NES6100励磁调节器用户操作指南V2.2.pdf

NESNES61006100 系列系列 发电机励磁调节器发电机励磁调节器 用户指南用户指南 V2.2 国电南瑞科技股份有限公司 版权声明 Copyright 2013 国电南瑞科技股份有限公司 我们对本说明书及其中的内容具有全部的知识产权。除非特别授权，禁 止复制或向第三方分发。凡侵犯本公司版权等知识产权的，本公司必依 法追究其法律责任。 我们定期检查本说明书中的内容，在后续版本中会有必要的修正。但不 可避免会有一些错误之处，欢迎提出改进的意见。 我们保留在不事先通知的情况下进行技术改进的权利。 服务联系方式 技术支持/业务联系 电话: 86-25-83098046 86-25-83098018 传真: 86-25-83098037 86-25-83098020 网址: NES6100系列发电机励磁调节器系列发电机励磁调节器 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 i 前言 本指南介绍了 NES6100 励磁调节器。 本指南共分为 12 章节，针对不同用户，介绍了从设备安装、设备维护到 故障排除等问题。章节条目如下： 章节章节 安装人员安装人员 调试调试/维修维修 人员人员 运行运行/维护维护 人员人员 1 概述概述 2 技术参数技术参数 3 工作原理工作原理 4 硬件原理硬件原理 5 安装说明安装说明 6 定值整定定值整定 7 人机接口人机接口 8 通信通信 9 调试规程调试规程 10 运行规程运行规程 11 维护和故障排除维护和故障排除 12 附录附录 注注：符号表示必须阅读；符号表示推荐阅读 上述所有资料在一起构成了一个资料汇编。这对正确安装、试运行、操 作和维护（包括排除故障）是十分必要的。 本文是供具备一定机电工程专业知识的操作人员使用的。 首次试验运行和故障查找需要具有专业技术知识，同时还要有专门的系 统硬件图纸、试验以及调试报告。 励磁调节器需按拟定的试验标准进行测试。 本指南还可用于查找故障。 对于出现故障的单元， 无论是单板， 还是功率元件， 都应用备件来替换。 系统内部故障的仔细查找，通常只能由专家来进行。为了保证所提供的 有关系统资料准确有效，很重要的一点是上述资料必须始终保持完整， 并保证是最新版本。同时，本指南需放在一个安全可靠的地方。 NES6100系列发电机励磁调节器系列发电机励磁调节器 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 ii 为什么阅读本指南为什么阅读本指南 在励磁系统投入运行之前，应该阅读本指南，这是因为： 您将了解到有关运行和安全方面的重要提示 您将学习到励磁系统的详细技术资料和正确的操作方法 您将找到如何使系统稳定运行和延长使用寿命的方法 使用本指南使用本指南 本指南针对的对象本指南针对的对象 本指南主要是针对 NES6100 励磁调节器的操作和维护人员，从事这项 工作的人员应具有足够的机电工程方面的知识和相关的经验。他们应该 参加南瑞电控公司有关励磁系统的培训，我们建议维修人员应定期参加 我们举办的培训课程。 指南的范围指南的范围 本指南包括了 NES6100 励磁调节器安全和正确运行所需要的全部资料 其中包含有关励磁系统运行与维护安全措施的重要资料。 本指南共 12 章，包含在系统设备的供货范围内 。 提示提示 重要的提示总是出现在每一节段分段或每一行的开头，提示是按不同的 种类分开的使用图标加以强调 NES6100系列发电机励磁调节器系列发电机励磁调节器 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 iii 安全信息 使用产品前使用产品前，请仔细阅读本章节请仔细阅读本章节 本节叙述了使用产品前的安全预防建议。在安装和使用时，本节内容必 须全部阅读且充分理解。根据我们的经验，如果本指南中的建议和信息 能够得到遵循，我们的产品的可靠性会得到最大程度的保证。 本指南中给出的数据仅用于对产品的介绍， 不应理解为产品的实际特性。 为满足用户的需求，我们将持续努力，使我们的产品符合技术发展的最 新趋势。因此，产品与产品说明或底层文件之间可能会存在某些差异。 指南虽经认真审对，但难免纰漏。用户若发现任何错误，恳请及时通知 以便尽快修改。指南不可能将设备使用和安装过程中可能发生的所有重 要事情考虑周全，因此，如果发现文件未及的特殊问题，请直接与我们 取得联系。 注意注意！ 设备安装、连接和调试过程中，除本指南外，还应遵守当地相 关的安全规章。 任何必要的涉及设备内部的工作，如：焊接、移动跳线或更改 电阻，只能由有资质的专门人员来完成。 我们在此明确声明，我们拒绝对非正常设备操作或安装所造成的任何损 害承担任何责任，即使本指南对此未予特别说明。特别指出，互换时只 能使用原装备件。 我们保留对本指南的一切权利，其中包括享有专利权和注册其它工业产 权。文件不得被非正当使用，例如将文件复制并传给第三方。 标记标记定义定义 本指南中将会用到以下警示标记和标记定义： 提示提示！ 该标志用于对所有特别的重要信息的提示。 NES6100系列发电机励磁调节器系列发电机励磁调节器 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 iv 危险危险! 意味着如果安全预防措施被忽视， 则会导致人员死亡、 严重的人身伤害， 或严重的设备损坏。 警告警告! 意味着如果安全预防措施被忽视，则可能导致人员死亡、严重的人身伤 害，或严重的设备损坏。 警示警示! 意味着如果安全预防措施被忽视，则可能导致轻微的人身或设备损坏。 本条特别适用于对装置的损坏及可能对被保护设备的损坏。 操作指导及警告操作指导及警告 危险危险! 在一次系统带电运行时， 绝对不允许将与装置连接的电流互感 器二次开路。该回路开路会产生极端危险的高压。 安装过程中站在吊装货物下，可能导致严重的人身伤害。 警告警告! 为增强或修改现有功能，装置的软硬件均可能升级，请确认此 版本的使用手册和您手中的产品兼容。 电气设备在运行时，某些部件可能带有危险的高电压。不正确 的操作可能导致严重的人身伤害或设备损坏。 只有合格的工作人员才允许对装置进行操作或在装置附近工 作。工作人员需熟知本手册中所提到的注意事项和工作流程， 以及安全规定。 特别注意特别注意 NES6100系列发电机励磁调节器系列发电机励磁调节器 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 v 一些通用的工作于高压带电设备的工作规则必须遵守。 如果不 遵守可能导致严重的人身伤亡或设备损坏。 注意注意! 裸露端子裸露端子 在装置带电运行时不要触碰裸露的端子等， 因为可能会产生危 险的高电压。 残余电压残余电压 在装置电源关闭后，直流回路中仍然可能存在危险的电压。这 些电压需在数秒钟后才会消失。 接地接地 装置的接地端子必须可靠接地。 运行环境运行环境 该装置只允许运行在技术参数所规定的环境条件下， 而且运行 环境不能存在异常震动。 额定值额定值 在接入交流电压电流回路或直流电源回路时， 请确认他们符合 装置的额定参数。 印刷电路板印刷电路板 在装置带电时，不允许插入或拔出印刷电路板，这样可能导致 装置不正确动作。 NES6100系列发电机励磁调节器系列发电机励磁调节器 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 vi 外部回路外部回路 当把装置的输出接点连接到外部回路时， 须仔细核对所用的外 部电源电压符合装置技术要求，以保证装置的正常可靠工作。 连接电缆连接电缆 仔细处理连接电缆避免施加过大的外力。 紧急情况处理紧急情况处理 NES6100 励磁调节器的信号端子上比较高的电压，一旦接触就有触电 的危险，而且如果引起短路，会造成设备的误动作，甚至危害到发电机 和电网的安全。如需在运行中要对装置进行电气测量，维护人员必须特 别谨慎，千万不要冒险。 警告警告！ 疏忽大意的后果就是：导致严重人身伤害或设备损坏导致严重人身伤害或设备损坏 火灾处理 工作人员必须知道灭火器和紧急出口的位置，知道如何使用灭火器。灭 火器分卤素灭火剂、二氧化碳(CO2)灭火器或泡沫灭火器等几种。 CO2 CO2 灭火器灭火器用于电器设备的灭火，不能对向人体使用。 泡沫灭火器泡沫灭火器用于非电器设备的灭火。不能用于电器设备灭火。 可用于人体灭火。 系统起火的情况下系统起火的情况下 NES6100系列发电机励磁调节器系列发电机励磁调节器 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 vii 首先在就地或控制室断开励磁，必要时使用紧急停机措施（详见第七章 运行和控制），然后断开系统所有电源。当对带电柜进行灭火时，只能 使用二氧化碳灭火器，严禁使用泡沫或水严禁使用泡沫或水！ 电气伤害的早期救助 触电急救必须分秒必争，首先要使触电者迅速脱离电源，越快越好。因 为电流作用的时间越长，伤害越重。在脱离电源过程中，救护人员既要 救人，也要注意保护自己。 触电者未脱离电源前，救护人员不准直接用手触及伤员，因为有触电的 危险。救护触电伤员切除电源时，有时会同时使照明失电，因此应考虑 事故照明、应急灯等临时照明。新的照明要符合使用场所防火、防爆的 要求。但不能因此延误切除电源和进行急救。 触电伤员脱离电源后，若神志清醒，应使其就地躺下，严密观察，暂时 不要站立或走动。若神志不清，应就地仰面躺平，且确保气道通畅，并 用 5 秒时间，呼叫伤员或轻拍其肩部，以判定伤员是否意识丧失。禁止 摇动伤员头部呼叫伤员。需要抢救的伤员，应立即就地坚持正确抢救， 并设法联系医疗部门接替救治。 NES6100系列发电机励磁调节器系列发电机励磁调节器 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 viii 本说明书所用缩略语 4U VME 系统板件高度 4U（17.78cm） 4U Height Versa Module Eurocard (VME) board AVR 自动电压调节 Automatic Voltage Regulator BI 开关量输入 Binary Input BO 开关量输出 Binary output CT 电流互感器 Current Transformer CPU 中央处理器 Central Processing Unit DSP 数字信号处理器 Digital Signal Processor EVL 高起始响应机组的励磁机电压限制器 Exciter Voltage Limiter ESS 励磁系统稳定器 Excitation System Stabilizer FCR 励磁电流调节 Field Current Regulator FEB 柔性电制动控制器 Flexible Electric Brake Controller HMI 人机交互界面 Human Machine Interface IED 智能电子设备 Intelligent Electronic Device IEEE 电气电子工程师协会 Institute of Electrical and Electronic Engineers MMS 制造报文规范 Manufacturing Message Specification OEL 过励限制器 Over-excitation Limiter OLC 开环控制方式 Open-Loop Control OVP 过压保护 Over Voltage Protection PFLOOP 功率因数闭环调节器 Power Factor Regulator PSS 电力系统稳定器 Power System Stabilizer PSVR 系统电压调节器 Power System Voltage Regulator PT 电压互感器 Phase Voltage Transformer QLOOP 无功闭环调节器 Reactive Power Regulator NES6100系列发电机励磁调节器系列发电机励磁调节器 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 ix RCL 限制功率单元出力控制 Rectifier Current Limiter SCL 定子电流限制器 Stator Current Limiter SOE 事件记录 Sequence Of Event SV 采样测量值 Sampled Value UEL 低励限制器 Under-excitation Limiter NES6100系列发电机励磁调节器系列发电机励磁调节器 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 xi 目 录 版权声明版权声明 i 服务联系方式服务联系方式 . i 前言前言 i 为什么阅读本指南为什么阅读本指南 . ii 使用本指南使用本指南 ii 安全信息安全信息 iii 使用产品前使用产品前，请仔细阅读本章节请仔细阅读本章节 iii 标记定义标记定义 iii 操作指导及警告操作指导及警告 . iv 紧急情况处理紧急情况处理 . vi 本说明书本说明书所用缩略语所用缩略语 viii 目目 录录 xi 1 概述概述 . 1 应用范围应用范围 . 1 功能配置功能配置 . 3 产品特点产品特点 . 6 2 技术参数技术参数 7 机械结构机械结构 . 7 电气参数电气参数 . 8 环境条件参数环境条件参数 10 通信端口通信端口 . 10 辅助单元辅助单元 . 11 型式试验型式试验 . 12 励磁控制功能参数励磁控制功能参数 . 13 3 工作原理工作原理 15 概述概述 . 15 NES6100系列发电机励磁调节器系列发电机励磁调节器 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 xii 发电机电压自动调节发电机电压自动调节 . 18 限制器限制器 . 19 无功功率或功率因数附加调节无功功率或功率因数附加调节 23 电力系统稳定器电力系统稳定器 PSS 23 励磁电流闭环控制及开环控制励磁电流闭环控制及开环控制 25 监视与保护功能监视与保护功能 25 4 调节器装置硬件原理调节器装置硬件原理 27 概述概述 . 27 装置结构装置结构 . 28 插件描述插件描述 . 29 5 安装说明安装说明 39 概述概述 . 39 货物验收货物验收 . 39 储存储存 . 40 开箱检查开箱检查 . 41 设备的运输设备的运输 43 安装计划安装计划 . 44 安装安装 . 44 6 定值整定定值整定 47 设备参数设备参数 . 47 系统参数系统参数 . 48 多区定值组多区定值组 49 7 人机接口人机接口 55 装置面板装置面板 . 55 人机界面人机界面 . 65 8 通信通信 . 81 概述概述 . 81 NES6100系列发电机励磁调节器系列发电机励磁调节器 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 xiii 以太网通信接口以太网通信接口 81 以太网以太网 IEC60870-5-103 规约规约 . 82 IEC61850 规约规约 . 83 9 调试规程调试规程 87 概述概述 . 87 安全条件安全条件 . 87 紧急事件的说明紧急事件的说明 88 调试的必要条件调试的必要条件 88 调试步骤调试步骤 . 89 适用标准及规范适用标准及规范 101 调试记录调试记录 . 102 10 运行规程运行规程 103 概述概述 . 103 同步发电机的运行方式同步发电机的运行方式 . 103 操作和显示操作和显示 108 11 维护及故障处理维护及故障处理 . 117 概述概述 . 117 维护维护 . 118 停运停运 . 120 故障及限制查找故障及限制查找 121 限制处理限制处理 . 123 故障排除故障排除 . 123 附录附录 A 参考标准参考标准 133 附录附录 B 波形查看工具说明波形查看工具说明 135 附录附录 C NES6100 励磁励磁系统调试记录系统调试记录 141 附录附录 D NES6100 励磁系统定值单励磁系统定值单 . 163 第第1章章 概述概述 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 1 1 概述 NES6100 发电机励磁调节器是国电南瑞科技股份有限公司的 第四代励磁调节器，适用于同步发电机各种励磁系统。 NES6100 发电机励磁调节器在继承我公司前三代励磁调节器 SJ800、SAVR2000 和 NES5100 的核心技术，借鉴前三代励磁 调节器几十年现场运行经验的基础上，参考 IEEE 421.5TM-2005 励磁系统数学模型， 吸收目前数字控制领域内最先进的研究成果 和工艺，在计算速度、控制周期、抗电磁干扰、可靠性方面均有 极大的进步。 NES6100 发电机励磁调节器控制单元采用高性能微处理器 PowerPC 和两块支持高速浮点运算的数字信号处理器 DSP 构成 的多核硬件平台， 采用嵌入式实时多任务操作系统， 模块化软件 程序设计，并配备网络化的人机交互系统。NES6100 发电机励 磁调节器具有设计理念超前、可靠性高、操作简单、维护方便、 使用灵活、扩展和兼容性高等特点。 应用范围应用范围 NES6100 发电机励磁调节器适用于各种方式的可控晶闸管整 流励磁系统，适用容量达 1000MW 各种发电机机组。典型的励 磁方式如下： 自并励励磁系统 自复励励磁系统 两机他励可控硅励磁系统 三机励磁系统 无刷励磁系统 提示提示： 可根据实际工程设计出具体的方案可根据实际工程设计出具体的方案 第第1章章 概述概述 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 2 脉冲隔离 功率柜1 功率柜n 功率柜2 灭磁、过压保护 磁场断路器 通道 A 通道 B 模 拟 量 采 集 单 元 开关量 I/O 系统 管理 系统电源 脉 冲 触 发 单 元 脉冲电源 发电机 负 荷 开 关 系统电压PT 励 磁 变 压 器 转子电流 CT 定子电压 PT 定子电流CT 初励 单元 同 步 电 压 PT 励磁 控制 DCS中控系统 双套通讯 Modbus ， 61850，硬接 线 LCD操作屏工控机（Linux） 背板总线IEC61850 NES6100 励磁调节器 图图 1-1 典型自并励励磁系统典型自并励励磁系统 NES6100 发电机励磁调节器系列包含多个子型号， 各子型号主 要功能基本相同， 根据不同发电机组类型存在差异。 各子型号命 名及其配置差异的详细信息见图 1-2： NES6100- 0 0 0 产品序列号 机柜类别：00=调节器、10=整流装置、20=灭 磁装置 调节器类型：0=标准、1=带电制动功能、2=自 动备励 图图 1-2 NES6100 调节器子型号命名规则调节器子型号命名规则 第第1章章 概述概述 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 3 功能配置功能配置 配有励磁调节器的并网发电机，可以按图 1-3 来表示。其中， 同步发电机为被调节对象， 励磁调节器根据电网电压调节同步发 电机的励磁电流。此时，电网影响闭环调节电路的性能，从这个 意义上来说， 电网是一个外部的干扰变量。 同步发电机与电网的 特性在很大程度上是已定的。 励磁系统只是校正、 优化其全部性 能。 NES6100 励磁调节器的主要目的是精确地控制和调节同步发 电机的端电压和无功功率。 为了实现这个目的， 磁场电压必须快 速地对运行条件的变化作出反应， 即响应时间不超过几毫秒。 为 此 NES6100 励磁调节器做为快速的控制器，不断地将当前机 端电压给定值与反馈值进行比较， 在尽可能短的时间内进行调节 计算， 最终去改变可控硅整流器的触发角度， 精准地为发电机提 供励磁电流。 磁场电流 定子电压 电网 NES6100 励磁系统 发电机 图图 1-3 励磁系统调节回路框图励磁系统调节回路框图 控制功能 调节规律调节规律：PIDPSS 并联 PID 和串联矫正，通过设置选择使用 PSS1A、PSS2B 和 PSS4B 模型，通过设置选择使用 多种运行控制方式多种运行控制方式 恒机端电压闭环方式 AVR 恒转子电流闭环方式 FCR 定角度方式 OLC 恒无功功率运行 QLOOP 恒功率因数运行 PFLOOP 各种运行工况保证各种运行工况保证 保证发电机按要求升压、并网、增减无功负荷及逆变停机 保证发电机稳定运行于空载、发电、调相、停机等工况 主备励无扰切换（选用） 独特的多重切换技术独特的多重切换技术 保证各种情况下的保证各种情况下的 切换无冲击切换无冲击 确保机组可靠运行确保机组可靠运行 第第1章章 概述概述 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 4 余弦移相功能 多种起励方式可选多种起励方式可选 快速零起升压控制 机组软起励控制 自动初值起励升压 辅助功能 限制器功能限制器功能 为保证运行中的机组安全，保证机组与系统之间的运行稳定性， NES6100 配置了完善的限制功能。主要有如下限制器： 最低励磁电流瞬时限制 最大励磁电流瞬时限制 过励限制器 低励限制器 过无功限制器 定子电流限制器 电压/频率限制器 容错功能容错功能 NES6100 励磁调节器可自动识别模拟量测量的错误， 切换调节 器控制模式并报警， 避免由此引发的振荡或其它灾难性严重后果。 机端电压测量容错 定子电流测量容错 转子电流测量容错 发电机频率测量容错 有功功率及无功功率测量容错 开机令及停机令容错 增、减磁信号容错 保护功能保护功能 励磁调节装置为保证机组安全，还具有如下保护功能： 过电压保护 PT 断线防误强励 初次开机异常保护功能 其它其它辅助控制以及试验功能辅助控制以及试验功能 限制功率单元出力控制 高起始响应机组的励磁机电压限制器 负载阻抗补偿控制，可任意设定正、负调差方式，且调差率大小 可选择 系统电压跟踪控制 第第1章章 概述概述 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 5 用于水电机组制动用的柔性电制动控制器 系统电压调节器 突然甩负荷限制器 励磁系统稳定器 自检功能 功率柜同步电压相序及相位检测 发电机机端电压相序及相位检测 触发脉冲序列检测 双机通讯故障检测 电源故障检测 硬件回路在线检测 事件记录包括 10000 次开入变位报告，10000 次自检报告和 128 次操作报告； 扰动记录包括 1024 次故障报告和 64 次故障录波 （扰动记录格式 同国际标准的 COMTRADE 文件兼容）； 支持多种对时方式： 分脉冲 （1PPM） ， 秒脉冲 （1PPS） ， IRIG-B 码对时和 PTP-IEC61588 对时。 通信功能 3 个以太网接口支持 IEC 61850 或 IEC 60870-5-103 规约，可选 光纤接口或 RJ-45 电接口 1 个以太网口可以同辅助软件连接用于测试和配置装置 1 个 RS-485 通信串口用于同监控或其它装置通信 1 个 RS-485（EIA）差分总线接口用于对时信号输入 IRIG-B 码对时接口 可选的光纤以太网接口，接口数量可扩展。 第第1章章 概述概述 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 6 产品特产品特点点 严格的质量保证体系严格的质量保证体系。 国电南瑞电控公司自1997年通过ISO9001 质量体系认证以来， 在南瑞集团的统一要求下， 建立并完善了一整套 严格的质量保证体系，从元器件的选型、部件的生产、装置的安装到 整体的调试、验收，都有专业的质量监控人员全程跟踪和监督，在生 产流程上保证装置统一高品质。NES6100 励磁调节器通过了欧盟 TUV 和 CE 认证； 板件内部的重要元器件均获得了欧盟认可的 UL 和 VDE 认证，达到了欧盟指令规定的安全要求 高性能高性能硬件平台硬件平台。 调节器装置采用多核结构， 嵌入式操作系统由 中央处理器 CPU 加数字信号处理器 DSP 及 FPGA 模块化分工， 配备 独立的励磁控制运算插件、 智能采样插件和智能输入输出插件。 运算 控制周期仅 1.67ms，采用高精准浮点运算。双套励磁调节器冗余配 置，互为热备用，确保机组稳定可靠运行 灵活组合的装置插件配置灵活组合的装置插件配置。 可满足转子电流交直流输入、 多块开 关量插件等不同组合要求 配置完善的试验通道配置完善的试验通道。4 路试验信号输入通道；4 路 D/A 输出通 道，方便扩展及试验 精确迅速提供精确迅速提供控制控制。高速 36 点采样、实时并行计算。各个信号 使用独立采样通道， 定时采样及跟频采样方式可选择， 在每个采样点 完成所有的控制逻辑测量和计算， 以及故障报告和事件记录的实时整 理 高标准高标准电磁电磁兼容兼容能力能力。装置采用整体面板、全封闭机箱，强弱电 严格分开， 同时在软件设计上采取相应的抗干扰措施， 通过国标最高 严酷等级的电磁兼容测试 自适应电源接入自适应电源接入。自动适应系统电源方式的变化，安全性高 完善的事件记录功能完善的事件记录功能。独立存储国际标准 COMTRADE 格式波 形文件，完善的 SOE 事件记录功能 高可靠长期运行高可靠长期运行保证保证。装置具备运行状态自动检测及容错功能， 完善的装置自检策略，配备完整的信号量显示 通信方式完备通信方式完备。多种通信方式并行使用，支持主流通信协议： MODBUS 485、以太网 IEC60870-5-103 及 IEC61850 协议，可实现智 能化控制 多种对时方式选择多种对时方式选择。 分脉冲 （1PPM） ， 秒脉冲 （1PPS） 及 IRIG-B 码对时方式可选。通过光纤扩展可实现 IEC61588（PTP）对时 友好的人机界面友好的人机界面。装置面板内置调试界面，方便检修与维护；上 位机使用先进的 NS3000S 自动化平台，在专用 Linux 系统下运行， 安全性高 第第2章章 技术参数技术参数 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 7 2 技术参数 机械结构机械结构 整柜配置 NES6100 发电机励磁调节器机柜采用拼装式结构。前门单开， 后门双开，前后门均为扑门结构，柜前门为有机玻璃，前后门均 配有带锁门把；柜内为立柱加插箱形式，以四根立柱为主体，形 成内框架；柜外表采用喷塑工艺，亚光橘纹，可按色卡配色。 励磁调节器机柜内配置包括： 两套或三套互为独立、互为备用的调节器装置（插箱），每套含 有自动和手动控制环节再加独立手动控制环节 显示操作层，可采用彩色液晶显示工控机 隔离继电器层， 用于调节器装置输入开关量和输入开关量与外部 接线的隔离 可编程逻辑控制器（选用） 接线端子排。装置与外部连接的总端子排设再内框架后部两侧， 沿后立柱设走线槽 双输入电源盒，将调节器供电电源 AC220 输入和直流 DC110V/220V 输入整流成一路输出 分压盒，对励磁电压采样前进行分压处理 机柜底部开有电缆走线孔， 提供用户将现场信号和装置输出信号 引入或引出。 机柜上方设有开关层，用于投切电源。 机械尺寸 (宽深高) （800/1000）mm（6001200）mm（2260/2360）mm (宽深 高) 安装方式 拼装 开孔尺寸 (宽高) 450mm179mm, M6 螺丝 颜色 根据色卡选择 机柜材料 钢板 开孔位置 底部 开孔尺寸 (宽高) 根据工程需求选择 接线端子排位置 装置背面 防护等级 按 GB 4208-2008 外壳防护等级（IP 代码）（IEC60529：1989） 机柜 IP20 确保具有电击防护功能 插箱振动跌落 II 级 调节器装置机械结构 机械尺寸 (宽高深) 482.6mm177mm291mm (4U 高/19 英寸宽标准机箱) 安装方式 嵌入式安装 第第2章章 技术参数技术参数 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 8 开孔尺寸 (宽高) 450mm179mm, M6 螺丝 颜色 银灰 机箱材料 铝合金 接线端子位置 装置背面 重量 大约 15kg 防护等级 按 GB 4208-2008 外壳防护等级（IP 代码）（IEC60529：1989） 前面板 IP40 装置侧面 IP51 后面板 IP20 确保具有电击防护功能 上下底板 IP40 电气参数电气参数 交流电流 模拟量输入模拟量输入 可以在励磁系统中输入下述模拟电流信号： 发电机三相定子电流（经 CT 的二次侧电流）； 励磁变压器低压侧三相电流（经 CT 的二次侧电流）； 交流电流模拟量输入通道参数如下： 额定频率 50Hz 相序 ABC 额定电流 (In) 1A 5A 线性范围 40A 200A 连续过载能力 3In 3In 10s 过载能力 30In 30In 1s 过载能力 动稳定电流 (半波 值) 100In 250In 100In 250In 额定电流下的功耗 脉冲测量”里， 观察12V、5V、2.5V 电源测量值，并记录。 在RP1001系统电源板的凤凰端子上测量开入48V电源是否正确， 并记录。 在励磁调节器柜内的脉冲端子上测量脉冲电源电压，并记录。 在励磁调节器柜内的脉冲端子上测量脉冲电源对六相脉冲的电 压值，并记录。 测量整流柜风机电源和灭磁柜操作电源或起励电源的电压值， 并 记录。 开关量校验开关量校验 1. 通过远方发信号， 模拟现场数字量输入， 观察对应隔离继电 器动作是否正确，LCD 屏幕上“状态信息”“硬件开入” 相应的开入量显示是否为“1”。 2. “就地增磁”、 “就地减磁”、 “就地建压”、 “就地逆变” 需通过本柜按钮实现， 可在 LCD 屏幕上 “状态信息” 中 “开 关量”观察带含义的开关量的是否置“1”，需要注意“就 地/远方控制”切换。 3. 将 B 套调节器电源关掉，只让 A 套板件运行，将 A 套调节 器开出传动试验使能。 在 LCD 屏上选择 “整定定值” “软 压板” “开出传动试验使能”改为 1，写入值输入“1” 点击 “写入” ， 试验设置窗口中开出传动试验使能由 “0” 变为“1”。 4. 选择 A 套调节器，在 LCD 屏上选择“本地命令”“出口 传动”选择你需要测试的开出量，点击确认按钮，当屏幕 显示“执行中”时,该开出量由“0”变为“1”，对应板内 继电器动作输出节点状态也改变， 对应模组继电器动作， 测 量该继电器的对应端子， 观察硬接点的通断情况。 再次点击 确认按钮，执行结束，开出量返回为 0。 5. 同样， 模拟另一套的开关量输出， 观察开关量输出是否正确。 6. 切换为 B 套，按上述步骤再进行 B 套开出的测试 模拟量校验模拟量校验 第第9章章 调试规程调试规程 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 91 根据机组参数校验模拟量信号。用信号发生器或保护校验仪给 NES6100 励磁调节器送入电压电流， 模拟发电机励磁专用 PT、 仪用 PT、系统 PT、发电机定子 CT、发电机转子 CT、同步变压 器二次侧输入。不使用系统电压跟踪功能的可以不用校验系统 PT。 1. 发电机定子 PT 二次侧额定线电压 UFN发电机定子 PT 变比 2. 系统 PT 二次侧额定线电压USN系统 PT 变比 3. 发电机定子 CT 二次侧额定相电流 IFN发电机定子 CT 变比 4. 发电机转子 CT 二次侧额定负载相电流 ILN0.816交 流三相 CT 变比 5. 同步变压器二次侧额定线电压 U2N同步变压器变比 检查发电机励磁参数是否正确，以及发电机定子 PT 变比，定子 CT 变比，转子 CT 变比，同步电压变比是否正确。 注意注意！ 加入电压最大值不能超过 150V，电流最大值不能超过 5A。电流需短接中性点形成回路 NES6100 励磁调节器的采样系数基本不用修改， 在采样值无误 的情况下，若百分值出现错误，确认互感器变比是否输入正确。 记录上述测量值和修改系数的结果。 操作回路逻辑检查操作回路逻辑检查 1. 整流柜风机回路操作正常 检查风机启动和停风逻辑正确。检查端子节点信号是否正确。 对于有主、 备用风机电源切换回路的， 需要做两路电源相互切换 的试验。切换逻辑应正确，对应的输出信号应正确。 对于有双风机的整流柜， 应分别检查每台风机的操作回路， 并做 两台风机相互切换的试验。 2. 整流柜快熔熔断模拟正常 通过触动整流柜快熔熔断器辅助节点， 模拟快熔熔断信号， 观察 整流柜报出相应信号，端子节点信号正确。 3. 整流柜电动开关（如果有）操作正常 检查整流柜电动开关分、 合闸应正常， 输出辅助节点应正确动作。 第第9章章 调试规程调试规程 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 92 4. 灭磁柜灭磁开关操作正常 检查灭磁柜灭磁开关分、 合闸应正常， 输出辅助节点应正确动作。 5. 初励动作正常 确保灭磁开关在分闸状态，并确认初励回路与转子断开。 送上起励电源， 强制初励控制继电器开出， 在灭磁开关出口测量 到电压，且电压的极性与整流桥输出的电压极性相同。 注意注意！ 试验中测量到的值非起励电压值， 实际起励电压值比此 值要小！ 交流起励在测量二极管整流模块输入端用交流电压档， 在测量二极管整流模块输出端用直流电压档 励磁系统功能试验 试验条件： 励磁调节器及二次设备调试完成， 试验仪器准备 齐全 试验需要的时间：2 个工作日 小电流试验小电流试验 小电流试验目的是检验调节器的同步、 移相、 触发和晶闸管控制 触发功能，进行功率整流柜的参数验证。试验接线原理如下图。 NESNES61006100 工频电压工频电压ACAC380380V V （中频电压中频电压） 调压器调压器 同步信号同步信号0 0- -200200V V 6 6 脉冲回路脉冲回路 负载负载 （滑线电阻滑线电阻） 示波器示波器 K K1 1K K2 2 FLZFLZ 图图 9-1 小电流试验接线图小电流试验接线图 1. 设置励磁调节器工作在定角度控制方式， 开机至空载发脉冲 状态。 2. 调整输入晶闸管整流装置的交流侧电压， 通过励磁调节器控 制增减磁来调整触发角。 第第9章章 调试规程调试规程 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 93 3. 测量交流电压 U2、直流电压 Ud，在励磁调节器 LCD 屏幕 “参数管理” 中选择 “设备参数定值” ， 可以调整补偿角度， 使得 U2、Ud 和触发角度 满足关系式： Ud =1.35U2COS，并确认波形正确。 4. 利用示波器观察整流桥输出直流侧波形， 晶闸管整流特性应 平滑，整流锯齿波形基本对称。 5. 分别切换励磁调节器控制通道， 切换过程中用示波器观测晶 闸管导通角度是否变化，并测量晶闸管输出直流侧电压值， 不应有明显变化。 6. 进行每个整流柜的小电流试验，并记录相关数据。 试验时注意核实负载电阻阻值及容量， 负载电阻阻值的选择以小 电流试验时通过的电流不小于 1A 为宜，并依据此选取相应的电 阻容量。 功能模拟试验功能模拟试验 功能模拟试验的目的是：模拟测试调节器的各种运行方式切换； 测试调节器的各项限制保护功能的正确性。 确保同步信号正确， 脉冲回路接通。 以下试验均在空载或负载状 态实现，确认调节器 A、B 套电源全部在开启状态，并在加入模 拟量前按“就地建压”按钮，使调节器进入空载发脉冲状态。 “电压闭环”功能 1. 通过 X101 端子模拟加入发电机 PT 二次侧额定电压。 2. 通过 X102 端子模拟加入发电机转子 CT 二次侧空载额定电 流。 3. 通过主界面观察机端电压测量值。 4. 在机端电压小于电压给定时， 通过减磁令使得机端电压大于 电压给定， 此时应该观察到触发角度从空载最小角逐渐变化 到空载最大角。 5. 在机端电压大于电压给定时， 通过增磁令使得机端电压小于 电压给定， 此时应该观察到触发角度从空载最大角逐渐变化 到空载最小角。 “电流闭环”功能 1. 确保 NES6100 在“电流闭环”控制方式。 2. 通过 X101 端子模拟加入发电机 PT 二次侧额定电压。 3. 通过 X102 端子模拟加入发电机转子 CT 二次侧空载额定电 流。 4. 通过主界面观察转子电流测量值。 第第9章章 调试规程调试规程 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 94 5. 在转子电流小于电流给定时， 通过减磁令使得转子电流大于 电流给定， 此时应该观察到触发角度从空载最小角逐渐变化 到空载最大角。 6. 在转子电流大于电流给定时， 通过增磁令使得转子电流小于 电流给定， 此时应该观察到触发角度从空载最大角逐渐变化 到空载最小角。 模式切换 分别在电压闭环和电流闭环下，进行 A、B 套主从切换，观察触 发角度和直流输出电压应无明显波动。 分别对 A、B 套进行“电压闭环”/“电流闭环”切换，观察触 发角度和直流输出电压应无明显波动。 PT 断线 1. 通过 X101 端子模拟加入发电机 PT 二次侧额定电压。X102 端子模拟加入发电机转子 CT 二次侧空载额定电流。 2. 通过断开PT1电压输入接线， 或者修改PT1电压采样系数， 可以模拟 PT 断线故障。通常情况下，对 A 套而言，PT1 为 励磁 PT，PT2 为仪表 PT；对 B 套而言，PT1 为仪表 PT， PT2 为励磁 PT。 3. 如果 A 套为主，当断开 A 套调节器的 PT1 时，A 套调节器 应报 PT 断线故障，切为电流闭环，切为从套；B 套调节器 应为主。 4. 在 A 套已报 PT 断线的情况下，再断开 B 套调节器的 PT1 时，B 套调节器应报 PT 断线故障，切为电流闭环，B 套仍 然为主套。 5. 此时， 将 A 套调节器 PT1 恢复， A 套调节器 PT 断线故障应 消失，恢复为电压闭环，A 套调节器应切为主套。 6. 此时，再将 B 套调节器 PT1 恢复，B 套调节器 PT 断线故障 应消失，恢复为电压闭环，A 套仍然为主套。 起励异常封脉冲 1. 在 LCD 屏幕上“参数管理”“保护器设置”栏，临时将 开机保护电压上限和电流上限修改为 20%，试验完成后改 回。 2. 通过 X101 端子模拟加入发电机 PT 二次侧额定电压，不加 转子电流，此时调节器应停止发脉冲，查看 LCD 屏幕上的 “变位报告”开机保护装置应为 1；将 PT 电压撤掉，调 节器应回到等待状态。 第第9章章 调试规程调试规程 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 95 3. 通过 X102 端子模拟加入发电机转子 CT 二次侧空载额定电 流，不加定子电压，此时调节器应停止发脉冲，并且回到等 待状态。 逆变停机 只加额定 PT 电压和空载额定转子电流，不加定子电流，按 NES6100 调节器柜“就地逆变”按钮，此时观察触发角度应为 空载最大角，可控硅直流输出波形为逆变波形，动作正确；将 PT 电压和转子电流撤掉，调节器应回到等待状态。 过无功限制 1. 通过 X101 端子模拟加入发电机 PT 二次侧电压， 通过 X102 端子模拟加入发电机转子 CT 二次侧电流和定子 CT 二次侧 电流。 2. 增磁，使得电压给定值比机端电压值高。 3. 调整定子电流、定子电压的夹角，调整定子电流值，或者修 改有功、无功的系数，在“试验设置”的“励磁曲线”中， 观察“当前主套运行点”移动到过无功限制曲线右侧，等待 动作时间延时后，过无功限制动作。此时增磁，电压给定值 应不变。 4. 报出过无功限制情况下，调整使得“当前主套运行点”移动 到过无功限制曲线左侧， 等待过无功返回时间后， 过无功限 制应返回。 低励限制 1. 通过 X101 端子模拟加入发电机 PT 二次侧电压， 通过 X102 端子模拟加入发电机转子 CT 二次侧电流和定子 CT 二次侧 电流。 2. 减磁，使得电压给定值比机端电压值低。 3. 调整定子电流、定子电压间的夹角，调整定子电流值，或者 修改有功、无功的系数，在“试验设置”的“过欠励”中， 观察“当前主套运行点”移动到低励限制曲线左侧，低励限 制应瞬时动作。此时减磁，电压给定值应不变。 4. 报出低励限制情况下，调整使得“当前主套运行点”移动到 低励限制曲线右侧，等待 1 秒，低励限制应返回。 过励限制(转子电流反时限限制) 第第9章章 调试规程调试规程 国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司 96 1. 通过 X101 端子模拟加入发电机 PT 二次侧电压， 通过 X102 端子模拟加入发电机转子 CT 二次侧电流和定子 CT 二次侧 电流。 2. 增磁，使得电压给定值比机端电压值高。 3. 改变发电机转子电流输入值或修改励磁电流系数， 使得转子 电流值为 200%，等待 10 秒，过励限制应动作。此时增磁， 电压给定值应不变。 4. 报出过励限制情况下，切除转子电流，等待片刻，过励限制 应返回。 发电机过激磁（V/Hz）限制 1. 通过 X101 端子模拟加入发电机 PT 二次侧额定电压，通过 X102 端子模拟加入发电机转子 CT 二次侧空载额定电流。 2. 保持机端电压频率为 50Hz， 调整机端电压值为 106%； 或者 保持机端电压值为 100%，调整机端电压频率为 47.2Hz，伏 赫限制应动作。也可修改 LCD 屏幕上“参数管理”“限 制器设置”栏的 VHz 限制恒比例给定值，模拟伏赫限制。 3. 此时增磁，电压给定值应不变。 4. 报出伏赫限制情况下， 将机端电压频率和机端电压值恢复为 额定值，伏赫限制应返回。 5. 保持机端电压值为 100%，调整机端电压频率为 45Hz，在 Arptools 中观察“status” “保护开入”“低频逆变” 应为 1，角度应变为空载最大角。将机端电压撤掉，调节器 应回到等待状态。 6. 也可修改“settings” “限制器设置”“VHz 限制频率 最小值”，模拟 VHz 限制时逆变灭磁。 功率柜限制 1. 通过 X101 端子模拟加入发电机 PT 二次侧额定电压，通过 X102 端子模拟加入发电机转子 CT 二次侧空载额定电流。 2. 模拟 1 台功率柜故障， 观察 LCD 屏幕上 “状态显示” “开 关量” “硅柜 N-1 故障开入” 应为 1， “#xx 功率柜故障” 应为 1，“状态显示”“限制信息”“硅柜限制标志” 应为 1。此时增磁，电压给定值可以变化。 3. 模拟 2 台及以上功率柜故障， 观察 LCD 屏幕上 “状态显示”