FWLZ-E1DW微機勵磁裝置用戶手冊

1、FWLZ-E/1DW 型微機勵磁裝置型微機勵磁裝置用戶手冊用戶手冊Ver.2.1河北工業(yè)大學電工廠中國.天津2012.11河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 1目目 錄錄1概述概述 .12裝置的主要特點和功能裝置的主要特點和功能 .12.1主要特點 .12.2主要功能 .23裝置的主要性能指標及技術參數(shù)：裝置的主要性能指標及技術參數(shù)： .23.1主要性能指標 .23.2保護功能 .33.3主要技術參數(shù) .34勵磁調節(jié)器勵磁調節(jié)器 .44.1勵磁調節(jié)器工作原理

2、.44.2硬件設計 .54.2.1主控單元.64.2.2觸摸屏單元.74.3軟件設計 .74.3.1軟件系統(tǒng)基本功能介紹.74.3.2軟件功能模塊介紹.84.3.3限制功能的實現(xiàn).105智能顯示單元智能顯示單元 .145.1人機界面示意圖 .145.2端子接線圖 .145.3按鍵功能說明 .155.4操作說明 .155.4.1顯示主要運行信息.155.4.2顯示模擬量信息.165.4.3顯示開關量信息.175.4.4顯示可修改參數(shù)畫面.185.4.5參數(shù)修改.195.4.6時間設置.195.4.7液晶對比度調節(jié).205.4.8RS485通訊設置.205.4.9錄波設置.215.4.10液晶屏幕

3、背光設置.215.4.11功率柜個數(shù)選擇.225.4.12CAN 波特率設置.225.4.13網絡通訊狀態(tài).225.4.14特殊操作.236勵磁裝置安裝勵磁裝置安裝 .246.1勵磁裝置安裝外形尺寸 .24河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 26.2使用環(huán)境 .257勵磁裝置操作說明勵磁裝置操作說明 .257.1調節(jié)器按鈕說明 .257.2調節(jié)器開關說明 .257.3智能功率柜按鈕說明 .267.4智能功率柜開關說明 .267.5開機操作 .267.6正常停機

4、操作 .267.7緊急停機操作 .277.8檢修試驗 .278屏體顏色屏體顏色 .27河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 11概述概述FWLZ系列同步發(fā)電機微機勵磁裝置由勵磁主控模塊、智能功率柜和智能顯示模塊組成，各單元之間通過CAN網絡連接，主控模塊采用了先進的浮點型32位DSP芯片作為核心運算控制器件。FWLZ微機勵磁裝置主回路采用三相全控橋式整流電路和線性/非線性電阻滅磁系統(tǒng)，具有恒發(fā)電機電壓，恒勵磁電流、恒功率因數(shù)和恒無功等自動調節(jié)運行方式。該裝置滿足

5、國家標準GB/T7409.3大、中型同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)技術要求和GB10585-89中小型同步電機勵磁系統(tǒng)基本技術要求 、 IEC34-16：Rotating electrical machines Part 16:Excitation systems for synchronous machine 以及電力部有關標準。 FWLZ 勵磁裝置適用于同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)，包括直流勵磁機勵磁、交流勵磁機勵磁、靜止勵磁系統(tǒng)等多種勵磁方式。2裝置的主要特點和功能裝置的主要特點和功能 FWLZ 系列同步發(fā)電機微機勵磁裝置在硬件結構上采用雙通道，滿足對可靠性要求較高的用戶的需求。2.1主要特點勵磁調節(jié)器主控單

6、元采用 32 位浮點型 DSP 芯片作為核心運算控制器件。DSP 芯片采用高性能靜態(tài) CMOS 技術，工作頻率可達到 150MHz，既具有數(shù)字信號處理能力，又具有強大的事件管理能力和嵌入式控制功能，使系統(tǒng)的集成度和可靠性都大大提高；采用現(xiàn)場總線技術，裝置各個單元通過網絡傳遞數(shù)據(jù)，減少了連線，大大降低故障率，并且易于功能擴展升級；智能功率柜選用 16 位 dsPIC 微控制器為控制核心，作為勵磁調節(jié)器的執(zhí)行機構，根據(jù)調節(jié)器的指令發(fā)出脈沖控制勵磁電流的大小，智能功率柜還具有獨立的手動調節(jié)功能、智能均流功能、可控硅導通監(jiān)視等功能。智能液晶顯示單元選用 16 位微控制器（MCU）為控制核心，采用便捷的

7、操作按鍵和192X128 點陣中文液晶顯示模塊，為用戶提供了友好的人機界面，借助該界面完成勵磁裝置的數(shù)據(jù)顯示、參數(shù)修改、故障錄波及與上位機數(shù)據(jù)通訊功能；可選觸摸屏顯示模塊，該模塊具有操作、參數(shù)顯示與修改、故障錄波等功能，標準的WINDOWS 界面使操作更直觀、友好；具有自試驗功能，在機組不具備試驗起機條件時，可在裝置內部實現(xiàn)故障檢查定位、修改參數(shù)等功能，有效縮短起機時間；帶有標準串行通訊口，可實現(xiàn)與上位機通訊；操作按鈕采用新型發(fā)光二極管式指示按鈕，無需經常更換按鈕燈泡；端子采用先進的卡簧式端子,操作簡便,接觸可靠,無須擔心以往的螺釘松動現(xiàn)象；直流電源系統(tǒng)采用交直流雙路供電，保證裝置可靠運行；雙

8、通道相互獨立，可自動由故障通道切換至備用通道；河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 2所有元器件均經過嚴格老化篩選；采用光隔離端子將機組開關狀態(tài)（如油開關位置等）和控制命令（如增減磁操作等）強電（DC125V）信號隔離變?yōu)?24V 信號，簡化了屏體結構，減少了屏內接線；具有完善的自動檢測和監(jiān)視（WATCHDOG）功能；軟件采用 C 語言模塊化多級異步中斷式編程方法，徹底解決以往同步中斷方法在電網異常波動時造成的誤切、誤跳現(xiàn)象，軟件功能豐富,可維護性和可擴性強。參

9、數(shù)采集、PID 運算、改變觸發(fā)角均在 5ms 內完成，動態(tài)特性優(yōu)；獨立的具備同時采樣技術的 14bit A/D 轉換電路，保證系統(tǒng)采樣精度和速度；軟件式數(shù)字給定環(huán)節(jié)，可方便實現(xiàn)跟蹤、改變復位值、改變給定速度等多種操作；保護功能齊全,信號豐富。開關量輸入、輸出信號均可通過面板上的指示燈觀察到，還可以從液晶顯示器上觀察各種模擬量、數(shù)字量和可修改變量。2.2主要功能恒發(fā)電機電壓調節(jié)方式恒勵磁電流調節(jié)方式恒功率因數(shù)調節(jié)方式恒無功調節(jié)方式發(fā)電機過勵限制發(fā)電機欠勵限制勵磁調節(jié)器故障監(jiān)視V/Hz 限制器PT 斷線監(jiān)視串行通訊功能故障錄波功能開關量追憶功能可控硅在線監(jiān)測數(shù)字均流3裝置的主要性能指標及技術參數(shù)：

10、裝置的主要性能指標及技術參數(shù)：3.1主要性能指標調節(jié)精度： 0.5額定電壓調節(jié)范圍：自動通道：70110額定機端電壓（可現(xiàn)場修改整定） 。手動通道：0%11O%額定勵磁電流（可現(xiàn)場修改整定） 。強行勵磁：強勵倍數(shù) 1.62 倍，強勵時間10 秒。無功調差：1515，級差 0.01。河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 3頻率特性：頻率每變化 1HZ，端電壓變化0.5。起勵特性：軟起勵，可基本做到無超調、無振蕩，調節(jié)時間不大于 5s?？蛰d 10階躍：超調量 5，振

11、蕩次數(shù) 3，調節(jié)時間 5s。3.2保護功能電源故障保護：通道工作電源監(jiān)視功能,當電源故障時切換到備用通道.同時報警。起勵回路保護：當發(fā)電機起勵建壓成功后,起勵回路自動斷開;如果起勵不成功，起勵回路延時自動斷開。誤強勵保護：當發(fā)生誤強勵時自動切換到備用通道運行，如果仍然誤強勵則跳滅磁開關。誤強減保護：當發(fā)生誤強減時自動切換到備用通道運行，如果仍然誤強減則跳滅磁開關過勵和欠勵限制器：保證發(fā)電機及電網的正常運行。V/Hz 限制：可防止發(fā)電機等低頻過載。PT 斷線保護：當勵磁調節(jié)器檢測到 PT 斷線時,運行通道從電壓調節(jié)方式自動切換到電流調節(jié)方式。操作電源監(jiān)視：當直流 125V 操作電源消失時，操作電

12、源故障報警信號發(fā)出。3.3主要技術參數(shù)模擬量輸入參數(shù)： 勵磁 PT：額定值 3100V儀用 PT：額定值 3100V系統(tǒng) PT：額定值 3100V（可選） 定子電流：額定滿度 5A 勵磁電流:依機組參數(shù)配置 模數(shù)轉換通道：20 路開關量輸入輸出接點數(shù)： 16 路開關量入 16 路開關量出直流電壓：操作電源：DC 125V信號母線： DC 125V起勵電源：DC 125V滅磁開關合閘電源： DC 125V交流電源(廠用電) 380V, 三相 (用于屏體照明，試驗，交流起勵)河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei U

13、niversity of Technology 44勵磁調節(jié)器勵磁調節(jié)器4.1勵磁調節(jié)器工作原理FWLZ 勵磁裝置適用于同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)，其工作原理是:勵磁調節(jié)器首先利用捕捉單元測得發(fā)電機頻率，并計算出 AD 的采樣周期，對發(fā)電機的機端電壓、定子電流進行高速交流采樣，對電網電壓、勵磁電流等信號進行直流采樣，采樣完成后，計算出機端電壓、電網電壓、定子電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)，并經過 PID 控制規(guī)律運算后送出控制量可控硅的觸發(fā)角 。勵磁調節(jié)器通過網絡把觸發(fā)角 傳遞到智能功率柜，以控制發(fā)電機勵磁電流。起勵電源可選用廠用 380V 交流電，經過降壓整流后，供給轉子電流進行起勵。當程序判斷

14、出機端電壓達到額定電壓的 30%時（此值可在線修改） ，自動發(fā)出一個控制信號，斷開接觸器，切斷起勵電源，進入正常調節(jié)升壓。 起勵電源也可選用直流電源，直流起勵電源經限流電阻連接起勵接觸器。圖 1 FWLZ 勵磁裝置系統(tǒng)原理框圖河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 54.2硬件設計 FWLZ 勵磁調節(jié)器由主控單元、觸摸屏單元、電源變壓器、測量變壓器和信號繼電器組成。河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Fac

15、tory Hebei University of Technology 6圖 2 勵磁調節(jié)器元件布置圖4.2.1主控單元FWLZ 勵磁調節(jié)器設計為雙通道結構，即具有兩個硬件完全相同而又相互獨立的主控單元，每個通道設置為電壓調節(jié)方式 AVR（Automatic Voltage Regulator）和電流調節(jié)方式FCR（Field Current Regulator） 。AVR 方式以發(fā)電機機端電壓為調節(jié)對象，根據(jù)電網電壓變化，自動調節(jié)發(fā)電機輸出無功功率，從而達到恒機端電壓運行的目的。通常，發(fā)電機勵磁調節(jié)優(yōu)先選用 AVR 控制， FCR 方式以發(fā)電機勵磁電流為調節(jié)對象，實現(xiàn)恒勵磁電流運行。該方式運

16、行時獨立于機端電壓（如在機端電壓測量信號消失時仍可工作） ，因而非常適用于調試及維護工作（如短路試驗） 。在正常運行時，兩個硬件通道中有一個做為工作通道，另一個通道處于熱備用狀態(tài)，而且可以隨時替代主通道長期工作。 圖 3 主控單元示意圖DSC 主主控控單單元元開關量輸出指示燈CAN通信和電源指示燈JTAGX2X8X7X10開關量輸入指示燈X13X11X3X5X6X4X1河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 7主控單元接口說明: X1 模擬量輸入接口 1；X2 模

17、擬量輸入接口 2；X3 PSS 試驗接口；X4 電源接口；X5、X6 開關量輸入接口；X7、X8 開關量輸出接口；X10 CAN 通信接口 2；X11 CAN 通信接口 1；X13 RS485 通信接口 1；主控單元包括以下部分：適配器板和 DSP 控制板。主控單元中適配器板完成包括模擬信號調理、開關量隔離輸入、開關量隔離輸出的功能。機端電壓 PT 信號、定子電流 CT 信號、勵磁電流等模擬輸入信號經過濾波適配電路處理后，輸出適合于微機采樣范圍的信號到 DSP 控制板。開關量隔離輸入部分將輸入的 24V 信號再次隔離變?yōu)檫m合微機輸入電平的 5V 信號。開關量隔離輸出部分將微機控制信號和狀態(tài)信號

18、進行光電隔離輸出，輸出的信號再次進行繼電器隔離以操作外部強電回路。DSP 控制板是調節(jié)器的核心，它完成信號的交流采樣計算、信號的綜合、給定值的產生、PID 運算、通道跟蹤、串行通訊、限制保護程序、以及參數(shù)修改和存儲等核心工作。4.2.2觸摸屏單元觸摸屏單元為可選單元，根據(jù)用戶要求選配，觸摸屏為 12.1XGA TFT LCD 超薄平板電腦，運行 windows XP 系統(tǒng)。觸摸屏界面友好，功能豐富?？蓪崿F(xiàn)運行數(shù)據(jù)在線顯示，控制參數(shù)在線修改，運行工況在線操作，試驗錄波，故障錄波等功能。4.3軟件設計4.3.1軟件系統(tǒng)基本功能介紹勵磁調節(jié)器的目的主要是精確地調節(jié)和控制同步發(fā)電機的機端電壓和無功功率

19、，為了達到這一要求，勵磁電壓必須對工況的變化作出快速的反應，即反應時間不能超過幾個毫秒，對于調節(jié)器來講它必須連續(xù)地比較實際值與給定值，并且?guī)缀鯖]有延時地去改變晶閘管的控制角。除了調節(jié)機端電壓以外，勵磁調節(jié)器還必須完成勵磁限制、勵磁監(jiān)視以及其他一些功能。根據(jù)實現(xiàn)的功能不同，我們在軟件設計中采用了異步定時中斷的模塊化設計方案，并且根據(jù)各模塊的性質，劃分為多個任務組。河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 8圖 4 調節(jié)器軟件框圖4.3.2軟件功能模塊介紹模擬量處理單元

20、模擬量包括勵磁電流、機端電壓、定子電流等經 A/D 轉換后變?yōu)閿?shù)字量，EI1GU2GU在本模塊內將這些數(shù)字量進一步轉換為相對值，供軟件計算使用。河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 9頻率測量和監(jiān)視頻率測量利用捕捉功能（ECAP）測出信號的兩個過零跳變間的時間，然后轉變?yōu)轭l率實際值和相對值，用于 V/Hz 限制和觸發(fā) A/D 轉換。數(shù)字信號處理單元本單元定時采集控制所需的開關數(shù)字量，并定時將必要的狀態(tài)和報警信號輸出。勵磁控制單元（EXCTTATION_ON/OF

21、F_CTRL） 本單元根據(jù)調節(jié)器和系統(tǒng)狀態(tài)確定勵磁的投切和滅磁開關的分合閘操作。起勵單元（FIELD_FLASHING） 在發(fā)電機起勵時，由本單元控制起勵接觸器的投入和切除，起勵時間和起勵切除的動作值可調，當達到起勵時間而實際值未達到起勵切除值時，自動切除起勵接觸器，并給出起勵失敗信號。切換控制模塊（TRANSFER_CTRL）本模塊控制雙硬件通道之間的工作狀態(tài)切換，以及本通道內自動與手動通道間的切換，并可預設初始給電時的工作通道。增減磁控制單元（RAISE/LOWER_COMMANDS） 本單元將由開關量輸入的增減磁命令分配給正在工作的通道（AUTO、MANUAL、COSPHI、Q_CTRL

22、） 。給定值最大/最?。≧EF_MAX / MIN）將工作通道的給定值最大/最小信號通過開關量輸出。COS 和恒無功控制（COSPHI / VAR_CTRL）根據(jù)開關量輸入選擇疊加控制方式為恒 COS 還是恒無功控制。恒無功方式給定值控制（Q_CTRL）和恒 COS 給定值控制（COSPHI_CTRL）根據(jù)運行工況設定給定值，當對應方式投入時，給定值增減命令控制給定值的大小，當對應方式不投入時，給定值自動跟蹤系統(tǒng)的工況以保證方式投入時的平穩(wěn)切換。勵磁電流限制器（IE_LIMITER）當勵磁電流增大至最大勵磁電流限制值時，限制器立即動作，并將勵磁電流維持在最大值一段時間（強勵時間） ，然后將勵磁

23、電流降至設定的勵磁電流熱值（轉子發(fā)熱所允許的勵磁電流值） ，當勵磁電流大于熱值而小于最大值時，本單元將按反時限關系來控制維持該勵磁電流的時間，然后將勵磁電流降至熱值。欠勵限制器（P_Q_LIMITER）當電網電壓升高到一定程度時，發(fā)電機將會進相運行（吸收無功） ，當進相至某一值后，發(fā)電機將會失步，本模塊根據(jù)有功的大小，來控制對應的無功進相值，當無功達到設定值后，限制勵磁電流的進一步降低，從而限制無功進相的進一步加劇。自動通道給定值產生單元（AVR_SETPOINT）河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei Univ

24、ersity of Technology 10 自動通道投入時，給定值由增減磁命令控制，當自動通道處于備用時，給定值由主備用通道控制信號 Uk 的差值來決定，當疊加控制（恒 COS 或恒無功方式）投入時，給定值由疊加控制模塊的輸出值控制。當起勵或解列時,給定值復歸為預設值。自動給定值綜合單元（AVR_REF_INFLUENCE） 本單元內主要包括無功調差值的綜合，軟起勵的投入和 V/Hz 限制器的投入等功能。自動輸入單元（AVR_INPUT）正常工況下，本單元的輸出值為經綜合后的給定值與實測值之差，當限制器起作用后，則輸出值為對應的限制器輸出。自動通道 PID 單元（AVR_PID）本單元將自

25、動輸入單元的輸出值進行 PID 運算，輸出自動通道控制電壓，參數(shù)可根據(jù)限制器的投入來改變積分和微分時間常數(shù)。手動通道給定值產生單元（MANUAL_SETPOINT）當手動通道投入時，給定值由增減命令控制，當手動通道處于備用時，給定值由主備用通道控制信號 Uk 的差值來控制，當發(fā)電機起勵或解列時，給定值復歸為預設值。手動通道 PI 運算（MANUAL_PI） 將手動給定值于實測值之差進行 PI 運算，輸出手動通道控制電壓。跟蹤控制單元（FOLLOW_UP_CTRL） 選擇運行通道的控制電壓輸出至門控單元，當本硬件通道運行時，將本通道手自動控制電壓之間的差值送至備用通道，當本硬件通道作為備用時，將

26、主硬件通道的控制電壓與本硬件通道的主通道控制電壓之差值反饋至本硬件通的主通道，本硬件通道的主備用通道之間的差值反饋至本硬件通道的備用通道。門控單元（GATE_CONTROL）根據(jù)跟蹤單元確定的控制電壓控制 角的輸出。監(jiān)視單元（MONITORING）監(jiān)視勵磁調節(jié)器的狀態(tài)、PT 斷線、誤強勵、誤強減等故障以控制通道切換或退出勵磁。故障報警（FAULT_ALARM）根據(jù)故障狀態(tài)輸出故障報警信號。4.3.3限制功能的實現(xiàn)V/Hz 限制器和軟起勵 V/Hz 限制器的主要作用是在發(fā)電機頻率下降時自動降低發(fā)電機的端電壓以達到保護發(fā)電機及其與之相連接的變壓器、電動機等負載裝置，使其避免由于頻率的下降而出現(xiàn)過載

27、。這一限制功能在 AVR 給定值綜合單元實現(xiàn)，其邏輯框圖如圖 4 所示。河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 11 V/Hz 限制特性曲線可通過修改參數(shù)來調節(jié)，參數(shù) REF_UMAX_FNOM_AVR 為頻率為額定時所允許的最大給定值（即對應機端電壓） ，這一參數(shù)是曲線旋轉的基點，REF_V/Hz_LIM_AVR決定曲線的斜率，即電壓變化量與頻率變化量之比，REF_UMAX AVR 為最大允許的給定值，即限幅值，對應每一頻率 F_MACH_RELATIVE_BA

28、CK 都可從曲線上得到一限制值 B，當實際給定值 A（給定值+無功調差量）大于 B 時，定時器開始工作，當計時達到設定的延時時間后，C 點為輸出邏輯 1，指示限制器動作（在 AUTO_ON 時，ON_V/Hz_LIMITER 動作）綜合給定值D 由 A 值經積分器緩慢降至 B 值，從而實現(xiàn)減小勵磁降低機端電壓的目的。軟起勵功能主要是防止在起勵時發(fā)電機過壓，當起勵切除后（FLASH_OFF）發(fā)電機電壓升至 40%額定時，軟起勵功能投入，給至輸出值設定的時間 SOFTSTART_RAMP 內由 40%緩慢增加至 D 值（正常給定值） ，防止由于 PID 的慣性造成過壓。勵磁電流限制器在自動電壓調節(jié)

29、過程中，當機端電壓下降時，勵磁電流會自動上升以維持機端電壓恒定，當發(fā)電機機端發(fā)生故障時，電壓跌落很大，因此勵磁電流會增大很多，有可能造成設備和發(fā)電機損壞，因此自動電壓調節(jié)回路必須具有勵磁電流限制功能。勵磁電流限制功能主要分為立即限制和延時限制。立即限制功能主要保護晶閘管，因 w1UU C F S 2噁噁 歸歸 彆彆 義義 E E O 圖 5 V/Hz 限制器和軟起勵河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 12為晶閘管的熱時間常數(shù)非常小，過電流很容易損壞晶閘管，所以

30、需要限制流過它的電流值。延時限制主要是防止發(fā)電機轉子繞組熱過載和整流橋熱過載，當電流增大時，發(fā)熱也加劇，但不會馬上達到容許最大值，因此可允許電流維持一段時間。如圖所示為勵磁電流限制器功能框圖，其中 IE-REL 為勵磁電流實測值， 為勵磁maxeI電流限制最大值，為勵磁電流限制熱值， （即發(fā)電機轉子允許長期在此值運行而不致于ethI發(fā)生熱過載之值） ，OUT-IE-LIMITER 為限制器輸出值，IE-MAX-RETRIG 為限制器重觸發(fā)輸入端，為允許強勵時間，為冷卻時間常數(shù)，系統(tǒng)允許的強勵總能量為uptdownt=0.9)2。在發(fā)電機正常運行情況下（限制器不動作時） ，限制器設定maxEma

31、xeIethIupt值為，限制器輸出值為-IE-REL，因IE-REL 所以在 AVR 中，限制器輸出maxeImaxeImaxeI值通過最小值 比較器而不起作用，假設發(fā)生系統(tǒng)故障，使得勵磁電流增大至 IE-REL，則在 AVR 中，限制器的輸出值通過取最小值而立即起作用，形成以勵磁電流為閉環(huán)maxeI調節(jié)對象，使 IE-REL=Iemax，同時積分器開始對強勵電流（iIE-REL0.9Ieth）進行能量積分E=i2dt，當EEmax時，限制器設定值降為 IE-REL=Ieth，如果故障時，IE-REL 未大于 Iemax而大于 Ieth時，則立即限制不會起作用，但是能量積分仍起作用，當EEm

32、ax時，IE-REL 也將被降為 Ieth，過勵磁時間與過勵磁電流成正比。當故障解除后，IE-RELIeth時，則積累的能量開始按 tdown時間常數(shù)減小，當E 減為 0 后，限制器設定值返回 Iemax，如果在能量積累未完全減完時，系統(tǒng)又發(fā)生故障，則 IE-MAX-RETRIG 重新觸發(fā)使限制器設定值返回 Iemax，但是，由于E 未減至 0，則E 達到Emax的時間會縮短，即維持強勵時間縮短，防止系統(tǒng)反復故障時轉子熱積累太大而過載。OUT_IE_LIMITERAVRIethUG-PIDMIN+MAX+ADDIE_LIMITERADD-Iemax21IE_RELIE_MAX_REPRIGRE

33、F21+downupt ,tdti2reset圖 6 勵磁電流限制器河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 13P/Q 限制器 P/Q 限制器即低勵限制器,用于防止發(fā)電機因欠勵而失步,限制曲線由五點組成,即對應有功功率 P0，P25，P50，P75，P100時所允許的最大進相無功值，這些無功量按電壓為額定時定義，當電壓不為額定時，限制曲線按表達式（）/xd移動,21u以保證正確限制進相而不失步。如圖 P/Q 限制器原理方框圖，正常時限制器輸出值為負不起作用，當進相

34、至限制曲線后，限制器輸出值替代 AVR 而工作，維持限制曲線所設定的限制值。PID-1.0P00.25U_MACH_RELAVRQ(p)+I_COSPHI_RELMINMAXP/Q_LIMITER-0.5QADD0.75OUT_Q_LIMXI_SINPHI_RELREFUGUdGXUPQy21)(圖7 P/Q限制器河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 145智能顯示單元智能顯示單元5.1人機界面示意圖5.2端子接線圖大地大地GND+24V大地大地CANLCANH

35、大地大地CANLCANH大地大地RS485-RS485+Power 24VCAN1CAN2RS485V+ V-H LH LA B液晶屏幕液晶屏幕HomeMenuEnterEsc河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 155.3按鍵功能說明按鍵名稱功能左移鍵屏幕向前翻一頁；設定參數(shù)時光標左移。右移鍵屏幕向后翻一頁；設定參數(shù)時光標右移。上移鍵光標上移；屏幕向上翻一行；設定參數(shù)值遞增。下移鍵光標下移；屏幕向下翻一行；設定參數(shù)值遞減。默認鍵顯示主要運行信息。菜單鍵顯示主菜

36、單信息。確認鍵進入下一級菜單；設定參數(shù)時完成參數(shù)的存儲操作。退出鍵返回上一級菜單；設定參數(shù)時取消參數(shù)的修改。5.4操作說明5.4.1顯示主要運行信息1)裝置接通電源或復位初始化以后，屏幕自動顯示主要運行信息畫面。2)按“默認”鍵，屏幕顯示主要運行信息畫面。 第一行信息說明：“通道 I”表示調節(jié)器 I 通道運行；“通道 II”表示調節(jié)器 II 通道運行；“自動”表示調節(jié)器運行在自動方式；HomeMenuEnterEsc*通道 I*自動*勵磁投*增*定子電壓 = 6300 V勵磁電流 = 158 A觸發(fā)角 = 68 有功功率 = 8000 kW無功功率 = 6000 kVA頻率 = 50 Hz定子

37、電流 = 1200 A主要運行信息畫面河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 16“手動”表示調節(jié)器運行在手動方式；“勵磁投”表示調節(jié)器在勵磁投入狀態(tài)；“勵磁切”表示調節(jié)器在勵磁切除狀態(tài)；“增”表示調節(jié)器增磁操作；“減”表示調節(jié)器減磁操作；5.4.2顯示模擬量信息按“菜單”鍵，進入主菜單畫面，光標默認停在“1.模擬量顯示”位置。按“確認”鍵，進入模擬量菜單畫面，光標默認停在“調節(jié)器 I 通道”位置。按“下移”鍵，可將光標調節(jié)到需要的位置。按“確認”鍵，進入調節(jié)器

38、I 通道模擬量信息畫面。 1.模擬量顯示2.開關量顯示3.可修改參數(shù)4.功能參數(shù)設置5.網絡通訊狀態(tài)主菜單畫面調節(jié)器 1 通道調節(jié)器 2 通道1#功率柜2#功率柜3#功率柜4#功率柜模擬量菜單畫面機端電壓 = 6300 V勵磁電流 = 158 A觸發(fā)角 = 68 有功功率 = 8000 kW無功功率 = 6000 kVA頻率 = 50 Hz定子電流 = 1200 A調節(jié)器 I 通道模擬量信息畫面河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 17按“下移”鍵，屏幕向下翻一

39、行，按“上移”鍵，屏幕向上翻一行，按“右移”鍵，屏幕向后翻一頁，按“左移”鍵，屏幕向前翻一頁。5.4.3顯示開關量信息按“菜單”鍵，進入主菜單畫面，按“下移”鍵，將光標調節(jié)到“2.開關量顯示”位置。按“確認”鍵，進入開關量菜單畫面，光標默認停在“調節(jié)器 I 通道”位置。按“下移”鍵，可將光標調節(jié)到需要的位置。按“確認”鍵，進入調節(jié)器 I 通道開關信息畫面。1.模擬量顯示2.開關量顯示3.可修改參數(shù)4.功能參數(shù)設置5.網絡通訊狀態(tài)主菜單畫面調節(jié)器 1 通道調節(jié)器 2 通道1#功率柜2#功率柜3#功率柜4#功率柜開關量菜單畫面通道 I 運行 = 1AVR 運行 = 1勵磁投入 = 1并網信號 =

40、1調節(jié)器故障 = 0滅磁開關閉合1.5s = 0通道 I 故障 = 0調節(jié)器 I 通道開關量信息畫面河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 18按“下移”鍵，屏幕向下翻一行，按“上移”鍵，屏幕向上翻一行，按“右移”鍵，屏幕向后翻一頁，按“左移”鍵，屏幕向前翻一頁。5.4.4顯示可修改參數(shù)畫面按“菜單”鍵，進入主菜單畫面，按“下移”鍵，將光標調節(jié)到“3.可修改參數(shù)”位置。按“確認”鍵，進入可修改參數(shù)菜單畫面，光標默認停在“調節(jié)器 I 通道”位置。按“下移”鍵，可將光

41、標調節(jié)到需要的位置。按“確認”鍵，進入調節(jié)器 I 通道可修改參數(shù)信息畫面。1.模擬量顯示2.開關量顯示3.可修改參數(shù)4 功能參數(shù)設置5.網絡通訊狀態(tài)主菜單畫面調節(jié)器 1 通道調節(jié)器 2 通道1#功率柜2#功率柜3#功率柜4#功率柜可修改參數(shù)菜單畫面調節(jié)器 I 通道可修改參數(shù)信息畫面CA = 3000DA = 40HA = 250PA = 36A1 = 80A2 = 10A3 = 0河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 19按“下移”鍵，光標下移一行，按“上移”鍵

42、，光標上移一行，按“右移”鍵，屏幕向后翻一頁，按“左移”鍵，屏幕向前翻一頁。5.4.5參數(shù)修改按著 7.4.4 所示方法進入可修改參數(shù)信息畫面，將光標調節(jié)到需要修改的變量位置，按“確認”鍵，該變量的數(shù)值最右側的數(shù)字下面出現(xiàn)下劃線光標。按“上移”鍵，該位數(shù)字遞增，按“下移”鍵，該位數(shù)字遞減。按“左移”鍵，下劃線光標左移，按“右移”鍵，下劃線光標右移。數(shù)據(jù)修改好以后，按“確認”鍵，完成本次數(shù)據(jù)修改。在數(shù)據(jù)修改過程中，按“退出”鍵，取消本次修改。5.4.6時間設置按“菜單”鍵，進入主菜單畫面，按“下移”鍵，將光標調節(jié)到“4.功能參數(shù)設置”位置。按“確認”鍵，進入設置菜單畫面，光標默認停在“日期設置”

43、位置。按“下移”鍵，可將光標調節(jié)到需要的位置。調節(jié)器 I 通道可修改參數(shù)信息畫面CA = 3000DA = 40HA = 0000250PA = 36A1 = 80A2 = 10A3 = 01.模擬量顯示2.開關量顯示3.可修改參數(shù)4.功能參數(shù)設置5.網絡通訊狀態(tài)主菜單畫面河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 20 按“確認”鍵，進入日期設置信息畫面。 時間修改方法參考 7.4.55.4.7液晶對比度調節(jié)按 7.4.6 所示方法進入液晶對比度調節(jié)信息畫面，按 “

44、左移”鍵降低對比度，按 “右移”鍵提高對比度。按提高對比度 液晶對比度信息畫面1.日期設置2.液晶對比度調節(jié)3.RS-485 通訊設置4.錄波設置5.液晶屏幕背光設置6.功率柜個數(shù)選擇7.CAN 波特率設置設置菜單畫面08 年 08 月 28 日 星期 04 09 時36 分58 秒時間設置信息畫面河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 215.4.8RS485 通訊設置按 7.4.6 所示方法進入 RS485 通訊設置信息畫面，通訊參數(shù)修改方法參考 7.4.5。

45、5.4.9錄波設置按 7.4.6 所示方法進入選擇錄波故障變量信息畫面，參數(shù)修改方法參考 7.4.5。說明：參數(shù)設置為“1” ，表示該事件發(fā)生時開始錄波。參數(shù)設置為“0” ，表示該事件發(fā)生時不錄波。5.4.10 液晶屏幕背光設置按 7.4.6 所示方法進入液晶屏幕背光設置信息畫面，參數(shù)修改方法參考 7.4.5。 波特率 = 96設備地址 = 9 RS485 通訊設置信息畫面通道切換 = 1AVR/FCR 切換 = 1滅磁開關跳閘 = 1解列 = 1過勵動作 = 1低勵動作 = 1V/F 限制動作 = 1錄波設置信息畫面是否關閉背光 = 1允許背光時間 = 5背光設置信息畫面河河 北北 工工 業(yè)

46、業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 22說明：“是否關閉背光” 設置為“0”時，液晶屏幕背光燈永久打開，此時“允許背光時間”設置值無效；“是否關閉背光” 設置為“1” ，在無人進行鍵盤操作的時間大于“允許背光時間”時，液晶屏幕背光燈自動關閉。液晶屏幕背光燈自動關閉后，操作任意鍵都可以使液晶屏幕回復背光。 “是否關閉背光” 設置為“1”時， “允許背光時間”不能設置為“0” 。 “允許背光時間”的單位為“分” 。5.4.11 功率柜個數(shù)選擇按 7.4.6 所示方法進入功率柜個數(shù)選擇

47、信息畫面，參數(shù)修改方法參考 7.4.5。 說明：“功率柜個數(shù)選擇”設置為“1” 即代表此時勵磁系統(tǒng)只有 1 個功率柜，注意：個數(shù)選擇設置值只能在 14 之間的數(shù)據(jù)，否則將不予修改。5.4.12 CAN 波特率設置按 7.4.6 所示方法進入 CAN 波特率設置信息畫面，參數(shù)修改方法參考 7.4.5。 說明：“波特率（K） ”設置為“500”代表此時 CAN 的波特率為 500K。注意：此值只能為 1000，500，250，125 四個數(shù)據(jù)之一，其他的數(shù)據(jù)將不予更改。5.4.13 網絡通訊狀態(tài)按“菜單”鍵，進入主菜單畫面，按“下移”鍵，將光標停在“5. 網絡通訊狀態(tài)”功率柜個數(shù) = 1功率柜個數(shù)

48、選擇畫面波特率（K） = 500CAN 波特率設置畫面河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 23位置。按“確認”鍵，進入網絡通訊狀態(tài)菜單畫面， 說明：當顯示“故障”時說明與該設備的通訊處于故障狀態(tài)，當顯示“正?！睍r說明與該設備的通訊處于正常狀態(tài)5.4.14 特殊操作1)在修改數(shù)據(jù)的時候，按“菜單”鍵和“顯示”鍵不起作用。1.模擬量顯示2.開關量顯示3.可修改參數(shù)4.功能參數(shù)設置5.網絡通訊狀態(tài)主菜單畫面調節(jié)器 1 通道通訊 正常調節(jié)器 2 通道通訊 正常1#功率

49、柜通訊 正常2#功率柜通訊 正常3#功率柜通訊 正常4#功率柜通訊 故障網絡通訊狀態(tài)畫面河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Technology 246勵磁裝置安裝勵磁裝置安裝6.1勵磁裝置安裝外形尺寸勵磁裝置外形尺寸為 8008002000 mm（長寬高） ，也可以根據(jù)用戶要求設計。安裝外形尺寸圖：圖 8 勵磁設備外形尺寸圖河河 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學 電電 工工 廠廠Electrical Equipment Factory Hebei University of Tech

50、nology 256.2使用環(huán)境環(huán)境溫度：540。空氣的最大相對濕度不超過 90（20） 。相對濕度的變化每小時不超過 5，且不得出現(xiàn)凝露。運行地點應無導電或爆炸塵埃、無腐蝕金屬或破壞絕緣的氣體或蒸汽。裝置安裝地點所允許的振動條件：振動頻率嚴酷度等級為 10150Hz，振動加速度不大于 5m/s2。海拔高度不超過 1000m。高于 1000m 時按與用戶的協(xié)議設計生產。7勵磁裝置勵磁裝置操作說明操作說明本用戶手冊以一個調節(jié)器配置一個智能功率柜的勵磁系統(tǒng)為例編寫勵磁裝置操作說明，對于配置多個功率柜的勵磁系統(tǒng)，其操作說明與此類似。7.1調節(jié)器按鈕說明名 稱說 明滅磁分分斷滅磁開關滅磁合合滅磁開關通道選擇調節(jié)器通道為運行通道通道選擇調節(jié)器通道為運行通道AVR 投選擇恒機端電壓調節(jié)方式FCR 投選擇恒勵磁電流調節(jié)方式起勵調節(jié)器投勵運