ABB-UNITROL-5000励磁系统技术培训PPT课件.ppt

ABBUNITROL5000励磁系统技术培训 1 介绍内容 系统概述系统硬件结构与EXC9000系统的比较 2 系统概述 原理说明可靠性先进性 3 基本介绍 UNITROL5000是UNITROL系列的第五代励磁调节器 不仅包含了它的前两代励磁调节器UNITROLF和UNITROLP的核心技术 同时还吸收了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 UNITROL5000系统由UNITROLF和UNITROLP平台升级而成 增添了新的精巧的解决方案和手段 例如 可控硅整流桥动态的智能化均流 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界面的应用程序编程 GAD开发工程工具 的软件包以及CMT调试和维护工具包 UNITROLP的ARCnet网络技术也被移植到UNITROL5000中 用于励磁系统内各个部分的串行通讯 4 系统框图 5 可靠性 励磁系统平均无故障时间 MTBF 25 54年ABBDCS500专业直流电流控制平台ABBLenzburg可控硅 用于高压直流输电 电力机车牵引瑞士Cesovent风机德国Murr控制电源瑞士ABBSechron大功率专业直流灭磁开关 6 先进性 图形组态编程技术 GAD开发软件软件辅助设计技术独立的四通道冗余技术专用的CMT调试软件 实现远程诊断基于DSP技术的交流采样内部ARCNET网络互联技术智能化功率柜带冗余的CROWBAR技术快速脉冲列技术 60KHz 实现残压起励 7 系统硬件 调节器功率柜灭磁系统起励 8 调节器调节器配置 UNITROL5000型励磁调节器的核心是一块COB控制板 所有的调节和控制功能以及脉冲生成等均由COB实现 此外 还有一块带数字信号处理器 DSP 的测量单元板 MUB 用于快速处理实际的测量值 这两块板按上下层结构安装 并装入一个金属箱中 形成一个独立的调节通道 在这样的配置中 利用一个扩展的门极控制器 结构上是独立的EGC 作为备用通道 用于磁场电流调节 另外一种配置是采用两套调节器组成一个完全冗余的系统 两个通道是完全独立的 可以在线维护 每个通道可以控制一个或多个并联的整流桥 输出励磁电流可高达10000A 9 调节器配置 调节通道冗余 AVR FCR BFCR D5型 10 调节器配置调节通道冗余 双自动通道 A5型 11 调节器配置调节通道冗余 A5带独立手动型 四通道 12 调节器配置冗余投入的次序 13 调节器结构 14 主控板 COB 在COB中集成了自动电压调节 各种限制 保护和控制功能 COB所使用的CPU是增强型的微处理器AN80186AM 在32MHZ时钟下工作 一个专用的集成芯片 ASIC 负责交换和储存数据 控制脉冲生成 A D和D A转换以及与励磁系统内的其它装置接口 ARCnet网络控制器 COB支持与本地控制单元 LCP 手持编程器 SPA 和CMT工具的通讯 此外 它提供串行端口 具有自诊断功能 看门狗 为了便于快速诊断和故障查找 COB配有一个七段数码显示管 COB还配有一个瞬时记录器和故障记录器 这些记录可通过CMT工具 调试和维护工具 处理 故障记录器和瞬时记录器还可以与实时时钟保持同步 15 测量单元板 MUB 滤波和数字化交流采样计算磁场电流和电压 可控硅整流器的输入电流和电压 有功和无功功率 功率因数和发电机的频率以加速功率和频率输入信号的电力系统稳压器 PSS 其控制算法以IEEEStd 421 2A型为基础自适应电力系统稳压器 替代PSS 16 扩展的门极控制器 EGC 磁场电流调节通道跟踪 以便在COB故障时实现平稳的切换备用瞬时过电流保护继电器 ANSI50 备用反时限过电流继电器 ANSI51 直流短路保护根据波形监测原理进行可控硅整流器导通监视自带电源 17 现场总线连接器 FBC 现场总线连接器FBC是COB板的二进制信号扩充接口 FBC可将最多4个设备接入现场总线 共可提供多达128路输入和128路输出 数据交换速率约为50ms 18 功率信号接口 PSI 主回路信号接口板PSI用于实现电气隔离 将磁场测量信号变换后送到测量单元板 测量信号如下 同步电压 励磁电压 励磁电流 交流侧 通过分流器和变送器测励磁电流 直流侧 为可选项 励磁电流信号的测量可通过系统电缆级联到下一块板 19 励磁调节器电源 所有的电路板的供电电源取自于24V直流母线 24V直流母线源自于两个全冗余电源组 由直流源供电的DC DC电源组 由励磁变压器的副边供电的AC DC电源组 20 励磁系统的内部通讯 励磁系统内的通讯是通过ARCnet网实现的 例如 这个内部的通讯线路被用于交换来自于或传递到可控硅整流器的控制和状态信号 此外 测得的数值和现地控制面板 LCP 的报警以及本地控制的命令也通过这条通讯线路发送 21 调节器的人机界面 现地触摸屏 LCP 显示分辨率240 648 40个字符8个模拟量信号4个棒图信号报警通知 可滚动信息打印 RS232接口现地操作 16个功能键及指示灯 22 调节器的人机界面 现地控制屏 SPA 通过光纤与COB接口现地操作参数设定信息显示 23 Windows界面的调试维护工具CMT 取代LCP进行操作试验录波故障录波 显示COB的故障波形事故历史记录 24 Windows界面的调试维护工具CMT 显示软件框图程序修改参数设定 25 与电站控制系统的接口常规I O接口方式 利用光电耦合输入和继电器输出 数字量和模拟量命令以及一些状态信号是通过快速输入 输出板 FIO 传递的 每个快速输入 输出板 FIO 包括 16个带光电隔离的数字量输入信号 用于24V回路 18个输出继电器 带有转换接点用于状态指示和报警 4个多功能模拟量输入 输入信号为 10V或 20mA 4个多功能模拟量输出 输出信号为4 20mA 3个温度测量回路用于励磁变压器温度测量 测温电阻为PTC或PT100 26 每个系统最多可配置两块快速输入 输出板 FIO 这对于大多数系统要求是足够用的 在要求有更多的数字量输入和输出的情况下 可以增加数字量输入接口 DII 和继电器输出接口 ROI 这两个接口由ARCnet网控制 与电站控制系统的接口常规I O接口方式 利用光电耦合输入和继电器输出 27 与电站控制系统的接口串行通讯方式 除了常规的I O接口方式 UNITROL5000型励磁系统还可配有串行通讯方式用于与更高层次的 不同规约的控制系统通讯 所有运行所需要的信号包括转换的模拟量信号 都可以通过这种方式接收或发送 可利用下述串行接口中的一种来实现与另一个智能系统的串行通讯 NMBA 01 Modbus适配器 NMBP 01 ModbusPlus适配器 NMBA 02 Profibus适配器 AC70BAS Advant根据协议 还可以提供其他形式的通讯规约 根据实际需要 在项目设计时也可在应用程序中添加某些功能模块 28 功率柜单桥组成 6个可控硅6个快熔 带熔断指示带冗余的 2 2 风扇组交流过电压吸收器整流器接口单元 CIN 门极驱动接口单元 GDI 整流器显示单元 CDP 二个霍尔变送器一个测温元件 29 整流器接口单元 CIN 功率柜控制核心智能监测智能控制智能传输 实现与调节器ARCNET连接智能均流智能显示 配合CDP 30 门极驱动接口单元 GDI 门极驱动板用于GDI用于单相或三相可控硅整流桥的控制运行 整流桥的所有控制功能由前级设备提供 一般为CIN板 门极驱动板根据可控硅元件的不同 内置或外接脉冲变压器 31 功率柜显示单元 CDP 显示桥臂故障显示输出电流显示CIN信号取消常规表计和指示灯 32 风机单元 每柜独立的风道冗余的风扇组 2 2 通风量 6400m3 h 33 交流侧阻容过电压吸收保护装置 接线简单损耗小要求硅元件能承受较高的dv dt 34 灭磁回路组成 采用ABB直流侧灭磁开关带20 余量的碳化硅非线性电阻ABBCROWBAR转子灭磁和过电压保护 35 灭磁方式 正常停机逆变灭磁 事故时跳灭磁开关将能量转移到灭磁电阻进行灭磁 采用SiC电阻 既用于事故灭磁 也用于转子侧过压保护 正反向过压保护采用可控硅跨接器 CROWBAR 整定方法简单 无须维护 采用独特的熄灭线技术 转子出现瞬间过电压