HWJT-08DS微机励磁调节器使用说明.doc

HWJT08D使用说明书目 录第一部分 概述5第二部分 功能规范8第三部分 HWJT-08DS硬件系统介绍11一、模拟信号转换板12二、采集板12三、接口板133.1 输入133.2 输出14四、主机板144.1 特点144.2 面板设置144.3 输入144.4 输出15五、控制电源板155.1 电源范围165.2 互换性好165.3 可靠性高16六、功放电源板16第四部分 HWJT-08DS软件系统介绍17第五部分 励磁监控单元18一、与励磁控制单元的通讯功能18二、主系统、子系统显示功能182.1 控制单元192.2 参数设置202.3 特殊控制202.4 其它显示212.5 试验录波212.6 故障录波222.7 通讯接口22第六部分 独立励磁电流调节通道23第七部分 智能检测显示装置24第八部分 PLC操作控制系统26一、主回路信号26二、控制系统信号262.1 异常262.2 故障262.3 显示26三、逻辑回路26第九部分 HWJT-08DS使用及操作说明27一、系统介绍271.1调节器及功放电源271.2 调节器按钮和开关271.3 控制柜按钮和开关28二、励磁监控单元292.1 主界面302.2 AVR子界面312.3 特殊控制322.4 参数设置332.5 试验录波352.6 故障录波37三、装置操作383.1 开机操作383.2 停机操作393.3投入和退出39四、异常处理404.1 一般性异常404.2 事故和故障41五、注意事项435.1 运行人员注意事项435.2 维修人员注意事项43六、操作及维护注意事项446.1 安全事项446.2 维护事项44第十部分 设备结构45第十一部分 订货指南47一、环境要求47二、订货须知47第一部分 概述HWJT-08DS励磁调节器是武汉洪山电工科技有限公司于2000年开发研制的新一代微机励磁调节器，该调节器具有如下特点：1、双通道微处理器（前台）+工业控制机（后台）+PLC（选项）混合结构HWJT-08DS双通道微机励磁调节器，由于采用了微处理器与工业控制机混合运用的结构，既保留了微处理器的良好抗干扰性能，又扩展了励磁调节控制系统的功能。由于微处理器构成的工业控制系统其自身集成度高，能够保证系统具有最小布线，因而具有很高的可靠性，能够保证系统长期运行的稳定性；同时，由微处理器构成的控制系统的环境适应能力较强，能适应高温、高湿、腐蚀、振动冲击、灰尘等恶劣环境，特别是在电力系统中的强电磁干扰环境下，具有极高的电磁兼容性，有高抗干扰能力及共模抑制能力。2、双通道微处理器构成的励磁调节控制器互为热备用目前采用的控制系统在系统冗余方面通常为双通道互为备用，但在备用方式上通常需区分冷备用及热备用两种方式。所谓冷备用，是指在正常运行方式下，系统中只有一个通道在输出，另一通道跟踪主通道运行；只有在运行通道故障的情况下，系统通过切换装置将运行通道退出，同时将备用通道投入运行。通常也称该方式为主/备冗余方式。该方式的关键技术在切换方面，切换过程需可靠，同时备用通道需长期跟踪工作通道的运行，独立于双通道的判断及切换电路是该方式的不足之处，往往易造成切换问题，即从主通道切换至备用通道常常切换不过来。HWJT-08DS双通道微机励磁调节器采用的是双通道互为热备用方式双通道并联运行方式。该方式的最大特点是：在正常运行的方式下，双通道同时输出。出现某通道故障，控制系统通过其自身的软、硬件诊断系统（WATCHDOG）及相互通讯，自动地将故障通道退出。该方式的优点在于从根本上避免了主/备方式下的切换及判断所带来的一系列问题，系统的可靠性要高。3、励磁监控单元随着数字控制技术的发展，将微机控制引入自动控制系统是必然趋势。数字式励磁调节系统与常规的模拟调节系统相比，一个最主要的特点是用丰富的软件系统替代了模拟控制系统的调节、调整过程，界面友好、通讯方便、维护工作量小、功能易于扩展。因此，现代的数字式励磁调节装置较模拟励磁调节装置在功能上也要丰富得多。但是，励磁调节装置的最主要功能是通过控制发电机的励磁，达到控制及调节发电机电压及无功。该主要控制环的稳定运行是最根本的。基于上述思想，HWJT-08DS微机励磁调节器在设计开发之初就明确了该基本功能由运行稳定、抗干扰性强、可靠性高的微处理器来实现，而上述的辅助功能由辅助的工业控制机（励磁监控单元）来实现，这样可同时兼顾系统的简洁、可靠性及完善系统功能的矛盾。励磁监控单元的工控机为主体，配以大屏幕液晶显示器，通过RS232C串行通讯口与励磁调节器单元相联，通过USB口与励磁功率、灭磁和励磁变压器各单元相联，从而实现对励磁系统各组成部分的集中控制和管理。励磁系统监控单元可显示发电机定子电压、定子电流、有功功率、无功功率、励磁电流（电压）、脉冲角度、发电机频率，功率单元的主器件电压、电流、温度，灭磁柜电压、电流，励磁变压器电压、电流、温度等模拟量数据，调节器、功率柜、灭磁柜、励磁变压器的故障、异常、发电机空载（并网）、各个开关分合状态等等。可将上述各参量通过串行总线（RS232C、RS422、RS485）、现场总线（ProfiBus、CAN）、MODBUS等方式上传到电厂计算机监控系统，并接收监控系统控制数据。4、独立励磁电流调节通道（选项）硬件、软件完全独立的励磁电流调节通道，以Intel公司单片机为控制核心，通过励磁电流（电压）闭环PID（PI）调节，以实现发电机恒励磁电流（电压）工作方式。5、智能检测显示装置（选项）智能检测显示装置以Intel公司单片机为核心，通过对功率柜模拟信号、状态信息的检测和控制，实现功率柜、灭磁柜和励磁变压器的操作、控制、状态监视、信息传递、信息显示等智能化。6、可编程逻辑控制单元替代常规逻辑控制接线（选项）根据要求，HWJT-08DS微机励磁调节系统可以采用PLC（可编程控制器）替代传统的继电器逻辑操作控制回路。根据不同励磁系统 所需要的操作回路的不同，选取不同容量（接点数量或点数）的PLC。PLC不仅实现励磁控制系统的逻辑控制，简便系统回路，还可实现励磁系统的工作状态、系统异常、故障等状态的监视。7、采用光纤光缆实现远距离驱动（选项）根据要求，在励磁控制部分与励磁功率部分距离较远的情况下，可以采用光纤光缆传输控制信号，由于采用了非电量的传送方式，控制信号的衰减及干扰问题可以得到根本的解决。8、自行研制的大功率开关模块电源，具有适应范围广、抗干扰性强的特点HWJT-08DS微机励磁调节器的电源，无论是励磁调节器的工作电源，还是脉冲功率放大器的功率电源，均采用自行研制的高频开关电源或进口电源模块。特别是自行研制的开关电源，由于考虑的励磁系统的特殊性因素，如尖峰问题、中频波形畸变问题、电压波动范围大的问题等，具有较广泛的适用范围及良好的抗干扰性能。同时，调节器工作电源的互换性好。由于采用的是开关电源，无论是交流电源模块还是直流电源模块，均可直接互换，这样可大大方便现场的维护及备件的配备。9、同时兼容开关式励磁（IGBT）及可控硅励磁方式在励磁调节系统功率方面，我们公司在八十年代末生产的各类励磁系统的功率部分除沿用SCR（可控硅）器件外，还在国内率先研制并使用中小功率器件GTR（巨型晶体管）作为开关控制功率单元应用到直流励磁系统中。在九十年代初经过技术攻关，将大功率器件IGBT（绝缘栅双极性晶体管）作为可控功率开关取代GTR，首次在励磁系统中投入应用。IGBT具有功率场效应管（Power MOSFET）高输入阻抗，驱动简单和巨型晶体管（GTR）低通态电阻的特点，是目前较理想的功率开关器件。随着大电流高电压的IGBT的出现，我公司又研制并投运成功了开关式自并激励磁系统，该系统具有独特的动静态品质特性，各项技术指标及功能均符合国家及电力工业部颁布的GB7409-97、DL583/88等有关技术标准规定。其设计思想先进，可靠性高、运行稳定、故障率低、电路结构简单、检修方便、维护量少，用户反映良好。可适用于各种容量的发电机组，属全国首创。利用IGBT设计的可控功率单元与传统的SCR（可控硅）功率单元相比，功率控制环节简单可靠，功率控制器件大大减少，使整个功率回路大大简化，提高设备的可靠性，方便维护。上述各系统都在电厂取得了满意的使用效果。因此，HWJT-08DS微机励磁调节器在设计上充分考虑了装置的高度通用性。使之不仅可用于可控硅励磁系统，也可用于开关式励磁系统，还可以实现双套同步并联运行。它能够满足各种交、直流励磁系统的同步控制功能，使微机励磁控制系统、开关式励磁功率系统或可控硅功率系统能够在各种发动机励磁系统中得到良好应用。第二部分 功能规范HWJT-08DS微机励磁调节器技术性能满足大型汽轮发电机自并激静止励磁系统技术条件DL/T650-1998、大中型水轮发电机静止整流励磁系统技术条件DL/T583-1995及同步电机励磁系统GB/T7409.3-1997的技术要求：1励磁调节器一般设有两个独立的自动通道，通道间不共用电压互感器、电流互感器及稳压电源。双通道间采用并联运行方式。2励磁调节器具有在线参数整定功能。在后台工业控制机上能显示调节器各参数及各功能单元的输出量的实际值（标么值）。3励磁调节器电压测量单元的时间常数小于1ms。4HWJT-08DS微机励磁调节器的移相电路采用余弦移相。5HWJT-08DS微机励磁调节器的工作电源采用两路独立电源供电，其中一路取自厂用直流系统，另一路取自交流电源系统，依据励磁方式的不同有所不同。6由于HWJT-08DS微机励磁调节器采用双通道并联运行方式，调节器自身还配备有完善的软、硬件诊断系统，故障时能自动退出故障通道的运行。7励磁调节器配备有与发电机转子绕组发热特性匹配的反时限特性的过励限制单元，但在达到允许强励时间时，限制励磁电流。同时调节器配备有顶值限制，强励电压倍数满足2倍能力，并配有瞬时顶值电流限制。8HWJT-08DS配备有低励限制功能，其特性满足系统静稳极限和发电机端部发热的条件限制。9调节器的电压/频率比率限制（低频保护）能与发电机和主变压器铁芯的过励磁特性匹配。调节器能保证在发电机空载运行状态下，频率每变化额定值的1%，发电机电压的变化不大于额定值的0.25%。10HWJT-08DS微机励磁调节器配有PSS附加控制单元，PSS采用电功率作为输入信号。PSS具有自动投入、手动投入、输出限幅（5%10%）及故障自动退出运行功能。PSS的输出噪声小于输出限幅值的2%5%。11HWJT-08DS配备有PT断线保护功能，即在某一只电压互感器回路失压时防止误强励功能。12在双通道励磁调节器中，调节器的各通道间自动跟踪。任一通道故障时均能发出故障信号，并自动退出，在退出故障通道时，不会造成发电机无功功率或电压的明显波动。13HWJT-08DS同时具备如下功能：1）具备自诊断功能和检验调试各功能用的软件及接口；2）具有串行口与发电厂计算机监控系统连接，接受控制和调节指令，提供励磁系统状态和量值；3）具有试验录波、故障录波及事件顺序记录功能。4）智能化检测与操作功能： 功率检测：系统设有功率检测功能，该功能主要用于检测系统主要功率器件的温度，实时显示；当温度高于设定值时，自动启动冷却风扇，并发报警信号； 过流检测：实时检测并显示功率元件的电流；当出现过流时，自动跳该回路的出口开关，切除故障点，并发报警信号； 脉冲检测：实时检测调节器的脉冲输出状况，一但出现脉冲丢失情况，发报警信号； 调节器工作电源监视：正常运行时，调节器同时由厂用交直供电，一旦出现电源消失现象（或输入、输出越限），立即发报警信号； 实时检测励磁变压器的温度，当其温度高于某一设定值时，自动启动冷却风扇，并发报警信号；14手动励磁控制方式满足做励磁装置试验及发变组试验。手自动通道切换时无波动。当采用HWJT-08DS微机励磁调节器构成发电机励磁系统时，发电机励磁系统满足如下技术指标：励磁系统完全满足发电、调峰、调频、调相、同步并列、线路充电、进相运行和带线路零起升压要求。励磁系统电压响应时间上升不大于0.08s；下降不大于0.10s。励磁系统的延迟时间小于0.02秒。保证发电机电压静差率0.5%。发电机零起升压时，励磁调节器保证发电机电压最大值不大于额定值的110%，振荡次数不超过3次，调节时间不大于10s。励磁控制系统电压给定阶跃响满足：空载阶跃响应：超调量不大于阶跃量的30%，振荡次数不大于3次，上升时间不大于0.06s，调节时间不大于5s。在发电机甩额定无功功率时发电机电压最大值不大于额定值的115%。励磁电压调节器在发电机空载额定电压的10%110%范围内能进行稳定、平滑地调节。电压分辨率不大于额定电压值的0.2%。手动控制能保证发电机励磁电压能在空载额定励磁电压的10%到额定励磁电压的110%进行稳定、平滑调节。在发电机空载运行状态下，励磁调节器的给定电压调节速度不大于1%额定电压/s；不小于0.3%额定电压/s。调节器对发电机电压的调差采用无功调差。调差范围不小于10%。调差率的整定在全程内分挡调整。发电机空载运行时，频率变化1%，发电机端电压波动不大于额定值0.25%。励磁调节器平均故障间隔时间（MTBF）不小于50000h，年强行退出比小于0.04%，励磁装置平均故障时间小于4小时/年，可使用率大于99.9，故障率小于0.25次/台年。在下述厂用电源电压及频率偏差范围内，励磁调节器能够保证长期连续正常工作。交流380/220V系统，电压偏差范围为额定值的15，频率偏差范围为-3+2HZ，直流220V系统，电压偏差范围为额定值的-20+10。交流工作电源短时间内波动范围55120额定值时，励磁调节器能正常工作，并保证强行励磁和快速减磁工作。励磁调节器中与励磁绕组在电气上直接相连的电器设备或组件，发电机额定励磁电压不大于500V时，出厂工频试验电压为10倍额定励磁电压，但最低不小于1500V；发电机额定励磁电压大于500V时，2倍额定励磁电压加4000V。其它电气组件工频试验电压为：额定工作电压在12V60V范围时，500V；额定工作电压大于60V时，2倍额定工作电压加1000V，但最低不小于1500V。对操作直流电源220V回路试验电压为2500V。对厂用系统380V回路，出厂试验电压为3800V。其他出厂试验电压按有关规定执行。对于信号线用500V摇表，绝缘应大于10MW，对于电源线用1KV摇表，绝缘应大于10MW。励磁调节器在受到现场任何电气操作、雷电、静电及无线电收发讯机等电磁干扰时不会发生误调、失调、误动、拒动等情况。励磁调节器配备与计算机监控系统接口的软件和硬件，接口分计算机数据通讯、开关量和模拟量三种方式。数据通讯可采用串行（RS232C、RS422、RS485）、现场总线（ProfiBus、CAN）等方式。所有开关量输入应为无源的节点，检测电源为24V（220V）3mA，串联电阻1MW；所有开关量输出均为无源的节点，容量：阻性负载24220Vdc，5A。模拟量输出信号为4mA20mA（或05V），精度为0.5。第三部分 HWJT-08DS硬件系统介绍HWJT-08DS双通道微机励磁调节系统主要由如下部分构成：1双通道微机控制器2励磁监控单元3独立励磁电流调节通道（选项）4可编程逻辑控制回路（选项）5调节系统功率输出1）功率整流桥（分可控硅整流桥及IGBT开关式功率输出）2）发电机灭磁装置（线性灭磁及非线性灭磁）3）发电机转子过电压保护装置4）起励装置本部分主要介绍双通道微机控制器，励磁监控单元及可编程逻辑控制回路在其他部分介绍。调节系统的功率输出部分可参阅我公司的其他相关产品资料。HWJT-08DS双通道微机控制器为组件加母板结构，整个系统由多个组件构成，根据不同励磁系统要求，可以通过更换或增减组件来构成相适应的系统。由于核心控制环节采用组件加母板，无外接总线，也就无需考虑总线的可靠性架构；另外，由于组件间的连接采用了高性能的接插件，同时在设计过程做到了单一组件功能专一、电路简单，电路板面积小，保证了组件间的互连线最少，从而能大大提高设备可靠性。下图为双通道微机励磁控制器的结构布置图，由图可见，单个通道的微机励磁控制器主要构成部分为：采集板、主机板、接口板、控制电源板（两块：交流输入一块，直流输入一块，但两者间可以互换）、功放电源板（两种：一种用于可控硅励磁方式：输出为六个可控硅触发脉冲；一种用于IGBT开关式励磁方式，输出为脉宽调制方波PWM）。下图为双通道微机励磁控制器的单元结构图。一、模拟信号转换板模拟信号转换板（编号：#0，控制箱外），通过高精度线性变流隔离技术，实现4路三相交流电压，3路三相交流电流的隔离转换。采用高性能的变流器件，经过有源变换，既保证较高的电气隔离（3000V），同时获得大大优于常规变压器、变流器的信号转换的线性度和相位失真，信号的转换线性度优于0.1%，相移小于5分。该单元板经过有源隔离转换，最多可将一组励磁PT、一组仪表PT、一组系统（母线）PT、一组励磁电源PT和一组发电机定子CT、一组发电机总励磁电流CT、一组发电机单柜励磁电流CT等七组单元信号进行变换，经过变换输出七组标准交流电压信号。励磁PT、仪表PT：（100 V or 105 V）三相正序Y/Y12输入；系统PT、同步UT：（100 V or 105 V）三相正序Y/11输入；定子IF、本套IL、转子IL：（5A）三相正序Y/Y012输入。二、采集板采集板（Analogous Signal Sampling，编号：#1）的主要功能是将励磁调节系统所需的模拟量信号转换成微处理器可以接受的信号，供微处理器处理。采集板采集的主要量有：励磁PT电压、仪表PT电压、系统PT电压、同步电压、转子电压、定子电流、转子励磁电流（LEM）、转子交流电流、本套励磁电流（LEM）、本套励磁电流（交流）等。采集板中的直流量直接进入，而通过交流量变换成直流输出的量通过前置采集（安装于控制箱外的模拟信号转换板）后进入采集板。如上述采集量中的：系统PT电压、励磁PT电压、仪表PT电压、同步电压、定子电流、转子交流电流、本套励磁电流（交流）等。HWJT-08DS微机励磁调节系统中的采样方式采用了介于直流采样与交流采样之间的同步采样。众所周知，直流采样方式的测量精度高，实现容易，但采样时间长，结构复杂，难以在调节系统中实现对实时要求较高的高级算法；交流采样是利用微机直接采集励磁调节所需的电压及电流量，同时计算出对应于采集时间的电压、电流及功率量等，采用交流采样的方式所用硬件少，信号处理灵活，运行可靠性高，但其不足是算法复杂，占用处理器的资源高。本装置采用的同步采样方式在不影响采样精度的前提下，适当地将交流采样的采样点数降低，提高了采样速度，减少了信号处理过程的不必要延时。该单元采用了高级精密整流、两级二阶有源带通滤波、幅值调整等技术，能对各种励磁方式下的测量信号进行快速准确转换，在信号变化的全范围内滤掉因大功率可控硅、二极管、IGBT等器件工作时关断、换相过程中产生的波形干扰，提高测量的线性度、准确性。该单元可以根据不同的励磁系统将模拟信号转换板输出的7组标准交流电压信号以及3路LEM直流电压信号转换输出8路标准模拟量测量电压信号：励磁PT、仪表PT、定子IF、系统PT、同步UT、转子UL、转子IL、本套IL；同时输出同步采样、测功、测频、同步触发脉冲信号。面板上设有6个测孔：CK0励磁PT，CK1仪表PT，CK2系统PT，CK3同步UT，CK4、CK5为0V。三、接口板接口板（I/O Interface，编号：#2），面板上设有4个按钮：增磁红色带灯不带锁，减磁绿色带灯不带锁，手动红色带灯带锁，灭磁红色带灯带锁。该接口组件的主要特点为：3.1 输入本装置的全部I/O输入包括：13路外接点输入、4路本机插件按钮输入。4路插件按钮输入如下：增磁、减磁、手动、灭磁。13路外接点输入如下：开机、关机、并网、风机、#1功率柜（可控硅）/#1正组故障（IGBT）、#2功率柜（可控硅）/#1反组故障、#3功率柜（可控硅）/#2正组故障、#4功率柜（可控硅）/#2反组故障、备用。13路外部信号经过光耦或继电器隔离，并经过抗干扰、防误处理通过母板送到主机板。3.2 输出所有的异常、故障均为双节点输出包括：公共节点、低频保护、过励限制、误强励、低励限制、灭磁、PT断线、系统故障、通讯故障、备用。四、主机板主机板（Main Controller，编号：#3）4.1 特点采用先进的超大规模集成电路为控制核心，全部控制回路和信号处理过程全部在本电路单元内进行，不需要外挂任何数字总线，主机系统具有较高的抗干扰能力和可靠性；电路设计简洁可靠，参数储存体系完备，有较强的独立工作能力，保证系统在励磁监控单元（工控机）退出时也能正常工作；独立的自动、手动控制功能，满足用户各种正常和特殊的励磁控制要求，采用防误双向跟踪技术，实现了备用通道（“自动”、“手动”）全过程跟踪工作通道（“手动”、“自动”）；主机板输出具有一定负载能力的脉冲信号：6相可控硅触发脉冲（或2路正反组PWM脉冲），不仅可控制单套功率回路，也能准确传输多套功率单元的触发控制信号。4.2 面板设置面板上设有1个按钮、8个发光管，它们分别为：A.按纽：切脉冲红色带灯带锁带防护盖；B.发光管：运行闪烁绿色发光管；手动、灭磁、异常、切脉冲、功率柜红色发光管；通讯I（双套通讯异常）、通讯II（励磁监控单元通讯异常）红色发光管。4.3 输入8路模拟量：励磁PT、仪表PT、系统PT、同步UT、转子UL、定子IF、转子IL、双套IL，12路同步测量信号；13路控制信号：增磁增加给定Ug减磁减少给定Ug手动恒定励磁工作方式灭磁并网：无效；解列：给定清零，灭磁开机并网：无效；解列：当UF 30V，Ug置位到设定值或系统PT电压对应值关机并网：自动调节无功输出到零，等发电机解列；解列：逆变灭磁；定义为其它功能并网发电机出口断路器（DL开关）状态风机功率柜风机状态或功率单元温度状态#1功率柜/#1正组模块故障功率柜触发、熔断故障/模块触发、烧毁故障#2功率柜/#1反组模块故障功率柜触发、熔断故障/模块触发、烧毁故障#3功率柜/#2正组模块故障功率柜触发、熔断故障/模块触发、烧毁故障#4功率柜/#2反组模块故障功率柜触发、熔断故障/模块触发、烧毁故障备用备用输入通道4.4 输出4.4.1 6路/2路触发脉冲A相脉冲、B相脉冲、C相脉冲、A相脉冲、B相脉冲、C相脉冲/正组PWM脉冲、反组PWM脉冲4.4.2 8路状态信号低频保护低频过励磁保护过励限制转子过热限制过励保护硬件过励保护、软件过励保护（误强励）低励限制发电机无功进相、低无功限制断线保护PT断线保护，（1） 励磁PT断线 （2） 仪表PT断线灭磁状态逆变灭磁（可控硅励磁）/正组输出为零、反组输出系统故障（1） 系统自检故障 （2） 风机故障 （3） 手动控制 （4） 脉冲切除通讯故障（1） 励磁监控单元通讯 （2） 双套通讯故障4.4.3 通讯状态信号输出手动控制、灭磁、并网、低频保护、系统电压跟踪、恒励磁（无功）、顶值限制、过励限制、低励限制、励磁PT断线、仪表PT断线、过励保护、风机故障、控制系统故障、双套通讯故障。五、控制电源板控制电源板（编号：#04、#05）的主要功能是将电厂的交流及直流输入电压转换成调节器工作所需的电压，为调节器提供工作电源。该电源为我公司专为励磁系统而开发设计，以保证了微机控制系统的可靠运行。该电源的主要特点如下：5.1 电源范围工作电源适应范围：三相线电压输入：额定工作100V时，60V270V；直流输入电压：额定工作220V时，100V400V；额定工作110V时，50V200V。交流输入可取自励磁变压器、励磁PT、厂用交流电源、永磁机等。5.2 互换性好交流、直流电源可相互交换使用。5.3 可靠性高该电源抗干扰能力强，系统输出稳定，电源精度高众所周知，影响控制系统工作稳定性的一个重要因素是其工作电源的稳定性，特别是对于励磁系统，由于其输入电源的不稳定性及波形畸变，常常会危及到励磁控制系统的运行，国内外励磁系统在这方面的教训极多。正是因为如此，我公司自行开发出了励磁系统专用的工作电源，消除了商用的开关电源在适应励磁系统工作方面存在的缺陷。另外，工作电源的精度也会直接影响到数字式励磁系统的采样精度，我公司在开发和设计电源时对这方面也给予了足够的重视。控制电源的面板上设有五个指示灯（红色）和八个测试孔。指示灯分别指示+5V、两组12V电源输出的状态，点亮为正常；八个测试孔用于测量+5V、两组12V电源输出的数值，可用万用表检查。六、功放电源板对于自并激励磁控制系统，由于其功率单元所需的触发功率较大，因此，微机调节器的脉冲输出需通过一级放大，才能保证功率器件的正常触发，为此需专门设置与工作电源相互隔离的功率放大电源。功放电源板上设有一个指示灯（红色）、两个测试孔。指示灯指示+24V功放输出电源输出的状态，点亮为正常；两个测试孔用于测量+24V电源输出的数值，可用万用表检查。另外，对于远距离驱动的功率单元，HWJT-08DS还可采用光缆传输触发信号，从而避免信号的衰减，同时也有效地防止电磁干扰。第四部分 HWJT-08DS软件系统介绍HWJT-08DS微机励磁系统的软件系统设计遵循如下原则：1采用了科学的软件结构化设计，以提高系统的运行速度及系统的可靠性；2各子软件模块的独立性强，效率高，可靠性高；3每个模块程序简洁、高效，以便于程序的检测；4每个模块保证其严密性和流向的清晰性；5每个变量、标志都有其严格使用范围，从而提高了数据的抗干扰能力；6模块可以看成一个输入、处理、输出的过程，即模块的IPO（Input Process Output）格式。对于顺序连接的模块，尽可能的做到前一模块的输出直接作为下一个模块的输入，避免进行额外转换，就如流水线上的各道工序的衔接，从而提高效率和可靠性。7标准化的数据处理，使所有外界输入数据均转换为标么值进行运算，提高数据的标准化，也提高程序的标准化，避免不同励磁系统参数不同引起工作数据的复杂化，防止大数据的不必要的溢出，小数据的低精度。子程序模块：给定调节、开关量检测、采集、功率计算、限制和保护、自动PID、手动PID、低励PID、PSS、调节方式选择、手动跟踪自动、自动跟踪手动、通讯、自检等等。主程序原理流程示意图如下：第五部分 励磁监控单元为了实现更直观、更全面的信息显示，也为了实现更方便、更可靠的与用户监控系统的配合，并为励磁系统提供更完善、更便捷的试验等功能，HWJT-08DS微机励磁系统采用标准工业控制计算机配以大屏幕液晶显示器构成励磁监控单元。在基本满足系统实时性的情况下，利用工业控制计算机大容量的存储空间，高速便捷的数据、图形处理能力，直观、全面的显示界面，高效、独立的控制软件，实现励磁系统和各套控制部分及功率回路的工作参数、状态、数据、曲线等信息显示，以及试验录波、故障录波及其它试验和特殊操作的控制。并根据用户的情况，实现与电厂站监控系统配套的智能控制和调节。励磁监控单元采用平板式结构的液晶显示器，坚固的光电式轨迹球鼠标及标准的工业控制计算机构成，实现后台控制与微机励磁控制系统（前台）的有机结合。标准的工控机符合国际电磁兼容标准，适应长期的工业运行环境。计算机以WINDOWS作为软件平台，实现先进、完善的控制功能，可将试验录波、故障录波的数据或曲线用常规的打印机输出。一、与励磁控制单元的通讯功能通过RS232C串行通讯系统，实现双套励磁控制单元的双向数据、命令、状态等信息的传输。控制柜内部的通讯连接，使用短连接电缆，减少了外部干扰，使数据能准确、高效传输。正常情况下采用的被动式数据接收，使控制单元运行的速度不受影响。励磁系统的测量单元每2秒为一周期，向工控机（励磁监控单元）发送发电机和励磁系统运行数据和状态。当启动系统试验录波时，控制单元每1/300秒向励磁监控单元发送发电机运行数据和励磁工作数据和状态。当励磁监控单元有数据要向控制单元传输时，等待控制单元的允许信号，保证控制单元的正常工作，也保证数据的准确、及时传输。二、主系统、子系统显示功能工控机（励磁监控单元）开机后，自动进入HWJT-08DS励磁监控主系统界面。该界面显示整个励磁系统的运行状态，双套控制单元的工作数据和状态，功率系统的运行状态。通过鼠标点击相应的位置，即可进入显示系数设置、控制单元显示、参数设置、特殊控制、试验录波、故障录波等子系统。主显示画面显示该励磁系统的主回路原理图，及显示相应励磁系统各处的数据和状态。在#1状态故障或#1工作数据区域点击，即可进入#1控制单元显示子系统，显示控制单元的详细状态和数据显示，在此界面，可以进入控制单元工作参数设置子系统，同理可进入#2控制单元。点击系统设置按钮，进入监控显示系数设置子系统，用于设置发电机工作数据的修正系数。同理可进入其它子系统。在各子系统中，当需要数据输入时，在屏幕右下自动出现一个模拟键盘，键盘包括：数字键09、六个特殊功能键：（Esc：输入取消、退出；Enter：输入确认、进入；：上、前一个；：下、后一个；：右移；：左移）。监控显示系数设置子系统是用于设置励磁控制单元的标准化数据和发电机实际数据之间的校正系数。例如，对应125MW（147MVA）某发电机，额定定子电压13.8KV、额定定子电流6150A，额定励磁电流1635A，额定励磁电压265V。在发电机额定工况下，励磁控制单元定子电压、定子电流、有功、无功、励磁电流（励磁电压）的对应值均为10000，此系统就需要输入：定子电压校正系数13800、定子电流校正系数6150、有功校正系数125、无功校正系数77、励磁电流（励磁电压）校正系数1635（265）。以使主显示系统显示发电机实际工作数据。主系统显示数据：发电机的显示数据：UF、IF、P、Q、IL（UL）控制单元显示数据：UFt、Ug、az（Kz）、ad（Kd）、IL、Ig、as（Ks）控制单元显示状态：并网、风机、手动、灭磁、系统异常、系统故障2.1 控制单元进入控制单元显示子系统，显示详细工作数据（标准化值）、工作状态以及控制和试验按钮和参数设置按钮。2.1.1 运行数据显示UFl励磁PT电压；UFy仪表PT电压；UFx系统PT电压；IF定子电流；UFt调差后电压；Ug自动给定；az（Kz）自动控制脉冲；IL转子电流；UL转子电压；Ig手动给定；as（Ks）手动控制脉冲；F发电机频率；Q发电机无功；P发电机有功；ad（Kd）低励控制脉冲2.1.2 异常、故障显示异常：顶值限制、过励限制、低励限制故障：过励保护、风机故障、励表PT断线、仪表PT断线、控制系统故障、双套通信故障、上位机通信故障2.1.3 状态显示低频保护、手动控制、灭磁、并网、系统电压跟踪、恒励磁（无功）。2.1.4 试验按钮开机：模拟发电机开机命令关机：模拟操作系统发出关机命令并网：模拟发电机并网信号风机：模拟功率柜风机故障、功率单元温度越限跟踪：开机跟踪系统电压命令恒励：励磁电流、无功控制模式选择命令阶跃：发电机空载10上下阶跃试验命令，先上后下或先下后上，控制单元自动识别参数：进入本套控制单元工作参数设置界面注：以上控制按钮，仅对对应套控制单元2.2 参数设置在各控制单元显示子系统界面中，按下参数按钮，进入参数修改子系统界面，自动弹出触摸屏键盘，提示输入密码，密码输入正确后进入参数显示修改状态。2.1 密码为调试和用户两组，用户密码可以修改。进入参数显示修改状态后，用户输入地址00，显示为,用户可以重新输入，经确认后及生效。2.2 参数默认起始编号为01，并显示该单元参数值，默认光标在最高位，可以通过、键移动光标到要修改位，修改后通过Esc取消、Enter确认。通过、键选择前后参数单元，并进入该参数单元的显示和修改。也可通过键将光标移动到参数编号区，直接输入参数编号，按Enter进入该单元。2.3 参数全部为十进制显示和输入。2.4 每个参数修改完成后，工控机（励磁监控单元）进行存储，同时发送到控制单元（除00单元密码）。2.3 特殊控制在主显示系统界面下是一些特殊控制命令按钮，其功能如下：开机：模拟发电机开机命令关机：模拟操作系统发出关机命令并网：模拟发电机并网信号风机：模拟功率柜风机故障、功率单元温度越限跟踪：开机跟踪系统电压命令恒励：励磁电流、无功控制模式选择命令注：以上命令对双套控制单元有效故障：进入故障录波子系统录波：进入试验录波子系统退出：退出监控系统，回到WINDOWS操作系统界面，通过画面上的励磁快捷方式图标可以再次进入，监控系统进行初始化，原工作参数、录波数据仍有效，工作数据由控制单元重新提供。2.4 其它显示励磁系统监控单元还可以显示功率单元主器件的电压、电流、温度，灭磁柜电压、电流，励磁变压器电压、电流、温度等模拟量数据，功率柜、灭磁柜、励磁变压器的故障、异常状态等等。2.5 试验录波为方便励磁设备投运、发电机检修后的试验工作，监控系统设立方便、完善的在线试验录波功能。在监控主系统界面，按下录波按键，进入试验录波子系统，选择控制单元号（1、2），设置录波时间（10秒60秒，默认为30秒），设置显示模式，按下启动键，励磁监控单元向控制单元发送录波命令，录波时间到励磁监控单元向控制单元发送停止命令。在试验录波时，控制单元自动停止故障录波。控制单元接收到录波命令后，每1/300秒向励磁监控单元发送录波数据，励磁监控单元自动记录时间，与录波数据同时存储、显示。录波数据可以选择曲线和表格显示，曲线显示要选择显示内容，表格显示要设置显示数据间隔。状态信号独立显示，录波结束后，可以调整显示曲线的坐标，选择存储、打印等。2.5.1 控制单元发送数据UFl励磁PT电压；UFy仪表PT电压；UFx系统PT电压；IL（UL）转子电流（电压）；IF定子电流；UFt调差后电压；az（Kz）自动控制脉冲；Ug自动给定；UpssPSS输出；as（Ks）手动控制脉冲；Ig手动给定；F发电机频率；ad（Kd）低励控制脉冲Q发电机无功；P发电机有功；2.5.2 状态手动状态、低频保护、过励限制、低励限制、过励保护、风机故障，灭磁、PT断线。2.5.3 励磁监控单元记录的数据1时间（秒）、2UFl、3UFy、4IF、5F、6IL（UL）、7Q、8P、9a（K）、10给定、11状态2.6 故障录波控制系统投入运行后，双套控制单元自动每2秒向励磁监控单元发送工作数据和工作状态信息。励磁监控单元循环存储，并校验状态信息，如有异常或故障信号，系统自动将此前后2分钟的工作数据、工作状态等信息转存入故障记录储存文件，并保存此类历史记录。在监控主系统界面，按下故障按键，进入故障录波子系统，选择控制单元号（1、2），选择历史记录编号（13），设置显示模式（曲线显示要选择显示内容，表格显示要设置显示数据间隔）状态信号独立显示。确认后，调出故障录波存储数据进行显示，并可打印输出。2.6.1 控制单元发送数据UFl励磁PT电压；UFy仪表PT电压；UFx系统PT电压；IL（UL）转子电流（电压）；IF定子电流；UFt调差后电压；az（Kz）自动控制脉冲；Ug自动给定；UpssPSS输出；as（Ks）手动控制脉冲；Ig手动给定；F发电机频率；ad（Kd）低励控制脉冲Q发电机无功；P发电机有功；2.6.2 状态手动、低频、过励、低励限制、过励保护、风机故障、灭磁、励磁PT断线仪表PT断线、控制系统故障、双套通信故障、顶值、并网、电压跟踪、恒励磁（无功）2.6.3 励磁监控单元记录的数据1年、2月、3日、4时、5分、6秒、7UFl、8UFy9UFt、10IF、11Ug、12az（Kz）、13Upss、14IL（UL）15Ig、16as（Ks）、17F、18Q、19P、20ad（Kd）2.7 通讯接口根据用户的监控系统情况，可将上述各参量通过串行总线（RS232C、RS422、RS485）、现场总线（ProfiBus、CAN）、MODBUS等方式上传到电厂计算机监控系统，也可以通过励磁监控单元实现励磁系统与监控系统的数据交换、以及完成AVC、无功调节、无功分配等等综合自动化控制。我公司有一套标准的数据通讯协议，也可支持通用的串行通讯、CAN、MUDBUS、ProfiBus通讯协议等等，还可支持监控系统自定义的通讯协议。第六部分 独立励磁电流调节通道独立励磁电流调节通道为非标准配置，如选用此配置，须在合同的技术协议中提出！硬件、软件完全独立的励磁电流调节通道，以Intel公司单片机为控制核心，通过励磁电流（电压）闭环PID（PI）调节，以实现发电机恒励磁电流（电压）工作方式。独立测量励磁电压和电流，在有一套以上“自动”通道正常工作时，通过对交、直流励磁电压的测量，实现以励磁电流为反馈的触发角度跟踪，不输出触发脉冲；当两套“自动”通道都故障或人为退出，“励磁电流调节通道”退出跟踪状态，输出触发脉冲，实现发电机恒励磁电流工作方式。其主要特点为：u 箱式结构，电磁兼容（EMC）性能好；u 全数字式微机系统，硬、软件完全独立；u 采用数字余弦移相技术，保证励磁系统的线性控制；u CPU+MPU结构，系统简洁可靠；u 输入输出通道完全电气隔离，拥有良好的抗干扰性；u 运行参数在线显示在线设置。第七部分 智能检测显示装置智能检测显示装置以Intel公司单片机为核心，通过对功率柜模拟信号、状态信息的检测和控制，实现功率柜、灭磁柜和励磁变压器的操作、控制、状态监视、信息传递、信息显示等智能化。该装置包括传感器（外置）、智能检测单元、通讯接口、LCD显示器、以及相应的输入输出接口电路等。主要特点：u CPU+MPU结构，系统简洁可靠；u 壁挂型盒式结构，电磁兼容（EMC）性能好，安装方便；u 液晶显示，直观、信息量全；u 多套装置通过现场总线（CAN）连接，最后与励磁监控单元USB口连接；u 不参与励磁系统的调节，不影响励磁系统的及时性和可靠性；u 与主回路无直接电气连接，完全不影响其工作，不会降低其可靠性；u 输入输出通道完全电气隔离，拥有良好的抗干扰性。主要检测量：u 发电机定子电压（灭磁柜）u 交流三相励磁电压、电流（HGL-01、HGL-02型功率柜）u 桥臂元件温度、电压、电流（HGL-02型功率柜）u 直流励磁电压、电流（HGL-01、HGL-02型功率柜）u 总直流励磁电压、电流（灭磁柜）u 两路风机电源（HGL-01型功率柜）u 快熔状态（HGL-01、HGL-02型功率柜）u 风温、风压（HGL-01型功率柜）u 风机开停状态（HGL-01型功率柜）u 交、直流侧开关位置状态（HGL-01、HGL-02型功率柜）u 脉冲电源投切状态（HGL-01、HGL-02型功率柜）u 灭磁开关分合状态（灭磁柜）u 灭磁电阻（氧化锌）动作次数（灭磁柜）u 励磁变压器三相温度（励磁变压器）u 励磁变压器三相电压、电流（励磁变压器）主要功能：u 功率、灭磁柜和励磁变压器主要信息的上传；u 功率柜输入输出电压电流的监测及显示；u 功率柜快熔状态的监测；u 功率柜交、直流侧开关投切状态的监测（励磁系统排强依据之一）；u 脉冲电源投切状态的监测（励磁系统排强依据之一）；u HGL-01型功率柜风机开停状态、风温、风压的监测；u HGL-01型功率柜风机双路电源自动监测及选择；u HGL-01型功率柜双风机的监测及交替投切；u HGL-02型功率柜功率元件温度、电压、电流的监测；u 灭磁柜灭磁开关分合状态的监测；u 灭磁电阻（氧化锌）动作次数记录；u 励磁变压器三相温度的监测；u 励磁变压器三相电压、电流的监测；u 励磁变压器辅助冷却风机的投切；u 自并激励磁系统自动起励控制。第八部分 PLC操作控制系统PLC操作控制系统为非标准配置，如选用此配置，须在合同的技术协议中提出！根据用户的要求，本系统可以采用PLC（可编程控制器）取代传统的继电器逻辑操作控制回路。根据不同励磁系统所需要的操作回路不同，采用不同节点容量的PLC。PLC不仅实现励磁控制系统逻辑编程，并可实现励磁系统工作状态、系统异常、系