RollsRoyce励磁系统说明手册.doc

Rolls-Royce公司300 MW 汽轮发电机静态励磁系统安装、调试、操作、运行和维护手册第三部分 第1章运 行 说 明 手 册（译自Rolls-Royce 公司资料）2001年9月 缩写注释 & 逻辑“与” 摄氏度 逻辑“或”oo 三中取二ac 交流ARU 自动运行 AVR 自动电压调节器 CB 断路器 CCR 中控室 CMR 连续最大额定值 D/A 数模转换 dc 直流 DCS 分布控制系统 EHG 电液调速器 FCB 磁场断路器 FPGA 可编程门阵列 HV 高电压 I/O 输入/输出 LCP 就地控制盘 mA 毫安 MCB 小型电路开关 mm 毫米 MMI 人机接口 MVAr 兆乏 MW 兆瓦 N/C 常闭 N/O 常开 NA 未使用 PID 比例积分微分调节 PSS 电力系统稳定器 pu 单位标幺值 R-R IC R-R工业控制有限公司 RAM 随机存储器 ROM 只读存储器 TBA 等待建议 TMR 三模冗余 V 伏特（电压） VDU 显示屏 运行使用说明书目 录1 励磁系统概述1.1 环境1.2 系统参数2 AVR系统概述2.1 冗余2.1.1三模冗余理论2.1.2冗余和系统输入输出2.2功能描述2.2.1标幺值定义2.2.2AVR2.2.2a)电压、有功、无功及转速的测量2.2.2b)运行方式选择2.2.2c)AVR自动运行方式2.2.2d)AVR手动运行方式2.2.2e)AVR与整流器手动同步2.2.2f)手动整流柜控制2.2.2g)AVR与整流器手动控制的关系2.2.2h)给定值设置2.2.2i)励磁和灭磁2.2.2j)动态限制2.2.2k)电力系统稳定器（PSS）2.2.2l)无功补偿（调差）2.2.2m)恒功率因数运行方式2.2.2n) 恒无功功率运行方式2.2.2o) 操作接口2.3 事故检测2.4 VT和CT接口2.5 转子平均温度测量方法2.6继电器模块2.6.1高度集成继电器表决模块2.6.2单继电器表决模块2.7系统输入和输出2.8可整定参数2.9 可编程试验输出指示2.10AVR的可用数据通过串口连接到DCS系统3整流器辅助柜系统描述3.1励磁系统中的主要控制信号3.2 EG809整流器辅助模块功能说明3.2.1 输入/输出3.2.1a) 输入3.2.1b) 输出3.2.1c) 触发脉冲3.2.2 故障检测3.2.2a)“看门狗”（watchdog）3.2.3整流器辅助模块的逻辑功能3.2.3a)励磁和灭磁逻辑3.2.3b)AVR或整流器手动控制选择3.2.3c)通讯3.2.3d)脉冲与模块之间电压协调3.2.3e)起励请求3.2.3f)风机故障检测逻辑3.2.3g)风机事故检测逻辑3.2.3h)整流器跳闸逻辑3.2.3i)风机选择逻辑3.2.3j)可控硅故障检测3.2.4选择开关3.2.4a) 选择A组和停止B组3.2.5CROWBAR跨接器3.2.6过滤器报警3.3通讯手动控制器模块EG810功能说明3.3.1 定义3.3.1a)同步电压与励磁电流3.3.1b)最小整流控制角3.3.1c)最大逆变角3.3.1d)触发角补偿3.3.1e)相位微调3.3.1f)数字信号输入/输出3.3.2 电路结构3.3.2a)通讯与报警接口3.3.2b)手动控制3.3.3 触发脉冲输出3.3.4 报警输出3.4系统电源3.4.1电源故障3.5继电器输出3.6系统输入/输出3.6.1输入3.6.2输出3.6.3报警输入3.6.4模拟量输入信号3.6.5可调整参数3.6.5a)整流器B预置3.6.5b)故障设置旋转开关3.6.5c)正常设置旋转开关3.7逻辑图4 整流器4.1EX4014 +ve可插拔式可控硅模块4.2EX4015 -ve可插拔式可控硅模块4.3EX4016 抑制单元4.4EX3006 触发脉冲板5 硬件说明5.1AVR柜5.1.1电源配电5.1.1a)110V直流控制电源5.1.1b)220V 50Hz控制电源5.1.1c)220V 50Hz 伺服电源5.1.2 EG8503 AVR功能板分装配5.1.3 EG800 自动控制器模块5.1.4 EG802 自动电源模块5.1.4a)输入数据5.1.4b)输出数据5.1.5EG812 VT和CT 信号调理单元（PC3170）5.1.6EG901表决单继电器输出模块（PC3108）5.1.7EG903三重继电器输出模块（PC3107）5.2整流器柜5.2.1电源配电5.2.1a)220V 50Hz伺服电源5.2.1b)380V 3相 50Hz电源5.2.1c)941V 3相 50Hz电源5.2.2EX4014 ac/dc +Ve整流器模块组件5.2.3EX4015 ac/dc -Ve整流器模块组件5.2.4EX4016 扼流圈组件5.2.5 EX3006 触发脉冲板5.2.5a)逻辑要求5.3整流器辅助柜5.3.1电源配电5.3.1a)220V 50Hz伺服电源5.3.1b)220V 50Hz控制电源5.3.1c)110V dc 控制电源5.3.1d)380V 3相 50Hz备用电源5.3.1e)941V 3相 50Hz电源5.3.2EX4107整流器辅助柜就地控制盘5.3.3EG8506 三模冗余整流器辅助柜功能板分装配5.3.4EG809 三模冗余整流器辅助柜逻辑模块5.3.4a)输入5.3.4b)输出5.3.5EG810 通讯手动控制器模块5.3.5a)电源5.3.5b)附件5.3.5c)盘后连线5.4磁场断路器（灭磁开关）柜5.4.1电源配电5.4.1a)220V 50Hz伺服电源5.4.1b)110V dc控制电源5.4.1c)380V 3相 50Hz起励电源5.4.2磁场断路器（灭磁开关）5.4.3MC1309 GP2 跨接器（Crowbar）单元5.4.4MC2635 跨接器隔离单元5.4.5EX4018起励回路5.4.6EX4021转子电压隔离器5.5励磁变压器 表 格 标 题1额定及详细说明2AVR参数 3高集成继电器表决模块触点容量4单继电器表决模块触点容量 5系统输入和输出代码 6模拟量和数字量输入/输出 7可整定参数8 可编程试验输出指示9 辅助通讯信号列表10 通讯故障标志-仅仅对通讯输出的11 硬连接线数字量输入/输出-仅仅对通讯输出的12 通讯/手动到AVR数据位格式 13 手动控制器触发角数据位格式 14 通讯控制器触发角数据位格式15 AVR至通讯/手动数据位格式16 控制器配置参数表 17背板安装继电器容量 18数字量输入 19 模拟输入信号范围 20 模拟输入信号 21 EG802模块电气输入特性22 EG802模块电气输出特性23 EX3006单个触发脉冲卡输入和输出24 EX3006单个触发脉冲卡频率选择 25 EG809输入DIN 41612联接器PL1安装 26 EG809输入DIN 41612联接器PL2安装 27 EG809输出DIN 41612联接器安装 28 EG810 DIN41612联接器PL1安装 29 EG810 DIN41612联接器PL2安装图 表 目 录1典型的励磁系统 2典型输入输出方框图 3 AVR冗余策略 4AVR方式选择 5自动控制器方框图 6 AVR手动控制器方框图 7整流器手动控制器方框图 8动态限制容量特性 9PSS电力系统稳定器方框图 10 无功功率补偿 11 恒功率因数和恒无功运行方式 12 整流器辅助柜方框图 13 主要控制信号 14 整流器手动控制状态图 15 励磁灭磁逻辑 16 起始励磁波形图 17 灭磁波形图 18 灭磁示意图 19 事件序列波形20 运行顺序原理框图21 公共 FPGA通讯22 辅助 FPGA通讯23 机器初始状态及Abel列表 24 机器传送状态及Abel列表 25 机器接收状态及Abel列表 26 起励回路选择27 Crowbar跨接器操作原理方块图 28 EG810 通讯/手动模块方框图29 EG810模块通讯通道30 公共通讯就地显示31 典型信号显示页 32 主报警信号菜单 33 典型综合报警组定义页 34 报警输入典型定义 35 典型报警页 36 磁场电流控制器 37 PI选择 38 给定跟踪控制 39 操作AVR给定控制40 控制器配置主菜单 图 表 目 录 41 逆变跨接器时间溢出逻辑 42 励磁灭磁逻辑图 43 磁场断路器合闸逻辑 44 AVR整流器手动选择 45 整流器A跳闸逻辑回路 46 整流器B跳闸逻辑回路 47 整流器跳闸逻辑图 48 闭合起励输入接触器逻辑图 49 闭合起励输出接触器逻辑图 50 触发起励可控硅整流器逻辑图 51 断开起励输入/输出接触器逻辑图（仅对DC起励电路） 52 风机故障检测逻辑图 53 风机事故检测逻辑图 54 整流器A风机选择逻辑图 55 整流器B风机选择逻辑图 56 对一个桥臂故障跳闸检测逻辑图 57 启动报警跳闸逻辑图 58 触发脉冲表决时间延迟逻辑图 59 选择开关逻辑图 60 延迟无激励信号逻辑图61 磁场断路器跳闸逻辑图62 延迟励磁信号逻辑图63 系统电源配电图64 EG802模块布置图65 EG802模块方框图66 EG809模块前面板67 EG810通讯/手动模块前面板 68 辅助柜背板电源配电附图列表Rolls-Royce IC 图号名称M100-1210EX4017整流器辅助柜GA的就地控制盘总装配M100-1475励磁控制系统总体布置M100-1482 AVR柜总体布置M100-1478整流器辅助柜总体布置M100-1477 ( 4 张 ) 整流器柜总体布置M100-1480 ( 2 张 ) 磁场断路器柜总体布置M320-1250 图1 整个励磁系统原理图M320-1250 图2 整个励磁系统方框图M320-1254 ( 4 张 )AVR柜原理图M310-1252 ( 6 张 ) 整流器辅助柜原理图M320-1251 ( 3 张 ) 整流器柜原理图M320-1253 ( 3 张 ) 磁场断路器柜原理图PL-M100-1482( 3 张 ) AVR柜零零部件清单PL-M100-1477( 4 张 ) 整流器辅助柜零部件清单PL-M100-1478( 7 张 ) 整流器柜零部件清单PL-M100-1480( 6 张 ) 磁场断路器柜零部件清单PL-M100-1210 EX4017整流器辅助柜就地控制盘部件清单M320-1119就地控制盘原理图1.励磁系统概述励磁系统的主要任务： 通过控制发电机励磁电流来维持发电机端电压；维持其它发电机的运行特性； 在系统发生故障时进行灭磁或停机；系统参数在运行手册第二章给出。励磁系统由下列部分组成： 一套控制柜组成。AVR柜。整流柜。整流器辅助柜。磁场断路器柜 励磁变压器图M320-1250 sheet 1 所示为励磁系统原理图，图中给出了系统上述的几个部分以及他们之间的连接关系。图M320-1250 sheets 2 所示为励磁系统框图，图中给出了系统的主要部件以及部件内部的连线关系。图 1所示为一个典型的励磁系统及图 2为励磁系统典型的输入/输出。励磁系统将在如下段落中描述：。第2节 AVR系统。第3节 整流器辅助柜。第4节 整流器柜。第5节 硬件说明1.1 环境 运行温度至40 储存温度25至85相对湿度至90无结露海拔高度 - 小于1000m1. 2系统参数表1 列出系统设计元件参数的容量和特性，例如可调整参数、报警设定点和手动控制设定点。这些参数在控制文件内给出。这些控制文件是： QST AVR柜硬件部分的出厂试验说明在第3章 附录2。 QST 整流器、整流器辅助柜、磁场断路器和中控室桌面主控盘的出厂试验在第3章 附录3。QST 励磁系统的出厂试验在第3章 附录4。QST 调试说明在第二部分调试手册。参 数说 明励磁系统额定状态下发电机励磁电流Ifcmr2203A dc整流器额定电流Icmr（1.1倍励磁CMR）2424A dc强励电流Iff(1.6*Icmr)3525A dc短路电流Isc(3*Icmr)6609A dc在发电机额定电压下顶值电压Uc930V dc温度TambC40C并联通道数N4每组温升Tstk C7系统频率f50HZ动态性能标准IEC34 Part16和IEEE标准421.2.质量标准ISO9001和TicklT数字式AVR柜柜体尺寸高度 2400mm宽度 650 mm深度 800 mm柜重356kg柜子防护等级IP54自动电压调节器TMR AVR Rack冷却方式空气自然冷却整流器柜柜体尺寸高度 2400mm(包括370mm风扇高度)宽度 1200mm深度 1500mm柜重1800kg柜子防护等级IP54基本柜体IP51风机与空气过滤器整流器标准IEC146整流器组数1每组并联元件数量4额定电流时需要并联元件数量3额定电流时的冗余量33%冷却方式强迫空冷额定状态下的风扇数量2额定电流(1.1*CMR)2424A强励电流4410A额定电压463V强励电压(2.5*CMR)930V强励电流输出时间20ms功率回路绝缘等级5kVrms参 数说 明整流器辅助柜柜体尺寸高度 2400mm宽度 650mm深度 800mm柜重400kg柜子防护等级IP54基本柜体IP51风机与空气过滤器整流器手动系统逻辑TMR整流器辅助功能励磁变压器 励磁变压器尺寸高3390mm宽3350mm深2200mm包括接线盒柜重9000kg防护等级IP23初级电压20kV, 3相，50Hz, D接法初级过电压130% 额定电压，1分钟次级电压941V, 3相，50Hz, Y接法次级额定电流2430A直流方波情况下为 1978 A 有效值次级额定容量3253 kVA过负荷1.5倍额定电流。30秒连接方式D / Y向量图D / Y-11 IEC 76短路阻抗最小值 6 %冷却方式空气自然冷却结构干式， 环氧树脂浇注绝缘环境室内，抗湿热环境最高温度45C湿度相对湿度90 % ，不结露应用标准IEC 76 或ANSI C57.12.00.绝缘等级F 级额定承受脉冲电压125 kV次级绝缘耐压试验5 kV ， 1分钟电流互感器1500 A / 5A ,50VA ,0.5级， 1个电流互感器1500 A / 5A ,50VA ,10P10级，2个电流互感器100 A / 1A ,50VA , 10P10级，1个磁场断路器回路柜体尺寸高度 2400mm宽度 1800mm深度 1500mm柜重量1140kg柜子密封等级IP42标准IEEE / ANSI C37.18模式MM74可插拔额定电流4000A额定电压1600V最大灭磁电压3400V主触头单极放电触头单极放电电阻非线性放电电阻额定容量3.9 MJ 峰值， 1800 V电源回路绝缘等级5kV rms起励回路电站电源AC交流容量8KW15分钟内起停次数3表1 : 容量与特性QST 4872励磁系统出厂试验说明书包含以下资料：手动控制器参数整流器辅助柜/报警组整流器辅助柜设定值 AVR设定值 系列号与软件版本 AVR柜系列号与软件版本 整流器柜系列号与软件版本 整流器辅助柜系列号与软件版本 磁场断路器柜QST 4871整流器柜、整流器辅助柜、磁场断路器柜以及主控制室控制台的出厂试验说明书包括以下数据：报警组群QST 4870 AVR柜的出厂试验说明书包含下列数据： 连接线及软件设置AVR设定值 可调整参数（也可参考第2.8节及现场调试第2部分QST 4820） AVR设定值 继电器提供的数字数据输出的详细情况（也可参考第2.8节及现场调试第2部分QST 4820）AVR设定值 综合报警组（也可参考第2.8节及现场调试第2部分QST 4820）QST 4873 调试报告包含以下额外的参数报警组推荐的设定值AVR控制器推荐的设定值串行通讯连接的波形继电器的简述与控制功能图 1 典型的励磁系统2 AVR系统说明参考M320-1250励磁控制系统原理图， M320-1254 AVR柜原理图和M100-1482 AVR柜组装图。 自动电压调节器（AVR）具有以下性能,以提供极好的可用性： 三模冗余（TMR）控制通道，每一控制通道包含一套自动和手动控制器 TMR保护跳闸为独立的或表决输出 双路电源供电 触发脉冲至可控硅整流元件的表决器 可在线更换所有模板TMR控制器模块采用最新一代Texas DSP微处理器，以及输入输出接口电路。该模块在极短的时间内，直接从VTs和CTs进行反馈量测量，执行控制算法，并产生可控硅触发脉冲等工作。该控制器包含自动及手动两种控制算法以供选择。控制算法周期通常为3.33ms，以实现最佳的响应速度。精确测量发电机的电压、有功和无功是励磁系统运行良好的关键，尤其在不平衡负载工况，例如当电网发生故障，尤为重要。因此，测量技术应确保在所有可能的不平衡负载条件下，不受噪声干扰，进行精确测量。TMR结构的每一通道实现跳闸保护功能，经过多数表决器输出。该技术确保电厂的可靠性。系统低电压电源为双路，一路电源由220V交流50Hz控制电源，第二路从直流110V控制电源供电。除此以外，220V交流50Hz控制电源，提供电源给维护用PC计算机、柜内照明、防凝结加热器。以及一个电源插座由220V/50Hz伺服电源供电。TMR自动电压调节器与整流柜中的整流元件的接口是通过每个元件上的触发脉冲多数表决器实现的。装置调试和参数整定是通过一个维护PC计算机的软件完成。为了保证安全和准确调整，参数修改只能逐步增加和逐步减小。2.1 冗余TMR 与其他冗余系统如主/备方式相比，有了一个重要改进，并且避免了其他冗余方式的单点故障问题。构成TMR系统的控制器，平均无故障间隔时间（MTBF）5年，强迫退出时间20年。假设系统故障在4小时内修复，而主/备方式为10年。图3为AVR/整流器冗余结构，TMR不仅可靠性高而且保护跳闸性能好。在大型静态励磁中整流器需要一个辅助系统。此装置提供了第四路备用的手动控制通道。当TMR故障时，切换到备用的手动控制通道。 图1 AVR冗余结构2.1.1 三模冗余原理TMR系统具有三个独立通道，提高了可靠性和容错能力。与其它的冗余系统相比，三模冗余无须使用附加监视器或控制线路，这种线路会承担由于单个器件损坏而造成系统失败的风险。一个通道或传感器产生故障时，表决器会不接受此错误。如第一个故障没有被修复前，另一通道随后产生的故障将引起系统跳闸。为获得系统最高的可用性，快速修复故障是很重要的，在线更换模块保证了系统的快速修复。系统输入必须是完全独立。然而，对少数关键输入量的折衷兼顾是可以接受的。系统对传感器的容错性可以通过各通道间传送传感器信息，以及允许各通道在执行控制算法前，完成对收到的信息取中间值，而得以提高容错能力。因而，三个控制器都以同一容错后的输入值运行，并且控制器产生总是几乎相同的输出值。由各通道产生的控制输出值表决后输出到可控硅。触发脉冲采用三个脉冲的中间脉冲，它是通过精密逻辑形式选择的。对数字量输出值，通道采取3取2的多数表决方式，由继电器和精密逻辑完成。2.1.2 冗余和系统输入输出方框图（图2）指明了AVR的典型输入/输出端。3个通道中的每一个均有如下独立的输入/输出信号：* 模拟输入 - 典型的发电机电压、电流和励磁电流* 模拟输出 - 用于维护和试验目的的可编程试验输出* 触发脉冲输出到触发脉冲表决器* 数字输入信号（高优先权）- 例如同步触发脉冲* 数字输入信号（低优先权）- 例如控制按钮和厂用控制接点提示：通常认为给所有数字输入端提供3个独立的接点，到三个通道是不实际的。* 数字输出信号-每个输出信号均接到一个3选2表决模块2.2 功能描述2.2.1标幺值定义对所有发电机的输出电压或电流定义，1pu等于达到发电机的额定电流或电压。对励磁电压或电流定义，1pu等于达到发电机的空载额定励磁电压和电流。CMRIr 被定义为一比例：（发电机在最大连续输出功率CMR时，变流器输出电流） （发电机空载额定电压时，变流器输出电流）无功功率1pu定义为连续额定输出最大值（CMR）MVA。例如：1台功率因数为0.85的发电机能达到0.85pu的额定有功和0.527pu的额定无功。强励比被定义为最大励磁电压被额定励磁电压（CMR）去除。2.2.2AVR 自动励磁调节器2.2.2a)电压、有功、无功及转速的测量三通道中的每一个，通过一组相隔离电压互感器取得发电机电压。电压有效值是由计算而来，采样间隔为ms，计算间隔为3.33ms。系统经过一组相隔离电流互感器取得发电机相电流。发电机电流、有功、无功由与上面叙述的相似的一个系统来计算。这种方法允许对不平衡负载来测量。发电机转速经电压互感器测量的电压得出。图 4 AVR方式选择1. 电压互感器故障每一个通道都采用三个发电机电压的中间有效值。一个电压互感器的故障不 会影响计算。单电压互感器故障可以通过通道比较来确定,并进行故障报警。在一个电压互感器故障报告后，系统显示另两个电压互感器测量差别，并且 如果差别超过了限制值，系统切到手动模式。2. 励磁电流故障 每一个通道都采用三个励磁电流的中间有效值一个励磁电流的故障不会影 响计算单个励磁电流故障可以通过通道比较来确定，并进行故障报警当 一 个励磁电流故障报告后，系统显示另两个励磁电流测量差别，如果不在自动 控制并且差别超过了限制值，退出正常切换到整流器手动控制3. 电流互感器故障采用3组独立的电流互感器是不实际的。3个通道共享3个电流互感器，结果，一个电流互感器故障会影响所有通道的有功和无功的测量。系统识别单个电流互感器故障并予以必要补偿。在通常环境下，在不平衡负载情况下，有功和无功测量是正确的。然而，补偿一个电流互感器时, 有功和无功测量不可能正确的。当2个或更多电流互感器出现故障，测量有功和无功是不可能的，并且将对控制器或用于测量的限制器（如低励限制器）产生影响。2.2.2b) 方式选择在一个系统内有两种控制方式，即自动和手动方式。自动方式是主要控制方式，在两个或更多VT故障时自行选择手动方式。一个控制通道故障不影响系统运行和控制。在第二个控制器故障时系统跳闸。图3所示为两种方式状态和在方式中设备状态。 AVR手动控制和励磁电流反馈补偿滤波器与整流器手动控制方式是不同的. 这两种方式在本章中均给出,以便于比较.2.2.2.c) AVR 自动方式自动方式的主要功能是通过比较自动给定值和实际发电机端电压值，来控制发电机端电压。产生的误差信号输入到PID调节器。PID调节器的输出能控制可控硅整流桥的触发脉冲。图5所示为自动控制器的简化方框图。AVR要求在空载到连续最大额定值MCR下，电压调节精度为0.5%。而PID控制器能保证电压调节精度接近0%。PID控制器有足够宽的调节范围以确保稳定控制，因而用于各种励磁系统。 Kp = （比例增益） / （CMRIr*FR） Ki = 积分增益 Kd = 微分增益 Td = 微分滤波器时间常数 图5自动控制器方框图2.2.2d) 手动方式手动方式的主要功能是通过比较手动给定值和实际磁场电流，控制发电机磁场电流。产生的误差信号输入到PI调节器，PI调节器的输出能控制可控硅整流桥的触发脉冲。这种方式允许发电机在恒励磁方式下运行，例如维护电刷装置或VT故障时。图6所示为手动控制器的方框图。 图6 手动控制器的方框图1. AVR手动控制可调整参数反馈超前补偿TC=T1am反馈滞后补偿TC=T2am比例增益=Kpam积分增益=Kiam.2.2e) AVR与整流器手动同步AVR & 整流器手动锁相环(PLL): 同步输入信号测量和产生触发脉冲的宽度(120度)和频率(输入信号的6倍) 触发脉冲相对于同步信号的位置由触发角决定 触发脉冲顺序与每一个同步信号 +ve的过零点同步(正常为20 mS ) 整流器手动控制除了整流器频率外没有与PLL相关的可调整参数注释: 1.频率逻辑的主要作用是滤除高频系统中的50HZ调制频率,也起到过滤输出频率的作用.此输出频率是所有有效值的平均值.2. 滤波器的主要作用是降低虚假过零点的故障,例如：锯齿波。同时允许很快地将原来的频率修改到触发脉冲的频率.表 2 给出AVR的参数参 数静态系统默认设置说 明PLL错误窗口30允许的最大暂态故障PLL频率滤波器 刻度系数0.2滤波器在频率测量时的刻度系数TC=运行时间/刻度系数运行时间=1/励磁频率PLL频率缓冲器 容量1这是频率测量记录的容量。频率测量是在高频系统中使用频率记录中的平均值来滤除50HZ调制频率。也就是对于500Hz系统记录容量设定为10，为了频率测量每2ms平均一次，直到2ms10（20ms）以滤除50HZ调制。记录容量=励磁系统频率/发电机的VT频率。表2 AVR参数2.2. 2f ) 整流器手动控制器+- +1+sT1cm图7 表示整流器手动控制器的方块图 Kpcm 励磁电流触发脉冲1+sT2cm + +1/sTicm ArcCOS手动给定点图7 整流器手动控制方块图1. 整流器手动控制器参数反馈补偿器暂态增益 = T1cm/T2cm反馈补偿器滞后时间常数= T2cm比例增益= Kpcm积分滞后= Ticm2.2.2g) AVR与整流器手动控制器之间关系AVR与整流器手动控制器之间切换Kpam= KpcmKiam= 1/(Kpcm*Ticm)T2am= T2cmT1am= T2cm*(整流器手动反馈补偿暂态增益)T1am= T2cm*T1cm/T2cm2.2.2h) 给定值控制无论在自动或手动方式，操作员能够增减相关的给定值，但不能超出稳定和热极限状态。除了励磁到低于手动限制曲线以外，自动和手动方式的切换为无波动切换。无波动切换是通过跟踪控制输出值和从机给定值实现的。2.2.2l) 励磁和灭磁该系统对于全静止或永磁发电机系统的任一方式都能励磁和灭磁。启动励磁系统能够自动进行，也能由操作员控制。对于永磁发电机系统转速开关装在内部。外部系统启动起励回路，发出信号给AVR，AVR以启动设定值为起始值。当同步触发脉冲到达时，自动或手动控制器将取代起励回路的控制。起始励磁值和起始触发角限制能确保软起励控制。自动或手动给定值按斜率上升到1pu。然而如果发电机转速低于95%，给定值跟踪转速直至转速超过95%，此时给定值为1pu。操作人员能够要求在任何时候灭磁。灭磁时发电机主油开关MCB应当先打开。另外，如果发电机转速低于80%，则AVR要求灭磁。在达到80%转速前， 过磁通检测器会适当降低给定值。图 60表示延迟的不励磁信号逻辑图及图 63表示延迟的励磁信号逻辑图。2.2.2j) 动态限制 图8所示为动态限制特性曲线。1. 自动无功限制器在自动方式时，在超前功率因数情况下，危及同步的稳定性，励磁系统的输出增加以维持无功达到或超过自动无功限制曲线。该信号通过报警向操作员发送信号，另外禁止减磁操作。自动无功限制曲线在调试时通过五个有功点给出。2. 手动限制极限手动方式且有功和无功测量准确时，禁止降低手动给定值到手动限制曲线以下。如果有功增加则手动限制曲线增加，手动给定值上升。手动方式，如有功和无功测量有误，操作员能够升降手动给定值。操作员负责维持足够的稳定系数。手动限制曲线确定了达到要求的无功所需要的磁场电流。在试运行时，通过五个有功点给出。如果手动给定值低于手动限制曲线则报警。 图8 动态限制特性曲线3. 磁场电流限制器 自动方式下，可用三个磁场电流限制器，它们是：瞬时电流限制预置延时电流限制I2t超温保护系统,基于在线热模拟技术ANSI C50.13 1989如果过流，则降低磁场电流极限。当磁场电流低于一连续值时，磁场电流极限则按比例上升。4. 电压限制器自动方式下，如果发电机电压超过过电压极限，励磁系统的输出减少并报警。5. 过磁通限制器电压/频率比例,由自动控制器计算。如果超出一个预设报警值则报警，而不管主油开关的状态如何。如果一个预设跳闸值被超出，同时主油开关为打开位置时，则灭磁开关跳闸。在通常操作中，且主油开关为打开时，过磁通报警会使当前方式（自动或手动）的给定值降低。如果发电机转速下降低于过磁通下降的速度，且主油开关为打开时，给定值按转速下降。达到灭磁速度时，系统自动灭磁。2.2.2k) 电力系统稳定器长输电线的电容常常给电力系统的稳定带来问题。这些不稳定会产生转子角度和有功在0.2 Hz到3 Hz范围内振荡。电力系统稳定器从平均有功和瞬时有功计算加速有功功率，然后处理成相位振幅准确的调节信号，以产生阻尼。图9所示为PSS的框图。 图9 PSS的方框图2.2.2l) 无功补偿无功补偿器用来分配并列发电机的无功或补偿发电机端和远方负荷之间的线路压降。当无功变化时调节发电机电压。分配无功，增益设为负，补偿线路压降，增益设为正。 增益的调节范围为-20% 到 +20%，20%表示无功变化1pu时，发电机电压的变化。图10所示为无功补偿。 图10 无功功率补偿2.2.2m) 恒功率因数方式恒功率因数方式下，自动给定值连续调节使功率因数维持在一定范围。该范围定义为MVAr，在需要时能调到零。运行时无功调节在一个范围，则AVR能响应电压变化，使电网稳定。控制器以预设的功率因数启动。操作员能够用给定值增、减调节运行点。恒功率因数方式暂时停止。恒功率因数方式设置时，当自动方式和有功超出预定值时，恒功率因数方式自动投入。在有任何限制时禁止恒功率因数方式投入。2.2.2n) 恒无功方式在恒无功方式下，自动给定值在一定范围内连续调节无功。该范围定义为MVAr，在需要时能调到零。运行时无功调节在一个范围，则AVR能响应电压变化，使电网稳定。控制器以预设的无功启动。操作员能够用给定值增、减调节运行点。恒无功方式暂时停止。恒无功方式设置时，当自动方式和有功超出预定值时，恒无功方式自动投入。在有任何限制时禁止恒无功方式。图11所示为恒功率因数方式和恒无功方式。图 11 恒功率因数方式和恒无功方式2.2.2o) 操作接口 1. 就地显示/控制盘就地显示和控制有两个20字符显示器和22个触摸按键。该单元通过串行口与系统通信，在通道故障时自动选择工作通道。显示的信息列于第二章。2. 预设值调节预设值、增益、时间常数和极限等由维护计算机调整。2.3 故障检测本装置包含一个故障检测，它可以连续检测触发故障的五个参数。触发之前和触发之后每个参数的数据都被保存。它能以增益图表、偏差图表和放大图表显示。2.4 VT和CT接口系统提供VT和CT接口印刷电路板。印刷电路板包括控制和检查VTs， 负载电阻，用于调节三个外部检查CTs，调节外部磁场电流和磁场电压变送器的负载电阻。2.5 转子平均温度检测转子电压和电流通常用于计算绕组阻值.下面的公式提供了转子温度的 测量方法. R2=R11+r (T2-T1) 参数:R1 =在温度T1下阻值R2 =在温度T2下阻值r =从T2到T1的阻值温度系数 当发电机主开关闭合时、转子温度高则发出报警2.6 继电器模块 系统所有的数字输出量都是由两类继电器模块提供：高集成继电器表决模块适用于跳闸或其他高集成应用。单继电器表决模块适用于报警和数字量输出。两类继电器模块都是由安装在导轨上的端子块与外部连接的。 AVR机箱和继电器模块是通过电缆连接。 如果需要，可增加一个单继电器表决模块。两类模块有逻辑检测功能，判断单通道故障，所有的故障信号送到AVR故障报警。2.6.1 高集成继电器表决模块 高集成继电器表决模块包括三个继电器，其接点设置如下：三个常开接点，每个通道一个接点。用在外部表决电路中一个常开的3中取2表决接点，用于外部 表3为 继电器接点额定值。电阻性负载（COS=1）电感性负载（COS=0.4, L/R=7 msec)5A，250V交流2A，250V交流5A，24V直流2A，24V直流表3 高集成继电器表决模块接点额定值设定2.6.2 单继电器表决模块单继电器表决模块通过差别逻辑，进行3中取2表决，其输出有有两个转换接点供外部使用。表4为继电器接点额定值。电阻性负载（COS=1）电感性负载（COS=0.4, L/R=7 msec)5A，250V交流2A，250V交流5A，30V直流2A，30V直流 表4 单继电器表决模块接点额定值设定2.7 系统输入和输出注意：所有数字量输入表示接点闭合。所有的数字量输