50NQ140417_PLM3DVR-XXXXB微机励磁控制柜说明书

0NQ.140.417DVR-2000B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DVR-2000B微机励磁控制柜说明书0NQ.140.4171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代号0NQ.140.417代替DVR-2000B微机励磁控制柜说明书共36页第1页编制贾民健2012.07校对丛钱尤2012.07审核鲁道直2012.07标准审定批准DVR-2000B微机励磁控制柜说明书0NQ.140.4172目录第一章概述及适用范围31.1概述31.2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微机励磁调节器电气配置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225.2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36DVR-2000B微机励磁控制柜说明书0NQ.140.4173第一章概述及适用范围1.1概述DVR-2000B微机励磁调节器是我公司在引进的英国BRUSH公司的MAVR自动电压调节器技术的基础上，开发了适合我公司的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，并结合了数百台套的现场运行经验的基础上开发研制的升级换代产品。DVR-2000B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RS485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.国内速度最快的励磁调节器DVR-2000B微机励磁调节器的CPU采用美国TI公司的32位DSP产品，主频最高可达150MHz，DSP强大的数据处理能力及快速的浮点计算为励磁调节器模型的精确数字化和励磁调节器其它辅助功能的实现提供了保证。6.美观实用的机箱设计和先进、规范的生产工艺控制器采用标准的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，机箱内集成了控制器需要的所有板件，自DVR-2000B微机励磁控制柜说明书0NQ.140.4174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-2000B调节器适用于三机无刷励磁系统，其中单相永磁机的频率为400Hz。1.3运行环境1、海拔高度不超过1000米。2、环境温度-10℃～40℃。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。DVR-2000B微机励磁控制柜说明书0NQ.140.4175第二章主要功能及技术指标2.1主要功能DVR-2000B调节器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，通过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a)自动运行方式即发电机恒机端电压PID调节；b)手动运行方式即发电机恒励磁电流PID调节；c)发电机恒功率因数运行；d)发电机恒无功运行；e)自动、手动之间相互跟踪，实现各种方式下无扰动切换；f)通道之间相互跟踪，实现通道之间无扰动切换；g)发电机恒定触发角运行；h)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%；i)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；j)参数的在线修改及记录，保证掉电数据不遗失；k)可通过串行口将调节器接入电厂DCS系统，将调节过程中的数据实时传送到上位机；l)故障记录和事件追忆为机组运行时候出现的故障分析，提供了便利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DVR-2000B微机励磁控制柜说明书0NQ.140.41767、通讯故障检测8、电源检测9、旋转二极管故障报警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，触发角ARF，有功功率P，无功功率Q，励磁电压Ufd，励磁电流Ifd，发电机频率F0，本通道输出电流ILA，它通道输出电流ILB。基本涵盖了所有模拟量，故障波形能够在自带的液晶显示器进行显示。故障录波的启动方式分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微机励磁调节器与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、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路模拟量输入一览：DVR-2000B微机励磁控制柜说明书0NQ.140.4177机端电压PT1：副边额定值100—120V机端电压PT2：副边额定值100—120V定子电流CT：副边额定值1A—5A励磁电流：由LEM来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。触发脉冲：可供单相全控整流桥用的双脉冲，脉冲宽度100us，可同时触发5组以上并联运行的全控桥。脉冲电源24V，脉冲变压器变比为3：12.2.3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协议2.2.4电源参数励磁电源：永磁发电机输出15A、190V、单相400Hz交流工作电源：永磁发电机输出220V，单相400Hz直流工作电源：DC110V～DC220V±20%，2A2.2.5指标参数DVR-2100R微机励磁调节器全面符合或优于GB/T7409.3-2007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α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：3.3ms（6）调压范围：10%～130%（7）调压精度：0.5%（8）移相范围：0～170°。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%。DVR-2000B微机励磁控制柜说明书0NQ.140.4178（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）工作方式：主、备用。DVR-2000B微机励磁控制柜说明书0NQ.140.4179第三章主要配置3.1励磁调节器电气配置DVR-2000B调节器以简单、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励磁系统工作方式图3-1是调节器应用于三机无刷励磁方式时的系统方框图。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。3.1.3主要组成DVR-2000B微机励磁调节器是一个高度集成化，由两个相同的通道的控制器组成冗余系统。每个通道包含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：仪表PTD/A1灭磁开关自动运行量测PTD/A2零起升压手动运行定子电流励磁电流增磁恒无功减磁恒功率因数测试信号RS-232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输入输出接口模拟量输入信号输出开关量输入开关量输出DVR-2000B微机励磁控制柜说明书0NQ.140.417101、开关电源组件1（+5V，±12V，24V2）(PWRⅠ)2、开关电源组件2（24V1）(PWRⅡ)3、CPU板（CPU）4、开关量输入输出板(DI/DO)5、脉冲放大板（PGC）6、模拟量信号处理板(SPB)7、PT/CT板(PT/CT)8、功率卡9、总线后底板10、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电压表，永磁机电压表，励磁输出电流表，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，用于在就地对调节器进行操作：1QK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）。2QK就地/主控开关:用来选择调节器接受就地开关的命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开关的命令，主控室的对应开关失去作用。运行中如果进行主控/就地切换时，应先将主控和就地的开关位置先对应成一致状态。3QK自动/手动开关:用来选择调节器在自动运行、手动运行方式。4QK方式选择开关:用来选择调节器在恒电压、恒功率因数、恒无功运