EXC9000励磁系统的构成复习过程

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。EXC9000励磁系统的构成EXC9000用户手册第2章系统组成广州电器科学研究院广州擎天电气控制实业有限公司目录TOCo1-3hzHYPERLINKl_Toc1231143491型号规格PAGEREF_Toc123114349h5HYPERLINKl_Toc1231143502系统框图PAGEREF_Toc123114350h7HYPERLINKl_Toc1231143513调节器PAGEREF_Toc123114351h8HYPERLINKl_Toc12311435231调节通道PAGEREF_To

2、c123114352h8HYPERLINKl_Toc12311435332调节器硬件PAGEREF_Toc123114353h9HYPERLINKl_Toc123114354321硬件方框图PAGEREF_Toc123114354h9HYPERLINKl_Toc123114355322自动通道（A/B通道）PAGEREF_Toc123114355h10HYPERLINKl_Toc123114356323主CPU板PAGEREF_Toc123114356h11HYPERLINKl_Toc123114357324DSP板PAGEREF_Toc123114357h14HYPERLINKl_Toc12

3、3114358325I/O板PAGEREF_Toc123114358h16HYPERLINKl_Toc123114359326模拟量总线板PAGEREF_Toc123114359h20HYPERLINKl_Toc123114360327开关量总线板PAGEREF_Toc123114360h26HYPERLINKl_Toc123114361328现地控制板（LOU板）PAGEREF_Toc123114361h35HYPERLINKl_Toc123114362329智能IO板PAGEREF_Toc123114362h38HYPERLINKl_Toc1231143633210调节器的人机界面彩色液晶

4、触摸屏PAGEREF_Toc123114363h42HYPERLINKl_Toc12311436433电源系统PAGEREF_Toc123114364h42HYPERLINKl_Toc1231143654励磁功率柜PAGEREF_Toc123114365h43HYPERLINKl_Toc12311436641功率柜运行模式PAGEREF_Toc123114366h43HYPERLINKl_Toc12311436742功率柜配置PAGEREF_Toc123114367h44HYPERLINKl_Toc12311436843智能化功率柜PAGEREF_Toc123114368h44HYPERLIN

5、Kl_Toc123114369431功率柜智能控制板PAGEREF_Toc123114369h45HYPERLINKl_Toc123114370432功率柜脉冲功放板PAGEREF_Toc123114370h50HYPERLINKl_Toc12311437143.3智能化功率柜的控制PAGEREF_Toc123114371h52HYPERLINKl_Toc12311437244脉冲形成PAGEREF_Toc123114372h54HYPERLINKl_Toc12311437345动态均流PAGEREF_Toc123114373h54HYPERLINKl_Toc12311437446脉冲变压器P

6、AGEREF_Toc123114374h55HYPERLINKl_Toc12311437547脉冲长距离传输PAGEREF_Toc123114375h56HYPERLINKl_Toc12311437648集中式阻容保护PAGEREF_Toc123114376h56HYPERLINKl_Toc12311437749常规功率柜PAGEREF_Toc123114377h57HYPERLINKl_Toc1231143785.灭磁及过压保护单元PAGEREF_Toc123114378h57HYPERLINKl_Toc12311437951灭磁及过压保护回路框图PAGEREF_Toc123114379h5

7、7HYPERLINKl_Toc12311438052灭磁柜配置PAGEREF_Toc123114380h59HYPERLINKl_Toc12311438153智能化灭磁柜PAGEREF_Toc123114381h60HYPERLINKl_Toc123114382531智能化功能PAGEREF_Toc123114382h60HYPERLINKl_Toc123114383532转子温度测量PAGEREF_Toc123114383h61HYPERLINKl_Toc123114384533晶闸管跨接器（Crowbar）PAGEREF_Toc123114384h62HYPERLINKl_Toc12311

8、4385534灭磁柜直流变送器板PAGEREF_Toc123114385h64HYPERLINKl_Toc12311438654常规灭磁柜PAGEREF_Toc123114386h65HYPERLINKl_Toc1231143876起励单元PAGEREF_Toc123114387h66HYPERLINKl_Toc1231143887外部的PT、CT测量单元PAGEREF_Toc123114388h67HYPERLINKl_Toc1231143898结构设计PAGEREF_Toc123114389h67HYPERLINKl_Toc12311439081柜体结构PAGEREF_Toc1231143

9、90h67HYPERLINKl_Toc12311439182防护等级PAGEREF_Toc123114391h67HYPERLINKl_Toc12311439283表面喷涂PAGEREF_Toc123114392h68HYPERLINKl_Toc12311439384门把手PAGEREF_Toc123114393h68HYPERLINKl_Toc12311439485主回路PAGEREF_Toc123114394h68HYPERLINKl_Toc12311439586导线PAGEREF_Toc123114395h68HYPERLINKl_Toc12311439687导线线径PAGEREF_To

10、c123114396h68HYPERLINKl_Toc12311439788导线标号PAGEREF_Toc123114397h69HYPERLINKl_Toc12311439888端子PAGEREF_Toc123114398h691型号规格FJL5GALSPADE3B：励磁装置柜体数量：调节器型号ADLT4000BDLT6000（自动/手动通道）CDLT6000（双自动通道）FLTW6200GEXC9000：调节通道组合方式O单通道（带手动功能）T自动/手动双通道D两个自动通道A两个自动通道和一个手动通道：人机界面L液晶显示器C工控机I智能操作屏：柔性电制动无此功能S自并励接线，需独立的制动变

11、压器A他励接线，无专门的制动变压器：整流桥冗余方式S单桥，无冗余R冷备用P并联运行：整流桥冷却方式A实芯铝散热器H热管散热器W水冷：灭磁方式A交流灭磁D直流灭磁R冗余灭磁：功率柜型号代码额定输出电流强励电流柜内整流桥数A600A1200A全控桥，一桥B1200A2400A全控桥，二桥C800A1600A全控桥，一桥D1000A2000A全控桥，一桥E2000A4000A全控桥，一桥F4000AX：功率柜数量：灭磁电阻型式A线性电阻B非线性电阻X其它型式一般地，为大中型发电机配置的自并励静止励磁装置组成见下表所示：名称数量尺寸(宽深高)(mm3)基本描述调节柜1台80010002260或8008

12、002260三通道、双总线、智能检测、智能接口、彩色图形触摸屏。功率柜24台80080022601000A智能化、现场总线800100022602000A1000120022604000A灭磁开关柜1台80010002260灭磁开关、灭磁开关控制回路、起励单元、出线母排非线性电阻柜1台80010002260高能容非线性电阻、晶闸管跨接器励磁变压器1套三相环氧干式变压器或变压器组2系统框图见下图所示，EXC9000系统主要由调节器、人机界面、对外接口、功率柜、灭磁及过压保护、励磁变压器等组成。SKIPIF10整套励磁系统内部的数据交换通过现场总线CAN总线实现，下表为各与CAN现场总线通讯的电路

13、单元的站号：硬件A套调节器B套调节器现地控制单元显示屏智能I/O1#功率柜2#功率柜3#功率柜4#功率柜灭磁柜站号12345678910代号CHACHBLOUIPCIIUREC1REC2REC3REC4FCB3调节器31调节通道EXC9000励磁调节器为双微机三通道调节器，其中A、B通道为微机通道，其核心控制器件是32位总线工控机，C通道为模拟通道。其中A通道为主通道，测量信号通过机端第一套电压互感器BV1和电流互感器BA1取得；B通道为第一备用通道，测量信号通过机端第二套电压互感器BV2和电流互感器BA2取得；从励磁变副边采集的三相同步电压信号供三个通道公用，从励磁变副边电流互感器取得的励磁

14、电流信号也供三个通道公用。三通道调节器采用微机/微机/模拟三通道双模冗余结构，由两个自动通道（A、B）和一个手动通道（C）组成，这三个通道从测量回路到脉冲输出回路完全独立。三通道以主从方式工作，正常方式为A通道运行、B通道备用，B通道及C通道自动跟踪A通道。可选择B通道或C通道作为备用通道，B通道为首选备用通道。当A通道出现故障时，自动切换到备用通道运行。C通道总是自动跟踪当前运行通道；同样，当B通道投入运行后出现故障，自动切换到C通道运行。三通道之间的结构关系如下图所示：SKIPIF10调节通道配置图32调节器硬件321硬件方框图见下图所示，调节器主要由A、B、C三个调节通道、模拟量总线板、

15、开关量总线板、人机界面、接口电路等组成。其硬件包括：A、B两个自动通道，每个调节通道包括：一块CPU板一块DSP板一块I/O板一块模拟量总线接口板(含C通道)一块开关量总线接口板一块现地控制板即LOU板一块智能I/O板一套人机界面SKIPIF10调节器硬件方框图322自动通道（A/B通道）A/B通道为微机励磁调节器，采用多CPU模式的硬件结构，几个CPU协同工作，各有分工；主CPU采用Intel系列CPU，利用其通用处理能力很强，对外接口资源较多，周边支撑软硬件多的特点，作为核心处理器，完成励磁调节控制；DSP芯片具有适时处理大量数据的能力，非常适合于数据采样及处理。主要用于实现34路模拟量输

16、入的同步采集和高速转换，16位数字分辨率。对每个自动通道设置有单片机实现独立的故障检测,避免自动通道本身故障时不能自检的情况，提高了运行的安全性。自动通道硬件方框图见下图所示。SKIPIF110%R6312122R653逆变灭磁A套控制信号UKA2324UKBB套控制信号A套同步电压V42526(V4)B套同步电压27282930DC24V+R6013132R601DC24V+DC24V-R6023334R602DC24V-（4）接线端子I1定义（10脚）定义：端子号代号功能说明备注112A套12V电源212A套12V电源3GNDA套电源地4V1模拟量输入1可用于试验等扩展用途EXC9000常

17、规励磁中无接线5V2模拟量输入26V3模拟量输入37GND电源地8（12）B套12V电源9（12）B套12V电源10GNDB套电源地（5）接线端子I2定义（10脚）定义：端子号代号功能说明备注1A6111PTA相电压2B6111PTB相电压3C6111PTC相电压4N600PT中性点5A6212PTA相电压6B6212PTB相电压7C6212PTC相电压8A6313PTA相电压9B6313PTB相电压10C6313PTC相电压（5）接线端子X1X9定义：端子号代号功能说明备注X11A4611CTA相电流输入X12N461输出X13X21B4611CTB相电流输入X22N461输出X23X31C

18、4611CTC相电流输入X32N461输出X33X41A4622CTA相电流输入X42N462输出X43X51B4622CTB相电流输入X52N462输出X53X61C4622CTC相电流输入X62N462输出X63X71A4633CTA相电流输入X72N463输出X73X81B4633CTB相电流输入X82N463输出X83X91C4633CTC相电流输入X92N463输出X93327开关量总线板3271主要功能实现各种开关量信号转接；实现脉冲控制，如残压起励、切脉冲、功率柜脉冲投退等；智能均流给定，用于功率柜闭环均流调节；模拟量输出转接，试验用途；DC24V电源检测；通道切换操作；增、减磁

19、操作。A/B通道故障检测及自动切换控制；同步信号及脉冲输出；3272开关量总线板的接线端子及连接器定义（1）跳线器、电位器和连接器定义：名称引脚数功能X116PIN接线端子X216PIN接线端子X310PIN接线端子X416PIN接线端子X516PIN接线端子CN16PIN接线端子、CAN总线通讯端子JA140PIN与A套机笼J8连接JB140PIN与B套机笼J8连接JC134PIN与模拟量板JC连接JA220PIN与A套机笼J7连接JB220PIN与B套机笼J7连接J134PIN与单片机系统板J5连接J226PIN与功率柜脉冲板J1连接W1智能均流给定调整电位器JP12PIN同步故障或失磁出

20、口（与过励保护出口并联）JP22PIN残压起励功能有效JP32PIN短接则C通道有效（2）接线端子X1定义：端子号代号功能说明备注1R687电制动投励输入信号2R686远方起励输入信号3R688背靠背发电输入信号4R684远方增励输入信号5R689灭磁开关合输入信号6R621切至A套运行输入信号7R690背靠背电动输入信号8R623切至备用通道输入信号9R691闭锁PSS输入信号10R622切至B运行输入信号11R679电制动失败输入信号12R683停机令输入信号13R681开机令输入信号14R682并网信号输入信号15R68095%转速信号（调节器正常）输入信号16R685远方减励操作输入信

21、号（3）接线端子X2定义：端子号代号功能说明备注1+24II路DC24V电源输入信号2+24IIII路DC24V电源输入信号3GNDDC24V（公共端）输入信号4GNDDC24V（公共端）5R697切自动（抽水蓄能）输入信号6R651自动起励输出信号7R698变频启动输入信号8R63110%Ug输出信号9R639过励保护输出信号10QFG灭磁开关分闸切脉冲输入信号1112R658BOD动作信号输入信号13MANBB套短路试验开关输入信号（预留）14MANAA套短路试验开关输入信号（预留）15TESTB输入信号（预留）16TESTA输入信号（预留）（4）接线端子X3定义：端子号代号功能说明备注1

22、A1同步电压输入2B1同步电压输入3C1同步电压输入4GND模拟地输入5A2同步电压输入6GND模拟地输入7A3同步电压输入8B3同步电压输入9C3同步电压输入10GND模拟地输入（5）接线端子X4定义：端子号代号功能说明备注1+5A套5V电源输入2+5A套5V电源输入3GNDA套电源地输入4GNDA套电源地输入5+12A套12V电源输入6+12A套12V电源输入7-12A套12V电源输入8-12A套12V电源输入9(+5)B套5V电源输入10(+5)B套5V电源输入11GNDB套电源地输入12GNDB套电源地输入13(+12)B套12V电源输入14(+12)B套12V电源输入15(-12)B

23、套12V电源输入16(-12)B套12V电源输入（6）接线端子X5定义：端子号代号功能说明备注1(DA0)B套D/A输出CH0输出2(DA1)B套D/A输出CH1输出3(DA2)B套D/A输出CH2输出4GND模拟地输出5DA0A套D/A输出CH0输出6DA1A套D/A输出CH1输出7DA2A套D/A输出CH2输出8SW0工厂调试输入信号9SW1工厂调试输入信号10COMCC套运行输出信号11COMBB套运行输出信号12COMAA套运行输出信号13S.BB套备用输出信号14S.CC套备用输出信号15UG2机端电压信号输出信号16R624切至C运行/备用（故障切换）输入信号（7）接线端子CN1定

24、义：端子号代号功能说明备注1CAN+CAN总线通讯2CAN+CAN总线通讯3CAN-CAN总线通讯4CAN-CAN总线通讯5GND2CAN总线通讯接屏蔽地6GND2CAN总线通讯（8）JA1/JB1插座（40P牛角）定义：功能说明定义线号定义功能说明增励R607（R613）12R611（R617）减励变频启动BIN134BIN2PSS投入R69256R652并网电制动投励N0178N02背靠背发电开机令R651910R653逆变灭磁背靠背电动N031112TESTA/B通道地址GND1314COMAA套运行B套运行COMB1516COMCC套运行切自动N041718Y47零升通道跟踪投入R69

25、51920R696系统跟踪投入调试SW02122SW1调试试验MANA/B2324R671脉冲故障PT故障PTB2526R63110%Ug40%UgR6322728WDOG故障检测同步故障或失磁R282930CAN总线CAN+3132CAN-CAN总线D/A通道0DA03334DA1D/A通道1D/A通道2DA23536DA3D/A通道3DC24VR6013738R601DC24VDC24VR6023940R602DC24V（9）JC插座（34P牛角）定义：功能说明定义线号定义功能说明同步信号A312B3同步信号同步信号C334UG2机端电压增励R61856R620减励通道跟踪投R69578I

26、L励磁电流开机令R651910R652并网信号A脉冲-A1112+AA脉冲B脉冲-B1314+BB脉冲C脉冲-C1516+CC脉冲单片机信号0521718UKWC套跟踪信号过励保护R6391920COMCC套运行10%UgR6312122R653逆变灭磁A套控制信号UKA2324UKBB套控制信号A套同步电压V42526（V4）B套同步电压27282930DC24VR6013132R601DC24VDC24VR6023334R602DC24V（10）JA2/JB2插座（20P牛角）定义：功能说明定义线号定义功能说明182.312182.0锁存信号D0D034DIN25信号D1D156182.1

27、中断信号D2D278182.2信号D3D3910GND信号D4D41112GND信号D5D51314GND信号D6D61516GND信号D7D71718GNDDIN291920GND（11）J1插座（34P牛角）定义：功能说明定义线号定义功能说明灭磁开关合X4012X41闭锁PSS电制动失败X4234N01电制动投励背靠背发电X44（N02）56N03背靠背电动A套调节器故障X46（R672）78X47（R672）B套调节器故障A套电源故障X48（R674）910X49（R674）B套电源故障10%UgX4A（R631）1112X4B（R650）人工起励1314X4D（R652）并网信号停机令

28、X4E（R654）1516X4F（R639）过励保护投通道跟踪Y40（R695）1718Y41（R696）投系统电压跟踪录波触发Y4A（BIN2）1920Y43增励减励Y442122Y45（R651）自动起励投残压起励Y462324Y47零升投PSSY48（R692）2526Y49切A运行B备用DC24VI段正常X562728X57DC24VII段正常A套MCU检测X50（B051）2930X51（B051）B套MCU检测C套MCU检测X52（B052）3132X53（COMA）A套运行B套运行X54（COMB）3334X55C套运行/备用（12）J2插座（26P牛角）定义：信号定义代号线号代

29、号定义信号Out脉冲电源+24V12-A-A相脉冲OutOut脉冲电源+24V34+A+A相脉冲OutOut脉冲电源+24V56-B-B相脉冲OutOut脉冲电源+24V78+B+B相脉冲OutOut脉冲电源+24V910-C-C相脉冲OutOut脉冲电源+24V1112+C+C相脉冲OutOut跳灭磁开关切脉冲CONA1314CONB1516CONC1718COND1920NC残压起励R3082122EQ_L智能均流给定电压OutOut电源24V+24V2324+24V电源24VOutIn电源0VCND2526CND电源0VIn328现地控制板（LOU板）3281主要功能LOU板是EXC90

30、00励磁系统的操作核心部件，管理CAN总线来的励磁系统状态信息及操作命令，通过CAN总线或转换成IO信号对系统的部件进行操作。非智能部件的状态信号通过接点方式引入LOU，关键的控制信号如投初励电源、逆变失败分灭磁开关等也通过接点方式输出控制。本板完成的操作控制逻辑包括：起励控制、通道跟踪投切控制、系统电压跟踪投切控制、逆变灭磁失败检测、人工投切PSS控制等。详细的操作流程见相关的软件说明章节。本板带复位按扭SW1，可以对本板进行单独复位。3282接线端子及连接器定义跳线器、电位器和连接器定义：名称引脚数功能X116PIN接线端子X216PIN接线端子X36PINDC24V电源端子及电源检测X4

31、6PIN接线端子、CAN总线通讯端子J534PIN与开关量板J1连接JTAG110PINJTAG编程口LED1LED88路输出指示灯LED95V电源指示LED103.3V电源指示JP12PIN允许/禁止编程LK12PINCAN总线终端电阻跳线器（2）接线端子X1定义：端子号代号信号定义对应MCU地址信号说明1X30P5.7开关量输入2X31P5.6开关量输入3X32P5.5开关量输入4X33P5.4开关量输入5X34P5.3开关量输入6X35P5.2开关量输入7X36P5.1开关量输入8X37P5.0开关量输入9X38P4.7开关量输入10X39P4.6开关量输入11X3AP4.5开关量输入1

32、2X3BP4.4开关量输入13X3CP4.3开关量输入14X3DP4.2开关量输入15X3EP4.1开关量输入16X3FP4.0开关量输入（3）接线端子X2定义：端子号代号信号定义对应MCU地址信号说明1O1P7.0继电器接点输出2O2P7.1继电器接点输出3O3P7.2继电器接点输出4O4P7.3继电器接点输出5O5P7.4继电器接点输出6O6P7.5继电器接点输出7O7P7.6继电器接点输出8O8P7.7继电器接点输出9C1O1O8输出公共端10DGND124V电源地11Y4FAVR通讯状态P3.7输出信号12Y4E逆变灭磁失败P3.6输出信号13Y4D灭磁开关误分P3.5输出信号14Y4

33、C50%If0P3.4输出信号15Y4B投起励电源P3.3输出信号16Y42电制动投入输出信号（4）接线端子X3定义：端子号代号功能说明备注1R60124V电源正2R60224V电源地（5）J5插座（34P牛角）：见3.2.7.2节“（11）J1插座（34P牛角）定义”。329智能IO板3291主要功能智能IO板在EXC9000励磁系统智能单元中编号为IIU，本板由单片机、CAN总线接口、光电隔离电路、串行通讯接口、输出继电器及其控制回路等组成。IIU通过CAN总线接收励磁系统信息并将其转换成IO信号后，一方面通过继电器接点输出，以便电站监控系统以接点方式接入获取励磁系统信息；同时，也可以通过

34、RS485串行通讯口与电站监控系统相连。本板带复位按扭SW1，可以对本板进行单独复位。智能IO板输出的继电器接点信号可通过专用软件灵活定义。3292智能IO板的接线端子及连接器定义（1）跳线器、电位器和连接器定义：名称引脚数功能X116PIN接线端子X216PIN接线端子X310PIN接线端子X416PIN接线端子X516PIN接线端子X616PIN接线端子X76PIN接线端子、CAN总线通讯端子X82PINDC24V电源端子X92PIN485通讯端子J133PIN串行通讯端子JTAG110PINJTAG编程口LED1LED4848路输出指示灯LED495V电源指示LED503.3V电源指示L

35、ED51CAN通讯指示LED52备用JP22PIN允许/禁止编程LK12PINCAN总线终端电阻跳线器（2）X1X6端子定义：继电器MCU地址代号端子号端子号代号MCU地址继电器K1P3.0O1X1-1X6-16O48P2.7K48C1X1-2X6-15C6K2P3.1O2X1-3X6-14O47P2.6K47C1X1-4X6-13C6K3P3.2O3X1-5X6-12O46P2.5K46C1X1-6X6-11C6K4P3.3O4X1-7X6-10O45P2.4K45C1X1-8X6-9C6K5P3.4O5X1-9X6-8O44P2.3K44C1X1-10X6-7C6K6P3.5O6X1-11

36、X6-6O43P2.2K43C1X1-12X6-5C6K7P3.6O7X1-13X6-4O42P2.1K42C1X1-14X6-3C6K8P3.7O8X1-15X6-2O41P2.0K41C1X1-16X6-1C6K9P6.0O9X2-1X5-16O40P5.7K40C2X2-2X5-15C5K10P6.1O10X2-3X5-14O39P5.6K39C2X2-4X5-13C5K11P6.2O11X2-5X5-12O38P5.5K38C2X2-6X5-11C5K12P6.3O12X2-7X5-10O37P5.4K37C2X2-8X5-9C5K13P6.4O13X2-9X5-8O36P5.3K36

37、C2X2-10X5-7C5K14P6.5O14X2-11X5-6O35P5.2K35C2X2-12X5-5C5K15P6.6O15X2-13X5-4O34P5.1K34C2X2-14X5-3C5K16P6.7O16X2-15X5-2O33P5.0K33C2X2-16X5-1C5K17P7.0O17X3-1X4-16O32P4.7K32C3X3-2X4-15C4K18P7.1O18X3-3X4-14O31P4.6K31C3X3-4X4-13C4K19P7.2O19X3-5X4-12O30P4.5K30C3X3-6X4-11C4K20P7.3O20X3-7X4-10O29P4.4K29C3X3-8

38、X4-9C4K21P7.4O21X3-9X4-8O28P4.3K28C3X3-10X4-7C4K22P7.5O22X3-11X4-6O27P4.2K27C3X3-12X4-5C4K23P7.6O23X3-13X4-4O26P4.1K26C3X3-14X4-3C4K24P7.7O24X3-15X4-2O25P4.0K25C3X3-16X4-1C4（3）接线端子X7定义：端子号代号功能说明备注1CAN+CAN总线通讯2CAN+CAN总线通讯3CAN-CAN总线通讯4CAN-CAN总线通讯5GND2CAN总线通讯接屏蔽地（4）接线端子X8定义：端子号代号功能说明备注1R60124V电源正2R6022

39、4V电源地（5）接线端子X9定义：端子号代号功能说明备注1ADATA:485通讯端子2BDATA:485通讯端子3210调节器的人机界面彩色液晶触摸屏32101主要功能调节器的人机界面是实现调节器和运行操作人员人机交流的主要工具，具有以下功能：（1）显示：人机界面具备机组运行参数显示、运行状况显示功能，并有故障报警指示；（2）操作：通过人机界面的触摸按键，可以实现机组参数设定、起励、残压起励功能投退、通道跟踪、系统电压跟踪、调差率设定等操作。（3）报警：当励磁系统出现故障时，可以提供报警画面。（4）故障追忆：对于励磁系统故障或者异常工况的产生和复位时间有详细的时间记录，可以追查已发生的超过15

40、0个以上的故障或异常工况信息。32101操作方法具体的操作方法请见EXC9000用户手册的第四章人机界面。33电源系统两段三相交流380V电源引至灭磁柜，互为备用，柜内有自动切换装置。励磁系统使用的交流电源（包括风机电源、变送器电源、照明及加热器电源）均从本柜引出。励磁装置的直流电源为DC220V/DC110V，从灭磁柜引入。直流电源包括起励电源、直流控制电源I段、直流控制电源II段。如选用DMX型灭磁开关，还要增加专用合闸电源。（注：若EXC9000系统只有2个励磁柜，则只需引一路交流电源至调节柜，直流控制电源也直接引至调节柜）。励磁装置的弱电操作电源为DC24V，包括调节器操作回路电源以及

41、触发脉冲电源。DC24V弱电操作电源由励磁系统自身配备的自用变压器及直流控制电源经过两台独立的DC24V开关电源并列供电，两台开关电源均有独立的电源控制开关，该开关安装于调节柜内部侧面的导轨上。当发电机正常运行中，任一路电源消失均不会影响励磁装置正常工作。自用变压器的原边电源取自功率整流柜交流输入端。一般情况下，当发电机机端电压大于60额定电压以上时，自用变压器电源即可正常工作。励磁调节器工控机的工作电源为12V和5V，同样由上述的自用变压器及直流操作电源并列供电，经过两台开关电源后分别送往A/B调节器通道，每个通道对应独立的1台开关电源，设有独立的电源控制开关，1台开关电源断电后，不会影响另

42、一个调节器的正常运行。4励磁功率柜41功率柜运行模式可根据用户要求提供两种功率柜冗余方式，分别为单桥模式和并联运行模式。SKIPIF10图1-8单桥模式SKIPIF10图1-9并联运行42功率柜配置EXC9000励磁系统与调节柜配置的有两种功率柜：智能化功率柜和常规功率柜；以下先介绍智能化功率柜系统。43智能化功率柜每个智能化功率柜的主要部件包括：六个晶闸管组件（硅元件加散热器）六个带接点指示的快速熔断器六个高耐压值的脉冲变压器一套集中阻断式阻容保护装置一台或两台互为备用的的风机一个或两个风压节点，用于风机启停监测一块功率柜智能控制板一块功率柜脉冲功放板一块带触摸键的LCD显示器三个电流传感器

43、一个或二个测温电阻，用于风温检测431功率柜智能控制板4311主要功能功率柜智能控制板由单片机、CAN总线接口、光电隔离电路及其控制回路等组成。功率柜各个信号由显示屏或由接入端子等（经过光电隔离电路处理）送入单片机。单片机将处理过的信号输出，输出信号送显示屏或经过光电隔离电路和控制回路后进行控制操作。该板用于功率柜的智能检测和控制，可以实现功率柜的每个桥臂电流检测、冷却风温检测、快熔监测、阻容保护监测、风压监测、智能均流控制、风机开停控制、功率柜电流显示校准、功率柜设置、CAN通讯等功能。退柜时能发信号到励磁调节器。该板主要配置如下：8路继电器输出（其中4对接点有公共点）8路光耦输入6路A/D

44、2路测温输入（带恒流源）2路D/ACAN总线接口1个液晶显示器驱动接口JTAG编程口本板带复位按扭SW1，可以对本板进行单独复位。4312功率柜智能控制板的接线端子及连接器定义（1）跳线器、电位器和连接器定义：名称引脚数功能X110PIN接线端子X210PIN接线端子X310PINDC24V电源端子X46PIN接线端子、CAN总线通讯端子X53PIN1#测温电阻接线端子X63PIN2#测温电阻接线端子J226PIN与显示屏连接JTAG110PINJTAG编程口W1,W2校准温度电位器KEY1.1系统画面锁定KEY1.2智能均流投退KEY1.3CAN通讯站号设置KEY1.4J3（切脉冲）备用J4

45、（切脉冲）备用J5（切脉冲）备用J6（切脉冲）备用LED15V电源指示LED23.3V电源指示JP1允许/禁止编程LK1CAN总线终端电阻跳线器KEY1的功能说明：拨码功能说明1Off：不允许进行参数校准On：允许进行参数校准2Off：智能均流退出On：智能均流投入3功率柜设置00：3off,4off1号功率柜01:3off,4on2号功率柜410:3on,4off3号功率柜11:3on,4on4号功率柜（2）接线端子X1定义：端子号代号信号定义对应MCU地址信号说明1R60124V电源2R60124V电源3R60224V电源地4R60224V电源地5C1输出公共点O1O3输出公共端6C1输出

46、公共点O1O3输出公共端7L04达林顿输出P5.38O1接点输出P5.09O2接点输出P5.1启停A风机10O3接点输出P5.2启停B风机（3）接线端子X2定义：端子号代号信号定义对应MCU地址信号说明1D11.4开关量输入P4.4功率柜脉冲投切2D11.5开关量输入P4.5A风机风压接点3D11.6开关量输入P4.6B风机风压接点4D11.7开关量输入P4.7功率柜快熔接点5D11.0开关量输入P4.0阻容保护快熔接点6D11.1开关量输入P4.17D11.2开关量输入P4.28D11.3开关量输入P4.39DGND1数字地10DGND1数字地（4）接线端子X3定义：端子号代号功能说明备注1

47、+12V霍尔传感器电源正电源12V212V霍尔传感器电源负电源12V3AGND电源地电源地4DA00(PA)整流桥正桥臂电流模拟量输出5DA10(PA)整流桥正桥臂电流模拟量输出6PULSEOFF切脉冲7AGND模拟地8ADIN3整流桥A相电流模拟量输入9ADIN2整流桥B相电流模拟量输入10ADIN1整流桥C相电流模拟量输入（5）接线端子X4定义：端子号代号功能说明备注1CAN+CAN总线通讯2CAN+CAN总线通讯3CAN-CAN总线通讯4CAN-CAN总线通讯5GND2CAN总线通讯接屏蔽地6GND2CAN总线通讯（6）接线端子X5定义：端子号代号功能说明备注1测温电阻信号电流输出2测温

48、电阻信号测温信号3测温电阻信号模拟地（7）接线端子X6定义：端子号代号功能说明备注1测温电阻信号电流输出2测温电阻信号测温信号3测温电阻信号模拟地（8）J2插座（26P牛角）：功能说明定义线号定义功能说明12DGND1公共地+5V电源+534VO写WR56+5+5V电源公共地DGND178CD控制复位RST910DB0数据位数据位DB11112DB2数据位数据位DB31314DB4数据位数据位DB51516DB6数据位数据位DB71718DGND1公共地背光B+1920DGND1公共地触摸键F1KEY112122KEY22触摸键F2触摸键F3KEY332324KEY44触摸键F4触摸键F5KE

49、Y552526+5+5V电源432功率柜脉冲功放板4321主要功能本单元包含6个相同的24V脉冲放大回路，用以触发相应的1.5吋到4吋的晶闸管。本单元能对功率柜柜间均流进行自动调节，因此它不需要在主回路上串联任何均流器件。均流系数可达97%以上。主回路与控制回路的电气隔离强度分集中式与分离式两种：集中式的为5kV；分离式的为15kV。集中式的脉冲变压器安装在一块电路板上，分离式的脉冲变压器则分相单独安装。可接受操作指令，对本功率柜脉冲进行投/切控制。4322脉冲功放板的接线端子及连接器定义跳线器、电位器和连接器定义：名称引脚数功能LED5+C相脉冲指示灯LED6C相脉冲指示灯LED7+A相脉冲

50、指示灯LED8-A相脉冲指示灯LED9+B相脉冲指示灯LED10-B相脉冲指示灯（2）接线端子X1定义：端子号代号信号定义信号说明1(+24V)脉冲电源+C相脉冲输出2Pulse1脉冲信号3(+24V)脉冲电源-C相脉冲输出4Pulse2脉冲信号5(+24V)脉冲电源+A相脉冲输出6Pulse3脉冲信号7(+24V)脉冲电源-A相脉冲输出8Pulse4脉冲信号9(+24V)脉冲电源+B相脉冲输出10Pulse5脉冲信号11(+24V)脉冲电源-B相脉冲输出12Pulse6脉冲信号13141516（3）接线端子X2定义：端子号代号信号定义信号说明1R60124V电源正24V电源正2I(PA)整流

51、桥正桥臂电流反馈3R60224V电源地24V电源地4K2（S240）智能均流投退5I(PA)整流桥负桥臂电流反馈6K1（S241）功率柜脉冲投退（4）J1插头座引脚定义信号定义代号线号代号定义信号Out脉冲电源+24V12-A-A相脉冲OutOut脉冲电源+24V34+A+A相脉冲OutOut脉冲电源+24V56-B-B相脉冲OutOut脉冲电源+24V78+B+B相脉冲OutOut脉冲电源+24V910-C-C相脉冲OutOut脉冲电源+24V1112+C+C相脉冲OutOut跳灭磁开关切脉冲CONA1314CONB1516CONC1718COND1920NC残压起励R3082122EQ_L

52、功率柜均流等分线电压OutOut电源24V+24V2324+24V电源24VOutIn电源0VCND2526CND电源0VIn43.3智能化功率柜的控制在每个功率柜内设计有一套智能控制系统，该系统包括智能检测单元、通讯接口、传感器、LCD显示器、以及相应的输入输出接口电路等。由于引入了智能控制系统，取消了常规表计和指示灯，功率柜的操作、控制、状态监视、信息传递、信息显示等均实现了智能化。工况检测实现智能化智能控制系统对功率柜的检测是全方位的，检测功能包括：桥臂电流和单桥总输出电流快熔状态（包括阻容保护用快熔）风道温度检测风机开停状态风压检测本功率柜投退状态工况显示实现智能化在每个功率柜柜门上，

53、安装了一个带触摸键的LCD显示器，用于显示该功率柜的各种状态及实现相关操作，见如下图所示。功能按钮显示功能按钮风道温度显示桥臂电流显示信息传输实现智能化将现场总线技术用于智能化功率柜，功率柜的开关量信号和模拟量信号均通过现场总线传递到调节柜，也可直接传递到电站控制系统。这不仅提高了信息传输量，也大大减少了柜间接线，提高了系统运行可靠性，提高了装置的整体工艺水平。风机控制实现智能化当智能控制系统检测到励磁系统有“开机令”或本柜输出电流大于100A时，自动启动风机;无“开机令”且本柜输出电流小于50A时，自动停止风机。若功率柜的冷却采用双风机冗余，则可通过控制面板上的操作按钮选择主备用风机。这种控

54、制方式可以提高风机的利用率，延长风机的使用寿命。当主风机出现故障时，比如风机断相、风压过低等，备用风机自动投入，同时切除主风机。44脉冲形成励磁调节器发出的脉冲信号为120度宽脉冲，经功率柜脉冲板60KHz脉冲列信号调制后转化为高频脉冲列信号，如下图所示。8uS8uS1200典型的脉冲电流输出特性如下图所示。SKIPIF1045智能均流对于多个并联运行的功率柜，目前一般采用长线均流、电抗器均流、磁环均流等方式。以上均流方式都必须配合硅元件参数选配，否则均流效果可能不尽人意。这些均流措施一方面对备件的质量和数量提出了更高的要求;另一方面，随着时间的推移，硅元件的特性有可能发生变化，功率柜主回路的

55、接触电阻也有可能发生变化，这些因素都会引起电流分配的变化。采用智能均流技术，不需要其它任何辅助措施（如长电缆、硅元件参数选配等）可以保证均流系数大于97%。而且,当一个或多个功率柜退出后,运行的功率柜之间仍可实现智能均流。智能均流方法立足于控制回路，通过自动调节实现柜间及相间均流。用这种方法均流，主回路可不串任何均流器件，因此它不仅克服了传统均流方法的缺点，而且能有效地实现高水平均流系数，一致性也很好。均流自动调节器由以下单元组成：脉冲区间形成、区间前沿斜坡处理、本柜电流偏差放大（差分放大）、脉冲区间移相处理、脉冲投切控制、高频脉冲发生器、脉冲列形成、脉冲功放等。SKIPIF10自动均流调节器

56、中的脉冲投切控制单元有两个作用。一是受本柜操作命令或外部指令控制，需要时“禁止”高频脉冲输出；二是与多柜并联总输出电流相匹配，当本柜脉冲被禁止时同时也自动切除总输出电流信号在本柜的分支电流，从而保证各柜的电流给定值为总电流对投运柜数的平均值。46脉冲变压器根据绝缘性能要求，我们设计了两种脉冲变压器。第一种脉冲变采用真空环氧灌注工艺，介电强度为：工频1.5万伏，持续1分钟不击穿。该脉冲变独立安装于硅组件上。第二种脉冲变介电强度为：工频5000伏，持续1分钟不击穿。该脉冲变安装于脉冲放大板上。47脉冲长距离传输考虑到部分用户对调节柜和功率柜分置的需要，设计出相应的脉冲电路以满足脉冲长距离传输的需求

57、。设计的原则是在调节柜将弱电流脉冲信号变换为强电流信号经远距离传输到功率柜，再经分压、隔离、放大之后驱动脉冲变压器。为此，我们设计了一块6相脉冲变压器板安装于调节柜，用于将弱电流脉冲信号变换为强电流信号，还设计了一块脉冲接收板安装于功率柜，将强电流脉冲信号经电阻分压取出之后驱动脉冲变压器。48集中式阻容保护在励磁系统中，由于各种各样的原因会在交直流回路中产生过电压。产生过电压的原因可分为外部原因和内部原因：前者主要来自电力系统中的大气过电压或励磁变压器的开关操作过电压；后者主要来自电路内部晶闸管整流换相过电压和电路内部故障等。过电压的出现，可能会导致晶闸管整流元件过电压击穿，因此必须设置过电压

58、保护回路。在EXC9000型系统中，功率柜交流侧过电压保护及硅元件换相过电压保护，采用集中式阻容吸收回路，具有体积小，安装方便，保护可靠等优点。具体线路如下图：SKIPIF1049常规功率柜每个功率柜的主要部件包括：六个晶闸管组件六个带接点指示的快速熔断器六个脉冲变压器一套分离式阻容保护装置一台或两台互为备用的的风机常规的机械显示仪表和指示灯相对于智能化功率柜系统，常规功率柜结构和功能比较简洁，没有智能化功率柜配置的智能控制单元及相应的检测器件，可供采集和监测的信号和参数也相应较少。主要信号的指示均采用指示灯，输出电流等参数显示采用机械式表计。和励磁系统其它单元的信号传输没有采用现场总线形式，

59、而采用了继电器接点连接模式，相对来说，可以传输的信息量比较少，柜间接线也比智能化功率柜多。功率柜间的均流主要通过晶闸管元件参数选配或长线均流等措施予以保证。5.灭磁及过压保护单元51灭磁及过压保护回路框图下图是典型的灭磁及过压保护原理框图。（实际的原理图以出厂图纸为准）SKIPIF10灭磁主回路原理图图中：QFG灭磁开关FR耗能电阻RD快速熔断器V61二极管V62晶闸管A61晶闸管触发器CT过电压动作检测器励磁系统正常停机，调节器自动逆变灭磁;事故停机，跳灭磁开关将磁场能量转移到耗能电阻灭磁。当发电机处于滑极等非正常运行状态时，将在转子回路中产生很高的感应电压，此时安装在转子回路中的转子过电压

60、检测单元A61模块将检测到转子正向过电压信号，马上触发V62晶闸管元件，将耗能电阻单元FR并入转子回路，通过耗能电阻的吸能作用，将产生的过电压能量消除；而转子回路的反向过电压信号则直接经过V61二极管接入耗能电阻吸能，以确保发电机转子始终不会出现开路，从而可靠地保护转子绝缘不会遭受破坏。由于这种保护的存在，转子绕组会产生相反的磁场，抵消定子负序电流产生的反转磁场，以保护转子表面及转子护环不至于烧坏。过电压保护动作的同时，还可以通过监测电流互感器CT的电流信号向监控系统发出相应的指示信号。灭磁开关既可以安装于直流侧，也可以安装于交流侧。采用交流灭磁的主要优点是交流开关选型容易，制造技术成熟，生产