PLCB调节器使用说明书.doc

1 3 PLC-2BPLC-2B 型励磁调节器型励磁调节器 使用说明书使用说明书 PLC-2B/SS 重庆西南水电控制设备厂重庆西南水电控制设备厂 2003 年 1 月 ab4e72d6a1f360f6fe03d88e55e31e72.pdf 13 2 目录目录 第一章第一章 概述概述3 1-1适用范围适用范围 1-2使用环境使用环境 1-3主要特点主要特点 1-4主要功能主要功能 1-5调节器装设下列信号调节器装设下列信号 1-6性能指标性能指标 第二章第二章 硬件系统硬件系统7 2-1简介与接口一简介与接口一 2-2可编程序控制器可编程序控制器 一 主要功能 二 输入输出原理 三 输入输出定义 2-3图形操作终端图形操作终端 GOT 2-4电源系统电源系统 第三章第三章 软件系统软件系统16 3-1程序方框图程序方框图 3-2开停机命令开停机命令 3-3软件限制功能软件限制功能 一 过励 二 欠励 三 V/F限制 四 软件调差 第四章第四章 使用与操作使用与操作19 4-1 起励操作起励操作 4-2励磁调节励磁调节 4-3停机操作停机操作 4-4运行方式选择运行方式选择 4-5投入运行操作投入运行操作 4-6图形操作终端图形操作终端 GOT ab4e72d6a1f360f6fe03d88e55e31e72.pdf 3 第一章第一章概述概述 同步发电机的可控硅励磁装置一般是由励磁功率单元和励磁调节器两部分 构成，励磁调节器的作用就是跟据发电机运行状态自动调节功率单元输出的励 磁电流，以满足发电机运行的要求。 可编程序控制器简称 PLC(Programmable Logic Controller),它是一种数字运算 操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器， 用来在其内部存贮执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术运算等操作的 指令，并通过数字式，模拟式的输入和输出，控制各种类型的生产过程。 我厂最新研制的 PLC-2B 型双可编程励磁调节器，调节器为 A、B 双通道调 节器，双通道互为备用，备用通道自动跟踪运行通道工况，在检测到主通道故 障时自行切换至备用通道运行并提示。比第一代 PLC-1 型可编程励磁调节器采 用的可编程控制器，运算速度更快，功能更强，指令更丰富，程序容量更大， 能满足更多功能软件化，由于采用模块化设计，使功能扩展更方便。其软件特 有的梯形图编程比其它计算机语言更简单，易学。 PLC-2B 型双可编程励磁调节器配有汉化显示触摸屏，方便在线修改，设置 参数。具有美观方便的人机操作界面。 1-11-1适用范围适用范围 PLC-2B 型励磁调节器可用于不同容量机组，不同励磁方式的励磁调节。 适用于从几千千瓦到 5 万千瓦不同类型的同步发电机的励磁系统，包括全 控桥和半控桥整流系统。 1-21-2使用环境使用环境 1 海拔高度不超过 4000 米。 2 环境空气温度：最高温度为+40；最低温度为-10。 3 最湿月的月平均最高相对湿度为 90%，同时该月的月平均最低温度不高 于 25。 4 在无爆炸危险及空气清洁的环境中，及周围空气中无足以腐蚀金属和破 坏绝缘的气体及导电尘埃 以及在无较大振动及颠簸的地方。 5 特殊要求由用户与厂方协商确定。 ab4e72d6a1f360f6fe03d88e55e31e72.pdf 4 1-31-3主要特点主要特点 1 采用日本三菱公司近年来推出的高性能小型整体式 FX2n 系列 PLC，它 具有运算速度快，功能扩展方便，程序容量大等特点。 2 多通道模式，无扰动切换 机旁设置双通道模式，恒压，恒流通道。 通过与上位机通讯，可实现恒功率因数模式和恒无功功率模式。 3 简洁的硬件结构 调节器由 PLC，检测板，触发板，电源，监测变压器组成，结构简单， 维护方便。 4 操作简单 PLC-2B 型励磁调节器设计了近方，远方操作方式，无论是在现场还是在 中控室，均能实现励磁系统的全方位控制。 5 标准通讯 可选配 RS485 通讯模块，把 PLC 采集的发电机组参数，励磁系统参数实 时传送出来，实现计算机监控。 6 硬件“看门狗” FX2N 系列可编程控制器自带硬件“看门狗” ，实现 PLC 永不“死机” 。 7 美观的人机操作界面 采用大屏幕触摸屏，方便通过触摸屏监视设备运行状态，在线更改参数。 1-4 主要功能主要功能 1 按发电机端电压偏差的恒压调节功能。 2 以励磁电流为反馈量的恒流调节功能。 3 发电机恒功率因数运行(需监控系统配合)。 4 发电机恒无功功率运行(需监控系统配合)。 5 负调差和调差率大小选择。 6 欠励限制。 7 过励限制。 8 电压/频率(V/F)限制。 9 空载过电压保护。 10. PT 断线保护。 1-51-5调节器装设下列信号调节器装设下列信号 1 各通道状态信号。 2 增磁，减磁信号。 3 空载过压信号。 ab4e72d6a1f360f6fe03d88e55e31e72.pdf 5 4 电压/频率(V/F)限制动作信号。 5 过励限制器动作信号。 6 欠励限制器动作信号。 7 失磁信号。 8 逆变失败信号。 9 起励失败信号。 1-6 性能指标性能指标 1 同步发电机的励磁电压和电流为发电机额定励磁电压和电流的 110%时， 励磁系统保证连续运行。 2 励磁系统电压响应时间：上升(强行励磁)不大于 0.08S；下降(快速减磁) 不大于 0.15S。 3 励磁系统对电源的要求： 交流 380/220V 系统，电压偏差为额定值的 15%，频率偏差则为 -3HZ+2HZ； 直流 220/110V 系统，电压偏差为额定值的-20%+10%。 4 发电机静态调压精度优于 0.5% 5 发电机空载时，频率变化 1%时，发电机电压变化不大于额定值的 0.25%。 6 调节范围：发电机空载电压 40%110%额定电压。 7 调差系数整定范围为 010%，可调。 8 调节器动态性能： a零起升压超调不大于 10%，调节时间不大于 5 秒，振荡次数不大于 3 次； b发电机甩额定负荷，超调量不大于 15%，调节时间不大于 5 秒，振 荡次数不大于 3 次； 9 符合标准 GB/T 7409.3-1997 ab4e72d6a1f360f6fe03d88e55e31e72.pdf 6 第二章第二章硬件系统硬件系统 2-1 原理与接口原理与接口 励磁调节器根据发电机端的电压及无功负荷调节和控制发电机的励磁电流， 它是励磁系统最重要的组成部分。本励磁调节器对励磁电流的控制有两种方式， 一是按发电机端电压的偏差进行控制，恒定发电机端电压；二是按发电机励磁 电流偏差进行控制，恒定发电机励磁电流，用恒流模式运行时无恒机端电压能 力，在起励和甩负荷停机时应注意操作，防治发电机过电压。 一外部接口 11CZ 插座 信号含义信号名称脚号信号名称信号含义 励磁电流传感器电源+15V1111PT4211PT A 相电源 励磁电流传感器输出T401221PT4221PT B 相电源 励磁电流传感器电源-15V1331PT4231PT C 相电源 励磁电压传感器输出T411443PT4213PT A 相电源 电源地GND1553PT4223PT B 相电源 1663PT4233PT C 相电源 177 188 199 2010 22CZ 插座 信号含义信号名称脚号信号名 称 信号含义 信号输入公共端COM111+E功率源 切除模式T03(QC)122MM1+A 脉冲 增磁操作T04(ZC)133MM3+B 脉冲 减磁操作T05(JC)144MM5+C 脉冲 灭磁开关接点引入T06(FMK)155MM4-A 脉冲 起励开关接点引入T08(QLC)166MM6-B 脉冲 油开关接点引入T07(DL)177MM2-C 脉冲 封锁脉冲QC1188 封锁脉冲QC2199 主从机切换T112010 触 发 脉 冲 33CZ 插座 ab4e72d6a1f360f6fe03d88e55e31e72.pdf 7 信号含义信号名称脚号信号名 称 信号含义 111220L故障(常开) 122220N 调节器工作电源 133T00保护地 144 155RXRS232 通讯 166TXRS232 通讯 177GNDRS232 通讯 故障触点T24188SGRS485 通讯 故障输出T27199DATA+RS485 通讯 电源+24V2010DATA-RS485 通讯 2-2 可编程序控制器可编程序控制器 一输入输出原理 1 输入继电器 X 输入继电器是 PLC 接收外部输入的开关量信号的窗口。PLC 通过光电耦合 器，将外部信号的状态读入 并存贮在输入映象寄存器内，外部触点接通时对应的寄存器为“1”状态。 输入端外接的触点可以是常开的，也可以是常闭的。 图 2-2 2 输出继电器 Y 输出继电器用来将 PLC 的输出信号传至输出端子上，驱动外部负载。如图 2- 3 ab4e72d6a1f360f6fe03d88e55e31e72.pdf 8 图 2-3PLC 输出接线简图 2-3 图形操作终端图形操作终端 GOT 一主要功能 图形操作终端（以下简称 GOT）安装在操作面板上，与可编 程控制器连接。可对运行状态检测，数据变化的显示，参数的设置。 二画面显示 1菜单画面 2调试画面 3起励画面 4空载画面 5并网画面 6故障指示画面 7参数设定画面（包括功能设定，PID 参数设定，时钟设定，机组参数设定， 通讯设定） ab4e72d6a1f360f6fe03d88e55e31e72.pdf 9 2-4 电源系统电源系统 PLC-2B 型励磁调节器工作电源可由交流厂用电源或直流控制电源供电。电 源系统框图如图 2-6 图 2-6调节器电源系统框图 第三章第三章软件系统软件系统 3-1 程序方框图程序方框图 程序方框图见图 3-1 ab4e72d6a1f360f6fe03d88e55e31e72.pdf 10 图 3-1控制程序框图 3-2 开停机命令开停机命令 1 开机命令 PLC-2B 型励磁调节器在满足以下条件，即可进入开机程序。 。FMK 合闸，PLC 的 X5 有输入信号 。起励动作，PLC 的 X6 有输入信号 2 停机命令 有以下情况，调节器进入停机程序，完成逆变(续流)灭磁。 。调节器切除按钮动作 。正常停机信号动作 。远方切除操作 3-3 软件限制功能软件限制功能 一过励 ab4e72d6a1f360f6fe03d88e55e31e72.pdf 11 1对于转子热容量曲线，美国 ANSI。C50 建议，可以用数字表达式： (If-1.05)t=12KIf 励磁电流标么值 t过励延时 K此值可根据机组允许值来设定 3 同时满足以下条件，过励限制器投入： 。机组并网 。励磁电流过 1.1 倍额定 (出厂时整定) 二欠励 为防止发电机在低励进相区域时超过允许的进相容量，对相应的最小励磁 电流加以限制。 1 欠励限制特性为功率圆 P+(Q-B)=rP有功功率 Q无功功率 B圆心纵坐标 r半径 2 同时满足以下条件，欠励限制器投入： 。机组并网 。进相运行 3 欠励限制特性计算值(标么值)，如下 +P 有 功 1 1.1 1.2 -Q 无 功 0.50.60.650.50.60.650.50.60.65 B 圆心1.251.131.091.461.301.261.691.51.43 R 半径0.750.530.440.960.700.611.090.900.78 三V/f 限制 V/f 限制实质上是最大磁通限制。 1 当 V/f55HZ 时，限制低励 2 当 V/f45HZ 时，逆变(续流)灭磁 3 当发电机空载运行时，V/f 限制功能有效 四软件调差 调差的功能是实现并联运行的发电机之间无功互载合理分配的一种无功补 偿机制。当无功电流增加时，使得发电机电压具有下垂特性，防止发电机负载 大于分配的无功功率。 1 出厂整定为负调差 2 调差档位共十档，改变调差系数 K，可改变调差率大小。 ab4e72d6a1f360f6fe03d88e55e31e72.pdf 12 第四章第四章使用与操作使用与操作 4-1 起励操作起励操作 给接近同步转速的水轮发电机以初始励磁电流称为起励。 起励方式有外接电源起励和残压起励两种方式。自动或人工起励，发电机 建压在设定值。 起励切除可由电压继电器 61YJ 自动切除起励回路(整定值为 40%额定值)。 在起励过程中由于某些故障起励时间过长而失败，发出起励失败信号。 起励建压设定值在 GOT 的“远行参数”画面上设定。 起励条件为： 。FMK 合闸 。起励信号动作 4-2 励磁调节励磁调节 1 自动通道时，恒压，恒流模式共用增减磁按钮。在中控室或现场操作“增” ， “减”按钮，可对 发 电 机的电压或无功功率进行调节。 2 在调试状态时， “增” ， “减”作用为反方向。 4-3 停机操作停机操作 1 正常停机。停机继电器接点控制调节器自动逆变(续流)灭磁。 2 人工切除。发电机解列后，按“切除”按钮，则发电机逆变(续流)灭磁。 3 事故停机。事故停机时，分灭磁开关灭磁。 4-4 运行方式选择运行方式选择 PLC-2B 型励磁调节器的运行方式有有恒压模式和恒流模式。A、B 通道互 为备用，从机自动跟踪主机，当出现 PT 断线时，而另一通道正常时切换到另 一通道。 恒压模式是以自动恒定发电机端电压方式运行，恒流模式是以自动恒定发电机 励磁电流方式运行。两模式可以无扰动切换。正常运行应以恒压模式为主，恒 压模式故障和需恒定发电机励磁电流的特殊工况时用恒压模式。当以下故障发 生时，自行切换到恒流模式；