EX勵(lì)磁系統(tǒng)簡(jiǎn)介

會(huì)計(jì)學(xué)1EX勵(lì)磁系統(tǒng)簡(jiǎn)介GECompanyProprietaryGE的數(shù)字式控制系統(tǒng)，具有最大的可靠性，而且設(shè)計(jì)靈活，操作方便。

GEEX2100MB勵(lì)磁系統(tǒng)由調(diào)節(jié)屏（AVR）、可控硅整流屏（SCR），交流進(jìn)線屏和直流出線屏組成。第1頁(yè)/共24頁(yè)調(diào)節(jié)器（AVR）

調(diào)節(jié)器的硬件

采用三重冗余的控制器，在雙通道M1、M2的基礎(chǔ)上增加了C監(jiān)控

通道，增加了系統(tǒng)的可靠性。

控制器中的各板件通過底板的高速通訊母線ISBUS相互連接進(jìn)行通訊?？刂破鰿監(jiān)控M1、M2的狀態(tài)。勵(lì)磁系統(tǒng)獨(dú)立的的電源模塊為每一個(gè)控制器M1,M2,C單獨(dú)提供電源。勵(lì)磁系統(tǒng)的輸入電源為三路電源并聯(lián)，提高了可靠性。第2頁(yè)/共24頁(yè)DPMACLEControlModuleM1DSPXM1SimplexControlRedundantControlACLEControlModuleM2DPMDSPXM2DSPXCEthernetDataHighway(EthernetGlobalData,Modbus)ISBus-(CommunicationAcrossVMEBackplane)M1: ControlModuleMaster1M2: ControlModuleMaster2C: ControlModuleProtectionDPM: Dual-PortedMemoryEGD: EthernetGlobalDataDesignedforMaximumReliability三冗余控制模式第3頁(yè)/共24頁(yè)發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)接地檢測(cè)裝置采用了三冗余的方式，解決了接地檢測(cè)不能實(shí)現(xiàn)冗余的技術(shù)難題。

接地檢測(cè)裝置采用低頻對(duì)地方波電壓監(jiān)測(cè)流過高阻抗接地電阻上的電流?？梢耘袛嘟?、直流側(cè)接地并通過軟件計(jì)算可以測(cè)出直流側(cè)接地點(diǎn)的位置，使檢修人員快速查找出轉(zhuǎn)子接地點(diǎn)并及時(shí)處理，減少停機(jī)時(shí)間。VersamaxPLC為勵(lì)磁系統(tǒng)提供與遠(yuǎn)方DCS所需要信號(hào)的I/O結(jié)點(diǎn)。結(jié)點(diǎn)容量大，可以滿足各種不同需要的設(shè)計(jì)。第4頁(yè)/共24頁(yè)

就地操作員接口（KEYPAD）直接安裝在EX2100的控制柜上，可以進(jìn)行控制和維修操作起動(dòng)/停機(jī)調(diào)節(jié)器切換和調(diào)節(jié)器選擇

顯示系統(tǒng)狀態(tài)

發(fā)電機(jī)的MW和MVARS勵(lì)磁電流和電壓調(diào)節(jié)器平衡診斷顯示

報(bào)警歷史應(yīng)用數(shù)據(jù)I/O接口狀態(tài)測(cè)試和調(diào)整顯示第5頁(yè)/共24頁(yè)

控制員操作界面（COI）為發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置提供方便的彩色的觸摸屏接口。人機(jī)界面友好，可以在較直觀的圖形程序框圖中進(jìn)行整定。COI通過光纖與AVR相互通訊，AVR除了接收運(yùn)行指令外，還將各種報(bào)警故障信號(hào)上傳至主控室，便于運(yùn)行人員及時(shí)了解運(yùn)行中的故障。第6頁(yè)/共24頁(yè)

起勵(lì)模塊：起勵(lì)模塊采用兩相380VAC電壓經(jīng)過整流后并濾波（或直流電源），通過起勵(lì)繼電器的接點(diǎn)，將電壓加到發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁回路。起勵(lì)繼電器由控制器上EMIO板的驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行控制。在起勵(lì)過程中，起勵(lì)模塊為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組提供15%-20%的AFNL（空載勵(lì)磁電流）當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓上升到規(guī)定值時(shí)，起勵(lì)回路自動(dòng)退出。第7頁(yè)/共24頁(yè)

可控硅整流柜可控硅整流柜包括整流元件、脈沖觸發(fā)放大板（EGPA）、橋臂電感線圈和緩沖器（SNUBER）等?？煽毓枵鳂虿捎肗+1冗余設(shè)計(jì)，采用4英寸大功率整流管，單橋出力可達(dá)到3000A。應(yīng)用的并聯(lián)整流橋支路數(shù)減少，均流效果好。

目前GE公司已經(jīng)有111套采用100MM可控硅的整流設(shè)備在全球運(yùn)行。其它公司目前還沒有。對(duì)于600MW機(jī)組，設(shè)計(jì)為3橋并聯(lián)，當(dāng)一個(gè)整流橋因故障退出，其余兩橋可以滿足發(fā)電機(jī)包括強(qiáng)勵(lì)在內(nèi)的所有工況。第8頁(yè)/共24頁(yè)

冷卻風(fēng)機(jī)可控硅整流橋采用強(qiáng)迫風(fēng)冷。每個(gè)整流柜安裝一臺(tái)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)由380VAC電源供電，可以在勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)方便地在線更換。觸發(fā)脈沖放大板（EGPA）脈沖板從控制器中的ESEL板獲得導(dǎo)通命令對(duì)6個(gè)可控硅發(fā)出觸發(fā)脈沖。同時(shí)它也是導(dǎo)通電流反饋、整流橋通風(fēng)和溫度監(jiān)測(cè)信號(hào)的接口。五極開關(guān)整流橋加裝五極開關(guān)，使得其交直流兩側(cè)具有明顯的分?jǐn)帱c(diǎn)，使檢修人員能方便地在線更換故障整流橋的故障元件。

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滅磁及過電壓保護(hù)裝置正常停機(jī)時(shí)，系統(tǒng)采用逆變滅磁。事故狀態(tài)下，控制器發(fā)出閉鎖脈沖命令，然后發(fā)送跳閘信號(hào)給滅磁開關(guān)，同時(shí)也發(fā)送給滅磁模塊的觸發(fā)回路。滅磁模塊將線性滅磁電阻接入滅磁，再經(jīng)過20ms后滅磁開關(guān)動(dòng)作。勵(lì)磁系統(tǒng)的最大滅磁開斷容量為100KA。可以保證發(fā)電機(jī)在機(jī)端短路、空載誤強(qiáng)勵(lì)等極端的情況下快速可靠的滅磁。每個(gè)滅磁模塊上設(shè)有兩個(gè)獨(dú)立的霍爾效應(yīng)導(dǎo)通傳感器回路。當(dāng)任何一個(gè)回路導(dǎo)通或者當(dāng)可控硅陽(yáng)極對(duì)陰極電壓超過過電壓整定值時(shí)，滅磁模塊將滅磁電阻接入進(jìn)行滅磁。GERAPID6007第10頁(yè)/共24頁(yè)

勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的軟件軟件是從GETOOLBOX下載勵(lì)磁調(diào)節(jié)器上的，并儲(chǔ)存于控制器中。該軟件具有診斷，趨勢(shì)變化和邏輯強(qiáng)制能力。該工具盒也包括應(yīng)用軟件、I/O口分配、參數(shù)整定所用的編輯器。各種數(shù)學(xué)功能塊和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析不需要將附加的試驗(yàn)設(shè)備連接到EX2100就能進(jìn)行AVR，F(xiàn)VR，OEL和UEL及PSS各種功能的頻率響應(yīng)分析。軟件操作界面友好，可以查看運(yùn)行信號(hào)，進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)修改，設(shè)置簡(jiǎn)單、方便。多重的保護(hù)和限制功能確保勵(lì)磁裝置、發(fā)電機(jī)組和電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。第11頁(yè)/共24頁(yè)

模擬器（Simulator）勵(lì)磁系統(tǒng)軟件中含有一個(gè)精確的發(fā)電機(jī)模型。它可以配置成很近似地描述發(fā)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。在機(jī)組初次啟動(dòng)之前或機(jī)組停運(yùn)時(shí)，可以用它對(duì)調(diào)節(jié)器、限制器和保護(hù)功能進(jìn)行校驗(yàn)，節(jié)約了整組啟動(dòng)時(shí)的調(diào)試時(shí)間。另外可以用該軟件對(duì)運(yùn)行人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的培訓(xùn)，節(jié)約培訓(xùn)時(shí)間及培訓(xùn)費(fèi)用。第12頁(yè)/共24頁(yè)第13頁(yè)/共24頁(yè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）GEEX2100MB勵(lì)磁控制系統(tǒng)采用基于加速功率積分的原理全集成的數(shù)字式PSS，可以有效地抑制電力系統(tǒng)的低頻震蕩，避免了傳統(tǒng)的PSS存在的有功反調(diào)現(xiàn)象。PSS采用IEEEPSS2B模型，具有三階‘超前一滯后’校正，增加了系統(tǒng)的魯棒性。PSS采用自身的白噪聲信號(hào)，調(diào)試方便，減少了試驗(yàn)中的接線工作。第14頁(yè)/共24頁(yè)第15頁(yè)/共24頁(yè)通訊通過ETHERNET采用光纖與遠(yuǎn)方的COI進(jìn)行通訊。通過通過Modbus?RTU直接與用戶的DCS（分布式控制系統(tǒng)）相連接，增加了靈活性。系統(tǒng)內(nèi)部各控制器及其他單元之間采用ISBUS總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和通訊。第16頁(yè)/共24頁(yè)控制器由以下板卡構(gòu)成:DSPX數(shù)字信號(hào)處理器控制板（DSPX）ACLE應(yīng)用控制層模塊（ACLE）EISB勵(lì)磁裝置IS母線板（EISB）EMIO勵(lì)磁裝置主I/O板（EMIO）ESEL勵(lì)磁裝置選擇器板（ESEL）

DSPX板是主控制器，它提供邏輯控制、信號(hào)處理和接口的功能，并與ACLE分擔(dān)控制任務(wù)。DSPX板包含有一個(gè)高性能數(shù)字信號(hào)處理器（DSP），標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)組件，以及一塊特殊用途集成電路（ASIC），此電路可以執(zhí)行定制的邏輯功能。CPU的型號(hào)為TMS320C31，時(shí)鐘頻率為60MHZ。具有四個(gè)外部中斷第17頁(yè)/共24頁(yè)

DSPX板是主控制器，它提供邏輯控制、信號(hào)處理和接口的功能，并與ACLE分擔(dān)控制任務(wù)。DSPX板包含有一個(gè)高性能數(shù)字信號(hào)處理器（DSP），標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)組件，以及一塊特殊用途集成電路（ASIC），此電路可以執(zhí)行定制的邏輯功能。DSP型號(hào)為TMS320C31，時(shí)鐘頻率為60MHZ。具有四個(gè)外部中斷：堆棧溢出（INT0）內(nèi)部循環(huán)負(fù)載脈沖（INT1）兩個(gè)可配置輸入（INT2、INT3）DSPX控制板上提供有以下類型的存儲(chǔ)器：閃存（FLASH），用于存儲(chǔ)DSP的引導(dǎo)圖像、代碼執(zhí)行和可配置項(xiàng)目，例如系統(tǒng)的歷史記錄。隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM），用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和代碼執(zhí)行。非易失隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（NVRAM），用于存儲(chǔ)非易失性的數(shù)據(jù)。附加存儲(chǔ)器，用于標(biāo)識(shí)控制板的修改記錄。

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DSPX提供的功能包括：整流橋觸發(fā)回路控制、I/O處理、以及內(nèi)部環(huán)路調(diào)節(jié)：勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)器（FVR）勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器（FCR）送至ESEL板的SCR觸發(fā)信號(hào)。起動(dòng)--停機(jī)功能起勵(lì)控制報(bào)警和跳閘邏輯發(fā)電機(jī)測(cè)量?jī)x表處理發(fā)電機(jī)模擬第19頁(yè)/共24頁(yè)ACLE板PentiumP5266MHz的中央處理器單元（CPU）ACLE提供與汽輪機(jī)控制、LCI和HMI的以太網(wǎng)通訊，并運(yùn)行如下的外部環(huán)路控制功能。自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器（AVR）電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）低勵(lì)磁限制調(diào)節(jié)器（UEL）VAR/功率因數(shù)調(diào)節(jié)器（VAR/PF）

第20頁(yè)/共24頁(yè)EISB板勵(lì)磁裝置IS母線板（EISB）是M1、M2和C控制模塊之間的特殊通訊接口板。EISB是高速通訊母線，用于提供在M1、M2和C中的3個(gè)DSPX之間的通訊。EISB通過底板連接器，接收并發(fā)送光纜反饋信號(hào)。它通過控制底板將它們發(fā)送到DSPX控制器，并利用RS-232C在DSPX和工具（tool）以及鍵盤（Keypad）端口之間進(jìn)行通訊。通過前面板上的6個(gè)光纜接口，利用EDCF板，接收從發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)來的電流和電壓信號(hào)，并接收和發(fā)送信號(hào)到接地檢測(cè)模塊（EGDM）。EMIO板EMIO板管理從EPCT、ECTB、EACF和EXTB端子板來的I/O。該I/O包括PT和CT信號(hào)，節(jié)點(diǎn)輸入、輸出繼電器驅(qū)動(dòng)器和跳閘控制繼電器的驅(qū)動(dòng)。通過底板，它也送出邏輯電平的觸發(fā)脈沖信號(hào)到ESEL板，ESEL將它們送到功率整流柜中的EGPA。

第21頁(yè)/共24頁(yè)ESEL板勵(lì)磁裝置選擇器板ESEL從與它相對(duì)應(yīng)EMIO接收邏輯電平的6個(gè)觸發(fā)脈沖信號(hào)。這些脈沖信號(hào)分配到勵(lì)磁裝置觸發(fā)脈沖放大器板（EGPA）。二個(gè)ESEL板，其中一個(gè)由M1驅(qū)動(dòng)，另一個(gè)由M2驅(qū)動(dòng)。工作的ESEL由控制器C選擇，由它將所需的控制信號(hào)送到EGPA板。如果控制器C出現(xiàn)故障，那么系統(tǒng)默認(rèn)M1為主控制器進(jìn)行工作。

第22頁(yè)/共24頁(yè)GEEX2100MB勵(lì)磁系統(tǒng)在中國(guó)市場(chǎng)的業(yè)績(jī)1.國(guó)電電力山西大同第二發(fā)電廠2×600MW

已投入商業(yè)運(yùn)行2.河北大唐王灘發(fā)電廠2×600MW調(diào)試中3.內(nèi)蒙古上都發(fā)電廠2×600MW4.江蘇太倉(cāng)發(fā)電廠2×600MW5.廣東汕頭發(fā)電廠1×600MW調(diào)試中6.福建大唐寧德發(fā)電有限責(zé)任公司2×600MW7.廣東大唐潮州發(fā)電有限責(zé)任公司2×600MW8.武漢華中華能發(fā)電有限責(zé)任公司2×600MW9.華能珞璜電廠三期擴(kuò)建工程2×600MW10.華電包頭發(fā)電有限公