DAVR-A2使用维护说明书(2006.01.23).doc

使用维护说明书 DAVR系列励磁调节器DAVRA1/A2、D1发电机励磁调节器使用维护说明书山东济南发电设备厂目 录1、 总述.41.1 介绍.41.2 用途.41.3 使用环境.51.4 安全规则.51.5 型号说明.61.6 适用范围.61.7 柜体尺寸.61.8 供货范围.61.9 技术参数及性能指标.6、 系统简述.72.1 主电路.82.2 励磁电源部分.82.3 起励及灭磁部分.83、 调节控制部分.93.1 控制模块介绍.103.1.1硬件.103.1.2设备连接.123.1.3数字量输入.153.1.4数字量输出.173.1.5模拟量输入.183.1.6模拟量输出.193.2 软件.203.2.1运行状态.203.2.2参数说明.213.3 操作.293.3.1控制模块的操作.293.3.1.1键盘.293.3.1.2显示.293.3.1.3参数设定示例.303.3.1.4显示屏上的菜单结构.323.3.1.5显示屏上的错误信息.363.3.2 PC工具.373.3.2.1用PC工具进行操作.383.3.2.2用PC工具设定参数示例.393.3.2.3 PC工具的菜单结构.413.3.2.4存储参数文件.503.3.2.5波形测定.513.3.2.6在读取控制模块内参数时的错误信息.543.4 调试.543.4.1 安全规则.543.4.2 设定目标值.553.4.3 机组静止时的调试试验.603.4.4 机组运行时的调试试验.613.5 维护和故障.63 3.5.1维护.633.5.2故障排除.633.5.3 维修.653.6 附录.663.6.1 参数设定和缺省值.664、 DAVRA1励磁调节器使用操作步骤.715、 用户订货须知.721总述1.1介绍随着现代科学技术的发展以及电站设备自动化水平的提高，电厂要求实现无人值班或少人值班，提高电厂发电工作效率，减少维护工作量，提高系统的可靠性和稳定性。励磁控制系统正是实现这些要求的关键设备，近几年，各个励磁调节器生产厂家也在着力提高励磁调节系统的技术含量。DAVRA1/A2、D1发电机励磁调节器是我厂新设计的可以满足用户上述要求的用于同步发电机的自动电压调节器，其核心控制部件为瑞士ABB工业公司最新生产的UNITROL1000励磁控制模块，先进的微处理器技术和IGBT半导体技术的应用，使得该调节器的适用范围更加广泛。简单实用的操作面板可实现所有操作。另外，界面友好的PC工具使调试容易并且可实现工作状态选择。本调节器有独特的抗干扰措施，如调节器控制板核心部件采用双层屏蔽，功率电源连接线和磁场电流输出连线以及模拟量、数字量连接线都采用屏蔽电缆，还设有软件自复归电路。本控制器符合所有相关国际标准。机械结构更加紧凑和牢固。1.2用途本使用说明书为DAVRA1/A2、D1发电机励磁调节器的正确使用、正常维护、以及安装调试提供所有必要的技术数据及信息。本手册的使用人员应具备基本的电机工程系统知识。当本系统第一次投入运行或需要确定故障时，还需要一些特殊知识及经验。使用本手册时，请同时参考特定系统的原理图。手册中的介绍主要是针对特定系统而言的。各功能描述只对所提供特定型号的系统有效。当发生故障时，本手册可以用来帮助确定故障范围。1.3使用环境1、海拔不高于2000米。2、空气相对湿度不大于85%（当介质温度在200C时）。3、周围环境温度为-30400C。4、无剧烈振动及强力冲击、颠簸的地方。5、无腐蚀性气体及导电尘埃的环境。1.4安全规则 为了保证运行人员安全，在门上和特殊之处贴了警告标志。用于一般性警告， 用于高压危险警告。在操作开关之前，运行人员必须确认设备是安全可靠可以操作的。注意：“注意”表明这部分规则不被遵守时可能导致元件或设备损坏。备注：“备注”表明这部分为附加信息，这些信息必须予以考虑以避免故障发生。运行人员要求运行人员首先须仔细阅读本手册。运行人员须知道励磁对电网的影响（如磁场电流、发电机电压、无功功率等）。无论是就地控制或远方控制，运行人员须熟知控制单元，操作和报警指示。运行人员也须懂得操作励磁系统所产生的结果，能通晓励磁系统的报警信息。1.5 型号说明DAVRA1 表示：数字式自动电压调节器无刷励磁方式DAVRA2表示：数字式自动电压调节器双微机无刷励磁方式DAVRD1 表示：数字式自动电压调节器直流励磁机励磁方式1.6 适用范围本调节器适用于100MW以下由交、直流励磁机提供励磁功率的汽轮发电机组。1.7 柜体尺寸 励磁调节器柜体尺寸（单位：mm） 80060022601.8 供货范围 调节柜 一面 高压励磁变压器（无刷励磁用） 一台 电压互感器 两只 电流互感器 一只1.9 技术参数及性能指标 主要技术参数及性能指标符合或优于GB74091997和电力部有关标准 调节精度： 0.1%额定电压 调节范围： 0150%额定电压 强行励磁： 1.62倍，10秒 调差范围： -20%+20%，无级 频率特性： 频率每变1Hz端电压变化0.1% 起 励： 软起励，可做到无超调无振荡 空载10%阶跃： 超调量5%，振荡次数3，调节时间5S 辅助电源： 三相交流输入：9250V 单相交流输入：50250V 直流输入电压：18300V 最大功率消耗：25W 功率电压： 交流输入：0250V 直流输入：0300V 频率范围：40600Hz 测量输入： 发电机三相电压：最大250V 发电机单相电流：5A 励磁输出： 连续工作电流：15A DC 过载（10S最大）：30A DC 过载（4分钟最大）：20A DC 串行接口： RS232、RS4852. 系统简述本调节器适用于机组容量为100MW以下的带有励磁机的汽轮发电机组，自动电压调节器以发电机机端电压为调节对象，根据电网电压变化，自动调节发电机输出无功功率，从而达到恒机端电压运行目的。为了增加励磁调节器的安全冗余度以及用户作机组试验方便，设计了自动励磁电流控制方式，控制发电机的磁场电流为恒定值。在此两种基本的控制方式之外，又设计了恒功率因数控制、恒无功控制、开环控制方式，同时为使发电机工作于安全范围之内，增加了各种限制器，如最大励磁电流限制、定子电流限制、低励限制、最小励磁电流限制、V/Hz限制等附加控制功能。为了使操作人员及时了解设备工作情况，DAVR系列励磁调节器还提供了下述报警信号：电源故障、起励失败、误强励、误强减、旋转整流器故障、AVR整流桥故障、限制器故障等，便于运行人员及时处理问题。2.1主电路 DAVRA1/A2、D1数字型发电机励磁调节器控制交流励磁机或直流励磁机的励磁电流，间接调节发电机励磁绕组的励磁电流，控制发电机组的机端电压。励磁功率电源通过励磁变压器取自发电机机端或直流励磁机电枢电压，由不可控整流桥及IGBT半导体管提供直流励磁电流，实现发电机组的自励。2.2励磁电源部分 汽轮发电机组为交流励磁机无刷励磁方式时，励磁电源通过柜体内的隔离变压器T03取自发电机机端的高压励磁变压器T02。 汽轮发电机组为直流励磁机励磁方式时，励磁电源取自直流励磁机电枢。2.3起励及灭磁部分调节器内部设置了厂用直流电起励回路，可满足他励起励要求。灭磁时用Q02灭磁开关将励磁机励磁绕组磁场能量通过灭磁电阻R01消耗掉，达到灭磁目的。当机组为直流励磁机励磁方式时，发电机磁场能量通过灭磁开关MK和灭磁电阻Rfm消耗掉。3调节控制部分调节与控制部分选用瑞士ABB工业公司生产的UNITROL1000 控制模块。此模块具有完善的调节控制功能，可根据机组不同的运行工况，为机组提供相应的励磁电流。控制模块为双通道结构，即自动电压调节控制通道和励磁电流手动调节控制通道。正常运行时，自动电压调节控制通道一般为工作通道，这时励磁电流手动调节控制通道处于热备用状态，跟踪自动通道工作情况，以便随时无扰动切换。自动电压调节通道为PID控制规律，控制发电机机端电压为恒定值，而手动调节通道为PI控制规律，控制励磁电流为恒定值。除此之外，还有恒功率因数调节、恒无功调节和开环调节以适应不同的运行要求。为了保证机组的正常运行，在上述基本控制规律的基础上还有下述附加限制保护功能：软起励V/Hz限制器最小励磁电流限制器最小无功电流限制器三段延时最大励磁电流限制器内部自动检测系统旋转二极管监测 硬件结构上，UNITROL1000控制模块备有非常灵活的输入输出接口，用户可根据实际需要自由设定输入输出端口。 *3路模拟量输入 *2路模拟量输出 *4路数字量输入 *4路数字量输出 4路数字输出量也可以根据需要重新定义为数字量输入。 一个串行口RS485用于几个UNITROL1000之间的联接以构筑备用系统或用于几台发电机并列运行时的无功电流补偿。 一个串行口RS232接口用于与PC机联接。 所有参数可简单地通过控制模块上的按键在设备上直接进行设定，不需任何外加的设备，也可通过基于WINDOWS的PC软件进行设定，并进行参数的调整和优化。3.1 控制模块介绍3.1.1硬件 结构： 整个设备装在一个铝制壳体内，有散热孔。 连接端子集中安放在主机板前面，一层挨一层。 功率模块： 功率部分装有一只IGBT半导体管，输出电压平均值总是正值。输出有限流保护和短路保护。 控制元件： 操作按键、显示屏和RS232母接口都装在表面。 控制键和接口： 控制模块操作 四个按键和四行状态显示可有效的满足所有操作。 所有的参数设定可在控制模块上直接实现而不需其他附加设备。 *输入和输出变量定义 *参数设定 *重要测量数值显示 与PC机的接口 参数设定和工作状态选择也可通过界面友好的PC工具实现。9针连接电缆，subD接头（母）*输入输出变量定义*参数设定*图形功能（示波器，出力图）*重要测量参数显示*参数文件上载或下载3.1.2设备连接端子号信号描述电路图L1（+） =13L2（）=14L3 =15辅助电源 UAUX三相交流输入或单相交流输入或直流输入L1（+） =10L2（）=11L3 =12功率电源 UPWR三相交流输入，单相交流输入并且励磁电流10A或直流输入或单相交流输入并且励磁电流10A二极管D：20A, 600V电容C：1000F,600V三相L1=1，L2=2，L3=3S1=16，S2=17单相L1=1，L3=3S1=16，S2=17测量输入机端电压UM单相主机电流IM2或单相主机电压UM或三相有接地线主机电压UM端子号信号描述电路图L1=4，L2=5，L3=6电网电压测量UNET预留接线+ =8 =9励磁电流输出Ie接地线=7接地DIO1=27DIO2=28DIO3=30DIO4=31+Vdig=26，29数字量输入DIO1到DIO4DIO1到DIO4既可以作为输入也可作为输出数字量输出DIO1到DIO4注意：定义为数字量输出时，DIO14不允许与+Vdig直接相连（通过内部二极管发生短路）DI5=42DI6=43DI7=45DI8=46+Vdig=41，44DGND=40，47数字量输入DI5到DI8由内部无源接点控制内部有源接点控制R=1K,4W,48V时R=3.9K,10W，110V时R=8.2K，20W，220V时注意：对于所有数字量输入和数字量输出，内部24V电源可带最大负载电流300mA。端子号信号描述电路图+AI1=33，-AI1=34+AI2=36，-AI2=37+AI3=19，-AI3=20+Vref=18，35-Vref =21, 38AGND=25Earth=22，32，39模拟量输入AI1到AI3R=10K，1W+AI1=33，-AI1=34+AI2=36，-AI2=37+AI3=19，-AI3=20+Vref=18，35-Vref=21，38+Vdig=26,29,41,44AGND=25DGND=40，47Earth=22，32，39模拟量输入端设定为数字量输入 AI1到AI3（DI9到DI14）AO1=23AO2=24AGND=25模拟量输出AO1到AO2串行口：sub D， 9孔，公串行接口：RS232RX=2TX=3GND=5EIA-485:+=50,- =52 +=53, - =55 Earth=51,54串行接口：RS4853.1.3数字量输入 输入功能 描 述 None输入没有确定Excitation ON启动Excitation ON无效励磁投入命令启动：当Off Level0%时，磁场起励当Off Level值达到时，开始软起励（自动电压调节状态） 励磁投入命令无效 所有给定值立即回复到下列数值并保持不动 状 态 预 设 值手 动0A开 环0%恒功率因数1.0恒无功功率0%自 动100%Gen CB Closed Status启动Gen CB Closed Status 无效发电机主开关闭合状态启动：启动电流测量当软起励仍处于保持时间时，这条信息立即触发软起励的斜率。发电机主开关从启动变换到无效时：所有给定值立即回复到下列数值 状 态最 终 值 手 动90%Ieo 开 环90%1/Kceil 自 动100%Parallel with grid Status并联运行状态启动：同时有发电机主开关合上时可允许切换到恒功率因数和恒无功运行状态封锁VDC状态Increase处于工作状态的调节器给定值增加Decrease处于工作状态的调节器给定值降低复位给定值复位给定值启动：处于工作状态的调节器给定值按斜率速度被回复到下述数值：状 态最 终 值手 动Ieo开 环100%1/Kceil恒功率因数1.0恒无功功率0%自动100%Remote SP Enable远控时给定值的控制信号。给定值由模拟量输入控制。PF Enable恒功率因数调节启动。Var Enable恒无功调节启动。Manual Enable手动调节器启动，磁场电流调节。Open Loop Enable开环控制启动，直接控制功率晶体管输出。Reserved用于以后的功能扩展。VDC Enable机端电压下降补偿启动（调差系数）。Secondary Net单机运行时为2网。数字量输入端子DIO1到4，DI5到8，（DI9到14）可以根据需要自由设定。数字量输入电平 设定范围：028VDC 数字量输入极性软件设定3.1.4数字量输出 输 出 功 能 描 述None输出没有确定Boost状态信号“强励”启动强励信号用于支持线路短路或重载时的励磁。在起励和软起励过程中，强励被封锁。Field Flashing*）在励磁投入启动时，磁场起励（建压）启动。下一次的磁场起励只能在励磁投入无效或电源被关闭后启动。在磁场起励过程中，所有调节器的输出被封锁。Reserved用于以后的功能扩展Limit Active限制器（V/Hz，Ie，PQ或UM）之一被启动或给定值到达限制位置（最大或最小位置）V/Hz Limit ActiveV/Hz限制器启动SP Limit Reached给定值到达极限位置SP Minimum Reached给定值到达最小值位置SP Maximum Reached给定值到达最大值位置Operational Limit ActiveIe, PQ或UM限制器启动Min Ie Active最小励磁电流限制器启动Max Ie Active最大励磁电流限制器启动Min PQ ActivePQ限制器启动Min UM Active机端电压下降到最小限制值以下时,最小电压限制器启动Max UM Active机端电压超过最大限制值以上时,最大电压限制器启动Voltage Relay启动=机端电压低于强励设定值无效=机端电压等于或超过强励设定值不依赖于励磁投入信号*）见3.2.2参数说明部分数字量输出端子DIO1到4,可以自由设定.3.1.5模拟量输入输 入 功 能描 述None输入没有确定Auto Remote Setpoint自动电压调节器的外部给定值输入PF Remote Setpoint恒功率因数调节器的外部给定值输入Var Remote Setpoint恒无功调节器的外部给定值输入Manual Remote Setpoint手动调节器的外部给定值输入Open Loop Remote SP开环控制的外部给定值输入Reserved 15作为以后功能扩展的备用Digital Input 910设定为数字量输入Digital Input 1112设定为数字量输入Digital Input 1314设定为数字量输入模拟量输入端子AI13，可以根据需要自由设定 模拟量输入 一个模拟量信号产生两个数字量信号3.1.6模拟量输出输 出 功 能描 述 None输出没有确定Excitation Current励磁电流 PWM调宽脉冲，控制值。模拟量输出端子AO12，可以根据需要自由设定模拟量输出电平注意：Ie 0%必须小于Ie 100% 励磁电流 PWM输出： 当用10为二进制的分辨率时，电压范围为10V到10V。3.2软件 3.2.1运行状态 自动电压调节 （Auto状态） 根据同步电机端电压调节。 备注：电流测量用于无功补偿。 手动控制 调节励磁机励磁电流。 备注：限制器不起作用。 恒功率因数或恒无功调节 （PF，Var状态） 根据同步电机功率因数或 无功功率调节。 开环控制 手动控制时，输出定值信号 备注：限制器不起作用。 电压下降补偿和无功功率分配（VDC）为了使并联运行的发电机组按比例分配无功，UN1TROL1000有一个特殊的调节方式，叫电压下降补偿控制。各机组的控制模块通过RS485连接在一起。实际上，在VDC状态时，所有AVR运行在自动电压调节状态，机端电压略有下降。因而，每一个AVR（有自己的识别号）将自己所承担的无功功率送入RS485数据总线。每个控制模块读取这些无功功率值并计算出无功功率的平均值，然后补偿电压下降造成的影响。所以，母线上的电压始终保持在100%（不需人为调整）。 工作状态可通过预先定义好的数字量输入进行选择。3.2.2参数说明系统数据： 发电机额定电压 UMNominal KV 三相或单相电压测量PTSingle Ph/Three Ph gnd 电压互感器一次侧电压 UMPrimary KV 电压互感器二次侧电压 UMSecondary V 发电机额定电流 IM2Nominal A 电流互感器一次侧电流 IM2Primary A 电流互感器二次侧电流 IM2Secondary A 空载励磁电流 Ie NoLoad A 顶值电压倍数 Kceiling V/V发电机电抗 Xq p.u. 磁场起励：Off Level Off Level % 将Off Level设定为0%，可以使磁场起励不起作用。 软起励：起励电压 Start Level %升压前延时时间 Hold Time S斜坡时间 Ramp Time S软起励只能在自动电压调节状态时有效。 限制器：V/Hz限制器V/Hz下降频率 fknee Hz斜度 Slope %/fknee 最小励磁电流限制器最小限制值 Minimum A限制器启动 Active=True/False 最大励磁电流限制器第一限制值 Maximum A持续时间 Hold Time S第二限制值 Delayed A持续时间 Hold Time S连续电流 Continuous A限制器启动 Active=True/False P/Q限制器 P/Q限制曲线由5点决定 P=0%时， Q限制值 Q（0%） % P=25%时， Q限制值 Q（25%） % P=50%时， Q限制值 Q（50%） % P=75%时， Q限制值 Q（75%） % P=100%时，Q限制值 Q（100%） % 依赖电压启动 Volt. Depend=True/False 限制器启动 Active=True/False UM限制器 在恒功率因数/恒无功控制状态下，如遇网上出