励磁控制柜说明书-_

1、DVR-2100A微机励磁控制柜使用维护说明书 0NQ.140.531 0NQ.140.531DVR-2100A微机励磁控制柜使用维护说明书南京汽轮电机(集团)有限责任公司南京汽轮电力控制有限公司编制丛钱尤 2010.11校对冯建生 2010.11审核鲁道直 2010.11标准审 定批 准目 录第一章概述及适用范围31.1概述41.2适用范围41.3运行环境4第二章主要功能及技术指标52.1主要功能52.2主要技术指标6第三章主要配置93.1微机励磁控制柜电气配置93.2结构配置10第四章基本原理134.1概述134.2工作原理144.3软件说明16第五章显示及操作说明225.1键盘操作介绍2

2、25.2主画面显示225.3主菜单显示235.4就地操作开关说明335.5主控操作开关说明345.6操作说明345.7日常维护36第一章 概述及适用范围1.1 概述DVR-2100A微机励磁控制柜是在引进的英国BRUSH公司的MAVR自动电压调节器技术基础上开发的适合三机同轴无刷励磁系统的微机励磁调节器。它继承了第一代DVR-2000A系列数字励磁调节器的全部调节、控制及限制保护功能，并结合了千余台套的现场运行经验开发研制的升级换代产品。励磁调节器采用美国TI公司最新的高速32位DSP作为核心，配以大规模的可编程逻辑器件CPLD作为辅助元件，将控制系统基本缩小为一个片上系统，大大提高了系统的可

3、靠性。同时外挂的平板机和大屏幕液晶显示器将人机交互提高到了一个更新的高度，给用户的使用提供了极大的方便。DVR-2100A微机励磁调节器具有以下特点：1. 模型清晰、准确调节器所采用的计算模型均经过计算机仿真和动态信号分析仪实测证明该模型在离散化过程中误差小，精度高。2. 测量精度高采用每周波24点交流采样，快速傅立叶变换，完全消除了零漂等对测量精度的影响，同时采用高速14位A/D变换器，保证了测量通道的精度和快速性。3. 强大的网络功能具有强大的通讯功能，双通道的调节器之间通过可靠的现场总线CAN-BUS进行连接，实现数据共享和协调控制。每个调节器都提供两个独立、并进行隔离的RS232和RS

4、485接口。非常方便的实现调节器与上位管理机的通讯以及与电厂DCS系统的连接。4. 高度集成化的硬件设计采用超大规模逻辑器件，该器件通过灵活编程能实现传统的数十个芯片组合才能完成的功能，一个芯片即完成了CPU的所有外围电路。硬件的简单大大的减少了装置的故障点，提高了系统的整体可靠性。5. 美观实用的机箱设计和先进、规范的生产工艺调节器采用标准的4U机箱，背插结构，使得信号流流向一致，减少了信号交叉的影响，提高了系统的抗干扰能力，机箱采用全封闭结构，机箱内集成了调节器需要的所有板件，自成系统。主要板件全部采用多层电路板，表面贴装工艺。1.2 适用范围DVR-2100A微机励磁控制柜适用于60MW

5、及以上三机无刷励磁系统，其中励磁电源是单相永磁机，频率为400Hz。1.3 运行环境1、海拔高度不超过2000米。2、环境温度-1040。3、相对湿度不大于90%。4、没有火灾及爆炸危险的场所。5、无导电尘埃及化学腐蚀气体的场所。6、无强的电磁干扰的场所。第二章 主要功能及技术指标2.1 主要功能 DVR-2100A微机励磁控制柜的基本任务是维持发电机的机端电压恒定、通过合理的调差设置保证并列运行的机组间无功功率的合理分配，以快速的励磁响应提高电力系统的暂态稳定和静态稳定。除了以上基本的控制调节功能外，调节器还具有故障录波、事件记录、系统自检、智能调试等辅助功能。2.1.1调节及控制功能1、

6、自动运行方式即发电机恒机端电压PID调节；2、 手动运行方式即发电机恒励磁电流PID调节；3、 发电机恒功率因数运行；4、 发电机恒无功运行；5、 自动、手动之间相互跟踪，实现各种方式下无扰动切换；6、 通道之间相互跟踪，实现通道之间无扰动切换；7、 发电机恒定控制角运行；8、 无功调差调节，可任意设置正、负调差方向，调差系数0-15%任意调节，级差0.1%；9、 完成发电机在空载、负载等工况下的机组稳定运行及无功的平滑调节；10、 电力系统稳定器（PSS）附加控制；11、 参数的在线修改及记录，保证掉电数据不遗失；12、 可通过串行口将励磁控制柜接入电厂DCS系统，将调节过程中的数据实时传送

7、到上位机；2.1.2限制和保护功能1、 PT断线保护2、 V/Hz保护（伏赫比保护）3、 过励限制与保护4、 欠励限制及保护5、 空载过电压保护6、 触发脉冲丢失的检测7、 通讯故障检测8、 可控硅故障检测9、 电源检测10、 旋转二极管故障检测及报警2.1.3辅助功能1、故障录波功能。调节器记录故障前10秒故障后10秒的测量数据。记录的量包括，发电机电压UG1，UG2，自动给定值UGREF，手动给定值IFREF，晶闸管控制角ARF，有功功率P，无功功率Q，转子电压Ufd，励磁电流 Ifd，发电机频率F0。基本涵盖了所有模拟量，故障波形能够在调节器自带的液晶显示器进行显示。故障录波的启动方式分

8、为突变量启动和故障启动两种方式。2、试验录波功能。调节器能够通过手动启动的方式记录试验时的波形，如10%阶跃响应，自动升压，手动升压，零起升压，空载，短路，灭磁，手自动切换，通道切换，频率特性，强励，欠励，无功调差，甩负荷等，记录时间为试验启动前1秒，试验启动后19秒的时间，记录的量同故障录波。显示方式同故障录波。3、故障记录功能。能够按先进先出的原则记录20次故障动作值，及故障时间（精确到毫秒），及故障类型，所有信息均可在液晶显示或上位机上进行显示。4、事件记录功能。能够按先进先出的原则记录20次事件发生的类型和动作时间（精确到毫秒）例如灭磁开关的分合，通道的投入/退出，运行方式切换，手自动

9、的切换。5、强大的通讯功能。采用标准的MODBUS协议，可以通过灵活的通讯方式，RS232，RS485，CAN，进行通道之间的通讯以及调节器与DCS系统或电厂其它监控系统的接口。6、软件电位器功能。所有模拟量的处理回路均取消电位器，改为能够在菜单上整定的软件电位器，调试工作由此变的更加轻松灵活。7、强大试验功能。通过调节器上的键盘操作，方便的进行各项试验，如开关量传动试验、过励限制、欠励限制、阶跃响应试验、PSS的有补偿试验，PSS无补偿试验，空载试验、短路试验、自动升压试验，灭磁试验等，并能进行自动录波。2.2 主要技术指标2.2.1模数转换器输入参数A/D 采样通道： 16 路模拟量输入一

10、览：机端电压PT1： 副边额定值 105V(100120V 可调)机端电压PT2： 副边额定值 105V(100120V 可调)定子电流CT1： 副边额定值 5.0A(或1.0A)定子电流CT2： 副边额定值 5.0A(或1.0A)励磁电流： 柜内LEM测量2.2.2 开关量输入输出容量16路光电隔离输入；10路开关量输出，其中2路光电隔离输出，8路继电器输出，可扩充到18路。触发脉冲：可供单相全控整流桥用的双脉冲，脉冲宽度100us，脉冲电源24V。2.2.3 网络接口串口1：RS-232 （隔离）串口2：RS-485 （隔离）CAN总线：CANH,CANL（隔离）通讯协议：标准Modbus

11、协议2.2.4 电源参数 励磁电源：AC.190310V、020A 单相400Hz工作交流电源：AC.190310V、单相400Hz工作直流电源：DC.110220V±20%，2A2.2.5 指标参数DVR-2100A微机励磁控制柜全面符合或优于GB/T 7409.3-1997 大、中型同步发电机励磁系统技术要求。具体指标参数如下：（1） CPU类型：32位高速DSP芯片（2） CPU速度：最高150MHz（3） 可控硅控制角分辨率：0.0048度/码（4） A/D 转换量分辨率：2-14，16 路。（5） 控制计算调节速度：3.3 ms（6） 调压范围：10%130%（7） 调压精

12、度：<0.5%（8） 移相范围：20150°。上下限值可程序设置（9） 调差：软件无功调差、正负大小任选级差为±1%，调差设定范围为±20%。（10）频率特性：频率每变化1%，发电机端电压变化不大于额定值的±0.25%。（11）整定值调节速度：可编程，满足不大于1% /s，不少于0.3% /s。（12）在空载额定电压情况下，当发电机给定阶跃为±10%时，发电机电压超调量小于阶跃量的30%，振荡次数小于2次，调节时间小于5s。（13）当发电机零起升压时，机端电压超调量不超过额定电压的10%，振荡次数小于2次，调节时间小于10s。（14）工作

13、方式：主、备用。（15）调节器装设电力系统稳定器（PSS），其有效频率范围为0.1-2.5Hz.。同时，设置必要的保护和控制回路。第三章 主要配置3.1励磁控制柜电气配置DVR-2100A微机励磁控制柜以简单、可靠为原则，可针对不同的励磁方式进行相应的励磁系统配置。本章就以三机无刷励磁系统为例作一介绍。3.1.1 励磁系统工作方式三机无刷励磁系统拥有相同的双微机控制通道。在无刷励磁方式下调节器工作在主、备用方式。主、备通道相互通讯，备用通道作为热备用跟踪工作通道，并能进行无扰动切换。在这种方式下，单通道运行即能满足发电机各种运行工况的要求，双通道配置则大大提高了系统的可靠性。3.1.2 输入输

14、出接口示意图 图 3-1是励磁控制输入输出接口示意图。模拟量量程为±5V，操作回路统一使用24V电源。有关信号示意如下。 仪表PT D/A 1 灭磁开关 自动运行 量测PT D/A 2 零起升压 手动运行 定子电流 功率单元故障 PSS投入励磁电流 增 磁 恒无功 减 磁 恒功率因数测试信号 RS-232 PSS投/退 限制保护系统电压 RS-485 通道投/退（可选） CAN 运行/跟踪 跳开关 脉冲输出 图 3-1 输入输出接口开关量输入 开关量 输出模拟量输入 信号输出3.1.3 主要组成励磁控制柜是一个高度集成化，由两个相同的通道的调节器和功率单元组成的冗余系统。每个通道包含

15、了从开关电源到脉冲放大等所有的功能插件电路板，具体包括：1、 开关电源组件1 （+5V，±12V，24V2）(电源)2、 开关电源组件2 （24V1）(电源)3、 主机板 （CPU）4、 开关量输入输出板 (开入开出)5、 脉冲放大板6、 模拟量信号处理板 (信号处理)7、 PT/CT板 (PT/CT)8、 总线后底板9、 键盘及液晶显示面板3.2 结构配置3.2.1 柜体构成 调节器安装于励磁控制柜内，柜体平整美观，且柜体强度高，表面采用喷塑工艺，颜色由用户提供色标。柜内配线走向按强、弱电分开，避免相互干扰。励磁主电流回路用2.5mm2的导线，其它用1.5mm2的导线。所有的线号及

16、号牌用专用的打印机打印，做到整齐一致。水平接地铜母线尺寸不小于6×25mm2，每个柜的接地是由螺栓接地母线连至裸露的金属来实现。柜体外形尺寸及颜色由用户在合同中确定，柜体设上下通风网孔。3.2.2 分层介绍 结构详见励磁控制柜图。1）、表计层表计层装设发电机定子电压表，永磁机电压表，励磁电流表，便于运行或就地试验监视。2）、操作层本层安装6个操作开关，励磁开关合闸/分闸按钮AN1/AN2，用于在就地对控制柜进行操作。QK1 通道选择开关：该开关有两个位置：用于就地操作，选择通道A运行（通道B跟踪）、选择通道B运行（通道A跟踪）。QK2 就地/主控开关: 用来选择调节器接受就地开关的命

17、令还是主控开关的命令，该开关打到主控位置，励磁控制柜上操作开关失效，调节器受主控开关的控制；该开关打到就地位置，调节器接受励磁控制柜上开关的命令，主控室的对应开关失去作用。运行中如果进行就地/主控切换时，应先将就地和主控的所有开关位置先对应成一致状态。QK3 自动/手动开关: 用来选择调节器选择自动运行、手动运行方式。QK4 减/增励磁开关: 此开关为自复位开关，用来调整发电机电压或无功功率的大小。QK5 方式选择开关: 用来选择调节器在恒电压、恒功率因数、恒无功方式运行。QK6 通道退/投开关：选择调节器投入运行或退出运行。ANI 励磁开关分闸按钮：用于KK接触器的分闸操作。AN2 励磁开关

18、合闸按钮：用于KK接触器的合闸操作。3）、控制层控制层是励磁控制柜的核心层（主控单元），它集成了调节器几乎所有的功能板件。调节器采用4U标准机箱。图 3-2A 为调节器的前视图，图 3-2B 为调节器的后视图。在调节器的面板上布置了240*128大屏幕液晶显示器，键盘控制以及运行指示灯。在面板右下方为RS232接口。图3-2A DVR-2100A微机励磁调节器前视图从图3-2B看出，调节器的插件板从机箱的后部插入，从左至右一共10块独立的插件板组成，其中含可扩展的备板。机箱内的插件板需要严格按顺序插入对应的导轨内，插错顺序，会导致插件板损坏。图 3-2B DVR-2100A微机励磁调节器的后视

19、图4）、功率单元层发电机微机励磁调节器针对三机系统为双调节通道，双功率单元配置，每一个调节通道对应控制相应的功率单元，正常工作时，只有一组调节通道和其相应的功率单元工作，另外的调节通道和功率单元处于热备用状态。可控硅均采用模块结构，功率单元可方便地更换。每个功率单元的交流侧经过开关KKA（KKB）、通道输入总开关KK隔离(常规型无KK开关)。5）、电源开关层励磁控制柜采用双路供电，交、直流2路工作电源分别经过空气开关QS1 、QS2为调节器内的开关电源供电。直流电源来自于厂用220V直流，交流电源来自于永磁机400赫兹电源。6）、变压器层 电源变压器T将给调节器供电的交流电变到副边为150V&

20、#177;8%，整流滤波后为DC220，与厂用直流经过逆止二极管并联给调节器提供工作电源。同步信号经过功率单元内的熔断器后输出给PTCT卡，经过PTCT卡上的同步变压器，将信号适配到计算机能接受的电平。这样，保证当熔断器熔断时，导致同步消失，后脉冲消失，通道可以进行切换。7）、其它器件包括LEM，瓷管电阻RX，分流器FL1、FL2、FL3，继电器K1、K2、K3、K4、K5， 风机FJ，柜内照明EL等。LEM：用于励磁控制柜励磁输出电流的测量。FL1、FL2用于发电机中控盘或DCS的显示，FL3用于本柜的励磁输出电流表的显示。继电器K1:KKA的辅助继电器；K2: KKB的辅助继电器；K3：就

21、地/主控切换继电器；K4：通道切换继电器。K5：通道输入接触器KK的辅助继电器。励磁电流变送器BA1,BA2：用于远方励磁电流显示。励磁电压变送器BV1,BV2：用于远方励磁电压显示。第四章 基本原理4.1概述励磁控制柜的输入电气信号有发电机量测PT电压，仪表PT电压及从发电机电流互感器来的三相定子电流信号。各路信号经各自的信号处理及变换电路对信号滤波、隔离放大，变换成适合于 AD采样的信号。这些信号送入AD变换器，由程序控制依次进行模数转换成数字量，存放在存贮器中，供调节器使用。调节器需要直流电源作为后备工作电源，输出的电流、电压为直流量。利用以上采集到的数据，通过软件计算可以得到发电机的运

22、行工况，励磁系统参数，调节器输出参数等全部信息，如交流量采用24点快速傅立叶变换（FFT）计算出发电机三相电压有效值，三相电流有效值，有功功率P，无功功率Q。主控室对调节器工作方式的选择，增、减励磁操作，和灭磁开关等状态量作为开关量输入信号以及故障告警等开关量输出信号是经过光电隔离与CPUDSP接口的。调节器共有16路开关量输入，10路开关量输出通道。调节器的功率输出部件为单相全控晶闸管整流桥。为了保证其输出直流电压连续可调，要求控制角在20150度之间变化。由脉冲同步电路来保证各晶闸管的依次导通，用大规模逻辑器件直接将数字控制量转换成相应控制角的触发脉冲信号。300Hz的中断控制程序,计算发

23、电机电压与参考电压之差,并进行PID运算后综合附加调差信号得到一个控制量去改变晶闸管的导通角。这就是调节器的主调节环。PID参数的正确选择，将直接影响调节器的静态和动态特性。调节器的保护功能模块如失脉冲检测，低励磁限制，过励限制，V/Hz限制，PT断线保护等都是用软件来实现的。调节器的安装地点环境比较恶劣，电磁干扰相当严重。对于微机型调节器来说，抗干扰能力是十分重要的。本调节器有独特的抗干扰措施，如控制板核心部件采用双层屏蔽，每个输入、输出电路均采用光电或电磁隔离电路，电源用开关电源隔离等措施，另外还设软件自复归电路。当程序万一在大干扰的作用下跑飞或进入死循环时，该电路将自动复归使程序重新从头

24、开始执行，恢复正常工作状态。调节器的前面板设有操作显示界面供人机对话使用。人机界面采用液晶显示，所有计算机采集到的模拟量值均以有名值显示在液晶显示器上，便于运行人员的监视。另外开关量输入的实时状态显示，开关量强制输出，控制和保护参数设定，故障录波数据的提取等功能均可在此人机对话窗口上实现。调节器的工作电源是采用独立的开关电源。输出电压有四种：+5V、±12V电源供主机板，运算放大器用；24V1供脉冲回路，24V2供继电器及操作回路用。电源采用两路供电：一路来自永磁机发电机电源整流，另一路后备电源来自厂用直流电。两路电源通过逆止二极管并联运行，任何一路失电，调节器仍能正常工作(但来自永

25、磁发电机的电源失电时，调节器无整流电源，不能正常工作，将引起发电机失磁)。4.2 工作原理作为同步发电机励磁系统，其可靠性对于机组和电网的安全稳定至关重要，因此在设计时就将系统的可靠性作为第一重要的内容，因此搭建一个稳定的硬件测控平台是提高系统可靠性的基础。w 电源系统为了提高系统的可靠性，系统的供电电源由两路冗余，来自永磁机发电机输出的交流电源经过隔离变压器隔离后，经过整流变为直流，经过二极管和来自厂用直流系统的直流电源并联运行，共同为机箱内的开关电源供电，为了提高系统的抗干扰能力，按照不同的功能将系统电源分为3部分：1) CPU电源：5V，±12V，其中DSP芯片的内核电压1.8

26、V，外设电压3.3V,低压系统保证了高速CPU低功耗和高可靠性。2) 操作电源：24V2，用于开关量的输入输出，对于双通道的励磁系统，其两个通道的24V2经过二极管并联，提供操作信号。两个通道的0V2直接并联。这样就保证了24V2电源的冗余。3) 脉冲电源：24V1，用于脉冲放大和触发回路以上电源系统相互独立，避免干扰的产生。w 主机板（CPU）此板为系统的中枢，我们选用当前最流行，且有多年运行经验的DSP芯片和大规模可编程逻辑阵列组成这块板，由于采用了可编程逻辑阵列，使我们的系统具有一定的开放性用户可以根据自己的现场实际，进行逻辑组态，并且大大简化了电路，做到了总线不出板，提高了系统可靠性。

27、DSP（数字信号处理器）：本系统采用的芯片为著名的DSP厂商美国德州仪器专门为控制领域推出的C2××系列芯片作为主CPU。此主机板（CPU）由以下部分组成具有以下特点：1) 最高工作频率达到150MHz，每个指令的执行周期只有6.67ns2) 32位的数据线，24位地址线使得它的寻址空间达到了4M3) 哈佛结构，高速的流水线指令操作，进一步提高了运行速度4) 强大的外设功能：一个增强型的CAN总线驱动器一个串行外设接口（SPI）两个串型通讯接口（SCI）三个32位的定时/计数器片上128K×16位的FLASH存储器5) A/D转换：16路高速（400KSPS）高精

28、度（14位）A/D，同步采样，能避免由于采样速度造成的相移，提高了精度。采样频率为0.833ms。6) 两路可编程的D/A输出，为PSS参数整定和微机励磁调节器模型的辨识提供硬件接口。7) 大规模的逻辑阵列：完成脉冲形成、开关量输入输出、以及其它的逻辑操作和译码功能。8） 外扩存储器：一片128K的程序存储器用于调试时，下载程序。一片128K的数据存储器用于进行故障录波的数据存储。16K位的串行EEPROM存储参数和重要的故障数据。9） 看门狗电路：采用专门的看门狗监视芯片。10）通讯部分：本板提供一路RS485，一路CAN-BUS，其隔离和电平变换采用模块化产品。RS485从对外端子输出，供

29、DCS或上位机通讯。CAN 通讯仅供CHA/CHB通道使用。11）时钟电路：时钟采用DS1305，时钟芯片。12）四路光耦隔离的开关量输入，要求操作电源电压等级为24V。13) 四路光耦隔离的开关量输出，输出为本通道24V2 有源信号。 w 模拟量信号处理板 (信号处理)该板的主要功能是进行电平变换和隔离，由于采用交流采样，所以电流、电压回路经过高精度小CT和PT隔离后，进行滤波和电平转换适配到A/D测量范围内进入主机板。直流量(励磁电流)经过滤波和电平转换后进行采样。同时将同步信号整形为方波，供主机板CPU产生脉冲。该板有旋转二极管及旋转快速熔断器检测功能。操作人员按下试验按纽，旋转二极管故

30、障的发光二极管LED灯亮。w 开关量输入输出板 (开入开出)本板将16路开关量输入信号经过光电隔离后，进入测控CPU板，进行状态判断。另外所有的电源检测电路也在这块板上。将10路开关量输出信号经过光电隔离后驱动继电器，进行信号输出。w 脉冲放大板本板将主CPU板产生的双窄脉冲进行功率放大输出，每一路脉冲功率可驱动5组以上并联的可控硅桥。同时本板上有脉冲指示灯，用于显示脉冲是否正常，本板上可以通过跨接器选择脉冲变压器是内置式，还是外置式。w PT/CT 板 (PT/CT)PT/CT板将发电机量测PT、仪表PT、系统PT、同步电压信号采用小型化的电压互感器进行隔离，后适配为A/D量程内的弱电信号。

31、将定子电流互感器来的信号经过内部电流互感器隔离后，适配为A/D量程内的弱电信号。4.3 软件说明4.3.1 主调度程序主调度程序主要完成下列功能：1) 初始化处理打开调节器工作电源，首先进行硬件和软件的初始化，硬件初始化包括对CPU及其他智能芯片的初始化，软件初始化是指对一些变量置初值。2) 键盘分析及液晶显示在程序每个循环周期内，对小键盘进行采样，不同的键按下，对应不同的处理子程序，同时在液晶显示器上显示不同的菜单指示。通过键盘和液晶显示的配合，可以完成人机对话，包括：运行参数的实时显示、开关量状态的在线监视、用于调试的开关量强制输出、以及参数修改，事故追忆及故障数据的提取和显示。4.3.2

32、 中断程序作为中断服务程序：主控制程序具有最高的中断优先级，中断周期为0 .833毫秒。在中断程序中完成以下功能：1. 交流、直流采样模拟输入量有发电机测量 PT输出电压和仪表 PT输出电压以及发电机定子电流(均为三相)，另外还有励磁控制柜的输出电流等，在主控制程序中进行模拟量的采样，每个周波采集24点。2. FFT快速傅立叶变换及其它数据处理32位DSP芯片通过FFT变换分别计算出发电机三相电压，三相电流有功功率，无功功率。3. 调差计算按照设定好的调差系数和调差极性进行调差计算，将附加调差给定加（减）到给定值上。 其中：K为调差系数，Uref为电压参考值，Uref_tiaocha

33、为附加调差给定值。4. 控制规律的实现按照给定的控制规律和运行参数进行控制量计算。调节器采用串联校正数学模型。 转子电压负反馈 超前滞后环节 可控硅环节 发电机 _ 测量环节 图 4-1 自动环节传递函数方框图 5. 电力系统稳定器 (PSS)为了抑制系统的低频振荡，调节器具有电力系统稳定器功能，电力系统稳定器采用改进型的 PSS-2A 模型，其输入信号为电功率P和角速度信号。模型框图 图 4-2 所示。PSS具有下列辅助功能：(1) 自动投切(2) 手动投切(3) 输出限幅，限幅值为发电机电压标么值的±5%±10%，可现场整定。(4) 故障时自动退出运行。(5) 有PSS

34、输出信号的模拟量测量接口以及PSS相加点模拟量信号输入口，方便测量整定PSS特性。 DW + DP 限幅 图 4-2 PSS 框图Ks36. 给定子程序设定发电机在不同的运行工况下的参考电压或参考励磁电流值并综合计及恒功率因数给定，无功功率调节附加给定值和调差运行附加给定值。在自动运行方式下，采用自动升压方式，在规定时间内电压给定值增加到设定电压值。7. 保护程序 所有保护的投退均可在菜单上进行设定，保护只有在设定为投入状态时才起作用。Ø PT断线程序将测量到的仪表PT值和量测PT的值进行比较，如果其差值大于较大值的1/8，则发PT断线信号，如果是量测PT断线，除发信号外，运行方式由

35、自动运行切换到手动运行方式。Ø 失脉冲检测触发脉冲重新被CPU重新回读，并进行综合判断，确定失脉冲的相，并显示在液晶显示器上。失脉冲发生时，发报警信号。Ø 欠励限制和保护欠励限制按两段整定，如图4-3 所示，第一条线为限制线，第二条线为保护线。当发电机无功功率进入低励限制区时，调节器将封闭减磁按钮，不会再继续减磁，并且发报警信号，同时自动进行增磁，直到退出低励状态。如果调节器在某种工况下进入低励限制区，而没有被控制住，无功功率继续减少，当无功功率低于保护线时，调节器发报警信号并且切手动方式运行。欠励限制线和欠励环参数可以在菜单上进行整定。保护线为对应的限制线上无功功率的1.

36、25倍。图43 欠励限制示意图其中，Qa点为零有功时，允许进相的无功功率值。Pb为点允许发电机无功为零进相运行时的最大有功功率。Ø 过励限制过励限制是为了防止发电机转子励磁绕组长期过负载而采取的限制励磁措施，从转子励磁绕组发热考虑，当强励时，其容许的强励时间t是随发电机励磁电流Ifd2的大小成反比关系。如图4-4 所示。过励限制和保护按照下列原则：(a) 励磁电流 IfdIfd_max时，延时1.5秒直接封锁脉冲退出运行。Ifd_max为菜单整定的瞬时过励值；(b) Ifd1.1Ifdn、 Ifd1.0 Ifdn时计算反时限等效时间：Heat= ; Heat_n= (Ifd_set2

37、- Ifdn2)dt_set ;其中：Ifd_set:设定的强励倍数的电流值t_set：强励时间 ；H0：显示在液晶上，便于监视。(c) H0>50%，发信号，限制增磁H0>80%，切手动运行，并且手动运行给定值设为90%IfdnH0<10%，复归过励信号图44 最大励磁电流反时限保护Ø V/Hz 限制和保护发电机空载时，V/Hz是为了防止发电机及其出口变压器出现磁饱和。限制和保护的原则是：(a) 当 V/Hz设定值时，闭锁增磁,发过 V/Hz信号，限制增磁。(b) 当 V/Hz(设定值时+0.05)，面板V/Hz故障指示灯亮，过V/Hz继电器动作，调节器转为手动方

38、式运行。(c ) 当频率大于45Hz，小于47.5Hz，在自动励磁时，等比例减小自动运行电压给定值。(d) 当频率低于45Hz时，通道退出运行并跳KKA、KKB开关。Ø 系统自检保护 系统自检功能含存储器校验、电源检测、通讯故障等、当有故障发生时，发通道报警信号，同时本通道退出运行。对于主备用系统，备用通道自投。8. 故障录波记录故障前10秒，故障后10秒所有采集到的模拟量数据，故障录波分为故障启动和突变量启动两种方式。DVR-2100A调节器按先进先出的原则记录5组录波数据，波形能显示在液晶屏幕上，也可以上传到上位机进行分析打印。9. 试验录波能够记录试验前1秒，后19秒的通道的录

39、波数据，记录通道为12个，波形能显示在液晶屏幕上，也可以上传到上位机进行分析打印。在菜单上能设定阶跃响试验的阶跃量和阶跃时间。10. 事件记忆SOE按照时间的先后记录20组事件发生的时间（精确到毫秒），包括：运行操作信号如通道投入、退出；开关量输入信号，如：灭磁开关的合、分闸； 11. 故障追忆按照时间先后记录20 组故障发生的时刻（精确到毫秒），故障动作值。12. 试验功能通过此功能可以设置信号相加点的位置，PSS有补偿试验使能，PSS无补偿试验使能，可以设定调节器按恒定控制角输出，输出控制角大小在设定的最小控制角到设定的最大控制角范围内任意可调。通过这种操作可以测定交流励磁机的时间常数。1

40、3. 跟踪切换手动运行方式时，自动通道实时跟踪发电机电压；自动运行时，手动通道延时30秒跟踪输出电流。两种运行方式之间能进行无扰动切换。双通道之间通过CAN总线高速通讯将双方的运行数据进行交换，完成备用通道对运行通道的跟踪，同时，调节器根据励磁电流计算出对应的控制角，这两种跟踪方式的跟踪结果实时进行比较，以防止由于通讯过程中可能发生的误码，导致错误跟踪，进一步保证了系统的可靠性。在通道进行人为切换试验前，应该先检查备用通道的工作状态应该在跟踪状态，跟踪通道的显示的触发角和运行通道的触发角基本相等，自动电压给定值UGR基本相等，IFR也基本相等。14. 运行方式的选择励磁控制柜具有以下四种运行方

41、式选择，并且四种运行方式可以进行无扰动切换，其中后两种调节方式是叠加在第一种调节方式上的辅助功能。 恒机端电压调节 恒励磁电流调节 恒功率因数调节 恒无功功率调节第五章 显示及操作说明调节器采用240128的大屏幕液晶显示器进行显示，此显示器可以显示3016=480个字符，此显示器采用T6963C作为控制芯片，可以进行图形和文本的两种显示模式。液晶显示器内带驱动负电源，外配背光和芯片电源控制回路。液晶显示器主要完成人机交互界面的功能。主要完成测量显示，参数整定，故障显示，事件追忆显示。和键盘结合使用，完成以上功能。5.1 键盘操作介绍： “、”（上，下，左，右）键的作用是用于移动光标或选中菜单

42、，在修改参数时用上键使数字增一，下键使数字减一，“OK”键用于确认所选中菜单进入下一级菜单及修改参数时用于确认参数的修改。“Q”键用于退出子菜单返回上一级菜单，在修改参数时用于取消对参数的修改。“RST”键用于信号复归。5.2 主画面显示: 调节器开机后进入主画面显示。主画面进行系统运行状态及主要测量数据的显示。此屏显示从上到下共分为四个区域。第一区域：故障显示区。位于最顶端一行，最上面一行在调节器正常运行时显示微机励磁调节器，出现故障时显示相应的故障，例如：+A相脉冲故障，按下“RST”键后重新显示微机励磁调节器标识。第二区域：数据显示区。对应显示量：UG1: 机端三相线电压平均值IG1:

43、定子三相电流平均值UFD: 励磁电压,对于无刷励磁系统此处显示数据为无效值。 IFD: 励磁电流, 对于无刷励磁系统显示的励磁控制柜输出电流UGR: 自动（恒机端电压调节）PID的给定参考电压IFR: 手动（恒励磁电流或恒输出电流调节）PID的给定参考电流P:有功功率 Q:无功功率ARF:晶闸管控制角 COS:功率因数F0:系统频率 ILD：对于无刷励磁系统此处显示数据为无效值微机励磁调节器-UG1: 13.80 kV IG1: 6.64 kAUFD: 0 V IFD: 7.3 AUGR: 13.81 kV IFR: 7.5 AP : 135 MW Q : 83.366 MvarARF: 10

44、0 COS : 0.85F0 : 50.01 Hz ILD: 0 A-灭磁开关：合/分 通道状态：运行/跟踪主油开关：合/分 运行方式：自动/手动-2010-08-18 18：18：18第三区域：状态显示区在此区域内，将主要的开关量状态进行显示，其中包括：灭磁开关：如果不做特殊说明，灭磁开关接常闭辅助接点，状态显示为分或合。主油开关：用于显示机组并网运行还是空载运行。主油开关的状态根据定子电流的有无进行判别。通道状态：表示调节器本通道的运行状态。分为以下三种情况：运行、跟踪、和退出。运行方式：显示的是当前的运行方式，分为自动运行和手动运行两种方式。其中自动运行方式，为恒发电机机端电压调节，手动

45、运行方式为恒励磁输出电流调节。5.3 主菜单显示按“OK” 键进入“主菜单”：按“、”（上下左右键）选中某项子菜单，再按“OK”键后进入该项功能。按“Q”键逐级退回上一层菜单。 -主 菜 单- ¨ 测量显示¨ 参数设置¨ 保护投退¨ 开入状态¨ 传动试验¨ 系统试验¨ 故障追忆¨ 故障波形¨ 事件记录¨ 精度调整¨ 机组参数¨ 系统设置¨ 试验选项¨ 其它试验5.3.1 测量显示本菜单将全部测量到的数据以及计算得到的值显示在屏幕上。对应显示量:UG1：量测

46、PT三相线电压平均值 UAB1,UBC1,UCA1：量测PT三相线电压IG：定子三相电流平均值 IA,IB,IC：定子电流 (每通道分别对应一组CT )UG2：仪表PT三相线电压平均值 UAB2,UBC2,UCA2：仪表PT三相线电压UFD：本调节器不使用该数据 IFD：励磁电流ILA,ILB: 本调节器不使用该数据P：有功功率 Q：无功功率COS：功率因数，小数点后三位显示 F0：发电机机端电压频率F1：励磁电源频率 ARF：晶闸管控制角URAN：叠加的测试信号UPSS：PSS的输出。投入PSS时，先检查此信号，此信号为零时，投入PSS没有冲击。U5V：5V电源 U12V：12V电源H0：发

47、热量百分比 US：系统侧电压本调节器不使用，- 测 量 显 示 -UG1： kV ILA： AUAB1： kVILBAUBC1：kVP: MWUCA1：kVQ: MvarIG：kACOSIA：kAF0： HzIB： kA F1： HzIC：kAARFUG2：kVURAN：VUAB2：kVUPSS：VUBC2：kV U5V：VUCA2：kV U12V：VUFD： VH0：%IFD：AUS:kV5.3.2 参数设置本菜单设定机组运行需要的参数；例如PID，PSS；以及保护和限制参数。有代表有下一级菜单,无就在当前菜单修改。本菜单需要密码进入。 - 参 数 设 置- ¨ 自动PID

48、8; 手动PID¨ PSS参数¨ 欠励限制 ¨ 强励倍数2.0¨ 强励时间10 S ¨ 瞬时过励2.2¨ V/Hz倍数 1.15¨ 调差极性 正¨ 调差系数 15%¨ 最大a角 170 ¨ 最小a角 20¨ 交轴电抗 0.7¨ 增减速度 0.8%注：修改参数的方法首先选中对应菜单，按下“OK”键，这时会出现闪烁的光标，按“、”左右键使光标移动到需修改的位，按“、”上、下键增减数字，修改后须按“OK”键确定修改有效，光标取消。若按下“Q”键则修改无效，光标取消。5.3.2.1

49、自动PID本菜单图形化设定系统运行需要的PID参数。修改参数的方法同上。 - 自 动 PID 参 数 - _ T1= 0.94 S T3= 0.5 S KP=7T2= 9.4 S T4= 0.05 S b = 0.02 b5.3.2.2 手动PID: 本菜单设定手动运行时需要的PID参数。-手 动 PID 参 数 - T1= 0.8S T3= 2.0 S KP=3T2= 8.0S T4= 2.0 S 5.3.2.3 PSS参数图形化方式显示PSS传递函数并将有关的参数在此页进行显示。 - PSS 参 数 - 910DW+1112，13 14-22DP 24-27 Tw1=0.15 Tw2=0.25 Ks2=1.00 T5=0.15 T6=0.25 T7=1.00T8 =0.15 T9=0.25 M=4 KS1=100 T1=0.13 T2=0.22T3=0.08 T4=0.05 Ks3=1.00Ks35.3.2.4 欠励限制其中，A：:欠励限制A点，B：:欠励限制B点，K:：欠励环比例系数，Ti:：欠励环时间常数- 欠 励 限 制 - Q BPAA：（0，-50 Mvar） B：（162 MW，0）K：1.0Ti: 2