EXC9200勵(lì)磁系統(tǒng)用戶手冊(cè) 第2章 系統(tǒng)組成及功能

1、EXC9200勵(lì)磁系統(tǒng)用戶手冊(cè)系統(tǒng)組成及功能EXC9200勵(lì)磁系統(tǒng)用戶手冊(cè)第 2 章系統(tǒng)組成及功能中國(guó)電器科學(xué)研究院有限公司廣州擎天實(shí)業(yè)有限公司目 錄2-1 EXC9200型勵(lì)磁系統(tǒng)配置22-1.1型號(hào)規(guī)格22-1.2 EXC9200型勵(lì)磁系統(tǒng)組成32-2 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器單元42-2.1 調(diào)節(jié)通道42-2.2 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器硬件配置及技術(shù)指標(biāo)52-2.3 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器軟件功能122-2.4 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的特殊控制功能312-2.5 故障和報(bào)警信號(hào)邏輯382-2.6 防錯(cuò)功能402-2.7 跟蹤功能402-2.8 其他輔助功能412-3 勵(lì)磁系統(tǒng)功率單元432-3-1高頻脈沖列形成技術(shù)442-3.2 脈沖變

2、壓器452-3.3集中式阻容保護(hù)452-3.4 智能化功率柜專有技術(shù)462-4 滅磁及過(guò)壓保護(hù)單元492-4.1滅磁及過(guò)壓保護(hù)回路框圖492-4.2滅磁柜的控制及顯示部分512-4.3智能化滅磁柜專有技術(shù)522-5 起勵(lì)單元532-1 EXC9200型勵(lì)磁系統(tǒng)配置 EXC9200型勵(lì)磁系統(tǒng)可根據(jù)電站具體需求，進(jìn)行定制化生產(chǎn)，在主調(diào)節(jié)器及控制回路不變的情況下，可以選擇不通的調(diào)節(jié)器冗余裕度，配置不同型式的功率整流部件和滅磁回路器件，組成多樣的型號(hào)規(guī)格，可適應(yīng)不同的需求。2-1.1 型號(hào)規(guī)格FJL4 V A L S P A D E 2 B I F (12) (13)：勵(lì)磁裝置柜體數(shù)量 ：調(diào)節(jié)器型號(hào)V

3、EXC9200：調(diào)節(jié)通道組合方式T雙通道D三通道：人機(jī)界面L液晶顯示器：柔性電制動(dòng)無(wú)此功能S自并勵(lì)接線，需獨(dú)立的制動(dòng)變壓器A他勵(lì)接線，無(wú)專門的制動(dòng)變壓器 ：整流橋冗余方式S單橋，無(wú)冗余R冷備用P并聯(lián)運(yùn)行：整流橋冷卻方式A實(shí)芯鋁散熱器H熱管散熱器：滅磁方式A交流滅磁D直流滅磁R冗余滅磁：功率柜型號(hào)代碼額定輸出電流強(qiáng)勵(lì)電流柜內(nèi)整流橋數(shù)A500A1000A全控橋，一橋D1000A2000A全控橋，一橋E2000A4000A全控橋，一橋F3000A5000Aa全控橋，一橋X（10）功率柜數(shù)量(11) 滅磁電阻型式A線性電阻B非線性電阻X其它型式（12）功率柜和滅磁柜的控制顯示方式 I-HMI控制和顯示

4、方式，智能化 N-通用表計(jì)、按鈕等控制和顯示方式，常規(guī)化(13) 系統(tǒng)內(nèi)部通信互連方式 F-光纖通信 C-CAN總線 2-1.2 EXC9200型勵(lì)磁系統(tǒng)組成EXC9200型勵(lì)磁系統(tǒng)主要由勵(lì)磁調(diào)節(jié)器單元（調(diào)節(jié)柜）、功率單元（多個(gè)功率柜）、滅磁及過(guò)壓保護(hù)單元（滅磁開(kāi)關(guān)柜、滅磁柜、滅磁電阻柜等）、起勵(lì)單元、勵(lì)磁變壓器等組成。EXC9200型勵(lì)磁系統(tǒng)可根據(jù)客戶具體需求定制：調(diào)節(jié)器可配置為雙通道冗余或三通道冗余；功率柜可分為智能化功率柜和常規(guī)化功率柜；滅磁柜分為智能化滅磁柜和常規(guī)滅磁柜；系統(tǒng)內(nèi)部通信方式可配置CAN總線方式，或者光纖通信方式。EXC9200型勵(lì)磁系統(tǒng)采用分布式控制方式，各控制板件具備C

5、AN總線能力，或光纖點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信能力。系統(tǒng)內(nèi)部通信互連方式可選用兩種方案之一：一是采用CAN總線互連方式，二是采用光纖通信互連方式。系統(tǒng)內(nèi)部具有雙CAN總線，一是調(diào)節(jié)器及開(kāi)入開(kāi)出板的連接采樣專用CAN總線；二是調(diào)節(jié)器與其他控制板件間通過(guò)系統(tǒng)CAN總線進(jìn)行信息交互。系統(tǒng)內(nèi)部光纖通信互連采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式，各控制板件的信息（不包括脈沖信號(hào)）通過(guò)光纖信息交互控制板進(jìn)行通信，增加電磁抗干擾能力，提高系統(tǒng)信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴?-2 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器單元2-2.1 調(diào)節(jié)通道EXC9200勵(lì)磁調(diào)節(jié)器利用多CPU協(xié)同工作方式，完善的看門狗機(jī)制，同時(shí)對(duì)同步信號(hào)、機(jī)端電壓信號(hào)的多方位采樣和檢測(cè)，創(chuàng)造性地對(duì)通道的可用狀態(tài)進(jìn)行

6、分級(jí)，使調(diào)節(jié)器熱備用更加合理，更加智能。通道的可用狀態(tài)分為0、1、2、3共4個(gè)級(jí)別，3級(jí)最高，表示通道的所有輸入都正常；0級(jí)表示必備的輸入失效，通道不能正常運(yùn)行。調(diào)節(jié)通道的可用狀態(tài)級(jí)別定義如下表：通道狀態(tài)級(jí)別定義工作方式3通道正常調(diào)節(jié)自動(dòng)/手動(dòng)2PT故障手動(dòng)0R631動(dòng)作且無(wú)同步信號(hào)通道退出發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、同步信號(hào)正常時(shí)能維持通道正常調(diào)節(jié)，通道狀態(tài)為3級(jí)；當(dāng)出現(xiàn)PT故障時(shí)，勵(lì)磁電流、同步信號(hào)正常時(shí)能維持手動(dòng)方式，通道狀態(tài)變?yōu)?級(jí)；R631信號(hào)（機(jī)端電壓大于10%，或勵(lì)磁電流大于4.5%）動(dòng)作，檢測(cè)到同步信號(hào)消失，則本通道優(yōu)先級(jí)變?yōu)?，通道自動(dòng)退出。勵(lì)磁調(diào)節(jié)通道具備自動(dòng)方式和手動(dòng)方式，通道從測(cè)量

7、回路到脈沖輸出回路完全獨(dú)立。通過(guò)對(duì)同步電壓、機(jī)端電壓、機(jī)端電流和勵(lì)磁電流等信號(hào)的獨(dú)立采樣，可以獲得最佳的系統(tǒng)可靠性。備用通道在脈沖輸出級(jí)跟蹤運(yùn)行通道，保證通道間平穩(wěn)、無(wú)擾動(dòng)切換。1）雙通道勵(lì)磁調(diào)節(jié)器勵(lì)磁系統(tǒng)配置A、B兩個(gè)調(diào)節(jié)通道，主從工作方式，A、B通道互為備用，系統(tǒng)可靠性高。系統(tǒng)默認(rèn)配置A通道為主通道，通道切換依據(jù)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行，當(dāng)備用通道優(yōu)先級(jí)高于運(yùn)行通道時(shí)，自動(dòng)切換到備用通道運(yùn)行。2）三通道勵(lì)磁調(diào)節(jié)器勵(lì)磁系統(tǒng)配置A、B、C三個(gè)調(diào)節(jié)通道，主從工作方式，A、B、C通道互為備用，最大化提高系統(tǒng)可用性。系統(tǒng)默認(rèn)配置A通道為主運(yùn)行通道，B通道為主備用通道，C通道為后備用通道。備用通道自動(dòng)跟蹤當(dāng)前運(yùn)行通

8、道。當(dāng)主備用通道優(yōu)先級(jí)比運(yùn)行通道的優(yōu)先級(jí)高時(shí)，將自動(dòng)切換到主備用通道運(yùn)行。當(dāng)后備用通道優(yōu)先級(jí)比主備用通道優(yōu)先級(jí)高時(shí)，后備通道自動(dòng)上升為主備用通道。2-2.2 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器硬件配置及技術(shù)指標(biāo)EXC9200勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的CAN總線通信方案和光纖通信方案。以三通道調(diào)節(jié)器為例，CAN總線通信方案系統(tǒng)配置示意圖如下：圖2-1CAN總線通信方案系統(tǒng)配置圖以三通道調(diào)節(jié)器為例，光纖通信方案系統(tǒng)配置示意圖如下：圖2-2CAN光纖通信方案系統(tǒng)配置圖2-2.2.1 EXC9200調(diào)節(jié)通道EXC9200調(diào)節(jié)通道由廣州擎天實(shí)業(yè)有限公司自主開(kāi)發(fā)，核心控制板EXC9200HPU和外部信號(hào)接口板EXC9200MSI采用疊層方式組

9、成，結(jié)構(gòu)緊湊。調(diào)節(jié)通道獨(dú)立采樣機(jī)端電壓、機(jī)端電流、系統(tǒng)電壓和同步電壓等模擬量，開(kāi)機(jī)、停機(jī)、并網(wǎng)、逆變等開(kāi)關(guān)量，以及通道切換等信號(hào)。采用DIN導(dǎo)軌安裝方式，方便快捷。主要特性及技術(shù)指標(biāo)類別參數(shù)指標(biāo)控制器32bit CPU800MHz64位雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算Spartan6 390MHz25K LUTS1GB DDR3256Mb NorFlash128Mb SPI-Flash256Kb EEPROM16x 16bit 200KSPS ADC4x 16bit DAC通信3路千兆以太網(wǎng)2x RS2322x FlexCANCAN總線方案3對(duì)光纖通信光纖通信方案模擬量輸入同步電壓052V機(jī)端電壓最大：150V

10、機(jī)端電流5A或1A勵(lì)磁電流010V測(cè)試信號(hào)：白噪聲等-10V+10V，420mA模擬量輸出4路 010V開(kāi)關(guān)量輸入12路光電隔離24V信號(hào)電流：5mA開(kāi)關(guān)量輸出2路繼電器接點(diǎn)信號(hào)30VDC2A2路OC門信號(hào)20mA24V脈沖信號(hào)6路隔離脈沖信號(hào)20mA24V結(jié)構(gòu)導(dǎo)軌安裝電源24V2-2.2.2 開(kāi)關(guān)量EXC9200-IOB板開(kāi)關(guān)量EXC9200-IOB板用于勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)器需要的輸入開(kāi)關(guān)量和調(diào)節(jié)器用于控制和操作的輸出開(kāi)關(guān)量。主要特性及技術(shù)指標(biāo)類別參數(shù)指標(biāo)控制器32bit ARM72MHz512K Byte Flash64Kbyte SRAM通信2路RS485RS232CANCAN總線方案3對(duì)光纖

11、通信光纖通信方案開(kāi)關(guān)量輸入16路光電隔離24V信號(hào)電流：5mA開(kāi)關(guān)量輸出12路繼電器接點(diǎn)信號(hào)30VDC2A4路繼電器接點(diǎn)信號(hào)250VAC8A結(jié)構(gòu)導(dǎo)軌安裝電源24V2-2.2.3 勵(lì)磁電流采集EXC9200-FC板勵(lì)磁電流采樣板EXC9200-FC是采集勵(lì)磁CT的信號(hào)，通過(guò)信號(hào)調(diào)理和隔離處理，輸出3路隔離的電壓信號(hào)至調(diào)節(jié)器和1路過(guò)勵(lì)保護(hù)動(dòng)作的繼電器接點(diǎn)信號(hào)。主要特性及技術(shù)指標(biāo)類別參數(shù)指標(biāo)模擬量輸入3路5A或1A模擬量輸出3路隔離輸出 010V開(kāi)關(guān)量輸出1路繼電器接點(diǎn)信號(hào)30VDC2A結(jié)構(gòu)導(dǎo)軌安裝電源24V2-2.2.4 對(duì)外接口EXC9200-IIU板（CAN總線方案）對(duì)外接口EXC9200-I

12、IU板實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)、故障和報(bào)警燈等對(duì)外部監(jiān)控系統(tǒng)的信號(hào)輸出。IIU板通過(guò)CAN總線接收勵(lì)磁系統(tǒng)信息（包括故障信息、狀態(tài)信息），通過(guò)繼電器接點(diǎn)輸出至電站監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)通過(guò)RS485串行通訊口與電站監(jiān)控系統(tǒng)相連。IIU板輸出的繼電器接點(diǎn)信號(hào)可通過(guò)組態(tài)軟件靈活定義。主要特性及技術(shù)指標(biāo)類別參數(shù)指標(biāo)控制器32bit ARM72MHz512K Byte Flash64Kbyte SRAM通信2路RS485RS232CAN開(kāi)關(guān)量輸入5路光電隔離24V信號(hào)電流：5mA3路無(wú)源光電隔離信號(hào)5mA24V開(kāi)關(guān)量輸出20路繼電器接點(diǎn)信號(hào)30VDC2A4路繼電器接點(diǎn)信號(hào)250VAC8A結(jié)構(gòu)導(dǎo)軌安裝電源24V2-

13、2.2.5 對(duì)外接口EXC9200-HIIU模塊（光纖通信方案）對(duì)外接口EXC9200-HIIU模塊實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)、故障和報(bào)警燈等對(duì)外部監(jiān)控系統(tǒng)的信號(hào)輸出。HIIU板通過(guò)光纖點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式接收勵(lì)磁系統(tǒng)信息（包括故障信息、狀態(tài)信息），通過(guò)繼電器接點(diǎn)輸出至電站監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或RS485通訊口與電站監(jiān)控系統(tǒng)相連。HIIU模塊輸出的繼電器接點(diǎn)信號(hào)可通過(guò)組態(tài)軟件靈活定義。主要特性及技術(shù)指標(biāo)類別參數(shù)指標(biāo)控制器32bit CPU800MHz64位雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算Spartan6 33MHz25K LUTS1GB DDR3256Mb NorFlash128Mb SPI-Flash256Kb EEP

14、ROM16x 16bit 200KSPS ADC4x 16bit DAC通信3路千兆以太網(wǎng)2x RS2322x FlexCANRS485IRIG-B（DC）對(duì)時(shí)10對(duì)光纖通信光纖通信方案開(kāi)關(guān)量輸入5路光電隔離24V信號(hào)電流：5mA3路無(wú)源光電隔離信號(hào)5mA24V開(kāi)關(guān)量輸出24路繼電器接點(diǎn)信號(hào)30VDC2A結(jié)構(gòu)導(dǎo)軌安裝電源24V2-2.2.6 多功能通信轉(zhuǎn)換EXC9200MCB板MCB板用于勵(lì)磁系統(tǒng)內(nèi)外通信協(xié)議轉(zhuǎn)換，其中包括B碼對(duì)時(shí)（RS485接口）、RS485通信。主要特性及技術(shù)指標(biāo)類別參數(shù)指標(biāo)控制器32bit ARM72MHz512K Byte Flash64Kbyte SRAM2x128M

15、 Byte SPI-Flash通信RS485IRIG-B（DC）B碼對(duì)時(shí)RS232CAN結(jié)構(gòu)導(dǎo)軌安裝電源24V2-2.2.7 電廠PMU接口EXC9200PM板PM板用于勵(lì)磁系統(tǒng)和PSS的關(guān)鍵信號(hào)接入PMU裝置，接受調(diào)度部門實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。主要特性及技術(shù)指標(biāo)類別參數(shù)指標(biāo)控制器32bit ARM72MHz512K Byte Flash64Kbyte SRAM通信RS485RS232CAN3對(duì)光纖光纖通信方案模擬量輸出4路420mA結(jié)構(gòu)導(dǎo)軌安裝電源24V2-2.2.8 人機(jī)界面彩色液晶觸摸屏勵(lì)磁調(diào)節(jié)柜的人機(jī)界面是實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁系統(tǒng)和操作人員進(jìn)行交互的設(shè)備終端。人機(jī)界面具有以下功能：（1）顯示人機(jī)界面顯示機(jī)組運(yùn)

16、行參數(shù)、重要狀態(tài)信息等運(yùn)行工況。（2）命令操作人機(jī)界面操作：起勵(lì)、殘壓起勵(lì)功能投/退、通道跟蹤投/退、系統(tǒng)電壓跟蹤投/退、PSS投/退等功能操作。（3）參數(shù)整定和試驗(yàn)系統(tǒng)配置IIU板時(shí)，可整定無(wú)功調(diào)差、欠勵(lì)限制等參數(shù)。系統(tǒng)配置HIIU模塊時(shí)，可整定AVR、無(wú)功調(diào)差、PSS、欠勵(lì)限制、過(guò)勵(lì)限制等參數(shù)；階躍試驗(yàn)和恒控制角試驗(yàn)。（4）故障報(bào)警及追憶：勵(lì)磁系統(tǒng)故障或者異常狀態(tài)即時(shí)報(bào)警，并記錄其動(dòng)作和復(fù)位時(shí)間，可追憶1000次信息。2-2.2.9 電源系統(tǒng)交流供電電源為三相四線交流380V電源，兩路獨(dú)立供應(yīng)互為備用，柜內(nèi)設(shè)有自動(dòng)切換裝置。交流電源主要用于提供風(fēng)機(jī)電源、變送器電源、照明及加熱器電源。直流供

17、電電源為DC220V或DC110V，建議獨(dú)立提供起勵(lì)電源、直流控制電源I段、直流控制電源II段。如選用分合閘電流較大的滅磁開(kāi)關(guān)，還要增加專用合閘電源。直流24V操作電源由兩路及以上的獨(dú)立開(kāi)關(guān)電源供電：勵(lì)磁系統(tǒng)內(nèi)部的自用變壓器及直流控制電源，經(jīng)過(guò)兩臺(tái)及以上獨(dú)立的DC24V開(kāi)關(guān)電源并列供電，保證了供電可靠性，各開(kāi)關(guān)電源均有獨(dú)立的電源控制開(kāi)關(guān)。直流24V操作電源主要供應(yīng)勵(lì)磁裝置的控制電路板，24V中間繼電器，開(kāi)入量回路及觸發(fā)脈沖電源等弱電操作回路。自用變壓器的原邊取自功率整流柜交流輸入端（即陽(yáng)極電源）。一般情況下，當(dāng)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓大于80%額定電壓以上時(shí)，自用變壓器供電的DC24V電源即可正常工作。

18、2-2.3 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器軟件功能2-2.3.1 調(diào)節(jié)功能2-2.3.1.1 運(yùn)行方式及其給定值調(diào)節(jié)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)通道具有兩種運(yùn)行方式：自動(dòng)方式和手動(dòng)方式。自動(dòng)方式為恒機(jī)端電壓調(diào)節(jié)，手動(dòng)方式為恒勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)。自動(dòng)方式是主要運(yùn)行方式，有利于提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。在自動(dòng)方式下，附加了PSS環(huán)節(jié)，可有效抑制電力系統(tǒng)的有功低頻振蕩。手動(dòng)方式是輔助運(yùn)行方式，不允許長(zhǎng)時(shí)間投入運(yùn)行。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器上電或復(fù)位后，即默認(rèn)轉(zhuǎn)入自動(dòng)方式。兩種運(yùn)行方式之間可以人工切換，機(jī)端PT故障時(shí)由自動(dòng)方式自動(dòng)切換為手動(dòng)方式。發(fā)電機(jī)起勵(lì)建壓后，兩種運(yùn)行方式相互跟蹤，即備用方式自動(dòng)跟蹤運(yùn)行方式，跟蹤的依據(jù)是兩者的控制信號(hào)輸出相等，且這

19、種跟蹤關(guān)系不能人工解除。自動(dòng)方式和手動(dòng)方式的給定值，可由外部開(kāi)入量命令來(lái)控制其預(yù)置值、增磁和減磁操作。給定值設(shè)有上限和下限。給定值的調(diào)節(jié)速度可按國(guó)標(biāo)的要求通過(guò)軟件設(shè)定。當(dāng)調(diào)節(jié)器接受到外部停機(jī)令信號(hào)時(shí)，就把給定值置為下限。調(diào)節(jié)器接受到外部起勵(lì)信號(hào)時(shí)，就把初始給定值置為預(yù)置值。外部的增、減磁操作就是直接對(duì)給定值大小進(jìn)行增加或減少，通過(guò)此種方式來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓或無(wú)功。2-2.3.1.2自動(dòng)方式AVR和手動(dòng)方式FCR的數(shù)學(xué)模型自動(dòng)方式調(diào)節(jié)，即AVR，用于維持機(jī)端電壓恒定，其反饋量為發(fā)電機(jī)端電壓。為使勵(lì)磁系統(tǒng)有良好的動(dòng)態(tài)性能，AVR采用兩級(jí)超前滯后校正環(huán)節(jié)，其數(shù)學(xué)模型由下圖2-3所示：-10000Kav

20、r+10000Uk_AVRUgdUgPSS_uk-+圖2-3 自動(dòng)方式AVR數(shù)學(xué)模型參數(shù)說(shuō)明：Ugd自動(dòng)方式電壓給定值，1% 120%Ug機(jī)端電壓測(cè)量值，Ta機(jī)端電壓測(cè)量時(shí)間常數(shù)，不大于20ms交流采樣時(shí)間KavrAVR內(nèi)部放大倍數(shù)調(diào)試軟件設(shè)定TA1AVR第1級(jí)超前/滯后環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)調(diào)試軟件設(shè)定TA2調(diào)試軟件設(shè)定TA3AVR第2級(jí)超前/滯后環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)調(diào)試軟件設(shè)定TA4調(diào)試軟件設(shè)定UK自動(dòng)方式輸出，范圍：-10000+10000標(biāo)幺值-1+1PSS_uk為PSS輸出的控制信號(hào)手動(dòng)方式調(diào)節(jié)，即FCR，用于維持勵(lì)磁電流恒定，其反饋量為勵(lì)磁電流。FCR的數(shù)學(xué)模型只有一級(jí)超前滯后校正環(huán)節(jié)。手動(dòng)方式是輔

21、助運(yùn)行方式，沒(méi)有疊-10000Kair+10000Uk_FCRIgdIL-+加附加控制。手動(dòng)方式的數(shù)學(xué)模型如下圖2-4所示：圖 2-4 手動(dòng)方式FCR數(shù)學(xué)模型參數(shù)說(shuō)明：Igd手動(dòng)方式電流給定值，0120以額定勵(lì)磁電流為基準(zhǔn)IL勵(lì)磁電流測(cè)量值,以額定勵(lì)磁電流為基準(zhǔn)Tb勵(lì)磁電流濾波時(shí)間常數(shù)，不小于40ms調(diào)試軟件設(shè)定KairFCR內(nèi)部放大倍數(shù) 調(diào)試軟件設(shè)定TB1FCR超前/滯后環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)調(diào)試軟件設(shè)定TB2調(diào)試軟件設(shè)定UK2手動(dòng)方式輸出，范圍：-10000+10000標(biāo)幺值-1+1手動(dòng)方式主要用于試驗(yàn)（如在設(shè)備的投運(yùn)或維護(hù)過(guò)程中的發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)），或者是作為在AVR故障時(shí)（如PT故障）的輔助/過(guò)渡

22、控制方式。為了避免在手動(dòng)方式下發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷引起機(jī)端過(guò)電壓，手動(dòng)方式具有自動(dòng)返回空載的功能。在發(fā)電機(jī)斷路器跳閘的情況下，位置信號(hào)傳送給調(diào)節(jié)器，則立即把電流給定值置為空載勵(lì)磁電流值。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在手動(dòng)方式下運(yùn)行下，還設(shè)置了機(jī)端電壓限制功能。電壓限制值與V/F電壓限制值相同，可用調(diào)試軟件進(jìn)行修改。2-2.3.1.3 余弦移相功能勵(lì)磁系統(tǒng)的功率整流單元普遍采用三相全控橋整流器。三相全控橋整流器本身的輸入輸出特性是非線性的，但具有典型的余弦特性。利用此余弦特性，在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中設(shè)置反余弦移相環(huán)節(jié)，理論上可使得三相全控橋整流器與勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的輸出成線性比例，從而保證勵(lì)磁系統(tǒng)整體的數(shù)學(xué)模型是線性的，即在不同工

23、況下勵(lì)磁系統(tǒng)放大倍數(shù)均為恒定值。反余弦移相環(huán)節(jié)的處理方法如下圖所示：Uk_AVRUk_FCR自動(dòng)/手動(dòng)方式切換余弦值轉(zhuǎn)換01Uk圖 2-5 反余弦處理Utb為同步電壓，在發(fā)電機(jī)空載額定狀態(tài)下校準(zhǔn)標(biāo)幺值為1。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器內(nèi)產(chǎn)生的可控硅移相觸發(fā)控制角計(jì)算。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器即按角去控制三相全控整流器的輸出。2-2.3.1.4 勵(lì)磁系統(tǒng)放大倍數(shù)勵(lì)磁系統(tǒng)的調(diào)節(jié)部分包括勵(lì)磁調(diào)節(jié)器和功率整流單元。在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)方式下，勵(lì)磁系統(tǒng)的整體放大倍數(shù)為AVR內(nèi)部放大倍數(shù)Kavr乘以功率整流單元的放大倍數(shù)KFD。即：勵(lì)磁系統(tǒng)放大倍數(shù)AVR內(nèi)部放大倍數(shù)Kavr可以通過(guò)調(diào)試軟件整定。在普遍應(yīng)用的自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)中，功率整流單元

24、（三相全控整流器）的放大倍數(shù)KFD可按下式估算： KC 為整流器換弧壓降系數(shù)，其估算方法如下：其中： US 勵(lì)磁變二次電壓，單位V；uk 勵(lì)磁變標(biāo)稱短路電壓，單位； SN 勵(lì)磁變額定容量，單位VA； USN 勵(lì)磁變額定二次電壓，單位V； IFDB 勵(lì)磁電流基準(zhǔn)值，單位A； RFDB 轉(zhuǎn)子電阻基準(zhǔn)值，單位； （勵(lì)磁系統(tǒng)建模規(guī)定：轉(zhuǎn)子電阻基準(zhǔn)值可取為額定勵(lì)磁電壓除以額定勵(lì)磁電流。） UFDB 勵(lì)磁電壓基準(zhǔn)值，單位V。2-2.3.1.5電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）及其數(shù)學(xué)模型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器簡(jiǎn)稱PSS，其作用：u 提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定能力；u 提高電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定能力；u 阻尼電力系統(tǒng)低頻振蕩。電力系統(tǒng)穩(wěn)

25、定器（PSS）的原理：在勵(lì)磁系統(tǒng)中采用P、f等一個(gè)或兩個(gè)信號(hào)作為附加反饋控制，增加正阻尼，它不降低勵(lì)磁系統(tǒng)電壓環(huán)的增益，不影響勵(lì)磁控制系統(tǒng)的暫態(tài)性能。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）是EXC9200勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)軟件功能。我們開(kāi)發(fā)的PSS，采用加速功率作反饋信號(hào)（即雙變量P、），有效克服了采用單電功率反饋信號(hào)時(shí)的無(wú)功“反調(diào)”問(wèn)題。PSS的數(shù)學(xué)模型如下圖所示，屬于PSS2B模型（兩級(jí)超前-滯后環(huán)節(jié)是PSS2A型，三級(jí)超前-滯后環(huán)節(jié)是PSS2B型）。PSS輸出控制信號(hào)PSS_uk，通過(guò)圖2-1中的附加控制端引入AVR相加點(diǎn)，與電壓給定值Ugd的相加方式一致。所以，PSS功能只有在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器處于正常的

26、自動(dòng)方式下才起作用。通過(guò)調(diào)節(jié)器人機(jī)界面，可選擇投入或退出PSS。當(dāng)選擇投入PSS時(shí)，只有在發(fā)電機(jī)有功大于PSS投入功率后，PSS輸出才有效。當(dāng)選擇退出PSS時(shí)，則PSS輸出無(wú)效，恒等于0。圖 2-6 PSS2B傳遞函數(shù)模型參數(shù)說(shuō)明：V1電角速度V2電功率PeTW1隔直環(huán)節(jié)1時(shí)間常數(shù)調(diào)試軟件設(shè)定TW2隔直環(huán)節(jié)2時(shí)間常數(shù)調(diào)試軟件設(shè)定TW3隔直環(huán)節(jié)3時(shí)間常數(shù)調(diào)試軟件設(shè)定TW4隔直環(huán)節(jié)4時(shí)間常數(shù)調(diào)試軟件設(shè)定Ks2電功率積分計(jì)算值補(bǔ)償系數(shù)調(diào)試軟件設(shè)定T7電功率積分時(shí)間常數(shù)調(diào)試軟件設(shè)定Ks3信號(hào)匹配系數(shù)調(diào)試軟件設(shè)定M陷波器階數(shù)調(diào)試軟件設(shè)定N陷波器階數(shù)調(diào)試軟件設(shè)定T8陷波器時(shí)間常數(shù)調(diào)試軟件設(shè)定T9陷波器時(shí)間

27、常數(shù)。 T9=0 時(shí)，陷波器輸出為0調(diào)試軟件設(shè)定Ks1PSS增益調(diào)試軟件設(shè)定T1PSS超前/滯后環(huán)節(jié)1時(shí)間常數(shù)調(diào)試軟件設(shè)定T2調(diào)試軟件設(shè)定T3PSS超前/滯后環(huán)節(jié)2時(shí)間常數(shù)調(diào)試軟件設(shè)定T4調(diào)試軟件設(shè)定T5PSS超前/滯后環(huán)節(jié)3時(shí)間常數(shù)調(diào)試軟件設(shè)定T6調(diào)試軟件設(shè)定PSS_ukPSS輸出控制信號(hào)USTmaxPSS輸出正限幅值，+10以下調(diào)試軟件設(shè)定USTminPSS輸出負(fù)限幅值，-10以上調(diào)試軟件設(shè)定PSS投入功率默認(rèn)40，以發(fā)電機(jī)視在容量為基準(zhǔn)調(diào)試軟件設(shè)定PSS退出功率默認(rèn)35，以發(fā)電機(jī)視在容量為基準(zhǔn)調(diào)試軟件設(shè)定2-2.3.1.6電制動(dòng)模式電制動(dòng)比機(jī)械制動(dòng)具有制動(dòng)力矩大、停機(jī)時(shí)間短、無(wú)環(huán)境污染、

28、以及制動(dòng)投入速度不受限制和設(shè)備維護(hù)檢修方便等優(yōu)點(diǎn)。電制動(dòng)一般在機(jī)組正常停機(jī)時(shí)投入。在EXC9200勵(lì)磁調(diào)節(jié)器內(nèi)，增加了電制動(dòng)模式，可與外部電制動(dòng)操作、邏輯回路配合，實(shí)現(xiàn)電制動(dòng)停機(jī)。在電制動(dòng)過(guò)程中，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器通過(guò)控制調(diào)節(jié)，使得勵(lì)磁系統(tǒng)向發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組提供一恒定的勵(lì)磁電流。在電制動(dòng)模式下，電制動(dòng)電流給定值可通過(guò)調(diào)試軟件設(shè)定。2-2.3.1.7恒控制角模式恒控制角模式是勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的一種開(kāi)環(huán)調(diào)節(jié)方式，只做為試驗(yàn)手段使用。在勵(lì)磁電源為它勵(lì)方式（比如：勵(lì)磁電源通過(guò)勵(lì)磁變?nèi)∽詮S用電系統(tǒng)）下，恒控制角模式可用于發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)、發(fā)電機(jī)空載特性試驗(yàn)。通過(guò)調(diào)試軟件或屏幕操作進(jìn)入恒控制角模式。2-2.3.1.8 無(wú)功

29、調(diào)差在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)方式下，為了保證多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組之間的無(wú)功功率合理分配或補(bǔ)償單元制接線主變壓器的電壓降，調(diào)節(jié)器附加了無(wú)功調(diào)差功能。采用合適的調(diào)差系數(shù)，可保證多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組之間的無(wú)功功率合理分配。采用負(fù)調(diào)差系數(shù)，可部分補(bǔ)償在單元制接線方式下主變壓器的電壓降。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差系數(shù)范圍在-20.0%和+20.0%之間。-20.0Ktc+20.0TCgdQ無(wú)功調(diào)差的調(diào)節(jié)模型如下圖所示。Ktc為調(diào)差系數(shù)，可通過(guò)調(diào)試軟件和人機(jī)界面整定。Tc為調(diào)差時(shí)間常數(shù)，通過(guò)調(diào)試軟件設(shè)定。Q為實(shí)測(cè)無(wú)功值，是以發(fā)電機(jī)視在容量為基準(zhǔn)的標(biāo)么值。TCgd作為無(wú)功調(diào)差的輸出疊加于電壓給定值Ugd上，疊加方式是加。

30、圖 2-7 無(wú)功調(diào)差制模型發(fā)電機(jī)并網(wǎng)前、后，調(diào)差環(huán)節(jié)都起作用。2-2.3.1.9 軟起勵(lì)控制正常情況下，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)是在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)方式下起勵(lì)建壓的。軟起勵(lì)控制功能是為了防止在發(fā)電機(jī)起勵(lì)建壓過(guò)程機(jī)端電壓出現(xiàn)較大的超調(diào)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器接收到開(kāi)機(jī)令后，首先置自動(dòng)方式的電壓給定值為30。起勵(lì)升壓后，當(dāng)機(jī)端電壓大于30%額定值后，調(diào)節(jié)器再以一個(gè)可調(diào)整的速度逐步增加電壓給定值到預(yù)置值，使發(fā)電機(jī)電壓逐漸上升。預(yù)置值和軟起勵(lì)調(diào)整速度，是可以通過(guò)調(diào)試軟件設(shè)定的，一般設(shè)定為在510s內(nèi)使發(fā)電機(jī)端電壓達(dá)到空載額定值。下圖是現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)錄制的典型軟起勵(lì)過(guò)程波形。圖 2-8 軟起勵(lì)過(guò)程錄波圖2-2.3.1.10 通道間的

31、跟蹤通道跟蹤用于實(shí)現(xiàn)通道切換前與通道切換后，系統(tǒng)狀態(tài)一致；切換過(guò)程中，系統(tǒng)無(wú)波動(dòng)或小波動(dòng)。要實(shí)現(xiàn)這兩點(diǎn)，需要做到：l 兩套調(diào)節(jié)器的采樣系統(tǒng)一致性好，在全范圍內(nèi)的采集結(jié)果基本相同；l 同步移相環(huán)節(jié)一致性好，可以保證兩套調(diào)節(jié)器控制信號(hào)相同時(shí)，輸出脈沖一致；通道間實(shí)現(xiàn)了精度更高的脈沖跟蹤。備用通道在脈沖輸出級(jí)跟蹤運(yùn)行通道，可保證通道間平穩(wěn)、無(wú)擾動(dòng)切換。2-2.3.2 限勵(lì)磁電流頂值和強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限限制器1、勵(lì)磁電流頂值和強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限限制器的作用（1）勵(lì)磁電流頂值限制的作用：在任何運(yùn)行工況下，瞬時(shí)限制勵(lì)磁電流不超過(guò)允許的勵(lì)磁頂值電流。（2）勵(lì)磁電流強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限限制的作用：在任何運(yùn)行工況下，當(dāng)勵(lì)磁電流超過(guò)長(zhǎng)期允

32、許磁場(chǎng)電流，經(jīng)反時(shí)限延時(shí)后，把磁場(chǎng)電流限制在長(zhǎng)期允許磁場(chǎng)電流以下，防止發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組過(guò)熱損壞。當(dāng)勵(lì)磁電流超過(guò)1.1倍額定磁場(chǎng)電流（或長(zhǎng)期允許磁場(chǎng)電流）且小于強(qiáng)勵(lì)頂值電流時(shí)，按照等效發(fā)熱原則，強(qiáng)勵(lì)允許持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)勵(lì)電流值按反時(shí)限規(guī)律確定。在強(qiáng)行勵(lì)磁到達(dá)允許持續(xù)時(shí)間時(shí)，限制器應(yīng)自動(dòng)將勵(lì)磁電流減到長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行允許的最大值。限制器應(yīng)當(dāng)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子熱容量特性相匹配，并應(yīng)在發(fā)電機(jī)電壓回復(fù)后，能自動(dòng)返回到強(qiáng)勵(lì)前狀態(tài)。2、勵(lì)磁電流頂值和強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限限制器的實(shí)現(xiàn)方法勵(lì)磁電流頂值限制和強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限限制的功能，在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中通過(guò)勵(lì)磁電流限制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。勵(lì)磁電流頂值限制和強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限限制器在AVR模型中的作用可通過(guò)下述模型框

33、圖表示。正常情況下，勵(lì)磁電流限制器的參考值ILimit取為頂值限制值IFEL，調(diào)節(jié)器允許強(qiáng)勵(lì)并對(duì)強(qiáng)勵(lì)時(shí)的勵(lì)磁電流實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)最大限制。IFEL按勵(lì)磁標(biāo)準(zhǔn)要求整定，一般為額定磁場(chǎng)電流的1.62.0倍。當(dāng)勵(lì)磁電流超過(guò)過(guò)勵(lì)限制值IOEL（IOEL指過(guò)勵(lì)限制值，為反時(shí)限運(yùn)算的啟動(dòng)閥值，一般為額定勵(lì)磁電流的1.051.1倍）后，開(kāi)始啟動(dòng)強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限計(jì)算；當(dāng)過(guò)勵(lì)時(shí)間達(dá)到強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限計(jì)算的時(shí)間后，勵(lì)磁電流限制器的參考值ILimit由IFEL切換為0.95倍長(zhǎng)期允許磁場(chǎng)電流值（0.95ILEL），把勵(lì)磁電流限制到0.95ILEL以下，有利于釋放轉(zhuǎn)子內(nèi)部的過(guò)熱積累。在強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限計(jì)算動(dòng)作后，必須等待轉(zhuǎn)子內(nèi)部的過(guò)熱積累釋放

34、完畢后才允許再次強(qiáng)勵(lì)勵(lì)磁電流限制器的參考值ILimit再切換為強(qiáng)勵(lì)限制值IFEL。在強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限計(jì)算的動(dòng)作條件滿足前，可反復(fù)強(qiáng)勵(lì)；而在強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限計(jì)算的動(dòng)作條件滿足后，必須等待轉(zhuǎn)子內(nèi)部的過(guò)熱積累釋放完畢后才允許再次強(qiáng)勵(lì)。需要說(shuō)明的是：強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限計(jì)算動(dòng)作后，把強(qiáng)勵(lì)限制值IFEL切換為0.95ILEL的過(guò)程，需要0s時(shí)間。最大的強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限時(shí)限取為300s左右，可以通過(guò)調(diào)試參數(shù)整定。調(diào)節(jié)器強(qiáng)勵(lì)的報(bào)警：當(dāng)勵(lì)磁電流超過(guò)過(guò)勵(lì)限制值IOEL時(shí)，調(diào)節(jié)器立即報(bào)出“強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作”信號(hào)。調(diào)節(jié)器是否允許強(qiáng)勵(lì)的標(biāo)志：勵(lì)磁電流限制器的參考值ILimit取為強(qiáng)勵(lì)限制值IFEL時(shí)允許強(qiáng)勵(lì)，ILimit切換為0.95ILEL時(shí)不允許強(qiáng)

35、勵(lì)。強(qiáng)勵(lì)限制失敗時(shí)，自動(dòng)切換到備用通道。3、強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限特性計(jì)算方法（1）計(jì)算原則：等效發(fā)熱反時(shí)限特性，由兩點(diǎn)確定限制曲線。遵從PSD-BPA暫態(tài)穩(wěn)定程序的說(shuō)明。計(jì)算公式如下：定義：IFEL強(qiáng)勵(lì)頂值限制值 Tq頂值電流允許時(shí)間 IOEL過(guò)勵(lì)限制值：強(qiáng)勵(lì)報(bào)警值 ILEL最大長(zhǎng)期允許磁場(chǎng)電流IL實(shí)際勵(lì)磁電流值 t 反時(shí)限時(shí)間 公式1：反時(shí)限時(shí)間，最大值取為強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限最大值。調(diào)試軟件中需要整定的參數(shù)：ILEL-最大長(zhǎng)期允許磁場(chǎng)電流，一般1.051.1IOEL-過(guò)勵(lì)限制值，一般1.051.1IFEL-強(qiáng)勵(lì)限制值（頂值電流值），一般2.0強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限最大值（強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限最大延時(shí)時(shí)間），一般可取300sTq-頂

36、值電流允許時(shí)間，一般10siNeg-轉(zhuǎn)子過(guò)熱反向釋放的速度系數(shù)，一般1.0。小于1時(shí)，過(guò)熱反向釋放的時(shí)間將大于正向積累的時(shí)間延長(zhǎng)。在過(guò)熱積分過(guò)程的計(jì)算中使用。強(qiáng)勵(lì)及過(guò)勵(lì)反時(shí)限框圖如下圖所示：-10000Kavr+10000PID輸出UgdUgQuegdVFgdTCgdTestgdPSS_ukIFEL0.95ILEL強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限計(jì)算PSS_ukILKairLVGATE低值門Ugd 自動(dòng)電壓給定Ug 機(jī)端電壓Quegd 欠勵(lì)限制輸出VFgd 機(jī)端電壓V/F限制輸出TCgd 發(fā)電機(jī)無(wú)功電流調(diào)差輸出Testgd 階躍試驗(yàn)值疊加PSS_uk PSS輸出Kavr自動(dòng)方式控制放大倍數(shù)Kair手動(dòng)方式控制放大倍

37、數(shù)ILimit強(qiáng)勵(lì)及過(guò)勵(lì)反時(shí)限限制器圖 2-9 強(qiáng)勵(lì)及過(guò)勵(lì)反時(shí)限框圖2-2.3.3 欠勵(lì)限制正常并網(wǎng)運(yùn)行情況下，發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓高于系統(tǒng)電壓，發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功為正，提供電力系統(tǒng)對(duì)無(wú)功的需求。當(dāng)電力系統(tǒng)在某些特殊情況下（比如：夜間運(yùn)行時(shí)），系統(tǒng)可能出現(xiàn)過(guò)剩的無(wú)功，引起系統(tǒng)電壓升高；需要一些發(fā)電機(jī)機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行，來(lái)吸收系統(tǒng)多余的無(wú)功，維持系統(tǒng)電壓水平。當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓低于系統(tǒng)電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)吸收無(wú)功或輸出負(fù)無(wú)功，這種情況稱為發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行。過(guò)度的進(jìn)相運(yùn)行，將引起發(fā)電機(jī)失去靜態(tài)穩(wěn)定。欠勵(lì)限制環(huán)節(jié)可以限制發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的安全定范圍，保持發(fā)電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定。欠勵(lì)限制環(huán)節(jié)采用下圖2-8所示的五點(diǎn)擬合限制曲線。圖

38、中的有功P、無(wú)功Q，為標(biāo)幺值表示，以發(fā)電機(jī)視在容量為基準(zhǔn)。Q1、Q2、Q3、Q4、Q5為整定值，可通過(guò)調(diào)試軟件設(shè)定。欠勵(lì)限制環(huán)節(jié)對(duì)當(dāng)前發(fā)電機(jī)運(yùn)行有功值，先根據(jù)限制曲線計(jì)算出當(dāng)前有功情況下的進(jìn)相無(wú)功值Qi；再根據(jù)當(dāng)前機(jī)端電壓Ug（取標(biāo)幺值），修正欠勵(lì)限制的無(wú)功允許進(jìn)相值為：Quelim = QiUg2圖 2-10 欠勵(lì)限制曲線欠勵(lì)限制的調(diào)節(jié)模型如下圖所示，Ti為欠勵(lì)限制調(diào)節(jié)速度，通過(guò)調(diào)試軟件設(shè)定。Q為實(shí)測(cè)無(wú)功值，Quelim與Q的差值經(jīng)積分環(huán)節(jié)后，作為欠勵(lì)限制的輸030%QuegdQuelimQ-+圖 2-11 欠勵(lì)限制調(diào)節(jié)模型出Quegd疊加于電壓給定值Ugd上，疊加方式是加即增磁作用，限制無(wú)

39、功降低。當(dāng)發(fā)電機(jī)進(jìn)相無(wú)功Q低于限制值Quelim時(shí)，Quegd輸出正值，去提高發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，限制Q進(jìn)一步減小。 Quegd正值時(shí)才有效。當(dāng)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行后，欠勵(lì)限制即起作用。Quegd正值時(shí)，欠勵(lì)限制即動(dòng)作起作用，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器發(fā)“欠勵(lì)限制”信號(hào)，并閉鎖減磁操作。2-2.3.4 發(fā)電機(jī)電壓V/F反時(shí)限限制器正常情況下，發(fā)電機(jī)端電壓處于額定水平附近，發(fā)電機(jī)頻率也在額定頻率附近，發(fā)電機(jī)及主變壓器的激磁回路不會(huì)處于飽和狀態(tài)。當(dāng)發(fā)電機(jī)頻率降低時(shí)，如果仍要維持發(fā)電機(jī)端電壓在額定水平，勵(lì)磁電流和主變激磁電流就需要正比增加。當(dāng)頻率降低到一定程度后，激磁回路將處于飽和狀態(tài)，將引起磁路損耗增大、發(fā)熱而損壞。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器

40、V/F限制的作用，使得發(fā)電機(jī)端電壓隨頻率的降低而成比例的減小，維持發(fā)電機(jī)及主變壓器的激磁回路不進(jìn)入飽和狀態(tài)而損壞。V/F限制投入作用的時(shí)間，可以隨V/F值的大小而反時(shí)限的變化。V/F限制環(huán)節(jié)投入作用的延時(shí)時(shí)間t與當(dāng)前V/F值的整定曲線采用下圖所示的五點(diǎn)擬合限制時(shí)間曲線。圖中的VF1、VF2、VF3、VF4、VF1，為V/F比值的整定點(diǎn)；t1、t2、t3、t4、t5為對(duì)應(yīng)的延時(shí)時(shí)限整定點(diǎn)，單位s。這些參數(shù)可通過(guò)調(diào)試軟件設(shè)定。圖 2-12 VF限制曲線當(dāng)發(fā)電機(jī)V/F值超過(guò)整定值VF1后，即按上述曲線計(jì)算出的延時(shí)時(shí)限TVFLim投入V/F限制環(huán)節(jié)。當(dāng)V/F值超過(guò)VF5時(shí)，延時(shí)時(shí)限為0。V/F限制的調(diào)

41、節(jié)模型如下圖所示，Tvf為V/F限制調(diào)節(jié)速度，通過(guò)調(diào)試軟件設(shè)定。020%VFgdVFlim延時(shí)TVFLim圖 2-13 V/F限制調(diào)節(jié)模型VFlim的計(jì)算公式為：。其中Ug（）為實(shí)測(cè)的發(fā)電機(jī)電壓；F(%)為實(shí)測(cè)的發(fā)電機(jī)頻率，以額定頻率50Hz為基準(zhǔn)的百分?jǐn)?shù)表示。Uglim即為可通過(guò)調(diào)試軟件整定的V/F限制值。差值VFlim經(jīng)積分環(huán)節(jié)后，作為V/F限制的輸出VFgd疊加于電壓給定值Ugd上，疊加方式是減即減磁作用，減小發(fā)電機(jī)電壓。調(diào)節(jié)的結(jié)果使得V/F值不大于Uglim。V/F限制有效的條件為：開(kāi)機(jī)令存在&Ug40&本通道運(yùn)行&自動(dòng)方式。當(dāng)V/F限制有效條件不滿足時(shí)，VFgd限制輸出恒為0。VFg

42、d輸出正值時(shí)，V/F限制起作用，調(diào)節(jié)器發(fā)“V/F限制動(dòng)作”信號(hào)，并閉鎖增磁操作。V/F限制器的整定參數(shù)，匯總?cè)缦拢篢vfV/F限制調(diào)節(jié)時(shí)間常數(shù)UglimV/F限制值VF1過(guò)V/F整定點(diǎn)1VF2過(guò)V/F整定點(diǎn)2VF3過(guò)V/F整定點(diǎn)3VF4過(guò)V/F整定點(diǎn)4VF5過(guò)V/F整定點(diǎn)5t1過(guò)V/F整定點(diǎn)1下的允許延時(shí)時(shí)限t2過(guò)V/F整定點(diǎn)2下的允許延時(shí)時(shí)限t3過(guò)V/F整定點(diǎn)3下的允許延時(shí)時(shí)限t4過(guò)V/F整定點(diǎn)4下的允許延時(shí)時(shí)限t5過(guò)V/F整定點(diǎn)5下的允許延時(shí)時(shí)限VF1、VF2、VF3、VF4、VF5整定點(diǎn)之間，必須滿足VF1VF2VF3VF4=t2=t3=t4=t5的關(guān)系。 2-2.3.5 過(guò)無(wú)功限制器過(guò)

43、無(wú)功限制器，即為勵(lì)磁行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的過(guò)勵(lì)限制器。為了防止把強(qiáng)勵(lì)限制器與過(guò)勵(lì)限制器混淆，此處標(biāo)明是過(guò)無(wú)功限制器，與欠勵(lì)限制器相反。當(dāng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行在滯相工況時(shí)，為防止勵(lì)磁電流過(guò)度增大。通過(guò)減小勵(lì)磁電流，將發(fā)電機(jī)運(yùn)行點(diǎn)限制在發(fā)電機(jī)PQ曲線范圍內(nèi)的限制器。目的是防止發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子過(guò)熱。發(fā)電機(jī)運(yùn)行點(diǎn)因?yàn)槟撤N原因超出限制范圍時(shí)，調(diào)節(jié)器應(yīng)能自動(dòng)將發(fā)電機(jī)運(yùn)行點(diǎn)拉回到PQ限制曲線內(nèi)。過(guò)勵(lì)原因消失后應(yīng)能自動(dòng)返回到過(guò)勵(lì)前狀態(tài)。過(guò)勵(lì)磁限制器可延時(shí)動(dòng)作，以保證故障情況下機(jī)組盡可能的出力。過(guò)無(wú)功限制器環(huán)節(jié)采用下圖所示的限制曲線。圖中的有功P、無(wú)功Q，為標(biāo)幺值表示，以發(fā)電機(jī)視在容量為基準(zhǔn)。限制曲線的公式表達(dá)為：公式2：QOEL

44、 = BoeKoeP式中的斜率Koe、零點(diǎn)Boe，為可整定的參數(shù)：ID88Koe，過(guò)無(wú)功限制K值 ID89Boe，過(guò)無(wú)功限制B值過(guò)無(wú)功限制器對(duì)當(dāng)前發(fā)電機(jī)運(yùn)行有功值P，先根據(jù)限制曲線計(jì)算出當(dāng)前有功情況下允許的滯相無(wú)功值QOEL。圖 2-14 過(guò)無(wú)功限制曲線過(guò)無(wú)功限制的調(diào)節(jié)模型如下圖所示，Ti為調(diào)節(jié)速度（與欠勵(lì)限制的調(diào)節(jié)速度相同），通過(guò)調(diào)試軟件設(shè)定，ID87。Q為實(shí)測(cè)無(wú)功值。QOEL與Q的差值大于0并經(jīng)過(guò)延時(shí)時(shí)間Toel后，進(jìn)入積分環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)。積分環(huán)節(jié)的輸出經(jīng)限幅后作為過(guò)無(wú)功限制的輸出Qoelgd疊加于電壓給定值Ugd上，疊加方式是減，即減磁作用，限制滯相無(wú)功增加。圖 2-15 過(guò)無(wú)功限制模型延時(shí)時(shí)

45、間Toel的值，可以通過(guò)同時(shí)軟件設(shè)定。當(dāng)發(fā)電機(jī)滯相無(wú)功Q高于限制值QOEL時(shí)，Qolegd輸出正值，去減小發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，限制Q進(jìn)一步增加。Qolegd正值時(shí)才有效。當(dāng)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行后，過(guò)無(wú)功限制即起作用。Qoelgd正值時(shí)，過(guò)無(wú)功限制即動(dòng)作起作用，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器發(fā)“過(guò)無(wú)功限制”信號(hào)，并閉鎖增磁操作。備用通道的過(guò)無(wú)功限制器，應(yīng)不起作用。過(guò)無(wú)功限制器的整定參數(shù)，匯總?cè)缦拢篢oel過(guò)無(wú)功限制延時(shí)時(shí)間，默認(rèn)20sTi過(guò)無(wú)功限制器和欠勵(lì)限制器的調(diào)節(jié)速度，默認(rèn)1sKoe過(guò)無(wú)功限制K值Boe過(guò)無(wú)功限制B值 當(dāng)Koe、Boe參數(shù)同時(shí)為0時(shí)，過(guò)無(wú)功限制器不起作用。2-2.3.6 定子電流限制器定子電流限制器的作用是調(diào)

46、節(jié)發(fā)電機(jī)定子電流中的無(wú)功分量，使發(fā)電機(jī)電流回到限制區(qū)以內(nèi)運(yùn)行，防止發(fā)電機(jī)定子過(guò)熱。定子電流限制器應(yīng)設(shè)計(jì)為與強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限限制器相同的反時(shí)限特性，接近于定子繞組最大允許的熱能。顯然，定子電流限制器不能影響有功電流。如果有功電流的數(shù)值達(dá)到高于定子電流限制器的控制點(diǎn)值的水平，那么為了避免定子電流限制器的錯(cuò)誤動(dòng)作，無(wú)功功率最多只能調(diào)整到接近于零（0.05p.u）的水平。定子電流限制器公式與強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限限制器公式相同，但在最大定子電流時(shí)無(wú)瞬時(shí)限制功能。1、定子電流反時(shí)限限制器的實(shí)現(xiàn)方法定子電流反時(shí)限限制器在AVR模型中的作用可通過(guò)下述模型框圖表示。KavrUgdUgQuegdVFgdTCgdTestgdPSS

47、_uk-10000+10000PID輸出IFEL0.95ILEL強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限計(jì)算PSS_ukILKairLVGATE低值門ILimit強(qiáng)勵(lì)及過(guò)勵(lì)反時(shí)限限制器LVGATE低值門HVGATE高值門3.50.95IgLIg0.05Ugd 自動(dòng)電壓給定Ug 機(jī)端電壓Quegd 欠勵(lì)限制輸出VFgd 機(jī)端電壓V/F限制輸出TCgd 發(fā)電機(jī)無(wú)功電流調(diào)差輸出Testgd 階躍試驗(yàn)值疊加PSS_uk PSS輸出Kavr自動(dòng)方式控制放大倍數(shù)Kair手動(dòng)方式控制放大倍數(shù)Ig 機(jī)端電流Qg 發(fā)電機(jī)無(wú)功QgHVGATE高值門3.2-0.05Qg-1LVGATE低值門-3.2定子電流反時(shí)限計(jì)算定子電流反時(shí)限限制器IgLi

48、miIgLimitPiIgLimitN圖 2-16 定子過(guò)電流限制框圖當(dāng)定子電流Ig超過(guò)長(zhǎng)期允許定子電流值IgL（IgL指最大的長(zhǎng)期允許定子電流，一般為額定定子電流的1.01.05倍）后，開(kāi)始啟動(dòng)定子電流反時(shí)限計(jì)算；當(dāng)定子過(guò)電流時(shí)間達(dá)到定子電流反時(shí)限計(jì)算的時(shí)間后，定子電流反時(shí)限限制器的參考值切換為0.95倍長(zhǎng)期允許定子電流值（0.95IgL），把定子電流限制到0.95IgL以下，有利于釋放定子線圈內(nèi)部的過(guò)熱積累。在定子電流反時(shí)限計(jì)算動(dòng)作后，必須等待定子內(nèi)部的過(guò)熱積累釋放完畢后才允許再次過(guò)電流。為了定子電流限制器不能影響有功電流，如果有功電流的數(shù)值達(dá)到高于長(zhǎng)期允許定子電流值IgL的水平，那么為了

49、避免定子電流限制器的錯(cuò)誤動(dòng)作，按無(wú)功功率最多為0.05p.u的水平調(diào)節(jié)。定子電流反時(shí)限限制器公式與強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限限制器公式相同，但在最大定子電流時(shí)無(wú)瞬時(shí)限制功能。需要說(shuō)明的是：定子電流反時(shí)限計(jì)算動(dòng)作后，把定子電流限制值從3.2pu切換為0.95IgL的過(guò)程，需要0s時(shí)間，是為了防止定子電流限制值突然減小為0.95IgL時(shí)可能引起的過(guò)大超調(diào)。最大的定子電流反時(shí)限時(shí)限與最大的強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限時(shí)限相同，默認(rèn)值150s左右，可通過(guò)調(diào)試參數(shù)整定。調(diào)節(jié)器定子電流反時(shí)限限制器的報(bào)警：定子電流反時(shí)限計(jì)算動(dòng)作后，調(diào)節(jié)器報(bào)出“定子電流反時(shí)限”動(dòng)作信號(hào)。2、定子電流反時(shí)限特性計(jì)算方法（1）計(jì)算原則：等效發(fā)熱反時(shí)限特性，由兩點(diǎn)

50、確定限制曲線。遵從PSD-BPA暫態(tài)穩(wěn)定程序的說(shuō)明。計(jì)算公式如下：定義：IgEQ等效定子電流值 TgEQ等效定子電流值下的允許延時(shí)時(shí)間 IgL最大的長(zhǎng)期允許定子電流Ig實(shí)際定子電流值 tg 反時(shí)限時(shí)間計(jì)算值 公式2：反時(shí)限時(shí)間，最大值取為強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限最大值。調(diào)試軟件中需要整定的參數(shù)：強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限最大值（強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限最大延時(shí)時(shí)間），一般可取300sIgEQ等效定子電流值，一般1.6TgEQ等效定子電流值下的允許延時(shí)時(shí)間，一般10s。為0時(shí)，退出定子電流反時(shí)限功能。IgL最大長(zhǎng)期允許定子電流，一般1.01.05需要說(shuō)明的是：定子電流反時(shí)限計(jì)算動(dòng)作后，把定子電流限制值從3.2pu切換為0.95IgL的過(guò)程，需要0s時(shí)間。2-2.4 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的特殊控制功能勵(lì)磁系統(tǒng)附加控制是提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段。在勵(lì)磁產(chǎn)品的應(yīng)用過(guò)程中，我們不斷地豐富勵(lì)磁控制功能：（1）與清華大學(xué)合作研制的非線性魯棒NR-PSS功能，大大提高了電力系統(tǒng)的大干擾穩(wěn)定性。（2）與浙江省電科院合作研制的電力系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)器PSVR，不僅可提高發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功功率極