励磁设备介绍

ABBUnitrol5000励磁调节器马铁军设备维护部继电保护班主要内容UNITROL5000硬件UNITROL5000软件逻辑UNITROL5000的控制方式冗余的概念监视与保护静态和动态试验情况主要内容UNITROL5000硬件UNITROL5000软件逻辑UNITROL5000的控制方式冗余的概念监视与保护故障处理与维护

励磁系统的主要任务提供可控直流电流，并有短时过载能力以一定的精度稳定机端电压确保电网安全运行保证发电机在运行在安全可控范围内提高系统的暂态稳定性与电厂控制系统保持通讯AVR

励磁系统的组成AVR自动电压调节器

励磁变压器整流桥

跨接器

灭磁开关UNITROL5000系统图

励磁系统的主要部件UPC090ARC093ARC093UFC092UFC092PSIPSIFIOCOBMUBEGCCOBMUBEGCCINGDIControlPanelARCNETI/OARCNETBUSUNITROL®5000–COBUNITROL®5000–COBControllerBoard（主控板）ARCnet现场总线控制器UNITROL®5000的中央处理单元与CMT工具的光纤通讯接口与各种现场总线接口（Mod-bus、Profibus、Advant等）的光纤通讯接口与设备MUB、FIO、PSI、CIN以及EGC之间的扁平电缆连接主控板运行状态和最后发生的故障代码的七段数码显示ARCnet光纤运行状态的段数码显示UNITROL®5000–MUBUNITROL®5000–MUBMeasuringUnitBoard（测量单元板）测量发电机机端电压Ug和机端电流Ig用DSP进行数字信号测量PT断线和其他监视功能PSS(accordingIEEE)电力系统稳定器UNITROL®5000–EGCUNITROL®5000–EGC

ExtendedGateController（扩展门极控制板）后备方式下的电流调节器后备过流继电器，反时限动作和瞬时动作后备方式下的晶闸管分支监测自动跟踪控制直流短路监测与PSI共同完成高阻抗同步电压测量频率测量高频触发脉冲列产生独立电源系统UNITROL®5000–PSIUNITROL®5000–PSIPowerSignalInterface（主回路信号接口板）预处理:－同步电压－励磁电压－总体输入电流－整流桥直流侧电流（可选）通过扁平电缆与主控板（COB）相连UNITROL®5000–FIOUNITROL®5000–FIO

FastInput/Output（快速输入/输出板）二进制信号的集中输入输出装置，是集控室操作信号和励磁系统中继电器和开关等低压设备的接口16路开关量输入18路开关量输出4路模拟量输出3路模拟量输入测量跨接器输入电流3路模拟量输入用于测量电流或电压或电阻UNITROL®5000–SPAUNITROL®5000–SPAServicePanel(维护和操作面板）显示信号修改参数显示故障记录UNITROL®5000–LCPLcoalcontrolpanel就地控制面板（LCP）

励磁柜就地控制面板包括系统特定的16个带发光二极管显示的控制按键、10个操作模式、内部功能控制键和1个8行、每行40字符的液晶显示屏。16个带灯按键用于励磁系统基本控制。液晶屏用于显示模拟量和报警信息。UNITROL®5000–POWUNITROL®5000–POW电源供应器和输入滤波器将220V交流或直流电源变换成24VDCUNITROL®5000–FBCUNITROL®5000–FBCFieldbusCoupler（现场总线连接器）COB板的二进制信号扩充接口ARCnet总线的I/O接口板32位输入32位输出UNITROL®5000–ROIUNITROL®5000–ROIRelayOutputInterface（继电器输出接口板）与FBC一起使用16路继电器输出UNITROL®5000–ConverterUNITROL®5000–ConverterBridge可控硅UNITROL®5000–Thyristor三相全控可控硅整流桥每个桥臂一只

整流桥共6只散热器UNITROL®5000–ConverterBridge可控硅整流桥桥臂的快熔UNITROL®5000–BranchFuse断开可控硅的短路电流通过辅助触点向AVR发信号辅助触点UNITROL®5000–ConverterBridge可控硅整流桥桥臂的快熔交流侧的过电压保护UNITROL®5000–OvervoltageprotectionRC滤波器电容整流器电阻快熔UNITROL®5000–ConverterBridge可控硅整流桥桥臂快熔过电压保护冷却系统UNITROL®5000–Fanbox整流桥的冷却冗余设计风机的气体流量监测UNITROL®5000–CINUNITROL®5000–CINConverterInterface整流桥接口板COB和GDI之间的连接，驱动GDI并联整流桥间的均流导通监视监视功能桥臂电流（使用霍尔传感器）温度过压吸收装置连接外部显示屏CDPUNITROL®5000–GDIUNITROL®5000–GDIGateDriverInterface门极驱动板可控硅整流桥的脉冲末级UNITROL®5000–CDPUNITROL®5000–CDPConverterDisplayPanel（整流桥显示屏）显示整流桥瞬时电流提供9个发光二极管，用于显示整流桥运行状态--RUN整流桥处于运行状态--OFF整流桥被闭锁--ISOLATED隔离开关断开--ALARM整流桥或整流桥接口板报警--FAIL整流桥或整流桥接口板失效--FANFAIL风机失效--R+FailR+可控硅失效--S+FailS+可控硅失效--T+FailT+可控硅失效--R-FailR-可控硅失效--S-FailS-可控硅失效--T-FailT-可控硅失效

UNITROL®5000–CUSUNITROL®5000–CUSCurrentSensor电流传感器额定电流IN=2000A，电源电压=10VUNITROL®5000–FieldbreakerUNITROL®5000–FieldbreakerHPBHPBUpto6000ADCUNITROL®5000–CrowbarUNITROL®5000–Crowbar直流侧过电压保护UNITROL®5000–CrowbarthyristorStackUNITROL®5000–CrowbarthyristorStack3个晶闸管CUS测量跨接器电流UNITROL®5000–CrowbarfiringboardUNITROL®5000–Crowbarfiringboard具有多个独立的放电可控硅触发回路电压检测回路，当励磁电压超过预设值时，自动触发可控硅导通保护可控硅桥和磁场绕组免受危险过电压尖峰的冲击最高触发电压1400V触发控制通过继电器完成触发能量来自可控硅的阳-阴极间电压UNITROL®5000–DischargeResistorUNITROL®5000–DischargeResistor控制磁场能量的释放UNITROL®5000–FieldFlashingUNITROL®5000–FieldFlashing起励回路限流电阻起励接触器整流二极管UNITROL®5000–TransducersUNITROL®5000–Transducers将输入输出变换成需要的量UfIfetc.UNITROL®5000–GroundFaultRelayUNITROL®5000–GroundFaultRelay发电机转子接地保护装置Alarm（一级）Trip（二级）主要内容UNITROL5000硬件UNITROL5000软件逻辑UNITROL5000的控制方式冗余的概念监视与保护静态和动态试验情况

励磁软启动合灭磁开关投励磁起励开关合（自动）发电机建压开放整流桥触发脉冲分起励开关（自动）在软起励逻辑控制下，发电机定子建立到额定电压AVR发电机辅助电源~+整流二极管整流桥UsynU>起励开关t超调Ug起励开关分整流桥导通(触发脉冲开放)软起励起动逻辑

灭磁回路组成发电机发电机开关整流桥灭磁开关跨接器RE灭磁电阻

为什么要快速灭磁发电机发电机开关整流桥a发电机机端短路abb发电机定子接地cc发电机转子短路dd整流桥短路RE

灭磁过程转子inverter(WR)Q02If,Uf[p.u.]tIf(operation)Uf(operation)-UfIf(discharge)Uf(discharge)主要内容UNITROL5000硬件UNITROL5000软件逻辑UNITROL5000的控制方式冗余的概念监视与保护静态和动态试验情况励磁系统控制方式自动电压调节(自动方式)励磁电流调节(手动方式)叠加控制方式恒功率因数控制恒无功控制

两种控制方式的比较正常运行时的控制方式有功变化时稳定机端电压转速变化时调节机端电压->V/Hz限制器可以投入叠加控制方式各种限制器保证发电机安全稳定运行调试或试验时可采用手动控制方式PT断线时紧急切到手动控制方式手动控制方式时需手动调节励磁电流以调节机端电压无限制器(手动限制器除外）自动方式:手动方式:~=VoltageSetpointASupplySMAutom.Mode自动电压调节器(自动方式)+_Follow-upM==FieldcurrentsetpointManualMode励磁电流调节器(手动方式)+_VoltageSetpointSupplySMAutom.Mode叠加控制方式~=SuperimposedSetpointQ/cosphiU/IEvaluationraiselower+_+P+Q-P-QCosphi=const+P+Q-QQ=Qconst功率因素调节器无功调节器

两种叠加控制方式的比较主要内容UNITROL5000硬件UNITROL5000软件逻辑UNITROL5000的控制方式冗余的概念监视与保护静态和动态试验情况

双通道AVR结构测量单元AVR/FCR12n供电单元自动跟踪监测单元保护单元逻辑控制单元测量单元AVR/FCR供电单元监测单元保护单元逻辑控制单元

不同AVR配置的冗余投入逻辑

故障切换AVRFCRUGIGIFAVRFCRUGIGIFIFBFCRIFBFCR跳机!!!!

其他的冗余方式

两路独立的控制电源供电

两组整流桥风机

两路独立的跳闸回路主要内容UNITROL5000硬件UNITROL5000软件逻辑UNITROL5000的控制方式冗余的概念监视与保护静态和动态试验情况一个调节器工作时，监视和保护则两个通道同时工作调节器逻辑控制单元调节器监测单元保护单元逻辑控制单元

Voltage

regulator

(AUTO)

Field

current

regulator

(MAN)

Power

System

Stabilizer

Limiter

functions

Overriding

controllers

(P.F.,

VAr)

Actual

voltage

value

(P.F.

failure)

Actual

field

current

value

CPU

Rotor

temperature

Field

overcurrent

V/Hz

Rotating

diodes

Actual

voltage

value

Actual

field

current

value

CPU

Field

overcurrent

V/Hz

Rotating

diodes

备用通道运行通道监测单元保护单元实际值跳机信号系统状态跟踪

转子过流一段报警

转子过温一段报警PT断线报警

硬件自检报警

软件自检报警

内部供电报警

可控硅检测报警

通风报警

监视报警的概念(措施：启用备用通道)V/Hz引起饱和

过温

过载

转子接地

转子短路

转子过流二段保护

转子过温二段保护

转子过压

软件自检报警

硬件自检报警

内部供电报警

内部短路

可控硅过载

保护的概念(措施：跳机)

PT断线监视每一通道都有PT断线监测辅助电源机端电源机端电压励磁电流励磁电压并网前机端供电辅助电源供电启动中观察机端电压是否随励磁电流而变化通过比较机端电压和励磁电压决定通过比较机端电压电流突变时是否互动决定机端电流发电机保护失磁或欠励保护转子过流保护转子过压保护(跨接器)转子接地保护转子过温保护过激磁保护无刷励磁的旋转二极管监视整流桥监视与保护触发脉冲监视导通监视冷却风机监视熔断器监视控制部分供电电源看门狗实际值监测发电机定子电压励磁电流同步电压起励监视励磁变压器保护绕组温度一次绕组过流主要内容UNITROL5000硬件UNITROL5000软件逻辑UNITROL5000的控制方式冗余的概念监视与保护静态和动态试验情况静态调试情况介绍试验目的试验接线介绍

试验目的静态调试的主要目的，是检查励磁调节器脉冲触发回路和整流桥部分的正确性，为励磁系统动态调试做准备。触发回路包括COB板、脉冲线、CIN板（整流桥接口单元板）、GDI板（门极驱动板）以及从GDI板至可控硅的触发线。试验接线介绍动态调试情况介绍并网前试验项目并网后试验项目

动态调试情况介绍手动通道起励试验手动通道逆变灭磁和手动通道分灭磁开关灭磁手动通道阶跃试验手动->自动通道切换试验自动通道起励试验自动通道逆变灭磁和自动通道分灭磁开关灭磁自动通道阶跃试验V/HZ试验通道切换试验（自动CH1->自动CH2和手动CH1->手动CH2）PT断线试验手动->自动通道切换及通道切换试验自动/手动通道阶跃试验P(Q)限制试验手动通道低励限制试验定子电流限制器试验励磁电流限制器试验并网前试验项目并网后试验项目励磁设备跟踪情况介绍设备安装过程中发现绝缘子损坏动态调试发现＃3励磁调节器MUB板存在问题解决励磁小间温度过高问题解决励磁小间室内粉尘严重问题＃3、4机并网时处理起励时间过长缺陷处理＃3机并网后CON1功率整流柜闭锁退出运行缺陷励磁系统对电力系统稳