果，表現(xiàn)在啟動時，會將給定直接置位到電網(wǎng)電壓的數(shù)值。 開機、起勵、起勵失敗 “開機”的條件未并網(wǎng)、UF530%、調(diào)節(jié)器無異常、無起勵失敗信號，收到有效的開機

21、命令。調(diào)節(jié)器發(fā)出“起勵”信號，持續(xù)時間 5S、UF30%時退出超過 5S 退出且發(fā)“起勵失敗(shbi)”信號(xnho)，30S 后“起勵失敗(shbi)”信號復歸。 調(diào)節(jié)器在發(fā)出“起勵”信號的同時，按照條件啟動“硬啟動”與“軟啟動”程序，起勵建壓。 調(diào)節(jié)器的雙套通訊 調(diào)節(jié)器硬件上有雙套通訊的配置，用來完成 A、B 調(diào)節(jié)器之間的數(shù)據(jù)交換，協(xié)調(diào)雙套之間的差異。 調(diào)節(jié)器擁有 1 個隔離的 RS232 全雙工通信接口，這個接口用來完成冗余調(diào)節(jié)器之間的數(shù)據(jù)交換。兩套調(diào)節(jié)器交換雙方的數(shù)據(jù)采集量、工作狀態(tài)標志、各種給定和控制環(huán)的輸出等。 調(diào)節(jié)器通過這些數(shù)據(jù)來協(xié)調(diào)雙套之間的差異，使調(diào)節(jié)器并行工作來協(xié)同完成

22、同一件工作，達到熱備份的目的。 調(diào)節(jié)器主從功能 主從功能是為了能更好的協(xié)調(diào)雙套之間的差異，使調(diào)節(jié)器能夠并行工作所不可缺少的條件之一。 主從影響調(diào)節(jié)器兩個方面的控制。 1：雙套跟蹤 在調(diào)節(jié)器長時間運行的過程中，由于硬件電路的微小差異（如測量、增磁或減磁操作等），加上 PID 環(huán)節(jié)的高放大倍數(shù)，由于時間的積累會在最后輸出上出現(xiàn)比較大的積累差異。調(diào)整縮小誤差的方法就是確定跟蹤的方向。 在設定為“從” 的調(diào)節(jié)器主動跟蹤“主” 調(diào)節(jié)器。使最后的輸出（控制電壓）接近“主”調(diào)節(jié)器。 跟蹤條件如下： 雙套通訊正常 對方為“主”調(diào)節(jié)器，自己為“從” 調(diào)節(jié)器 自己和對方都沒有“異?！毙盘?“主”調(diào)節(jié)器控制電壓在

23、0.050.75 之間 跟蹤的最后目標為“從” 調(diào)節(jié)器的控制電壓比主”調(diào)節(jié)器控制電壓低 0 .01，調(diào)節(jié) 死區(qū)為0 .001。 2：恒無功和恒功率因素 分以下兩種情況： 如果“通訊”正常，且其中一套為“主”調(diào)節(jié)器,另一套為“從”調(diào)節(jié)器， “主”調(diào)節(jié)器才能投入“恒無功”或“恒功率因素” 功能。 如果(rgu)“通訊(tngxn)”不正常(zhngchng)，“主”調(diào)節(jié)器投入“恒無功”或“恒功率因素”，從” 機則不投入。 3： 面板設置 面板上設有 5 個按鈕、14 個發(fā)光管、1 個開關，它們分別為： A.按鈕：切脈沖紅色帶燈帶鎖帶防護蓋； 增磁、減磁紅色不帶燈不帶鎖不帶防護蓋； 手動、滅磁紅色帶

24、燈不帶鎖不帶防護蓋； B.發(fā)光管：運行閃爍綠色發(fā)光管； 電源長亮綠色發(fā)光管； 并網(wǎng)、PSS、主從、通訊、恒 PF 投入、恒 COS 投入綠色發(fā)光管； 手動、滅磁、異常、排強、過勵、故障紅色發(fā)光管； C.開關：黑色開關模塊工作電源開關； 4： I/O 接口板 調(diào)節(jié)器接收 9 個“干接點”開關量的輸入，分別為“增磁”、“減磁”、“手動”、“開機”、“并網(wǎng)”、“滅磁”、“排強”、“PSS 投入”、“恒功率投入” 。此個信號分別對應接線端子-號，10 號端子為輸入信號公共端。 調(diào)節(jié)器內(nèi)部通過帶有電源的“光電隔離”進行信號的輸入。外部“干接點”必須滿足的接點容量為：耐壓24VDC、電流15mA。 調(diào)節(jié)器

25、輸出 10 個“干接點”開關量，分別為“故障”、“起勵失敗”、“異?！?、“PSS 投入”、“恒功率因素”、“恒無功”、“空載過壓”、“風機”、“起勵”。此路輸出信號分別對應 11-19 號端子，20 號端子為輸出信號公共端。 調(diào)節(jié)器內(nèi)部使用進口 OMRON 繼電器，“干接點” 容量滿足：5A/250V AC、5A/30V DC。 5. 功率加頻率型 PSS 模塊 PSS 控制器是大型發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)器的一個標準軟件模塊，它的作用是輔助控制勵磁輸出，以抑制發(fā)電機的低頻振蕩，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。 功能模塊在發(fā)電機功率超過一定值時投入，低于一定值時自動退出，以防止系統(tǒng)甩負荷時由于 PSS 的作用使發(fā)電機

26、過電壓；手動投切，故障或無效時自動退出。 該 PSS 輸出限幅（5%10%），輸出噪聲小于輸出限幅值的 2%5%。 該 PSS 的頻率特性在較寬的頻帶內(nèi)，有較平的相位補償。6. 限制流程 發(fā)電機工作時，為保證安全運行和不輕易跳閘，備有許多限制功能。在目前(mqin)微機勵磁調(diào)節(jié)器中就有發(fā)電機空載(kn zi)下最大磁通 V/F 限制，反時限強勵頂值限制，以及滯相無功反時限或延時限制、進相無功瞬時限制等，限制判別程序就是判斷(pndun)發(fā)電機是否進入了這些限制狀態(tài)。由于這些限制特性往往是非線性的，必須根據(jù)反映這些特性的非線性曲線來判別。V/f 限制 V/f 限制是為防止發(fā)電機及其出口變壓器出現(xiàn)

27、磁飽和。V/f 限制在發(fā)電機未并網(wǎng)時、V/f 限制開關投入、頻率小于 V/f 失效閾值且無異常的情況下投入運行。當發(fā)電機頻率小于 V/f 失效閾值時，則限制電壓給定值不大于 UFG1，若頻率進一步下降，則曲線限制電壓給定值；當頻率小于 45Hz 時，低頻保護動作，則逆變滅磁。當發(fā)電機頻率大于 V/f 失效閾值時，低頻保護不參與控制調(diào)節(jié)。 低頻保護 低頻保護在發(fā)電機未并網(wǎng)時投入運行，并網(wǎng)后自動退出。此限制功能沒有限制開關，當頻率小于“低頻保護給定值”時，勵磁調(diào)節(jié)器逆變滅磁，并將給定全部清零。 強勵限制判別 強勵限制是為了防止發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁繞組過流而采取的限制勵磁的措施，從轉(zhuǎn)子勵磁繞組發(fā)熱考慮，當

28、強勵時，發(fā)電機的最大勵磁電流是被限制的。 過勵限制判別 當發(fā)電機勵磁電流（電壓）超過額定值（1.1 倍）時，對勵磁電流進行反時限延時限制。當其動作后，AVR 將通過 PI 電流閉環(huán)來控制，使勵磁裝置穩(wěn)定平滑的過渡到限制值穩(wěn)定運行。 根 欠勵限制判別 欠勵限制 PQ 動作曲線是按發(fā)電機不同有功功率靜態(tài)穩(wěn)定極限及法發(fā)電機端部發(fā)熱條件確定的。在發(fā)電機進相運行，輸出一定的有功(yu n)功率 P 下，為保持靜態(tài)穩(wěn)定運行，必須防止勵磁電流降低到穩(wěn)定運行所要求(yoqi)的數(shù)值以下。即發(fā)電機輸出的進相無功 Qc 必須限制(xinzh)曲線內(nèi)。 低勵限制 并網(wǎng)狀態(tài)下，當前無功不大于“低勵限制 PQ 曲線”上

29、當前有功對應的無功，限制并增加自動 PID 的輸出（增加 UG）。 低勵限制動作增加給定不得使自動 PID 的輸出超過過勵限制限制值。 該方式下勵磁仍然由主調(diào)節(jié)通道控制，動作穩(wěn)定可靠，在由于系統(tǒng)電壓或給定 UREF減小過低造成的無功減小變化較慢的工況下限制功能可靠穩(wěn)定。 空載過壓保護 未并網(wǎng)狀態(tài)和自動方式下工作，當機端電壓超出限制保護值時， 空載過壓保護” 無 “延時動作。 空載過壓保護動作時，勵磁調(diào)節(jié)器逆變滅磁，并將給定全部清零，同時“滅磁開關”繼電器動作，滅磁開關跳閘，切除功率回路。 相序錯誤 AVR 在收到同步脈沖后，會對同步脈沖到來的順序進行檢測，如果順序正確，“相序錯誤”標志位不動作

30、。如果不正確，“相序錯誤” 標志位動作。在檢測脈沖的時候，有一定的容錯能力，能夠剔除連續(xù)丟失 2 個脈沖的偶然情況。 在同時滿足“相序錯誤”和“未并網(wǎng)”兩個條件的時候，勵磁調(diào)節(jié)器將封鎖脈沖輸出，從而達到保護機組的目的。 LPT 斷線和 YPT 斷線 “LPT”和“YPT”當中間的某 1 個低于另 1 個電壓為額定的 10%的時候，發(fā)斷線信號。當發(fā)斷線信號的時候，勵磁調(diào)節(jié)器以中間高的 1 個作為電壓反饋運行，同時所有和功率有關的限制保護或調(diào)節(jié)功能全部退出。3.2.2、勵磁監(jiān)控單元數(shù)據(jù)顯示功能 數(shù)據(jù)顯示是 HMI 最主要也是最基本的功能?？梢燥@示單通道信息，也可以顯示雙通數(shù)據(jù)(shj)。 數(shù)據(jù)顯示

31、模擬量以及開關量信息(xnx)，包括三個部分：A 通道、B 通道、雙通道。 A 通道顯示 A 通道模擬量與開關(kigun)量信息。 B 通道顯示 B 通道模擬量與開關量信息。 雙通道顯示兩個通道的模擬量與開關量信息。 點擊菜單里的通道、通道、雙通道可以分別進入各自的窗口，在各自的窗口里面就可以看到調(diào)節(jié)器的模擬量和開關量信息。其中在通道和在通道你顯示的信息在雙通道里均有顯示。在三個顯示界面下方有實現(xiàn)三個界面相互切換的功能按鈕，通過點擊相應按鈕可以實現(xiàn)顯示界面的切換。在雙通道顯示界面下的“上一頁”和“下一頁”按鈕用來實現(xiàn)模擬量和開關量顯示界面的切換。 第四部分 控制裝置使用及操作說明 本部分所介

32、紹的控制系統(tǒng)操作說明，HWJT-09C 型微機勵磁控制裝置完成發(fā)電機及勵磁輸入輸出等電量采集和控制開關量的輸出，通過轉(zhuǎn)換和軟件控制運算，輸出各種狀態(tài)信號和功率柜的控制信號。對于開關式勵磁設備，調(diào)節(jié)器輸出的是占空比可變的 PWM方波；對于可控硅式勵磁方式，調(diào)節(jié)器輸出的是可控硅觸發(fā)角。勵磁調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的控制部分通常由單柜構成，我們簡稱為控制柜，其輸出用于控制功率輸出。4.1、系統(tǒng)介紹 HWJT-09C 微機勵磁控制柜由雙套 DSP 勵磁調(diào)節(jié)單元、脈沖功放電源和一臺工業(yè)HMI 組成。 調(diào)節(jié)器及功放電源 每套調(diào)節(jié)器都擁有獨立的電量測量和開關量輸入、輸出單元。各調(diào)節(jié)器的電源由一個電源模塊提供。模塊由外部

33、特別設計的濾波整流電路提供，可以輸入 1 路廠用直流和1 路廠用交流以及 1 路由勵磁變壓器提供的三相交流電源。 該電源由一個船型開關投切，位置位于調(diào)節(jié)器面板(min bn)上；如果開關處于分斷狀態(tài)，則裝置失去工作(gngzu)電源，調(diào)節(jié)器完全退出工作。 如有需要(xyo)，控制柜還配有兩套脈沖功放電源，為 IGBT 的專用驅(qū)動模塊或可控硅脈沖功率放大提供工作電源，該電源也由濾波整流電路提供電源，也是由調(diào)節(jié)器控制柜的開關提供。4.2、調(diào)節(jié)器面板說明 HWJT-09C 型微機勵磁調(diào)節(jié)器是以 TI 公司 32 位 DSP 控制芯片及可編程控制器外圍器件為核心，配以工業(yè)通用串行控制器組成的一體化電路

34、。通過串行通信線路以 19.2K速度和主控 CPU 交換數(shù)據(jù)，與系統(tǒng)控制 CPU 共同組成雙 CPU 系統(tǒng)，極大提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性能。 本節(jié)主要介紹操作方法及面板各按鍵和指示燈的功能。 面板上指示燈說明如下： a 電源指示燈：指示開關電源正常工作。 b 并網(wǎng)指示燈：指示發(fā)電機主開關位置。 c PSS 指示燈：指示調(diào)節(jié)器在 PSS 投入狀態(tài)。 d 恒無功指示燈：指示調(diào)節(jié)器在恒無功運行狀態(tài)。 e 運行指示燈：指示調(diào)節(jié)器在正常工作狀態(tài)。 f 主從指示燈：指示該調(diào)節(jié)器目前為主導調(diào)節(jié)器。 g 通訊指示燈：閃爍時指示通訊正常。 h 恒 PF 指示燈：指示調(diào)節(jié)器在恒功率因數(shù)運行狀態(tài)。 i 手動指示燈

35、：指示調(diào)節(jié)器在手動運行狀態(tài)。 j 排強指示燈：指示調(diào)節(jié)器置為限制強勵輸出。 k 異常指示燈：指示調(diào)節(jié)器有異?，F(xiàn)象，提示操作人員注意。 l 滅磁指示燈：指示該調(diào)節(jié)器處于逆變滅磁狀態(tài)，此時，滅磁開關分斷，或調(diào) 節(jié)器柜內(nèi)逆變開關投入。 m 過勵指示燈：指示該調(diào)節(jié)器勵磁電流輸出過大，超過了 1.1 倍額定。 n 故障指示燈：用來警示提示操作人員注意，調(diào)節(jié)器正處于故障工作狀態(tài)。此 時，應及時給以處理。 面板上開關和按鈕說明如下： a 電源開關：投入或斷開調(diào)節(jié)器工作電源。 b “增磁”按鈕：增加調(diào)節(jié)器發(fā)電機電壓給定值（Ug 或 Ig）。 c “減磁”按鈕：減小調(diào)節(jié)器發(fā)電機電壓給定值（Ug 或 Ig）。 d

36、 “手動”按鈕 ：將調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)為手動運行（恒勵磁(l c)電流）方式。 e “滅磁”按鈕 ：本調(diào)節(jié)器逆變滅磁動作(dngzu)，控制角置為 129.6。 f “切脈沖(michng)”按鈕：當某套調(diào)節(jié)器的脈沖開關處于“切”位置時，此調(diào)節(jié)器不 輸出脈沖信號，但與它并列的另一套不受影響。如果將兩套調(diào)節(jié)器的脈沖開 關都切掉，整個勵磁系統(tǒng)將沒有勵磁電流輸出；但裝置仍然帶電，調(diào)節(jié)器的 測量、運算、保護各單元仍照常工作，一旦脈沖開關重新閉合，調(diào)節(jié)器將按 當時的計算結果輸出控制信號。 安全提示：在操作脈沖開關時，要注意當時被操作調(diào)節(jié)器輸出的大小，也就 是它的輸出占空比或可控硅的觸發(fā)角的大小。4.3、人機界面使

37、用操作說明 HWJT-09C 勵磁調(diào)節(jié)器通過勵磁監(jiān)控單元實現(xiàn)人機界面、試驗、調(diào)試等勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的后臺功能。 上電后即自動開機，自動進入 HWJT-09C 勵磁顯示系統(tǒng)。 第五部分 裝置的基本操作方法及維護 基本規(guī)定 5. 1.1 非生產(chǎn)廠家人員，嚴禁帶電插拔連接件！ 5. 1.2 勵磁系統(tǒng)投入必須先投控制電源開關，再投入發(fā)電機信號(模擬量、開關量)，交流(直流)功率輸入開關，無異常情況，將調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)好(根據(jù)不同實驗和運行要求，設定不同)、穩(wěn)定后，在投入功率輸出開關。如有滅磁開關可先投。 5.1.3 勵磁系統(tǒng)退出順序和2相反，即先斷開功率輸出開關，再斷開功率輸入開關，再切發(fā)電機信號輸入開關及電源

38、開關。 注：實驗中退出設備時，可只斷開功率輸出開關；但對于雙套控制單元并 聯(lián)系統(tǒng)，需斷開本套調(diào)節(jié)器的輸出控制脈沖。 發(fā)電機輸入信號和調(diào)節(jié)器控制電源可是同一開關。 5.1.4 雙套或多套功率單元并聯(lián)，退出運行中的某套單元時，必須保證另外的工作單元輸出正常，無快熔熔斷、風機停運、功率開關松動等情況，并做好相應人身安全防護措施。 5.1.5 雙套或多套功率單元并聯(lián)運行，投入某套非工作單元時，必須保證投入套單元各環(huán)節(jié)正常，無短路、快熔熔斷、風機停運、功率開關松動等情況。做好相應人身安全防護(fngh)措施。5.1.6、勵磁裝置的投入(tur)和退出 1、投入勵磁裝置，勵磁裝置的開關、按鈕必然(brn)

39、處于如下狀態(tài)： 檢查滅磁開關 FMK 已合上 檢查功率柜交、直流側開關已合上 檢查交流，直流電源熔斷器已投入 檢查起勵回路正常，起勵電源已投入 投入調(diào)節(jié)器電源開關 檢查控制箱背板開關已合上，面板指示正常，按鈕均彈起(未按下) 檢查開機置位電壓給定正確 在轉(zhuǎn)速升至額定后按開機按鈕起勵升壓 通過增減磁操作將電壓升至額定，準備并網(wǎng) 2、勵磁裝置的退出操作 發(fā)電機解列后，按下“滅磁”按鈕，機端電壓降至最小后，分斷滅磁開關 如有必要，可斷開功率柜交流側開關 如果使勵磁裝置完全停電，則只須斷開柜體前面的電源保險即可5.1.7、控制單元的操作 1、開機 如果機組剛結束大修或小修，調(diào)節(jié)器處于斷電狀態(tài)，開機操作

40、時可參考以下步 驟： 1) 恢復勵磁裝置在檢修期間被打開的各處接線，檢查各電源保險處于切斷位 置，然后向調(diào)節(jié)器送直流操作電源。 2) 合滅磁開關。 3) 測量電源保險原邊的各電壓值，確認無誤后合各保險。 4) 通過調(diào)節(jié)器面板上的電源指示燈，確認調(diào)節(jié)器電源工作正常。 5) 投功率部分的交流開關，隨后投直流開關，檢查各開關位置的指示正確。 以上步驟完成后，機組即可開機升壓。 如果機組一直處于備用狀態(tài)，運行人員在開機前需檢查的項目是上述第 2、 項； 4 同時檢查起勵回路正常 如果機組已處于運行狀態(tài)，運行人員進行定期巡視時需檢查第 4 項。除此之外， 還應注意功率回路的溫升狀況，功率支路輸出電流的指

41、示是否和平常位置接近。 發(fā)電機建壓必須滿足以下條件： 1) 滅磁開關合上。 2) 發(fā)電機出口斷路器未合上(發(fā)電機處于空載(kn zi)狀態(tài))。 3) 功率(gngl)柜交、直流側開關合上。 4) 快速升壓：調(diào)節(jié)器收到開機令或操作(cozu)開機按扭，開始零起快速升壓過程。發(fā) 電機的機端電壓會升至此前調(diào)節(jié)器預先設定的電壓給定值。 2、停機操作 1) 減有功負荷至零。 2) 同時減無功負荷至零。 3) 發(fā)電機與系統(tǒng)解列，從中控室或現(xiàn)地發(fā)“滅磁”信號，機端電壓自動降為零。 綜上所述，如果機組以遠方開機、停機，及升壓、滅磁過程均能自動完成。運行人員只需進行“增/減磁”操作來控制發(fā)電機機端電壓或無功功率

42、大小。一般不需要進行其它操作。檢修人員可參考以上說明，在裝置啟、停過程中正確操作設備。5.2、異常處理5.2.1、一般性異常 在運行過程中，如果有異常現(xiàn)象發(fā)生，則裝置的“異常”指示燈亮，具體是哪一種異常信號可由控制箱面板上異常指示(紅色)顯示出來。例如： “斷線”燈亮，表明勵磁 PT 或儀表 PT 發(fā)生斷線故障，調(diào)節(jié)器可照常運行。一旦 PT故障恢復，斷線信號自動復歸。 “過勵”燈亮，表示“過勵限制”動作，調(diào)節(jié)器將限制其輸出。勵磁電流被限制至整定值，經(jīng)過大約 20 秒延時(與限制后的電流情況有關，在保證發(fā)電機轉(zhuǎn)子良好散熱后，過勵才會復歸)，過勵限制復歸，調(diào)節(jié)器照常運行。 “低勵”燈亮，表示“低勵

43、限制”動作，調(diào)節(jié)器將限制其輸出進一步下降。勵磁電流自動增加，低勵狀態(tài)解除，低勵燈熄滅，調(diào)節(jié)器照常運行。 “低頻”燈亮，表示調(diào)節(jié)器測得的 PT 電壓頻率比整定值低。 “低頻保護”動作，調(diào)節(jié)器將電壓給定清零，也即輸出為零。 “滅磁”燈亮，表示調(diào)節(jié)器將電壓和電流給定清零，使機端電壓和勵磁電流下降為零。 “低頻”和“滅磁”的動作結果相同。都是使勵磁裝置輸出為零。且兩者在發(fā)電機并網(wǎng)后被閉鎖失效。 以上所述為勵磁調(diào)節(jié)器內(nèi)部的各種保護(boh)功能，這些保護動作信號均作為勵磁裝置運行中的異常信號，并不表示調(diào)節(jié)器有故障(gzhng)或損壞。5.2.2、勵磁(l c)裝置故障和異常 真正意義上的勵磁事故是過勵保

44、護，勵磁調(diào)節(jié)器的“過勵保護”動作會使該套調(diào)節(jié)器自動退出，同時“過勵保護”信號亮且不能復歸?！斑^勵保護”并不等同于前述之“過勵限制”，后者在調(diào)節(jié)器限制輸出后能自動復歸，且調(diào)節(jié)器能繼續(xù)運行。 如果調(diào)節(jié)器的“過勵保護”均動作，勵磁裝置將退出運行?！斑^勵保護”信號燈保持至裝置斷電后才能復歸。 處理方法：這種情況是已有明確定義的勵磁故障。發(fā)生上述情況后應停機檢查裝置的相關單元是否正常。 除此之外，運行中還可能發(fā)生的其它故障： 1）功率柜輸出電流異常（對于有冗余功率單元情況） 現(xiàn)象：兩柜電流不一致且相差較大。 在正常條件下，功率柜的均流系數(shù)一般不劣于 85%。 功率柜電流不均衡可能是由功率柜元件損壞引起的

45、。例如某只整流管損壞或快熔分斷導致此支路開路，供給變流回路的直流電壓下降使其輸出下降；但由于調(diào)節(jié)器會維持機端電壓恒定，另一柜的輸出電流就會隨之增大。 處理方法：一旦遇此情況，運行人員應降低勵磁電流的輸出，減少功率柜的電流負荷，如果有機會，最好能停機檢查。 2）功率柜單柜運行 在發(fā)生 1）、或下述 4）、5）情況時，有可能使勵磁裝置單功率柜運行，在單柜運行時，必要時使用功率柜內(nèi)的冷卻風扇降低功率器件的溫升。 3）勵磁變壓器溫升或噪音過大 現(xiàn)象：勵磁變壓器的測溫儀表指示某相溫度超過 115 一般勵磁變壓器配有冷卻風機，風機會在變壓器本體溫度達到 90時啟動。超過130時報警。一般情況下不會有溫升過

46、高的情況出現(xiàn)。 處理方法：如果(rgu)溫度上升至到 115，可能是風機(fn j)未啟動或變壓器本身的問題。一旦溫度(wnd)持續(xù)上升達到 130，應停機檢查。 假如變壓器在運行時發(fā)出與往常不同噪音和振動，很可能是由三相電流不平衡所至。檢查功率柜的輸出電流是否均衡，處置方法同前功率柜輸出電流異常“1）”項。 4）功率柜快熔分斷 現(xiàn)象：功率柜柜門上的熔斷指示燈亮，同時中控室有“勵磁事故”光字牌發(fā)出。 此故障會導致功率柜輸出電流不一致。 處理方法：如果是單柜有熔斷器熔斷，退出該功率柜，發(fā)電機可以正常運行，調(diào)節(jié)器自動限制強勵的倍數(shù)。如多臺功率柜都出現(xiàn)此類故障，應立即停機處理。 5）功率柜直流側開關

47、跳開 現(xiàn)象：功率柜在正常運行時突然將直流側出口開關跳開，柜門指示燈指示其為“分”狀態(tài)。 功率柜發(fā)生過流會引起該柜出口開關跳開，除此之外只能是開關誤跳或誤操作開關。 處理方法：同前“1）”項電流異常。 6）調(diào)節(jié)器電源故障 現(xiàn)象：調(diào)節(jié)器外輸入正常，電源插件指示消失。 此現(xiàn)象表明此調(diào)節(jié)器內(nèi)部電源有故障。勵磁裝置的運行由另一臺調(diào)節(jié)器執(zhí)行。 處理方法：按下故障調(diào)節(jié)器的“切脈沖”開關，使其退出運行。待將來停機后再作處理。 7）發(fā)電機無功擺動 現(xiàn)象：發(fā)電機的無功發(fā)生振蕩，且不能平息。 處理方法：通過勵磁監(jiān)控單元的液晶顯示屏觀察調(diào)節(jié)器的占空比或可控硅的觸發(fā)角輸出是否有大幅波動。選定有故障或異常的（如無故障或異

48、常，選 Hg 波動較大）一臺調(diào)節(jié)器，按下它的“切脈沖”開關使其退出運行。如果故障未消失，彈起此調(diào)節(jié)器的“切脈沖”開關，使其重新投入。然后切除另一臺（發(fā)電機的有功擺動也會引起其無功變化，調(diào)節(jié)器會控制這種無功變化使其不會(b hu)成為擺動，但轉(zhuǎn)子電壓可能會比平常的變化范圍大，這顯然是一種正常(zhngchng)現(xiàn)象。不同尋常的無功擺動有可能是因系統(tǒng)波動或相鄰機組負荷變化引起的；調(diào)節(jié)器本身的測量或功率(gngl)回路異常也會引起發(fā)電機端電壓或無功負荷的波動，但這種可能性較?。?。 8）發(fā)電機無法建壓 現(xiàn)象：正常開機時，機組轉(zhuǎn)速已經(jīng)達到額定，但發(fā)電機無機端電壓。 處理方法：首先檢查是否有“起勵失敗”信號。如果有此信號，證明起勵操作的條件均已滿足，應重點檢查下列項目： 起勵電源是否投入； “滅磁”按鈕是否處于“斷”位置; 功率柜的交流刀閘和直流開關是否合上; 調(diào)節(jié)器的電壓給定是否置位成功； 如果無“起勵失敗”信號，則可以斷定起勵條件未滿足，重點應核查下列條目： 滅磁開關合否; “自動起勵壓板”是否投入; 自動開機令到來否; 無法建壓的原因排除后，可在機組維持額定轉(zhuǎn)速的情況下，手動起勵升壓。 綜合各種異常情況可以看出，勵磁裝置的功率部分出現(xiàn)異常后，應及時降負荷以保證發(fā)電機和勵磁設備繼續(xù)安全運行，并盡可能停機處理為宜?？刂撇?/p>