R-R励磁调节器AVR运行说明手册

XX发电厂300MW汽轮发电机

静杰励磁系统

安装、调试、操作、运行和维护手册

第三部分第1章

运行说明手册

（译自Rolls-Royce公司资料）

2003年8月

运行使用说明书

目录

章节标题页码

1励磁系统概述

1.1环境

1.2系统参数

2AVR说明

2.1冗余

2.1.1TMR三模冗余原理

2.1.2冗余和系统输入/输出

2.2功能描述

2.2.1标幺值定义

2.2.2AVR

2.2.2a)电压、有功、无功及转速的测量

2.2.2b)运行方式选择

2.2.2c)AVR自动运行方式

2.2.2d)AVR手动运行方式

2.2.2e)AVR与整流器手动同步

2.2.2f)手动整流柜控制

2.2.2g)AVR与整流器手动控制的关系

2.2.2h)给定值控制

2.2.2i)励磁和灭磁

2.2.2j)动态限制

2.2.2k)电力系统稳定器（PSS）

2.2.21)无功补偿（调差）

2.2.2m)恒功率因数运行方式

2.2.2n)恒无功功率运行方式

2.2.2o)操作员接口

2.3事故检测

2.4VT和CT接口

2.5转子平均温度测量方法

2.6继电器模块

2.6.1高度集成继电器表决模块

2.6.2单继电器表决模块

2.7系统输入和输出

2.8可整定参数

2.9可编程试验输出指示

2.10AVR通过串行接口到DCS传送数据

3整流器辅助柜系统描述

3.1励磁系统中的主要控制信号

3.2EG809整流器辅助功能模块

3.2.1输入/输出

3.2.la)输入

3.2.1b)输出

3.2.1c)触发脉冲

3.2.2故障检测

3.2.2a)"看门狗"(watchdog)

3.2.3整流器辅助模块的逻辑功能

3.2.3a)励磁和灭磁逻辑

3.2.3b)AVR或整流器手动控制选择

3.2.3c)通讯

3.2.3d)脉冲与模块之间电压协调

3.2.3e)起励顺序

3.2.3f)风机故障检测逻辑

3.2.3g)风机事故检测逻辑

3.2.3h)整流器跳闸逻辑

3.2.3i)风机选择逻辑

3.2.Ij)可控硅故障检测

3.2.4选择整流器组开关

3.2.4a)选择A组和停止B组

3.2.5CROWBAR跨接器

3.2.6过滤器报警

3.3通讯/手动控制器模块EG810功能说明

3.3.1定义

3.3.la)同步电压与励磁电流

3.3.lb)最小整流控制角

3.3.1c)最大逆变角

3.3.Id)换相角

3.3.Ie)相位微调

3.3.If)数字信号输入/输出

3.3.2电路结构

3.3.2a)通讯与报警接口

3.3.2b)手动控制原理图

3.3.3触发脉冲输出

3.3.4报警输出

3.4系统电源

3.4.1电源故障

3.5继电器输出

3.6系统输入/输出

3.6.1输入

3.6.2输出

3.6.3报警输入

3.6.4模拟量输入信号

3.6.5可调整参数

3.6.5a)整流器B存在

3.6.5b)故障设置旋转开关

3.6.5c)正常设置旋转开关

3.7逻辑图

4整流器

4.1EX4014+ve可插拔式可控硅模块

4.2EX4015-ve可插拔式可控硅模块

4.3EX4029扼流圈装配单元

4.4EX3006触发脉冲板

5硬件说明

5.1AVR柜

5.1.1电源配电

5.1.la)110V直流控制电源

5.1.lb)220V50Hz控制电源

5.1.1c)220V50Hz伺服电源

5.1.2EG8503AVR机箱分装配

5.1.3EG800自动控制器模块

5.1.4EG802自动电源模块

5.1.4a)输入数据

5.1.4b)输出数据

5.1.5EG812VT和CT信号调理单元(PC3170)

5.1.6EG901单继电器表决输出模块(PC3108)

5.1.7EG903三重继电器输出模块(PC3107)

5.2整流器柜

5.2.1电源配电

5.2.la)220V50Hz伺服电源

5.2.lb)380V3相50Hz电源

5.2.1c)743V3相50Hz电源

5.2.2EX4014ac/dc+Ve整流器模块组件

5.2.3EX4015ac/dc-Ve整流器模块组件

5.2.4EX4029扼流圈组件

5.2.5EX3006触发脉冲板

5.2.5a)逻辑要求

5.3整流器辅助柜

5.3.1电源配电

5.3.la)220V50Hz伺服电源

5.3.lb)110Vde控制电源

5.3.1c)380V3相50Hz电源

5.3.Id)整流器3相50Hz电源

5.3.2EX4107整流器辅助柜就地控制盘

5.3.3EG8506三模冗余整流器辅助柜机箱分装配

5.3.4EG809三模冗余整流器辅助柜逻辑模块

5.3.4a)输入

5.3.4b)输出

5.3.5EG810通讯/手动控制器模块

5.3.5a)电源

5.3.5b)附件

5.3.5c)盘后连线

5.4磁场断路器（灭磁开关）柜

5.4.1电源配电

5.4.la)220V50Hz辅助电源

5.4.lb)110Vde控制电源

5.4.lc)380V3相50Hz起励电源

5.4.2磁场断路器（灭磁开关）

5.4.3EX4018起励回路

5.4.4EX4021转子电压隔离器

表格标题

1容量与特性

2AVR参数

3高集成继电器表决模块触点容量

4单继电器表决模块触点容量

5系统输入和输出代码

6模拟量和数字量输入/输出

7可整定参数

8可编程试验输出指示

9辅助通讯信号列表

10通讯故障标志

11硬接线数字量输入/输出

12通讯/手动到AVR数据位格式

13手动控制器触发角数据位格式

14通讯控制器触发角数据位格式

15AVR至通讯/手动数据位格式

16控制器配置参数表

17背板安装继电器接点容量

18数字量输入

19模拟输入信号范围

20模拟输入信号

20EG802模块电气输入特性

21EG802模块电气输出特性

22EX3006单个触发脉冲卡输入和输出

23EX3006单个触发脉冲卡频率选择

24EG809输入DIN41612联接器PL1安装

25EG809输入DIN41612联接器PL2安装

26EG809输出DIN41612联接器安装

27EG810DIN41612联接器PL1安装

28EG810DIN41612联接器PL2安装

图表目录

1典型励磁系统

2典型输入/输出方框图

3AVR冗余策略

4AVR方式选择

5AVR自动控制器一方框图

6AVR手动控制器一方框图

7整流器手动控制器一方框图

8动态限制能力特性

9电力系统稳定器方框图

10无功功率补偿

11恒功率因数和恒无功运行方式

12整流器辅助柜方框图

13主要控制信号

14整流器手动控制状态图

15励磁/灭磁逻辑

16起始/励磁波形图

17灭磁波形图

18灭磁示意图

19事件序列波形

20运行序列原理框图

21公共FPGA通讯

22辅助FPGA通讯

23机器初始状态及Abel列表

24机器发送状态及Abel列表

25机器接收状态及Abel列表

26起励回路选择项

27跨接器运行原理方块图

28EG810通讯/手动模块方框图

29EG810模块通讯通道

30公共通讯就地显示

31典型信号显示页

32主报警信号菜单

33典型报警信号组1页

34典型定义报警输入

35典型报警页

36磁场电流控制器

37PI选择

38跟踪给定点控制

39操作员/AVR给定控制

40控制器配置主菜单

图表目录

41逆变/跨接器时间溢出逻辑

42励磁/灭磁逻辑图

43磁场断路器合闸逻辑

44AVR/整流器手动选择

45A组整流器跳闸逻辑回路

46B组整流器跳闸逻辑回路

47整流器跳闸逻辑图

48闭合起励输入接触器逻辑图

49闭合起励输出接触器逻辑图

50触发起励可控硅整流器逻辑图

51断开起励输入/输出接触器逻辑图(仅对DC起励电路)

52风机故障检测逻辑图

53风机事故检测逻辑图

54A组整流器风机选择逻辑图

55B组整流器风机选择逻辑图

56对一个桥臂故障/跳闸检测逻辑图

57产生报警/跳闸逻辑图

58触发脉冲表决时间延迟逻辑图

59选择开关逻辑图

60延迟不励磁(NotExcited)信号逻辑图

61磁场断路器跳闸逻辑图

62延迟励磁(Excite)信号逻辑图

63系统电源配电图

64EG802模块布置图

65EG802模块方框图

66EG809模块前面板

67EG810通讯/手动模块前面板

68辅助柜背板电源配电

附图列表

Rolls-Royce公司图号名称

M100-1210EX4017整流器辅助柜GA的就地控制盘

A100-0001励磁系统总体布置

A100-0002AVR柜总体布置

A100-0003整流器辅助柜总体布置

A100-0004（4张）整流器柜总体布置

A100-0005（2张）磁场断路器柜总体布置

M320-1119EX4017整流器辅助柜就地控制盘原理图

A320-0001（2张）系统原理图

A320-0002（4张）AVR柜原理图

A320-0002（3张）AVR柜接线端子图

A320-0003（6张）整流器辅助柜原理图

A320-0003（4张）整流器辅助柜接线端子图

A320-0004（3张）整流器柜原理图

A320-0005（3张）磁场断路器柜原理图

A320-0005（1张）磁场断路器柜接线端子图

PL-A100-1210EX4017整流器辅助柜就地控制盘部件清单

PL-A100-0002（3张）AVR柜总体布置部件清单

PL-A100-0003（4张）整流器辅助柜总体布置部件清单

PL-A100-0004（6张）整流器柜总体布置部件清单

PL-A100-0005（5张）磁场断路器柜总体布置部件清单

1.励磁系统概述

励磁系统的主要任务是通过控制发电机励磁电流来维持发电机端电压；同时维持

其它发电机的变化在限定范围以内；在系统发生故障时进行灭磁或停机；

系统参数在运行手册第二章给出。

励磁系统由下列部分组成：

・由一组柜体组成

*AVR柜

*整流器柜

*整流器辅助柜

*磁场断路器

图1所示为励磁系统原理图，图中给出了系统上述的几个部分以及他们之间的连

接关系。

图2所示为励磁系统框图，图中给出了系统的主要部件以及部件内部的连线关系。

图1所示为一个典型的励磁系统，图2所示为一个典型的励磁系统输入/输出。

励磁系统将在如下段落中描述:

•第2段，AVR系统

•第3段，整流器辅助系统

・第4段，整流器

•第5段，硬件说明

1.1环境

运行温度T0℃至40℃

储存温度-25℃至+85℃

相对湿度在25℃条件下,90%无结露

海拔高度1000m

L2系统参数

表1列出系统的设计参数、容量和特性,例如可调整参数、报警设定值和手动

控制设定点。这些参数在控制文件内给出。这些控制文件是：

・AVR柜的硬件部分出厂试验大纲在第3章附录2中

・整流器、整流器辅助柜、磁场断路器和中控室桌面主控盘的出厂试验大纲在第

3章附录3中。

・励磁系统的出厂试验大纲在第3章附录4O

・调试大纲在第二部分调试手册。

GENERATOR-300MW,20KV,50HZ

RATEDFIELDCURRENT=2642ADC

VOLTAGECURRENT

TRANSFORMERSTRANSFORMERS

20KV/100V12000/5A

r।FIRINGPULSES，OVERCURRENTPROTECTIONCTS

>AVRCONTROLCHANNEL3•—TOAUX.CH1»-1SET15000/5A,10P

V2SETS100/1A,10P

AVRCONTROLCHANNEL2l_FIRINGPULSES

TOAUX.CH2酎

EXCITATIONTRANSFORMER

_>lAVRCONTROLCHANNEL1FIRINGPULSES20000/743V,327KVA

STOAUX.CH3♦

山

。4U

S

O

OLLH.ACSURGE

H山

IAVRCUBICLEjSUPPRESSION

©N

-FIELDCURRENT

IB

NOISOLATION

JAMPLIFIERS

OAK

/

。B

d山BRIDGE4

。

COMMUNICATIONSINTERFACE&'MANUALBRIDGE3h

CONVERTERMANUAL।FIRINGA山na

BRIDGE2HB

PULSES<H

BRIDGE1IizHV

24CABLESn0n8_l

dsMN

ONETOl_Cn

CONVERTERAUXILIARIESiEACHna

CHANNEL3W

THYRISTORDo

ACONVERTERAUXILIARIESMODULE

CHANNEL2□

CONVERTERAUXILIARIES-a

CHANNEL1

RELAY

MODULES

eN

NQ

星g

POWERSUPPLIES.I-o

RELAYS.CONTACTORS.FANSUPPLIESFROMSx

PROTECTIONANDMCBS3

TRANSFORMERIIICONVERTERAUX.:

CONVERTERAUXILIARIESCUBICLECONVERTERCUBICLE

图1典型的励磁系统原理框图

Al-TOCH1DI-TOCH1DI•TOCH2TWOINDEPENDENTAC

Al-TOCH2Al-TOCH3DI-TOCH3

AVRSYCH.REF.AVRSYCH.REF.ORDCSUPPLIES

PHASEVOLTAGE-LINE'A'AVRSYCHREFPHASEVOLTAGE-LINE'A'

PHASEVOLTAGE-LINE'A'

PHASEVOLTAGE-LINE'B'PHASEVOLTAGE-LINE'B'CONVERTERA

PHASEVOLTAGE-LINE'CPHASEVOLTAGE-LINE'B'

PHASEVOLTAGE-LINE'C,PHASEVOLTAGE-LINECDOFROMAVR

PHASECURRENT-LINE'A'PHASECURRENT-LINE4

PHASECURRENT-LINE'A'CH1FIRINGPULSES

PHASECURRENT-LINE'B'PHASECURRENT-LINE宜

PHASECURRENT-LINE'B'CH2FIRINGPULSES

PHASECURRENT-LINE'CPHASECURRENT-LINE'C

AO-FROMCH1PHASECURRENT-LINE'CAO-FROMCH2AO-FROMCH3CH3FIRINGPULSES

FIELDCURRENT(TOTAL)FIELDCURRENT(TOTAL)

PROGRAMMABLEFIELDCURRENT(TOTAL)PROGRAMMABLEMANFIRINGPULSES

FIELDCURRENTBFIELDCURRENTBPROGRAMMABLE

OUTPUT1FIELDCURRENTBOUTPUT1AUTO/MANUALSELECTED

AVRTESTAVRTESTOUTPUT1

PROGRAMMABLEAVRTESTPROGRAMMABLECONVERTEROFF

(FIELDVOLTS)(FIELDVOLTS)PROGRAMMABLE

OUTPUT2(FIELDVOLTS)OUTPUT2DITOAVR

(GRIDVOLTSAMPLITUDE)(GRIDVOLTSAMPLITUDE)OUTPUT2

PROGRAMMABLE(GRIDVOLTSAMPLITUDE)PROGRAMMABLEFAULT/HEALTHY

(GENERATORCOOLANTTEMP.)(GENERATORCOOLANTTEMP.)PROGRAMMABLE

OUTPUT3(GENERATORCOOLANTOUTPUT3DISCREPANCY

(GRIDFREQUENCY)(GRIDFREQUENCY)OUTPUT3

PROGRAMMABLETEMP.)PROGRAMMABLEPROGRAMMABLEPHASEBACKALARMCONVERTER

OUTPUT4(GRIDFREQUENCY)OUTPUT4OUTPUT4TRIPPED

FIRINGPULSESAVRHEALTHY

POWERDOOUTPUTFROMAVR

SUPPLIESCLOSEIPCONTACTOR

1AND2CLOSEOPCONTACTOR

CLOSEFIELDBREAKER

OPENFIELDBREAKER

OPENIPCONTACTOR

OPENOPCONTACTOR

CHANNEL1CHANNEL2CHANNEL3

DITOAVR

SUPPRESSIONFUSESFAILED

DCFUSESFAILED

SUPPLY1UNDERVOLTAGE

SUPPLY2UNDERVOLTAGE

SECTIONAAVAILABLE

SECTIONBAVAILABLE

2oo3AIRTEMPERATUREOK

VOTING

MAINCBOPEN

CONVERTERMANUALHEALTHY

CONVERTERB

MAINTENANCEDIFROMCCRDESKDIFROMLOCALDITOCH1,2&3DOFROMVOTINGMODULES-THEFOLLOWINGLISTISTYPICALDOFROMAVR

PCPANELTOCH1,2&3CONTROLPANELTOMCBOPENINAUTOMODEFIELDCURRENTLOWALARMCH1FIRINGPULSES

CONNECTEDTOCH1,2&3AVRSTEPAUTOERRORONLIMITAVRTRIPCH2FIRINGPULSES