ABB励磁系统原理说明.pdf

UNITROL 5000 励磁系统励磁系统 3BHS 110 389 E Page1 40 原理说明 目录 目录 原理说明原理说明 2 1 1 系统概述系统概述 2 3 3 UNITROLUNITROL 5000 的控制元件 5000 的控制元件 8 3 1 概述 8 3 2 配置和机械设计 8 3 3 主要的控制板 11 3 4 励磁系统的内部通讯 13 3 5 人机界面 14 3 5 1 手持屏 SPA 14 3 5 2 就地控制面板LCP 14 3 5 3 调试和维护工具CMT 16 3 5 4 远程诊断 17 3 6 1 常规I O接口方式 光隔离输入和继电器输出 18 3 6 2 与电站控制系统的串行通讯 19 4 4 电压调节 监测和保护功能电压调节 监测和保护功能 20 4 1 励磁调节器所包含的功能 20 4 2 发电机电压给定和调节 22 4 3 限制器 23 4 4 与温度相关的励磁电流限制器 28 4 5 恒无功或恒功率因数叠加调节 29 4 6 电力系统稳定器PSS 30 4 7 自适应电力系统稳定器APSS 30 4 8 手动调节 31 4 9 监视和保护功能 32 4 9 1 控制板 COB 的软件功能 32 4 9 2 其它监测和保护功能 34 5 5 可控硅整流桥可控硅整流桥 36 5 1 电力电子元件 36 5 2 互备双桥结构 37 5 3 N 1 冗余结构 37 5 4 整流桥接口板CIN 37 5 5 门极驱动板GDI 38 5 6 电流传感器CUS 38 5 7 整流桥显示器CDP 38 6 6 灭磁灭磁 39 7 7 起励起励 40 03 12 03 Functional Description 20 27 3BHS110389 E Page 2 40 原理说明 原理说明 介绍 介绍 UNITROL 5000 是UNITROL 系列的第五代励磁调节器 用于同步发电机静止励磁系统 UNITROL 5000 具有前两代励磁调节器UNITROL F和UNITROL P的核心技术和目前数字控制领域 内最先进的研究成果和工艺 如DSP数字信号处理技术 UNITROL 5000 系统由UNITROL F和 UNITROL P平台升级而成 增添了新的精巧的解决方案和手段 如可控硅整流桥的动态智能均 流 低残压快速起励 以及完善的通讯功能和多种调试手段 如Windows 界面的GAD编程开发 软件包以及CMT调试和维护工具 UNITROL P的ARCnet网络技术也被移植到UNITROL 5000 中 用于励磁系统各部件间的串行通讯 1 系统概述 1 系统概述 静止励磁系统通过可控硅整流桥控制励磁电流 达到调节同步发电机端电压和无功功率的目 的 根据图一所示的UNITROL 5000 励磁系统的框图 整个系统可分为四个主要部分 励磁变压器 T02 两套相互独立的励磁调节器 A10 A20 可控硅整流器单元 G31 G34 起励单元 R03 V03 Q03 和灭磁单元 Q02 F02 R02 在静态励磁系统 常称自并励或机端励磁 中 励磁电源取自发电机机端 同步发电机的磁场 电流经由励磁变压器 T02 磁场断路器 Q02 和可控硅整流桥 G31 G34 供给 励磁变压器将发电机端电压降低到可控硅整流桥所需的输入电压 为发电机端电压和磁场绕组 提供电气隔离以及为可控硅整流器提供整流阻抗 可控硅整流桥 G31 G34 将交流电流转换成 受控的直流电流 If 起励开始时 发动机的起励能量来自发电机残压 当可控硅整流器的输入电压升到 10V 20V 时 可控硅整流桥和励磁调节器就投入正常工作 由AVR控制进行软起励过程 UNITROL 5000 的起励机理和起励装置 R03 V03 Q03 的设计将在第七章中详细说明 并网后 励磁系统可工作于 AVR 方式 调节发电机的端电压和无功功率 或工作于叠加调节方 式 包括恒功率因数调节 恒无功调节以及可以接受电厂调度指令的成组调节等 03 12 03 Functional Description 20 27 3BHS110389 E Page 3 40 灭磁设备的作用是将磁场回路断开并尽可能快地将磁场能量释放 灭磁回路主要由磁场断路 器 Q02 灭磁电阻 R02 晶闸管跨接器 F02 及其相关的触发元件组成 在第六章中还将详细介 绍交流灭磁技术 根据系统的要求 励磁调节器可以采取单通道 A10 结构或者双通道 A10 和 A20 结 构 每个通道是一个主要由控制板 COB 和测量单元板 MUB 构成的独立的处理系统 具有 发电机机端电压调节 励磁电流调节 励磁监视保护功能和可编程控制逻辑软件 在单通道结 构中 可安装一块独立的扩展门极控制板 EGC 作为备用通道 也就是一个手动通道 接口模块如快速输入输出板 FIO 和主回路信号接口板 PSI 等可以为上述控制板提供测量 信号和控制信号的电气隔离 此外 每个可控硅整流桥都配备一套接口电路 包括整流器接口 板 CIN 门极驱动板 GDI 和整流桥显示单元 CDP UNITROL 5000 还具有强大的串行通讯功能 如具备Modbus串联接口 在励磁系统内 控制和 状态信号的交换是通过ARCnet网实现的 磁场断路器跳闸回路还附加了硬件回路 03 12 03 Functional Description 20 27 3BHS110389 E Page 4 40 图 1 典型的 UNITROL 5000 励磁系统的方框原理图 G31 EXCITATION TRANSFORMER ARCNET FIELD BUS U BATT R06 R02 G32 T02 MUB COB FIO2 PSI1PSI2 EXTERNAL I O A D MUB COB INTERNAL I O A D F04 C04 C05 PULSE BUS G33 G34 FIO1 3 LCP REF F75 SPA F02 M OPTION CMT TOOL WITH FIBRE CABLE T05 24VDC SUPPLY BUS F05 G05 DC G15 Q15 Q05 AC70Advant Controller 70 AIOAnalog Input Output Interface CDPConverter Display CINConverter Interface COBControl Board CUSCurrent Sensor DIIDigital Input Interface EGCExtended Gate Controller FBCFieldbus Coupler FCField Communication Interface FIOFast I O GDIGate Driver Interface LBILocal Bus Interface LCPLocal Control Panel MBAModbus Adapter MBPModbus Plus Adapter MUBMeasuring Unit Board OBIOptical Bus Interface PBAProfibus Adapter PSIPower Signal Interface PTIPT100 Interface ROIRelay Output Interface SPAService Panel LEGEND OR A20 A10 Q80 AC BUS DC BUS DC C71 C72 R04 R05 U AUX Q90 AC AUX BUS T GDI CIN CDP OR PSI2 F04 V03 Q03 R03 DII FBCFBC OBIAIOPTIROILBI Q02 MBA MBA 03 12 03 Functional Description 20 27 3BHS110389 E Page 5 40 2 机械设计 机械设计 概述 UNITROL 5000 励磁系统结构紧凑 基于ABB的模块化低压配电系统 OJALA模块化低压配电系统 OJALA 各功能单元均根据 常用的励磁电流额定值和顶值实现模块化和标准化 智能均流功能的引入使标准化设计工作得 以简化 整套设备生产按模块安排 根据销售预测备料 典型的励磁系统见图 2 包括 1 台励 磁调节器柜 1 台交流进线和磁场开关柜 若干台功率柜和 1 台灭磁 起励和直流出线柜 智能均流对机械设计的影响 直到最近 并联可控硅整流桥间的电流分配仍然还是一个问题 没有任何一个实际的方法是完 全有效的 如改变交流开关的位置 在每个桥臂的交流侧套磁环或用等长分布电缆等 在实践 中 最好的结果是各个整流桥的电流分配偏差小于额定励磁电流的 10 而UNITROL 5000 励磁 系统由于采用智能均流措施 各整流桥的电流几乎相等 在额定励磁电流较大时 由于均流系 数的提高 甚至可以节省一台整流桥 此外 由于不必考虑整流变压器和整流桥间接线对均流 效果的影响 交流开关柜可以放在任何位置 这样 在整流桥的交流侧就可以采用标准母排连 接 从而简化了工艺 实现了设计标准化 方便了采购和制造 缩短了生产周期 机械防护等级 柜体的防护等级按 IEC529 及 DIN 400 50 标准设计 根据需要 防护等级可以是 IP21 IP31 或 IP54 对于热带气候条件 设计时还特别考虑了柜体加热 密封和表面涂覆等 柜体结构 柜体包括钢制底盘 柜体框架和外壳 在柜体的顶部 沿长度方向设有供柜体运输用的独立钢 轨 柜体的框架由 2 毫米厚镀锌钢板卷成的 C 型钢梁构成 能够独立为安装的励磁系统部件提 供刚性支持 框架上包覆 1 5 毫米厚的钢板 仅用于触电和气候防护 如防尘 而不用于结 构支撑 表面涂覆 在装配前 柜体框架和钢板的表面要经过全面的涂覆处理 前处理包括去油污 清洗 镀锌和高压蒸气清洗 烤磁底漆 涂 RAL7032 光面漆 涂层的总厚度达 55 5 底漆 第一道和第二道面漆 而最外面的面漆是光滑的 也可根据 要求提供更厚的涂层 门把手 门把手采用双销槽形式 也可选用带园柱形锁和双钥匙的 T 型把手 03 12 03 Functional Description 20 27 3BHS110389 E Page 6 40 主回路 从交流输入到磁场断路器 包括整流桥间的相互连接 一直到直流输出回路均采用母排连接 导线 采用符合 IEC228 5 级标准的镀锡铜导线 导线的绝缘皮阻燃 不含 PVC 即使在燃烧的情况 下也不会产生有毒气体 各印刷电路板之间采用扁平电缆连接 导线线径 标准导线线径如下 控制回路 1 0 mm 2 测量回路 PT回路 2 5 mm 2 CT回路 2 5 mm 2 辅助电源 2 5 mm 2 主回路 符合相关国际标准的要求 导线颜色 蓝色电缆用于直流控制回路和及其衍生支路以及零线 黑色电缆用于所有其它回路 接地线采 用黄 绿相间导线 也可选用其它颜色的导线 导线标号 在接口端子处提供标号 端子 测量和电源回路采用凤凰PHOENIX断开式端子 最大线径为 2 5mm 2 控制和信号回路采用凤凰 PHOENIX线夹式端子 线径为 2 5 mm 2 部件的标识 部件的标识符合标准 IEC 750 和 DIN 40719 第二部分 03 12 03 Functional Description 20 27 3BHS110389 E Page 7 40 图 2 UNITROL 5000 励磁系统的基本柜体布置图 大约 3500A 的系统 Converter Electronics CUS Thyristor Converter 1 Converter Electronics Thyristor Converter 1 AVR Channel II MUB MUB COBCOB FIOFIOPSI PSI AC DC DC DC LCP SPA AVR Channel I PT s 0 5P 0 75P 1P Iq f P P Q Limiter function for Ug 1 P K ifield ref act Ug actual Iq actual K To Gate Logic Ug Iq Ug Iq Iq correction f Ug Q P P Q Limter 图 20 P Q 限制器 4 4 与温度相关的励磁电流限制器 4 4 与温度相关的励磁电流限制器 对于某些励磁系统 有必要提供一个与冷却介质的温度相关联的励磁电流和 或定子电流限制 器 典型应用是在特定情况下冷却气体温度可能发生变化的燃气轮机的励磁系统 这时 需要 减小励磁电流的最大允许值 冷却介质温度的检测由发电机监控设备完成 它将一个控制信号 通常为 4 20mA 送到与温度相关的 AVR 限制回路中 图 21 示出了为 ABB 公司 GT13E2 型燃 气轮机配套设计的温度关联的磁场电流限制器的典型特性 85 60 40 20 20406080100 1501209075 C ROTO 100 If Therm I fmax f 105 图 21 温度关联的励磁电流限制器 03 12 03 Functional Description 20 27 3BHS110389 E Page 28 40 4 5 恒无功或恒功率因数叠加调节 4 5 恒无功或恒功率因数叠加调节 恒无功调节 15 或恒功率因数调节 16 可视作对自动电压调节器的叠加控制 图 22 示出 了恒无功调节的原理 图 22 示出了恒功率因数 Cosphi 调节的原理 当这两种调节方式之 一被投入运行时 其给定值和实际值之间的偏差值就形成控制信号 通过积分器作用到自动电 压调节器的相加点上 Q lower Prise Q1Q2 Qreg raise lower pre set reset Q Regulation Function 图 22 恒无功调节框图 所选叠加调节方式的给定值可通过下列方式设定 通过就地控制面板 LCP 或手持屏 SPA 通过远方增 减命令 通过一个远方毫安信号 通过远方的串行通讯连接 Cos phi Regulation Function Q lower P rise Qcosphi reg raise lower pre set reset 1cos 2cos 图 23 恒功率因数调节框图 03 12 03 Functional Description 20 27 3BHS110389 E Page 29 40 4 6 电力系统稳定器 PSS 4 6 电力系统稳定器 PSS 电力系统稳定器PSS是UNITROL 5000 测量单元板MUB的一个标准软件功能 PSS通过引入附加反 馈信号来抑制同步发电机的低频振荡 提高电网的稳定性 PSS的控制算法基于双输入型的PSS 模型IEEE Std 421 2A 附加反馈信号为机组的加速功率信号 由电功率信号和转子角频率信 号综合而成 PSS的数学模型如图 24 所示 sTW1 1 sTW1 sTW2 1 sTW2 1 sT8 1 sT9 M N KS1 Pe Washout Torsional oscilation filter PSS Gain 1 sT1 1 sT2 1 sT3 1 sT4 Lead LagsOutput Limit sTW3 1 sTW3 sTW4 1 sTW4 KS2 1 sT7 Washout IntegratorP KS3 Adaption Pe To AVR 图 24 电力系统稳定器框图 4 7 自适应电力系统稳定器 APSS 4 7 自适应电力系统稳定器 APSS GOVERNOR SY MACHINE THYRISTOR CONVERTER P AVR Ug IDENTIFIER CONTROLLER WHITE NOISE APSS 图 25 APSS 的功能框图 03 12 03 Functional Description 20 27 3BHS110389 E Page 30 40 03 12 03 Functional Description 20 27 3BHS110389 E Page 31 40 自适应电力系统稳定器 APSS 可在 PSS 之外为用户提供另一种选择 APSS 用于抑制电力系 统中长期存在的有功功率低频振荡 在预设一个电力系统线性模型后 APSS 能提高整个系统 的阻尼特性 使 z 平面上的极点沿着有利于增强阻尼效果的方向移动 APSS 具有参数自动调 整功能 APSS 采用兼顾高精度和短耗时的 3 阶线性电力系统模型算法 模型参数在运行过程中被不断 刷新并由控制器采用 调节算法计算闭环系统的特征方程 同时不断修正自身参数 从而移动 系统极点 达到增进系统阻尼的目的 在电力系统处于稳定状态 电力系统的输出信号几乎恒定不变时 无法进行系统参数的辨识 此时 APSS 程序将输出白噪声信号 平均值为零且幅值相当小的一种随机序列 4 8 手动调节 4 8 手动调节 手动调节方式 18 主要在设备调试或维护期间作为试验手段 或是在 AVR 故障 如 PT 断 线 时作为备用调节方式使用 手动运行时 UNITROL 5000 以同步发电机的励磁电流为反馈量进行调节 手动调节方式给定值 17 的功能与 AVR 相同 其最大值和最小值可整定 手动运行时 励磁 电流的给定值可通过增磁 减磁命令来控制 为避免突甩负荷时造成过电压 手动方式的给定值具有自动返回空载位置的功能 当检测到发 电机断路器跳闸时 调节器产生一个脉冲信号 使手动给定值立即复归到预定位置 该位值一 般与同步发电机空载励磁电流的 90 100 相对应 如果需要手动限制手动限制 19 功能 手动调节的最小和最大给定值可以是当前有功功率 无功功率 或发电机实际电压的函数 手动限制功能需要发电机 PT 和 CT 测量数据的支持 自动跟踪控制器 6 用于实现无扰动自动手动切换 自动运行时 自动方式和手动方式控制 电压的偏差被用于自动跟踪 由相加点合成的偏差输出信号被输入到 PI 滤波器 PI 滤波器的输出送到转换开关 20 该 开关受控制逻辑选定的运行方式的控制把 AVR 自动方式 的 Uc 信号或励磁电流控制器 手 动方式 的 Uc 信号发送到门控制单元 4 9 监视和保护功能 4 9 监视和保护功能 4 9 1 控制板 COB 的软件功能 4 9 1 控制板 COB 的软件功能 实际值监测 PT 故障检测 实际值监测 PT 故障检测 对 PT 故障的检测是通过比较发电机端电压与励磁变压器副边电压的测量值实现的 如果两个 电压的差超过整定值 发电机机端电压额定值的 15 逻辑控制器将起动切换 如果两个通 道共用一组 PT 从自动方式切换到手动方式运行 如果双通道使用各自独立的 PT 而且运行 通道出现 PT 断线 从运行通道的自动方式切换到备用通道的自动方式 如果两组 PT 都出现故 障 切换到手动 转子温度测量 转子温度测量 转子温度测量是通过计算励磁绕组的电阻实现的 表达式如下 if RRifU pT Uf Rf LBB 1 Tdl Td T 0 1 其中 Uf 磁场电压 If 磁场电流 Lf 励磁绕组电感 UB 碳刷压降 RB 碳刷电阻 RL 磁场电压测量点至碳刷间主回路导体的电阻 Td1 等效时间常数 Td0 磁场时间常数 Tdl 负载时间常数 在 Td 和 Td0 之间 p 拉普拉斯算子 根据绕组电阻的计算结果 利用下述表达式计算温度 Tf Rf Rfo 1 其中 Tf 转子温度 Rfo 0 C 转子励磁绕组电阻 励磁绕组材料的电阻温度系数 1 C 转子温度的测量结果可以在就地显示和 或远方显示 并可用于报警指示 03 12 03 Functional Description 20 27 3BHS110389 E Page 32 40 过流保护 过流保护 过流保护分反时限过流保护和瞬时过流保护 过流保护的特性与 4 3 节所介绍的最大励磁电流 限制器的特性相似 但过流保护的特性曲线高于最大励磁电流限制器的特性曲线 失励保护 P Q 保护 失励保护 P Q 保护 发电机运行点在超出其稳定极限时 失励保护动作 跳发电机 图 26 是失励保护的功能框图 利用功率圆图上的五个点设定保护曲线 保护曲线与 P Q 限制 器的限制曲线相似 但 P Q 保护曲线在 P Q 限制曲线基础上左移 5 到 10 由于同步发电机的 稳定极限与机端电压有关 P Q 保护曲线也与发电机端电压成比例校正 Q Iq f 0P 0 25P 0 5P 0 75P 1P Iq f P P Q Limiter function for Ug 1 P K ref act Ug actual Iq actual Ug Iq Ug Iq Iq correction f Ug Q P Los of Excitation Protection T0 DetectionDelay TRIP 图 9 失励保护功能框图 发电机工作点超过保护曲线时 触发定时器 经过可整定的延时后发出跳发电机命令 定时器 延时启动信号也可用于报警 过激磁保护 V Hz 继电器 过激磁保护 V Hz 继电器 用于防止同步发电机和变压器过磁通 过激磁保护首先根据发电机频率和设定值计算出当前的 机端电压允许值 如果发电机实际电压超过允许值 就会触发定时器延时 在延时结束前 如 果电压仍没有返回到允许值 则发出跳闸信号 f f UV Hz T0 Delay V Hz function Detection Ug Ug TRIP V Hz Protection 图 27 V Hz 保护框图 03 12 03 Functional Description 20 27 3BHS110389 E Page 33 40 励磁变压器温度测量 励磁变压器温度测量 UNITROL 5000 软件可通过嵌在励磁变压器次级线圈温度最高部位处的PTC或PT100 传感器测量 绕组的温度 如果选用PTC 则每相使用两个传感器 并将其串联后连接到快速输入 输出板 FIO 的两个模拟量输入点 调节器检测当前励磁变压器的温度是否达到预定的两段温度设 定值 超出 1 段定值启动报警 超出 2 段定值启动励磁系统跳闸 如果使用 PT100 传感器 每相使用一个传感器 并连接到快速输入 输出板 FIO 的三个模拟 量输入点 温度测量值可在就控制面板 LCP 手持屏 LSP 上显示 或者传送到控制室 与 PTC 传感器法相似 软件检测温度是否达到两个预定的设定值 其结果分别作用于报警和跳闸 4 9 2 其它监测和保护功能 4 9 2 其它监测和保护功能 电子控制板 电子控制板 具有包括程序执行故障 看门狗 在内的自诊断功能自诊断功能 诊断出的故障用控制板 COB 的七段数码 管显示 此外 还提供调节器稳压电源输入电压监视功能 可控硅整流器 可控硅整流器 具有下列可控硅整流器监视功能 电力电子器件具有带熔断报警接点的熔断器 导通监视 冷却流量及风机监视 整流桥温度监视 整流桥柜门锁闭监视 交流侧过压保护具有带熔断报警接点的熔断器 交流侧过压保护 交流侧过压保护 置于每个整流桥的交流侧的交流侧过压保护装置可吸收晶闸管换 相过压尖峰 主要由 1 个三相二极管整流桥及其直流侧连接的电 容组成 在出现高频过电压时 电容器呈现出低阻抗特性 起到 滤波作用 将一个放电电阻器与电容并联 可以吸收电容器内储 存的过压能量 电容器应能承受较高的 di dt 在二极管整流桥的 交流侧装有带报警接点的保护熔断器 直流侧过电压保护 直流侧过电压保护 当发电机机端出现故障 如短路 误同期并列和 或异步运行时 会感应出负方向磁场电流 并在转子回路中产生过电压 必须采取措施 将此过电压限制到可控硅反向峰值电压和转子耐 压以下 并留有足够的安全裕度 通常使用跨接器跨接器完成直流侧过压保护 该电路采用穿导二极 03 12 03 Functional Description 20 27 3BHS110389 E Page 34 40 管 BOD 检测转子回路中的正向和反向过电压 当产生的过电压 足够高时 BOD 动作 触发相应的可控硅 将灭磁电阻并联到 转子两端 同时发出跳闸令使磁场断路器立即跳闸 转子接地保护 转子接地保护 转子接地保护的目的是监视转子绕组对地的绝缘水平 如果用 户需要 ABB 可以提供型号为 UNS 3020 的接地保护继电器 继电器的测量使用惠斯顿电桥原理 由两个电容建立测量桥的平衡 一个连接在正极和地之 间 另一个连接在负极和地之间 该继电器不仅能检测励磁绕组的绝缘水平 还能检测包括励 磁变压器的次级线圈在内的所有主回路设备的绝缘水平 继电器具有两段设置 接地电阻设定 值和延时时间分别可调的 接地故障报警具有自保持功能 可以由继电器面板上的按钮复归 继电器还具有在线试验功能 详细情况请参阅继电器的使用手册 03 12 03 Functional Description 20 27 3BHS110389 E Page 35 40 5 可控硅整流桥 5 可控硅整流桥 静止励磁系统的可控硅整流桥满足下列要求 可控硅整流桥能连续提供 1 1 倍额定励磁电流 可控硅整流桥能提供强励顶值电流 如提供短时 通常为 10 秒 1 6 倍额定励磁电流 在电网出现故障时 强励能力可 以使发电机机端电压 无功功率 有功功率 负荷角和电网 参数等更快地达到平衡 可控硅整流桥能承受发电机机端或主变高压侧三相短路而产生的感应电流 可控硅反向重复峰值电压和断态重复峰值电压不低于励磁变次级峰值电压的 2 7 倍 根据系统对冗余度的要求 可控硅整流桥的配置可以是一个可控硅整流桥 经济型 无 冗余 两个可控硅整流桥 具有 100 冗余度的互备双桥 或若干个整流桥并联运行 最后一种配置在一个可控硅整流桥退出运行后仍允许在所有工况下运行 为 n 1 配置 每个可控硅整流桥都是由模块化部件构成的独立单元 出现在一台整流桥内的故障不会影响与 其并联的其它可控硅整流桥的正常运行 整流桥各模块化部件的详细说明见第 5 1 节 5 1 电力电子元件 5 1 电力电子元件 可控硅整流桥为全控整流桥 由 6 只双侧冷却的可控硅组成 每只可控硅上串联一个快速熔断 器 其主要目的是将有故障的可控硅分支隔离 保护其它可控硅及其快熔免受损坏 快速熔断 器熔断时 熔断器的附件会用弹簧起动微动开关并作用于控制和报警 连接到整流桥交流侧的阻容吸收回路可吸收换相尖峰电压和出现在可控硅整流桥副边的系统过 电压 注意到通过分布电容传递的雷击浪涌过电压可被励磁变压器的接地屏蔽层削弱 门极驱动板 GDI 采用脉冲变压器为主回路和控制回路之间提供电气隔离 采用交流电动机驱动的离心风机为可控硅散热器提供强迫风冷 离心式风机安装在风机盒内 便于拆装 整流桥接口板 CIN 还可过测量可控硅整流桥的温度间接地监测冷却风机的故障 可 选双风机冗余的强迫风冷方案 在要求自然冷却方式时 柜体的防护等级通常应为 IP20 如要求的防护更高些 还需要在进 风口和出风口处配备滤网 则需安装柜门风机 以便在柜内建立起码的空气对流 并联运行的可控硅整流桥之间电流均衡是由智能化均流措施来保证的 它是整流器接口板 CIN 的一个软件功能 要实现这个功能 还需要安装测量单桥输出电流的霍尔传感器 该霍尔传感 器还同时用于导通监测 03 12 03 Functional Description 20 27 3BHS110389 E Page 36 40 作为可选项 也可以在每一个桥上安装五级隔离开关 用于在其它可控硅整流桥带负载的情况 下 对发生故障的可控硅整流桥进行检修 ABB 的标准设计是用 n 2 冗余配置来替代安装五级 隔离开关的方案 整流桥还备有用于监测整流桥温度的两段可整定热传感器 5 2 互备双桥结构 5 2 互备双桥结构 互备双桥结构由两个独立的可控硅整流桥组成 单个可控硅整流桥就能满足所有的运行工况 冗余度为 100 在某个时刻只有一个整流器处于工作状态 而另一个整流器的触发脉冲被封 锁 当整流桥接口板 CIN 检测到运行中的可控硅整流桥故障时 会立即封锁该整流器的脉冲 同时开放备用整流桥的触发脉冲 备用整流桥投入运行 5 3 N 5 3 N 1 冗余结构 1 冗余结构 N 1 冗余结构是指在三个及以上可控硅整流桥并联工作的情况下 当其中一个整流桥退出运行 时 其余整流桥仍能满足所有运行工况的冗余结构 整流桥接口板 CIN 负责监视可控硅整流桥的运行状况 并对所发生的故障进行分析处理 例 如 在不同的可控硅整流桥中有两只晶闸管出现故障 而这两只晶闸管又是属于不同的臂 则 励磁系统仍能保持运行 只有在同一臂上同时出现两个及以上晶闸管故障时 才会起动跳闸 该功能大大提高了励磁系统的可用率 5 4 整流桥接口板 CIN 5 4 整流桥接口板 CIN 整流桥接口板 CIN 是一个独立的控制和调节部件 是整流柜的 一个组成部分 与门极驱动板 GDI 电流传感器 CUS 和整流桥显 示单元 CDP 配合使用 其主要功能是向门极驱动板 GDI 发送用 于触发三相全控整流桥的脉冲列 该装置还有下列功能 在主控板 COB 控制信号和门极驱动板 GID 触发脉冲之间提供电气隔离 测量整流桥输出电流 将输出电流送整流桥显示器 CDP 完成导通监视 提供与主控板 COB 通讯用的 ARCnet 网络接口 监视熔断器 温度和五极隔离开关等可控硅整流桥部件的状态 将信号通过 ARCnet 串行总 线发送到主控制板 COB 执行来自控制板 COB 的命令 如闭锁 开放脉冲 启动风机等 调节和优化并联晶闸管整流桥之间的电流分配 实现智能动态均流 03 12 03 Functional Description 20 27 3BHS110389 E Pag