GEX-2000C静止励磁系统技术与使用说明书(V2.1-1206-C).doc

目 录 1 概况概况 1 2 功能说明功能说明 2 2 1 原理图 2 2 2 系统配置 4 2 3 可控硅整流桥 4 2 4 灭磁及过压保护 5 2 4 1 线性灭磁电阻的选择 6 2 4 2 转子过电压保护 6 2 5 起励回路 7 2 6 调节器控制单元 7 2 6 1 模拟量的采集 7 2 6 2 开关量输入 输出 8 2 6 3 通讯 8 2 6 4 人机界面 8 2 6 4 1 键盘 9 2 6 4 2 LED 指示灯 9 2 6 4 3 主画面显示 10 2 6 4 4 菜单操作使用说明 11 2 6 4 5 测量显示画面 11 2 6 4 6 参数设置菜单 12 2 6 4 7 功能投退菜单 14 2 6 4 8 开入状态菜单 15 2 6 4 9 传动试验菜单 15 2 6 4 10 系统试验菜单 16 2 6 4 11 故障追忆菜单 16 2 6 4 12 故障波形菜单 17 2 6 4 13 事件记录菜单 17 2 6 4 14 精度调整菜单 17 2 6 4 15 机组参数菜单 18 2 6 4 16 系统设置菜单 18 2 6 4 17 试验选项菜单 19 2 6 4 18 其它试验菜单 20 2 7 装置电源 21 3 运行操作运行操作 21 3 1 操作面板介绍 21 3 2 运行方式 23 3 3 增磁 减磁操作 24 3 3 1 增 减磁节点防粘连功能 24 3 4 零起升压功能 24 3 5 网压跟踪 24 3 6 故障后再投入 25 3 7 正常开机步骤 就地 25 3 8 正常停机操作 25 3 9 故障报警及处理 26 4 设备维护设备维护 26 4 1 日常巡检内容 26 4 2 大小修内容 27 5 上位机监控上位机监控 27 5 1 安装与启动 27 5 2 连接方式 27 5 2 1 单通道方式 27 5 2 2 双通道方式 27 5 3 系统设置 28 5 4 功能简介 29 5 4 1 主画面 29 5 4 2 状态显示 29 5 4 3 故障记录及 SOE 30 5 4 4 参数设置 31 5 4 5 波形分析 32 5 4 6 试验功能 32 6 中控设计指南中控设计指南 33 7 GEX 2000 微机励磁调节器技术说明微机励磁调节器技术说明 34 7 1 装置特点 34 7 1 1 主要特点 34 7 1 2 使用环境 35 7 2 主要功能及技术指标 35 7 2 1 主要功能 35 7 2 1 1 调节及控制功能 35 7 2 1 2 限制和保护功能 36 7 2 1 3 其它辅助功能 36 7 2 2 主要技术指标 37 7 2 2 1 模数转换器输入参数 37 7 2 2 2 开关量输入输出容量 37 7 2 2 3 输出参数 37 7 2 2 4 网络接口 38 7 2 2 5 电源参数 38 7 2 2 6 指标参数 38 7 3 原理介绍 39 7 3 1 主要原理 39 7 3 2 单板原理 40 7 3 2 1 电源系统 40 7 3 2 2 计算机主板 CPU 41 7 3 2 3 模拟量处理板 41 7 3 2 4 开关量输入继电器输出板 42 7 3 2 5 脉冲放大板 42 7 3 2 6 PT CT 板 43 7 4 软件说明 43 7 4 1 主调度程序 43 7 4 2 中断程序 43 7 5 通讯协议 47 8 PSS 试验方法及试验步骤试验方法及试验步骤 51 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C1 1 概况 GEX 2000C 系列微机励磁装置是北京科电亿恒电力技术有限公司 GEX 系列产品中主要应用于中小型同步发电机静止励磁系统的产品 具有 结构紧凑 安装方便 功能完善的特点 适用于采用静止自并励励磁的中 小型水 火电机组 GEX 2000C 系列分为以下两种型号 型号屏柜数量说明 GEX 2000C D1双通道单桥单柜 GEX 2000C S1单通道单桥单柜 以下为 GEX 2000C D 型的实物图和外形图 GEX 2000C D 型实物图 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C2 GEX 2000C 外型图 2 功能说明 GEX 2000C 系列励磁装置由主回路单元 调节器控制单元 电源单元 以及操作和信号指示单元四部分组成 2 1 原理图 GEX 2000C 系列两种型号励磁装置的原理图分别如下 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C3 GEX 2000C D 型系统原理图 GEX 2000C S 型系统原理图 注 以上两种型号的系统图灭磁回路部分按照线性灭磁设计 起励回 路按照直流起励设计 根据需要也可设计为非线性灭磁 或者交 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C4 流起励 2 2 系统配置 型 号 配置 GEX 2000C DGEX 2000C S 励磁变压器 可控硅整流 桥 1 组 单桥 1 组 单桥 转子过压保 护 灭磁回路线性灭磁 也可非线性线性灭磁 也可非线性 起励回路直流起励 也可交流起 励 直流起励 也可交流起励 励磁调节器2 套 双通道 1 套 单通道 风机 2 3 可控硅整流桥 六支可控硅组成三相全控整流桥 整流桥将励磁变压器二次侧的交流 电压转变成可控的直流电压 向发电机提供可变的励磁电流 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C5 三相全控整流桥 直流输出电压 Ud 即励磁电压 交流输入线电压 U2 控制角 它们之间的关系为 Ud 1 35U2cosa 励磁调节器根据发电机工况 电压及功率等 及系统工况不断调节 角 在不同的 角下 有不同的直流输出电压 Ud 由于 角的变化 三相全控桥有三种工作状态 1 0 90 时 Ud 为正 全控桥工作在整流状态 此时 直流侧从交流侧吸收能量 向发电机提供励磁 2 90 180 时 Ud 为负 全控桥工作在逆变状态 能量 由直流侧向交流侧传递 发电机转子绕组的能量被逐步放出 利用这种特 性 可以实现逆变灭磁 逆变灭磁是一种快速的灭磁方式 3 90 时 Ud 0 直流侧和交流侧无能量交换 下图为带感性负载时的波形 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C6 t 2 03 4 t 2 0 3 4 t 2 03 4 t 2 03 4 t 2 03 4 用 FinePrint 打印 可在 订购 三相全控桥电感负载整流输出波形 2 4 灭磁及过压保护 灭磁部分由灭磁开关和线性电阻构成 正常停机采用逆变灭磁停机 快速安全 事故停机则跳灭磁开关 MK 通过线性电阻 RM 消耗线圈中的 剩余能量达到灭磁的目的 灭磁开关 MK 主要负责断开励磁电流通路 实现转子绕组的能量向灭 磁电阻的转移 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C7 灭磁及过压保护 2 4 1 线性灭磁电阻的选择 灭磁电阻的取值非常重要 它涉及灭磁时加于磁场绕组的反压大小 m R 以及灭磁的快慢 灭磁时转子绕组两端电压 fdmfd UR I 灭磁时间常数 0df mf T R T RR 为定子开路时转子绕组时间常数 一般情况下为 5s 10s 0d T 为转子绕组直流电阻 f R fd f fd U R I 灭磁电阻的选择 是对灭磁时间和灭磁反压选择的折衷结果 考虑励 磁电流 2 倍强励时灭磁 转子绕组的绝缘所允许的程度 一般选择灭磁电 阻的阻值为 2 5 倍转子绕组直流电阻 这样强励灭磁时转子绕组两端的电 压小于转子绕组耐压值的 60 灭磁电阻的额定电流一般选择大于额定励 磁电流的 20 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C8 2 4 2 转子过电压保护 整流桥直流侧并联非线性电阻 用于吸收诸如快速灭磁过程中直流侧 产生的过电压以及由于雷击 并网开关分断的不同期 发电机短路 低励 等原因所产生的过电压 过电压保护的选择原则 发电机转子过电压保护的动作值应低于转子绕组试验电压幅值的 75 发电机转子过压保护的动作值小于整流桥的最大允许电压 转子过电压保护的动作值应大于励磁变压器二次电压峰值的 2 5 倍 2 5 起励回路 起励电源取自厂用直流 根据需要也可采用交流电源 当机组定速 灭磁开关 MK 合上 调节器在 AVR 自动运行 运行方式下 按起机令 SB1 按钮 则调节器自动发出起励命令 起励接触器 QLC 闭合 当定 子机端电压达到额定机端电压的 20 起励接触器 QLC 断开 当起励时 间超过 10 秒 而机端电压不能建立起来 则起励接触器 QLC 断开 同时 调节器报起励失败命令 调节器的运行方式在 FCR 手动运行方式 下 调节器不发起励命令 如果需要在 FCR 手动运行 方式下发电机定子建压 则需要按灭磁柜上 的起励按钮 SB3 但由于在 FCR 手动运行 方式下 励磁电流 IFR 的给定值为空载励磁电流的 5 发电机的定子电压将不能维持 需要在 建压之前将调节器 FCR 手动运行 方式下的励磁电流给定值 IFR 调整到 额定空载励磁电流 IFd0 的 15 这样方能建立发电机定子电压 注意 由于手动运行方式下传递函数的设置 如果在 15 额定空载励 磁电流下建压将使机端电压和励磁电流在一个很大的范围内摆动后方可稳 定 极端情况下可能引起发电机过压 一般情况下将禁止使用此方法 起励按钮可作为自动运行方式下 调节器自动起励回路故障时的备用 选择 2 6 调节器控制单元 GEX 2000C 系列励磁装置控制单元分为信号处理 控制计算 信号输 出 通讯以及人机界面几个部分 通过采集发电机机组各种模拟量和开关 量信息 经过 CPU 计算 处理 控制可控硅整流桥输出 达到对励磁系 统的控制目的 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C9 2 6 1 模拟量的采集 额定值端子排标号 量测 PT 电压105V801 1 801 3 801 5 仪表 PT 电压105V802 1 802 3 802 5 定子电流5A 1A 803 1 803 2 803 3 803 7 同步电压经变换后为 100V未上端子排 转子电压实际值807 1 807 2 转子电流75mv 分流器 807 3 807 5 2 6 2 开关量输入 输出 远方中控操作励磁装置信号输入 公共端为 901 9 DI 量端子排标号DI 量端子排标号 起机令902 1减磁902 5 停机令902 2恒无功运行902 6 自动 手动902 3恒功率因数运行902 7 增磁902 4通道选择902 8 励磁调节器工作状态信号输出 公共端 805 1 DO 量端子排标号DO 量端子排标号 A 通道自动运行805 3恒功率因数运行805 11 A 通道手动运行805 5恒无功运行805 13 B 通道自动运行805 7CHA 通道报警805 15 B 通道手动运行805 9CHB 通道报警805 17 装置报警信号输出 公共端 805 23 DO 量端子排标号DO 量端子排标号 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C10 快熔熔断805 25电源消失805 29 温度越限805 27风机停运805 31 2 6 3 通讯 串口 1 RS 485 隔离 903 1 903 3 串口 2 RS 485未引出 USB 接口调节器前面板 2 6 4 人机界面 GEX 2000 微机励磁调节器作为 GEX 2000C 系列励磁装置的核心控制 部分 采用 240 128 的大屏幕液晶显示器进行显示 该显示器可以显示 15 8 120 个汉字或 30 16 480 个字符 该显示器采用 T6963C 作为控制芯 片 可以进行图形和文本的两种显示模式 液晶显示器内带驱动负电源 外配背光和芯片电源控制回路 液晶显示器主要完成人机交互界面的功能 主要作用包括 测量显示 参数整定 故障显示 系统设置 和键盘结合使用 完成以上功能 有 6 个 LED 指示灯 10 个按键 2 6 4 1 键盘 按键功能 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C11 用于选择菜单的当前工作栏 分别对应光标的 上 下 左 右移动 键还可 用于参数的修改 分别对应于数字增加 和数 字减小 键 确认 键 确认当前的操作并进入下一级菜单 修改参数 时用于确认参数的修改 在初始界面显示下 如果按一下 键 进入下一级主菜单界面 显示 Q 键 返回 键 退出当前操作并返回上一级菜单 在修改参数 时用于取消对参数的修改 键 复位 键 复归 键和 复位 键一起按下 可以对 CPU 进行复位操作 运行中 严禁操作 CPU 复位 会造成无功波动 键 复归 键 按该键起到装置复归的作用 复归告警信号 键 也可用于参数修改 分别对应增加数字和减小 数字 2 6 4 2 LED 指示灯 名称功能 自动运行指示灯装置处于自动运行状态时点亮 手动运行指示灯装置处于手动运行状态时点亮 PSS 运行指示灯装置投入 PSS 时点亮 恒无功运行指示灯装置处于恒无功运行状态时点亮 恒功率因数运行指 示灯 装置处于恒功率因数运行状态时点亮 通道故障指示灯装置检测到故障时点亮 信号复归后熄灭 2 6 4 3 主画面显示 装置开机运行时 自动进入主画面进行系统运行状态及主要测量数据 的显示 对应显示量定义如下 所有变量均以实际值进行显示 如图所示 状态显示区 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C12 在此区域内 将主要的工作状态进行显示 其中包括 运行方式 显 示的是当前的运行方式 分为自动运行和手动运行两种方式 其中自动运 行方式 为恒发电机机端电压调节 手动运行方式恒转子电流运行方式 名称定义名称定义 UG1机端电压三相平均值 线电压 P有功功率 IG1定子三相电流平均值Q无功功率 UFD转子电压ARF可控硅控制角 IFD转子电流COS 功率因数 UGR 自动运行工作方式下 机端电压 PID 调节给定值 F0机端电压频率 IFR手动运行方式下 转子电流给定值 ILD 双柜均流运行 下的本柜输出 电流 灭磁开关 如果不做特殊说明 灭磁开关接常闭辅助接点 状态显示 为 分 或 合 通道状态 表示调节器本通道的运行状态 分为以下三种情况 运行 跟踪 和退出 并网开关 显示机组并网运行还是空载运行 主油开关的状态根据并 网断路器节点判断 运行方式 显示的是当前的运行方式 分为自动运行和手动运行两种 方式 其中自动运行方式 为恒发电机机端电压调节 手 动运行方式为恒转子电流调节 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C13 日期显示 显示系统的时钟日期 2 6 4 4 菜单操作使用说明 在主画面按 键进入主菜单画面 主菜单采用树形结构 拥有 多级子菜单 在菜单操作时 用 键移 动光标 按 键进入相应的子菜单 按 Q 键退出主画面显示 主 菜单示意图见下图 2 6 4 5 测量显示画面 本菜单将测量到的数据以及计算得到的值显示在屏幕上 显示量有 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C14 名称定义 UG1量测 PT 三相线电压平均值 UAB1 UBC1 UCA1量测 PT 三相线电压 IG定子三相电流平均值 IA IB IC三相定子电流 UG2仪表 PT 三相线电压平均值 UAB2 UBC2 UCA2仪表 PT 三相线电压 UFD转子电压 IFD转子电流 ILA ILB 应用于三机有刷励磁系统 按双 柜均流运行方式运行 本柜和它 柜输出的励磁电流 P发电机有功功率 Q发电机无功功率 COS 功率因数 小数点后三位显示 F0发电机机端电压频率 F1励磁电源频率 ARF可控硅触发角 URAN外部叠加的测试信号 UPSS PSS 的输出 在投入 PSS 时 先 检查此信号 此信号为零时 投 入 PSS 没有冲击 U5V5V 电压 U12V12V 电压 H0转子等效发热量百分比 US系统侧电压 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C15 2 6 4 6 参数设置菜单 在主菜单画面下 移动光标到 参数设置 按下 键 弹出 输入密码 框 在光标位置按 键输入密码数字 按 键移动光标 输入正确密码后 按 键进入参数设置子菜单 用 键移动光标选择子菜单 按 键进入光标位置参数项的子菜单下 修改该参数数值时再次按下 键 光标闪动 通过 键选择需要修改的参数的数 值位 再用 键修改数值 0 到 9 循环改变 然后按 键保存修改 按 Q 键返回上级菜单同时放弃数值的修改 显示值 为原来值 参数设置修改画面如图所示 自动 PID 参数设置画面 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C16 手动 PID 参数设置画面 欠励限制 设置画面 注意 其中欠励限制第 3 个点 C 在 系统 设置 菜单设置 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C17 2 6 4 7 功能投退菜单 通过此菜单将显示和设定各功能项开关的投退状态 用 键选择修改项 按 键则 进入修改状态 按 键改变投退状态 再按 键则完 成当前项修改 同时光标返回上级菜单 按 Q 键则退回上级菜单同时 放弃修改 2 6 4 8 开入状态菜单 主要显示开入量实时状态的分合 按 可翻页显示 按 Q 键则退回主菜单 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C18 2 6 4 9 传动试验菜单 在主菜单下 选择传动试验项 按 键 弹出子菜单 可通过 键选择开出通道号 按 键 光 标移动到 分 合 位置 再按 键选择传动状态后按 键则开始试验 试验结束后 将传动状态改回改为 分 再按 Q 键 退回主菜单 如图 2 6 4 10 系统试验菜单 在此界面下能进行阶跃响应试验 并能显示选定的变量的波形图 图 形上显示全部以标幺值显示 阶跃量可在 20 范围内修改 第二项要整 定的是阶跃信号保持的时间 设定范围可以从 0 秒到 15 秒 最小分辨率 为 0 1 秒 选中开始菜单后按下 键即开始有阶跃量输出 菜单此时 显示结束 直到 20 秒的录波时间到为止 重新显示开始字样 在试验过 程中若发现系统出现非正常情况 立即按下 键 则阶跃量取消 菜单恢复显示开始字样 试验结束后 选中 WAVE 菜单后按下 键 则显示可供显示的录波量 按键 可以改变当前需显示的 录波量 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C19 UG1 UG2 IG UFD IFD ILA ILB P Q UGREF IFREF 共 12 个波形图 再次按下 键后则出现一条游标 并在显示屏右上 角出现游标对应点的时间和当前的幅值 标幺值显示 按 键游标左右慢速移动 按 键游标右快速移动 按 键游 标左快速移动 按 Q 键可以逐级向上退出菜单 此试验界面需要密码 进入 2 6 4 11 故障追忆菜单 在故障追忆菜单下 按 键 进入故障追忆子菜单 显示参量 如图所示 按 键切换事件项 最多 20 条记录 序号从 1 开始 循环显示 按 Q 键退回主菜单 2 6 4 12 故障波形菜单 波形显示同系统试验 共可录四组波形 进入该菜单后自动选中 NUM 菜单 光标闪烁 按 键选择须观察的组别 这时最 下面一行出现该组波形记录时间及故障类型 选中 WAVE 菜单后观察波 形的方法同系统试验 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C20 2 6 4 13 事件记录菜单 2 6 4 14 精度调整菜单 在主菜单下 选择精度调整项 按 键 有密码验证 输入正 确的密码后 进入子菜单 该菜单提供软件电位器功能 修改实际测量值 与显示值之间的差异 其调整窗口如图所示 键盘操作参考定值修改 2 6 4 15 机组参数菜单 在主菜单下 选择机组参数项 按 键 有密码验证 通过后 弹出子菜单 操作参照参数设置 如图所示 额定输出电流 只针对三机 有刷励磁系统 对于静态无实际意义固定输入 5A GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C21 2 6 4 16 系统设置菜单 在主菜单下 选择系统设置菜单 有密码验证 通过后 弹出子菜单 用于显示当前装置的一些重要信息 如图 具体含义见下表 密码设定 设置用户密码 密码为四位数字 当修改密码时 输入新 的密码按确认键后密码修改成功 通讯地址 485 通讯地址设置 范围 0 255 双通道情况需保证一个 地址为奇一个为偶 波特率 1 对应 RS232 通讯的波特率 可选值 9600 19200 38400 单位 bps 欠励点 C对应欠励曲线 C 点 详见 7 4 2 DA1 输出设置 DA1 数模转换的参量 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C22 DA2 输出设置 DA2 数模转换的参量 通道设置选择装置的运行方式 单 双通道运行 运行方式可设为主柜 从柜 双柜均流 或主备 静态励磁 故障清零 清除故障记录 在该菜单下选择 是 按确认键 则清 除故障记录 事件清零对应事件记录的清除 时钟设定 选择该项后 按 键 则光标移动到日期数值位置 按左右键改变位置值 按上下键修改数值 日期修改后 按 键 则系统日期修改成功 同时修改位置处光 标消失 返回到上一级菜单 如果想放弃日期修改 则按 Q 键 则显示当前系统日期 2 6 4 17 试验选项菜单 在主菜单下 选择试验选项菜单 按 键 通过密码验证后 则进入子菜单 共有 6 个子菜单项 测试信号使能项 进入该菜单时 测试信号使能为禁止状态 按下确认键 后显示修改光标 这时可以按上下键修改为允许状态 再次按下确认键则测试信号加入测试信号相加点 若按 下取消键则修改无效 光标取消 测试信号相加点 设定测试信号相加入的位置 0 电压给定点 1 8 备用 9 27 PSS 传递函数相加点 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C23 注 该功能只有在进行 PSS 试验时使用 投入正常运行 时后 一定要把测试信号使能设定为禁止状态 测试类型 设定测试方式有 有补偿试验 无补偿试验和结束状态 当测试类型为无补偿试验时 PSS 输出置为零 测试 PID 环节的特性 当测试类型为有补偿试验时 PSS 的输入 P 置为零 测 试信号加入 测试 PSS PID 环节的特性 当测试类型置为结束时 PSS 正常工作 注 切换测试类型时 应先将 PSS 退出 切换完成后观 察测量显示的 UPSS 输出 等待 UPSS 稳定输出接近于 零时再投入 PSS PSS 限幅值 设定 PSS 的输出对应 PID 输出的比例 一般不超过 10 PSS 投入 设定 PSS 投入的限值 即发电机有功达到额定有功的比 例数时 PSS 投入 PSS 退出 设定 PSS 退出的限值 即发电机有功达到额定有功的比 例数时 PSS 退出 2 6 4 18 其它试验菜单 进入菜单出现如下画面 恒定控制角输出 使能 改为允许后 控制器输出为恒控制角输出 平时该功能 不使用 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C24 恒定控制角输出 设定恒定输出的控制角 可在最大控制角和最小控制角 之间设置 2 7 装置电源 系统所需工作电源等级有几种 取自不同的外部电源 微机励磁调 节器工作电 源 调节器采用交 直流两路电源供电 直流可使用 DC220V 20 或 DC110V 20 交流可使用 AC220V 15 DC220V 电源通过空开 2QS 供电 一般取自 直流屏 AC220V 电源通过空开 1QS 供电 取自厂用电或者 UPS 两路电源并联输出 若任意一路电源因故切除 另一 路均能保证调节器正常稳定运行 直流控制电 源 供励磁装置逻辑控制回路使用 一般为 DC220V 电源 与调 节器 DC220V 工作电源采用同一路外接电源 起励电源 采用 DC220V 电源 单独引入 在初始投励时 提供起励能 量 也可根据需要引入 AC220V 电源 作交流起励 3 运行操作 3 1 操作面板介绍 以下以 GEX 2000C D 型微机励磁装置的控制面板为例 进行简要介 绍 GEX 2000C S 型的操作面板与此类似 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C25 GEX 2000C D 型励磁装置的操作面板图 从上到下 从左到右各部分功能如下 标号名称功能 1PV机端电压表指示发电机机端电压 定子电压 2PV转子电压表指示发电机转子电压 1PA转子电流表指示发电机转子电流 H3 励磁故障指示 灯 当励磁装置发生风机故障以及温度超越限制值时 点亮发报警指示 H4 风机运行指示 灯 指示风机运行状态 HA H1MK 合闸按钮 按下后灭磁开关合闸 同时指示合闸状态 TA H2MK 分闸按钮 按下后灭磁开关分闸 同时指示分闸状态 SB1起机令按下后 GEX 2000 微机励磁调节器开始工作 SB2停机令按下后 励磁装置逆变停机 5QK主控 就地选择励磁装置在就地位置或者是中控室内操作 1QK通道选择开关 选择使用 A 通道或 B 通道运行 此时另一通道处 于热备用状态 2QK 减磁 增磁开 关 空载运行时 减磁 增磁对应减小或者增加机端电 压 并网运行时 减磁 增磁对应减小或者增加无 功功率 4QK方式选择开关 通过切换使调节器工作在恒功率因数或者是恒无 功工作方式下 3QK 自动 手动开 关 通过切换使调节器工作在手动 恒电流 或者自 动 恒电压 运行状态下 SB3起励 备用 任何情况下 按下 SB3 直接动作起励接触器 部分柜子该按钮未安装 如需要直接启动起励 接触器 则从后面端子排 806 1 和 806 9 短接 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C26 3 2 运行方式 励磁系统作为发电机的重要组成部分 正确的操作和使用非常重要 GEX 2000C 系列励磁装置有各种运行方式选择 另外在控制器的内部 还 设置了一些运行状态 如自动状态 手动状态 故障状态 主从状态等 为了方便用户理解 在此作一简要说明 GEX 2000C S 型励磁装置为单通道微机调节器配置 GEX 2000C D 型励磁装置配备双通道的微机励磁调节器 两个通道之间采用主备用的工 作方式 正常情况下 只有一个通道参与调节 并且向三相整流桥发触发 脉冲 备用的通道通过 CAN 通讯的方式获得运行通道的运行参数 并对 运行通道的触发角进行实时跟踪 如果运行通道发生故障而不能正常运行 则自动切换到备用的通道 在正常运行情况下 也可以通过切换开关进行 无扰动切换 GEX 2000C 系列励磁装置可以提供以下四种运行方式 自动运 行方式 也称为恒机端电压运行 即以机端电压为调节目标进行闭环调 节 自动运行方式 是调节器的主要运行方式 手动运 行 以转子电流作为调节目标进行闭环调节 手动运行方式是自动 运行方式的备用运行方式和发电机试验时采用的运行方式 发 电机短路试验时 必须采用手动运行方式 恒功率 因数运 行 恒功率因数运行为自动运行的附加调节方式 通过按一定步长 和频率来改变自动运行方式下的给定电压值 进而调整发电机 的机端电压 从而保证发电机的功率因数不变 恒功率因数运 行时 控制器面板的自动运行和恒功率因数运行指示灯同时点 亮 恒功率运行方式投入必须满足以下三个条件 1 发电机并网运行 并且有功功率超过额定有功功率的 2 2 发电机在自动运行方式下运行 3 方式选择开关在恒功率因数投入位置 恒功率因数运行需要的恒定功率因数值通过增 减磁按钮设定 当操作增 减按钮时 恒功率因数自动退出运行 装置在恒压 自动方式下 当停止操作增 减按钮 3 秒钟后 恒功率因数自 动投入 并以投入前最后测量到的功率因数作为调节目标值 恒无功 功率运 与恒功率因数相同 恒无功功率也是自动运行方式下的一种附 加调节方式通过按一定步长和频率来改变自动运行方式下的给 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C27 行定电压值 进而调整发电机的机端电压 从而保证发电机的无 功功率不变 恒无功运行时 控制器面板的自动运行和恒无功 运行指示灯同时点亮 恒无功运行方式投入必须满足以下三个 条件 1 发电机并网运行 2 发电机在自动运行方式下运行 3 方式选择开关在恒无功投入位置 以上 4 种运行方式 在运行中可以进行无扰动切换 但值得注意的是 因为程序控制手动跟踪有 30 秒的延时 所以从任何一种方式 向手动运 行方式切换时 要注意运行参数发生变化后 30 秒再进行切换 从手动方 式向其它方式切换时 不需要延时 通道切换 GEX 2000C D 型励磁装置互为备用的两个通道之间通过 CAN BUS 总 线进行数据交换 从而实现互相跟踪 为了防止发生故障时误跟踪 所以 备用通道对运行通道的跟踪有三十秒的延时 所以通道切换试验之前要进 行三十秒跟踪 才能实现无扰动切换 3 3 增磁 减磁操作 励磁操作模块主要完成对参考电压 UGR 的各种操作 比如增加 减 少励磁 增 减励磁继电器节点防粘处理 参考电压最大 最小位置限位 以及在保护 限制动作时自动进行闭锁或自动进行增 减磁 阶跃试验或 零起升压 自动灭磁等功能均可通过直接修改参考电压值实现 因为微机 励磁一般都是数字给定 参考电压只是内存中的一个变量 操作人员可以 在外部对它进行修改操作 另外计算机内部也可以根据需要对 UGR 进行 修改 这使得涉及到励磁操作功能的实现非常简单可靠 这也是微机励磁 的优点之一 电压给定值 UGR 的调整是通过计算机读取外部的增 减磁节点的闭 合情况进行的 节点闭合的时间越长 UGR 的调整量就越大 励磁操作可 以通过操作励磁装置控制面板上的 增磁 减磁 按钮实现 这 时是分别增 减相应套的 UGR 等 3 3 1 增 减磁节点防粘连功能 GEX 2000C 系列励磁装置具备增 减磁节点防粘连功能 增 减磁连 续操作 3 0 秒后闭锁操作 可以松开后再操作 或用点动操作方式 增减 磁速率可以在菜单里面进行设置 为 0 5 3 0 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C28 3 4 零起升压功能 此功能可使发电机机端电压在起机后迅速上升到额定机端电压值附近 可通过调节器菜单 参数设置 里面的 建压预设 来设定上升电压值 该值以额定机端电压的百分比来表示 如 需升压到额定机端电压的 95 则该值设为 0 95 该功能只在 自动运行 方式下起作用 零起升 压投退选择 在 功能选择 菜单中实现 注 网压跟踪优先级更高 所以选择零起升压功能 务必退出网压 跟踪功能 3 5 网压跟踪 为了实现开机快速并网 调节器具有网压跟踪功能 在调节器检测到 网压 并且 功能投入 菜单中选择 网压跟踪 有效 则发电机起机后 发电机电压自动逼近电网电压 注 网压跟踪 优先于 零起升压 所以如果调节器未接入系统电压测量 切记将 网压跟踪 功能退出 否 则发电机无法升压 3 6 故障后再投入 假设 B 通道检修 A 控制通道正常运行 B 通道检修完成后再投入操 作步骤如下 1 给上 B 通道的工作电源 2 复归 A 通道报出的 B 通道电源故障信号 3 再按一次起机令 此时 B 通道液晶显示器上状态由 退出 变为 跟踪 4 检查 B 通道显示的控制角基本与 A 通道相等 则跟踪基本正确了 5 切换 1QK 6 运行通道转到 B 通道 整流输出正常 3 7 正常开机步骤 就地 检查以下器件是否处于正确位置 交流侧刀闸 1QF 处于分断位置 灭磁开关 MK 处于分断状态 绿色 分闸指示灯点亮 调节器交 直流工作电源开关 1QS 2QS 处于闭合位置 并且测量 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C29 交 直流电压正常 所有保险均处于合位置 测量起励电源保险 FU1 FU2 两端 DC220V 电压 大小方向正确 自动 手动 3QK 处于 自动 位置 就地 主控 转换开关 5QK 选择 就地 发电机达到额定转速 3000 转 分 具备升压条件 开始升压操作 1 合上交流侧刀闸 1QF 2 按下合闸按钮 HA 同时红色合闸指示灯点亮 风机开始运转 3 按下起机令按钮 SB1 调节器运行 机端电压开始上升 4 待机端电压稳定在 升压预设 设定的电压值上 通过 增磁 减磁 开关 2QK 增磁至额定机端电压附近 投同期并网 5 成功并网后 通过 方式选择 开关 4QK 选择 恒功率因数 或 者 恒无功 运行 注意 若 自动 手动 开关 3QK 选择 手动 恒电流 则建压时按起 机令后先将手动给定值 IFR 增加到 15 空载励磁电流对应的电流上 再 按下 起励 按钮 SB3 或短接 806 端子排的 1 9 此时发电机机端电 压方能稳住 随后继续通过 增磁 减磁 按钮 2QK 增磁到额定机端电压 值附近 3 8 正常停机操作 1 在并网状态下将有功 无功减到零附近 跳发电机并网开关解列 2 通过 增磁 减磁 按钮 2QK 减磁 将发电机机端电压减到最低 然后操作按下 停机令 按钮 SB2 励磁调节器退出运行 3 按下分闸按钮 TA 灭磁开关 MK 分闸 绿色指示灯点亮 4 断开交流侧空开 1QF 3 9 故障报警及处理 现象处理 PT 断 线 若判断发生了 PT 断线 则励磁调节器发 PT 断线 信号 通道故障 指示灯点 亮 同时自动把运行方式切为手动运行 联系检修 检查励磁 PT 及相关的回路 检查 PT 保险 恢复 仪表 PT 电压 按信 号复归 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C30 现象处理 发电机机端电压升高到超过额定值一定程 度时 调节器发 V Hz 限制 信号 电压 继续升高后 励磁装置运行方式切为手动 运行 不久调节器退出运行 调节器退出运行前减 磁 把机端电压减到 额定值附近 按 复 归 消除信号报警 V Hz 限制 发电机转速降低到一定值后 机端电压自 动降低 当发电机转速低于 2700 转 分后 调节器 退出运行 保护正确动作 复归 相关信号即可 过励限 制 励磁电流大于额定励磁电流时 调节器发 过励限制 信号 通道故障 指示灯 点亮 若过励状态持续到一定时间 则调 节器运行方式切为手动运行 若励磁电流大于 2 2 倍的额定励磁电流 延时 1 5 秒 调节器封锁脉冲并退出运行 减磁 将励磁电流 降低到正常大小 欠励限 制 发电机进相运行 无功变负 进入设置的 限制线后 调节器报 欠励限制 通 道报警 指示灯点亮 若继续进相到一定 程度 调节器切为手动运行 操作 增磁 开关 增加发电机无功 功 率因数维持在额定值 附近 失脉冲 运行中 若触发脉冲发生丢失 调节器发 失脉冲 信号 通道故障 指示灯点 亮 联系检修人员 查明 原因 A D 故 障 励磁调节器量测环节出错 该通道调节器 自动退出运行 若报警信号不能复归 联系检修人员 当 GEX 2000 励磁调节器发出告警信号时 只要发电机的有功 无功 运行稳定 则可以不进行任何切换 然后根据上表各报警含义进行处理 若 GEX 2000 励磁调节器报警时发电机有功 无功剧烈摆动 强励 欠励 并不能返回稳定状态 运行人员需根据具体情况判断是否需要停机处理 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C31 4 设备维护 4 1 日常巡检内容 运行人员在正常巡检时应注意检查以下内容 1 检查调节器及指示灯有无报警信号 2 仪表工作是否稳定 指示是否正常 3 调节器运行方式是否与实际情况相符 4 有无过热器件 异味及异常响动 可控硅的温升是否在正常范围 4 2 大小修内容 1 柜体的清洁 吸灰 2 电源单元的检查 用电压表测量每组电压值 3 模拟输入通道的检查 检查 PT CT 及励磁电流的输入 看偏差 是否在允许范围之内 4 可控硅触发脉冲及整流波形检查 5 操作 连动回路检查 试验等 5 上位机监控 EXM VER1 1 为 GEX 2000C 系列励磁系统的后台管理软件 励磁装 置的运行数据和参数可以通过通讯传送到上位机 后台管理软件可以实现 运行监视 参数整定 波形分析 试验向导等功能 5 1 安装与启动 运行环境 Win9x NT 2000 XP 2003 均可 硬件要求 一般的台式机 工控机 笔记本电脑均可 软件安装 双击鼠标运行安装文件 并按提示一步步执行 非常方便的 将软件安装在电脑上 程序自动在桌面创建快捷方式 并自动在安装目录 下生成四个子文件夹 分别用以保存不同的文件 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C32 1 Mexc SOE 事件 保存 SOE 事件记录的文件夹 2 Mexc 故障简报 保存故障记录结果的文件夹 3 Mexc 故障数据 保存故障录波的数据的文件夹 4 Mexc 试验数据 保存试验录波数据的文件夹 保存参数的文件在根目录下 5 2 连接方式 5 2 1 单通道方式 如果上位机接一台励磁装置可以直接通过 USB 接口连接 并且启动 软件时选择单通道 如下图所示 注意如果此处错误的选择为双通道 则 会导致通讯速度非常慢 5 2 2 双通道方式 如果要连接两台励磁装置 则必须通过励磁装置 RS485 接口连接 即 先将两台装置后面板 4X 5 485 A 和 4X 6 485 A 对应并联 再 将两根线与上位机的对应 RS485 相连 如果上位机没有 485 接口 用户需 自备 USB RS485 转换接口或者 232 RS485 转换接口 5 3 系统设置 进入界面后 先进入系统选项进行设置 如图所示 可以先从 5 项开始设置 5 转子电流量程 对于无刷励磁系统要选择小于 25 安 对于静止励磁要选择大于等于 25 安 4 串口设置 根据励磁装置本体的的串口参数设置来设置本机的串口参数 对于采 用 USB 485 转接器的连接方式 可以在本机 控制面板 中设备管理器 中找到系统为该转接器分配的口地址 如果系统分配的口地址大于 COM4 请将其改为 COM4 含 以下的地址 所有的串口参数设置完后 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C33 用鼠标点 改变串口属性 后再点 自动命令 如果设置正确 则通讯 开始正常传送数据 3 设置运行通道 对于双通道配置的情况下 主画面显示的数据可以在此进行设定 可 以是 CH1 或者 CH2 或者交替显示 2 设置参数密码修改 由于设备运行参数关系到整个励磁装置的安全稳定运行 所以修改密 码必须要有一定的权限 在此处可以将密码进行修改 原始密码是 9999 1 校对装置时钟 在此按下 系统对时 可以同时将励磁装置本体的时钟设置为系统 时钟的时间 图 系统选项 5 4 功能简介 5 4 1 主画面 下图所示的为主画面显示内容 主画面是运行时的主窗口 在其上半 部分以模拟表盘的形式显示励磁系统最主要的发电机电压 转子电流 无 功功率 在下半部分主要用来显示其它一些比较重要的模拟量和开关量的 状态以及当前的运行方式 A 柜电流 和 B 柜电流 只适用于双柜均流的励 磁方式 其他方式下显示的为无效数据 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C34 5 4 2 状态显示 在状态显示界面又分为三个子界面 开关量输入 模拟量显示 内部 标志 分别所示 图 状态显示 开关量输入 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C35 状态显示 模拟量显示 状态显示 内部标志 5 4 3 故障记录及 SOE 当调节器某个通道发生故障时 会在主画面上通道状态栏里显示出来 一个信号 具体的故障信息要到本画面来查询 包括故障的类型 故障的 时间 把鼠标放在任意一条故障记录上 双击则会弹出故障简报信息 这 些故障共可以记录 20 组 按先进先出的原则进行记录 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C36 5 4 4 参数设置 参数修改窗口如下图所示 机组参数和调节器运行所需要的参数均可 以在本窗口中进行整定 任一参数设置完成后 移动光标指针到其它一个 参数修改对话框内 则设置的参数自动下传到对应通道内 同时进行存储 注意在参数设置时 励磁调节装置的本体上的液晶画面不要在参数设定界 面下 否则容易发生冲突 装置同时报 RAM 故障 注意 在设置额定机组参数中 系统选项中 5 转子电流量程的设 置 图 参数设置 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C37 图 参数设置 PID 设置 5 4 5 波形分析 本界面下将故障录波和试验录波的波形进行显示 拉伸 调整 打印 在界面右半部分用鼠标点 量值 显示的为游标 黄色 对应的显示值 用鼠标点 属性 则显示的为波形属性修改对话框 可以在此对话框中修 改所选择波形的名称 单位 符号 颜色 纵向比例 绘制纵偏 本波形分析部分提供绝对时标 蓝色 相对时标 红色 游标 黄色 相对时标下方显示的时间为相对游标 黄色 之间的时间差 黄色游标下方的时间为游标相对绝对时标 蓝色 的时间 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C38 5 4 6 试验功能 GEX 2000 型微机调节器强大的试验向导功能 将励磁调节器所涉及 到的所有试验做成模板 试验时 在此模板的提示下完成所有的试验 方 便 快捷 软件能自动的对试验过程进行记录 对试验报告自动生成 对 试验波形完成打印 图 试验功能 6 中控设计指南 远控需要以下操作按钮 1 灭磁开关合 对应 DCS D O 点 发合闸脉冲 脉冲宽度 500 毫 秒 2 灭磁开关分 对应 DCS D O 点 发分闸脉冲 脉冲宽度 500 毫 秒 3 起机 起励 对应 DCS D O 点 发起机脉冲 脉冲宽度不小于 400 毫秒 4 停机 逆变 对应 DCS D O 点 发停机脉冲 脉冲宽度不小于 400 毫秒 5 增 磁 对应 DCS D O 点的增磁脉冲 脉冲宽度 300 毫秒 6 减 磁 对应 DCS D O 点的减磁脉冲 脉冲宽度 300 毫 秒 远方运行指示如下 GEX 2000C 静止励磁系统技术与使用说明书 GLC JZ2000 1205 C39