DAVR-S1S2发电机励磁调节器四.

1DAVR-S1/S2发电机励磁调节器2DAVR-S1/S2发电机励磁调节器一、前言励磁控制系统是发电机组的重要组成部分，对发电机的稳定、可靠运行起着重要作用。近几年，我国的励磁调节器行业也随着现代控制技术和控制元器件的发展，取得了一些令人瞩目的进步，生产出了数字式励磁调节器。DAVR—S1/S2静止可控硅微机励磁调节器是针对30MW及以下静止式自并励励磁系统的水、火电机组而开发的新型励磁装置，它集励磁控制器、可控硅整流器、灭磁及过电压保护装置于一个柜中，具有简练的硬件结构与丰富的软件功能，采用了先进的控制理论和全数字化的微机控制技术，具有多种运行方式，完备的保护功能，试验、故障录波功能，完善的自检、自诊断和自恢复功能。3DAVR-S1/S2发电机励磁调节器二、设计原则设计DAVR—S1/S2发电机静止励磁调节器时，其性能和技术要求是以GB10585《中小型同步电机励磁系统基本技术要求》和GB7409《大中型同步电机励磁系统技术要求》的规定为基础，并充分考虑了用户的使用要求，达到了较高的水平。同时设备的设计、制造也符合IEC34—16/1《汽轮发电机励磁系统技术要求》的规定。4DAVR-S1/S2发电机励磁调节器三、解决的主要技术问题在产品的设计、制造过程中，主要解决了下述关键技术问题：1)励磁调节器应用控制程序的设计和调试2)励磁调节器控制面板控制程序的设计和调试3)励磁调节器整机系统的性能测试方法4)灭磁开关的控制回路设计5)各种励磁操作模式的参数整定和动态响应品质的确定6)励磁控制系统的抗干扰设计7)控制电源的可靠性设计和实现8)励磁调节器的配线工艺及检查9)励磁变压器的制造10)励磁调节器的整机试验和动态品质测定5DAVR-S1/S2发电机励磁调节器四、产品技术特点DAVR—S1/S2发电机静止励磁调节器有多种控制运行方式：自动电压调节、手动励磁电流调节、恒功率因数调节、恒无功调节等。自动电压调节通道以发电机机端电压为调节对象，根据电网电压变化，自动调节发电机输出无功功率，从而达到恒机端电压运行目的。为了增加励磁调节器的安全冗余度以及用户作机组试验方便，设计了手动励磁电流控制方式，控制发电机的磁场电流为恒定值。恒功率因数控制、恒无功控制、开环控制方式等，可根据用户运行情况进行选择。为使发电机工作于安全范围之内，又增加了各种限制器，如最大励磁电流限制、定子电流限制、低励限制、最小励磁电流限制、PT断线等附加控制功能。6DAVR-S1/S2发电机励磁调节器1、全数字化从输入通道的交流采样到控制脉冲的输出全部实现数字化，没有模拟环节，无电位器调整，全数字化大大提高了精度和可靠性，维护十分方便。2、自动、手动通道无扰切换励磁系统具有电压调节（自动）通道，在所有运行工况下能满足电力系统所需的自动励磁调节的要求。自动通道中含有独立的手动通道，手动通道为恒励磁电流调节方式。运行中手动通道实时跟踪励磁调节柜输出的直流励磁电流，手、自动通道运行中可无扰切换。7DAVR-S1/S2发电机励磁调节器3、多种运行方式恒机端电压、恒励磁电流、恒无功、恒功率因数四种运行方式运行过程中可在线选择，相互跟踪实际值，可实现无扰切换。用户提供系统PT时可实现空载快速跟踪系统电压，实现机组快速并网。4、完善的试验功能可以在线修改调差率、放大倍数、微分时间常数、惯性时间常数等五十多个运行参数，以及进行±5～10%的阶跃、灭磁实验。所有这些修改及实验均只需进行键盘操作即可，不用改接线。8DAVR-S1/S2发电机励磁调节器5、完备的保护功能具有PT断线保护、空载过压、强励反时限、低励限制、V/Hz限制、过无功限制、过定子电流限制等，以保证发电机的安全稳定运行。6、试验、故障录波功能自动记录故障前4秒，故障后16秒的故障数据。故障数据包括发电机电压、转子电压、控制电压、电流、有功、无功、转速及保护/出错标志。试验录波功能能自动记录试验过程中的各种波形。9DAVR-S1/S2发电机励磁调节器7、完善的防止过励磁措施调节器具有完善的V/Hz限制功能，在频率小于45Hz以下进入逆变灭磁状态，不会产生发电机、变压器过励磁。8、脉冲直接形成技术DAVR-S1/S2自并励励磁系统具有可靠的脉冲自封锁电路，防止误强励、误触发。并且采用脉冲直接形成技术。一般的微机励磁都是用定时计数器（如8253或CTC）芯片来实现同步信号周期T的测量以及产生6相脉冲去触发晶闸管，这一般需要一块至少包含7个定时器的专用脉冲产生板，不仅硬件电路复杂，而且占用CPU的很多时间（中断），导致脉冲形成不可靠，往往还需加脉冲监视电路来监视。10DAVR-S1/S2发电机励磁调节器DAVR-S1/S2系列微机励磁控制器采用脉冲直接形成技术。脉冲产生方式非常简单自然，硬件、软件均很简单，产生的脉冲可靠性高。DAVR-S1/S2自并励励磁系统采用优化的有源滤波测频回路、可靠的脉冲放大电路、高耐压脉冲变压器，确保运行中不发生脉冲丢失现象。9、完善的自检、自诊断和自恢复功能装置自检、自诊断功能完善，可实现对A/D通道、A/D采样值、测频、RAM、EEPROM、发脉冲等部件及功能进行自检。自恢复功能采用软件看门狗(WATCHDOG)与硬件看门狗结合技术，在程序跑飞或电源电压不正常时复位系统，系统复位后能读回复位前的整定值与运行工况，保证机端电压无明显波动。11DAVR-S1/S2技术数据五、主要技术数据主要技术参数及性能指标符合或优于GB7409和电力部有关标准调节精度：＜0.1%额定电压调节范围：5—130%额定电压强行励磁：1.6—2倍，≥10秒调差范围：±15%，级差1%频率特性：频率每变1Hz端电压变化＜0.1%起励：软起励，可做到无超调无振荡12DAVR-S1/S2技术数据空载10%阶跃：超调量＜5%,振荡次数＜3,调节时间＜5SA/D转换速率：100K/SA/D转换量分辨率：2-12可控硅控制角α分辨率：0.004度/码测量输入：发电机三相电压：最大380V发电机单相电流：5A励磁输出：连续工作电流：500ADC过载（10S）：1000ADC13DAVR-S1/S2发电机励磁调节器照片14DAVR-S1/S2发电机励磁调节器照片型号：S11-MF全密封防渗漏型励磁变压器产品特点：具有损耗低、噪音低、无污染的特点，是一种新型节能环保专利产品。油箱的波翅代替油管作为冷却散热元件，波纹油箱由优质冷扎薄钢板在专用线上制造，波翅可以随变压器体积的涨缩而涨缩，从而使变压器与大气隔绝，防止和减缓油的劣化和绝缘受潮，增强运行可靠性，正常运行免维护。15DAVR-S1/S2发电机励磁调节器照片型号：ZLSC环氧干式变压器产品特点：线圈间空隙用环氧树脂填充，局放低，防潮性能好，损耗低。161、DAVR-S1/S2发电机励磁调节器系统组成DAVR-S1/S2发电机励磁调节器是由励磁调节器（AVR）、大功率整流桥、灭磁及转子过压保护回路、起励单元、（测量用电压互感器、电流互感器）及励磁变压器6个部分组成，其系统原理框图如下图所示。2、DAVR-S1/S2发电机励磁调节器优点优点：全静止、结构简单、响应速度快、运行维护简单、过压低。DAVR-S1/S2发电机励磁调节器组成17DAVR-S1/S2发电机励磁调节器原理图18DAVR-S1/S2发电机励磁调节器原理图19DAVR-S1/S2发电机励磁调节器原理图调节器整流灭磁原理图20DAVR-S1/S2发电机励磁调节器原理图开关量输入原理图21DAVR-S1/S2装置布置DAVR-S1面板布置图22DAVR-S1/S2装置布置23可控整流的输入为机端经励磁变的电压和电流：经过可控硅整流，整流器的输出平均电压为：若发电机的放大倍数为KG，机端电压Vg与励磁电压Efd的关系为：tUUmgasin232sin2tUUmgb32sin2tUUmgcfkabdIrXUU)(3cos35.1fdGgEKV发电机励磁调节器控制过程-数学关系2430gcgbgaUUUtUUmgasin232sin2tUUmgb32sin2tUUmgcfdfRUIUIrXCUnAdkOSFu)3(Ud发电机励磁调节器控制过程-波形关系256090发电机励磁调节器控制过程-波形关系260120180发电机励磁调节器控制过程-波形关系27DAVR-S1/S2发电机励磁调节器波形图起励曲线波形28DAVR-S1/S2发电机励磁调节器波形图自动与手动通道切换波形29DAVR-S1/S2发电机励磁调节器波形图逆变灭磁曲线30DAVR-S1/S2发电机励磁调节器波形图阶跃响应试验波形31DAVR-S1/S2保护与限制1、强励顶值限制限制励磁电压的峰值，保护转子绝缘和发电机安全。2、强励定时限保护发电机励磁电流到一定值动作，调节励磁电流使其恢复到设定值。IL(p.u.)t(秒)1.4t0t0+10Ir＝1.0323、低励限制限制发电机进相无功大小。说明：DAVR-S1/S2限制发电机无功进相如下图：低励限制和稳定性关系小干扰稳定极限低励限制-0.05QPDAVR-S1/S2保护与限制334、PT断线保护检测励磁PT、仪表PT是否断线，励磁PT断线报警并自动切换至恒励磁电流调节(手动调节），防止由于PT断线造成机端电压测量值降低，从而造成误强励。仪表PT断线只报警，提醒运行人员PT断线。5、误强励保护防止空载和并网励磁出现误强励，当出现误强励时，AVR延时退出运行。6、计算机接口采用RS-485串口，MODBUS协议，采用主从式通讯方式DAVR-S1/S2保护与限制34DAVR-S1/S2功能强大的调试软件35DAVR-S1/S2功能强大的调试软件36DAVR-S1/S2功能强大的调试软件37DAVR-S1/S2功能强大的调试软件38DAVR-S1/S2可靠性措施一、硬件结构的简单性1、直接交流采样技术2、直接数控脉冲技术二、程序编制的标准性1、独立性原则2、简单性原则3、单入口、单出口原则4、作用域原则5、流水线原则6、完备的文档资料39DAVR-S1/S2可靠性措施三、长期运行的可靠性1、元器件筛选及检测2、计算机板的高低温老化3、168小时的烤机运行4、配线标准化5、产品质量严格管理四、现场调试的方便性1、先进的调试工具2、试验录波功能401、开机操作(1)合高压励磁变、励磁PT及仪表PT刀闸，检查一次、二次保险(2)合励磁调节柜内各电源开关(3)合A模块电源和B模块电源(对DAVR-S2);合灭磁开关FMK；合脉放电源开关(4)发电机额定转速3000转时按“开机令（起励）”按钮投起励(5)准同期并网(6)增、减磁调整无功DAVR-S1/S2运行维护412、停机操作(1)减有功、无功到零(2)解列(3)按“停机令（逆变灭磁）”按纽灭磁(4)断灭磁柜FMK开关(5)分励磁调节柜内各电源开关(6)断开励磁调节柜内交流侧刀闸(7)励磁系统进入冷备用DAVR-S1/S2运行维护423、故障报警及其处理DAVR-S1/S2有4个报警信号，各信号的含义及其处理方法如下：DAVR-S1/S2运行维护指示含义处理PT断线励磁PT断线，GEC控制器切为手动。励磁调节柜在手动运行时，可检修励磁PT及相关的回路。仪表PT断线，只报警。励磁调节柜在手动运行时，检查仪表PT保险，恢复仪表PT电压，按“信号复归”按钮复归。强励动作强励定时限动作，一般整定为If≥1.4IfN时允许强励10秒确认励磁电流恢复正常水平后，如信号能按“信号复归”按钮复归，可不做处理，否则联系检修或是停机。欠励动作无功为-0.05时，欠励限制动作，以限制发电机进相的无功。按“增磁”按钮增励磁以增加无功，使之退出限制区。起励失败在起励10秒内发电机机端电压Ut小于设定值（0.2p.u.）检查起励回路及相关回路，信号复归后可再次投起励。可控硅故障可控硅快熔熔断更换熔断的相同型号快熔。故障调节器退出运行状态，停止发脉冲检查相