WKLF-200同步发电机励磁装置用户手册js200002A(2014.07.04)课件

1、WKLF-200系列微机控制同步发电机励磁装置用户手册 WKLF-200系列微机控制同步发电机励磁装置用户手册文档编号：JS200002A北京前锋科技有限公司150JS200002A 北京前锋科技有限公司本装置在安装调试及正常使用前，请用户详细阅读本手册及相应图册,并请妥善保管好与装置有关的一切资料。与本手册相关的技术资料包括： WKLF-200微机励磁装置产品图册JS212003A，JS212003LA，JS222003A WKLF-200系列励磁装置上位机通讯手册JS200004A WKLF-200微机励磁装置装置现场实验报告JS200005A版本修订记录日期 版本号 2014.07 A

2、重要提示1、本文中包含的信息仅仅是对本产品的介绍，而非产品性能或特性保障，由于技术地不断发展，我们将不断提高产品的性能及质量；因此实际产品与本文之间可能会存在差异。当发现存在类似差异时，请以实际产品为准。2、尽管我们对本手册进行了精心的准备和反复的推敲，并经过认真地核对，手册中仍避免不了存在错漏；本手册也无法涵盖产品在实际运行中的每一个细节。若您发现存在类似缺陷，请您在方便的时候予以指正。3、根据我们以往的经验，只要您仔细阅读并研究本手册的内容及所推荐的方法和建议，我们确保本文产品可以发挥其最佳效能。4、由于操作人员的误操作，或关联设备发生故障而导致的产品失效或其他意外伤害，无论本手册中是否说

3、明，我们不承担任何责任。5、在产品需要更换备品备件时，只允许采用与产品相匹配的备品备件。6、本用户手册内容如有变更，恕不另行通知。版权申明：著作人北京前锋科技有限公司未经著作人同意或依中华人民共和国版权法之允许，不得出版、摘录或翻译本用户手册中的任何内容，不得将本用户手册用于有损于著作人利益的任何商业行为。制 造 商：北京前锋科技有限公司地 址：北京海淀区长春桥路5号新起点4-908生产基地：北京怀柔区开放东路15号联系电话83传 真政编码：100089网 址：电子信箱：qianf_co_ltd目录概述1一、主要技术特点3二、装置的适应范

4、围及使用环境6三、主要技术性能参数8四、装置系统配置144.1硬件配置144.2软件配置234.3结构配置26五、Excitrol-200微机励磁调器305.1调节器硬件构成305.2调节器软件构成465.3 调节器保护配置71六、Excitrol_soft计算机操作软件包816.1软件包的安装816.2通讯连接建立846.3软件包的功能及操作描述86七、液晶触摸屏操作面板967.1 操作面板上电967.2 操作显示画面977.3 调节器配置1007.4 事件记录器1107.5 触摸屏设置1117.6 调节器信息113八、励磁装置的安装1158.1安装前检查1158.2装置的安装1158.3装

5、置的配线116九、励磁装置的试验1219.1装置的静态试验1219.2 并网前试验1259.3并网及并网后试验1299.4试验过程记录135十、励磁装置的运行操作与维护13610.1 开、停机操作规程13610.2更换调节器13810.3更换液晶触摸屏14210.4更换风机单元14310.5定期维护14410.6合理使用建议145十一、装置故障的分析及处理147概述WKLF-200系列微机控制同步发电机励磁装置是北京前锋科技有限公司研发的最新一代同步发电机励磁产品，其核心控制单元为Excitrol-200型微机控制同步发电机励磁调节器。该系列的标准型产品型号为WKLF-222；配置有双套Exc

6、itrol-200型励磁调节器及双套功率回路；具有双套调节器自动跟踪和故障自动切换的技术性能，双功率通道实现自主均流,其中一功率通道发生故障时故障通道自动切除,励磁电流转移到正常运行通道。 Excitrol-200励磁调节器为结构独立的控制单元，其功能涵盖了励磁系统所有测量、控制、调节与保护；如触发脉冲形成、模拟量测量、接点量输入输出、参数整定与励磁调节、软硬件故障监测、双机通讯、后台通讯、与PC机或液晶操作面板通讯等等。双套励磁调节通道之间只通过CAN通讯电缆连接，无任何公用部分，真正做到百分之百软、硬件冗余。Excitrol-200励磁调节器采用具有超大规模集成度的32位嵌入式DSP处理器

7、做为核心控制单元，其150MHz的主时钟频率足以应对任何复杂的快速运算；调节器内部几乎所有模拟量测量均采用快速傅立叶变换（FFT）运算，具有极高的抗工业现场干扰能力。WKLF-200系列微机控制同步发电机励磁装置可满足自并励和厂用电他励等励磁方式的工作要求，励磁方式要根据客户的合同要求来确定。装置针对不同的励磁方式在硬件配置上有少许区别，对于自并励励磁方式本励磁装置配置有交流或直流辅助电源起励单元以及可以满足“黑起励”要求的触发控制软件及所需的硬件。WKLF-200系列微机控制同步发电机励磁装置配置有完备的电流及电压保护电路，主要包括反向阻断式交、直流阻容保护电路；主桥可控硅桥臂并联阻容吸收电

8、路；交流侧压敏电压保护电路，直流侧跨接保护器阻容保护电路，桥臂过流保护电路等等。WKLF-200系列微机控制同步发电机励磁装置采用独特的相自主均流技术，在装置正常工作时能最大程度的保证所有功率柜每一相电流是均衡的。与直流侧均流相比均衡度更高，更有利于可控硅使用寿命。灭磁回路配置有灭磁开关及双向可控触发的跨接保护器，两者在紧急灭磁情况下对转子回路提供可靠有效保护，跨接保护器还能提供转子回路尖峰过压保护及大滑差失步保护双重功能。本系列包括以下两种励磁产品： WKLF-2X2Q型同步发电机励磁装置，适用于自并励同步发电机组； WKLF-2X2T型同步发电机励磁装置，适用于厂用电他励同步发电机组；X=

9、1表示单桥单功率柜配置；X=2表示单桥双功率柜配置。两种励磁产品根据不同的现场使用条件在配置上稍有差异，WKLF-2X2Q型产品包含有高压机端变压器及起励单元等元件；WKLF-2X2T型产品则包含有低压励磁变压器及励磁电源断路器。两种产品的励磁控制、调节性能完全相同。 WKLF-200系列微机控制同步发电机励磁装置遵循电磁兼容性设计，散热设计，结构设计等方面的国家标准研制而成，为励磁装置的安全、稳定、可靠运行提供保证。一、主要技术特点1.1 采用具有超大规模集成度的32位嵌入式DSP处理器做为核心控制单元，主时钟频率为150MHz；励磁调节器具有超强的数字信号处理能力。1.2 16通道模拟量采

10、集均为每周期（每20毫秒）128点高速交流直接采样，并通过快速傅立叶变换（FFT）计算各电参数基波数值，信号测量不受工业现场干扰影响。1.3 采用DSP、CPLD等超大规模集成电路，最大限度的减少硬件设计（即硬件功能的软件化设计），主控制线路板采用6层板结构，全面的表面贴装工艺。1.4 独创的同步触发控制方式，采用纯软件算法的可控硅同步触发追踪技术，可控硅移相控制精度不受励磁电源各次谐波影响。1.5 可满足各种形式的常规起励和可整定的软起励要求，具有转速令自动建压接口及自动准同期装置接口。1.6 励磁调节方式可设置为自动、手动及开环模式。自动模式可选择采用恒机端电压、恒无功功率或恒功率因数调节

11、；恒机端电压调节方式配置有用于上、下限无功功率限位过励限制、欠励限制功能；恒功率因数调节方式配置有用于确保电机不长时间超额运行以及轻载运行的稳定性的过励限制及最小无功限制功能，以及防止机端电压过高或过低的机端过、欠电压限制功能；恒无功功率调节方式则配置有用于防止机端电压过高或过低的机端过、欠电压限制功能。手动模式采用恒励磁电流调节。开环模式将退出所有闭环调节并屏蔽除硬件监测保护外的所有限制保护功能，通常用于发电机的各项时间常数测试。除开环模式外，各种调节方式可随时手动互相切换，且切换无抖动。1.7 具有全面的励磁保护和限制功能。包括：调节器内部硬件故障及电源监测、霍尔传感器故障检测、励磁输出开

12、路检测、功率柜故障检测、增减磁接点粘连保护、PT断线检测、空载励磁电流限制、空载过电压保护、灭磁失败保护、空载误强励保护、负载误强励保护，反时限强励限制、最小励磁限制、过/欠励限制、机端过/欠电压限制、最小无功限制、V/F限制、低电压强行励磁，以及各种运行模式下的励磁调节限制失效保护等等。软件故障设有两级看门狗监测保护。1.8 双机热备用功能。双套调节器通过CAN通讯电缆连接，分主、备机运行，双套调节器及功率单元软、硬件完全独立，备机自动跟踪主机运行状况；双机均正常时可操作手动切换任意指定主机通道。采用独特的双机切换优先级控制技术，在主机发生软、硬件故障，电源故障，限制器失灵，调节失效等故障且

13、故障等级恶劣于备机时，自动无抖动切换至备用通道；若备机同时发生更严重故障则在非致命故障条件下自动动转入手动模式或开环保守模式运行，致命故障动作于跳闸停机。1.9 支持电网频率为50Hz或60Hz的应用场所。1.10 支持在线参数整定，所有参数即改即用，配置参数保存于串行EEPROM中并按正、副本加CRC校验码保存，正本参数错误自动使用副本。掉电不丢失。1.11 支持多种控制操作模式。包括：就地面板按钮操作，带触摸屏的就地液晶面板操作，就地PC机运行Excitrol_soft软件包操作，远方RS485接口后台PC机(上位机)操作，通过外置调制解调器及公用电话线网络与远程PC机连接实现远程操作、调

14、试及故障诊断。1.12 完备的事件记录功能。能准确记录励磁装置的每一次就地或远方操作、装置的瞬时或永久故障信息、输入输出接点量及内部状态变位等信息，可记录最新发生的1500条事件信息，掉电不丢失。1.13 功能强大的内置录波器。励磁调节器内部配置有可同时录制两路模拟量和八路接点量的录波器；最大录波分辩率为每周期（每20毫秒）128点，最大录波时长为76秒，在录波时长内可任意配置录波追忆时间；两路模拟量可根据需要选择配置为调节器采集的所有模拟通道中的任意两个通道；录波器可手动触发或自动触发，配合Excitrol_soft软件包中的波形分析功能很方便的实现波形分析、存储、打印等。1.14 优异的抗

15、干扰性能，满足GB/T14598及GB/T17626 严酷等级为级的抗干扰测试。1.15 励磁屏就地操作显示界面标准配置为7英寸800×480点阵16:9宽屏彩色中文界面触摸屏操作液晶面板，出口设备配置中、英文双语显示。1.16 全面的电参数测量显示功能。可测量显示的电参数包括：励磁电流、励磁电压、定子三相线电压、仪用PT三相线电压、二相定子电流、电网频率、有功功率、无功功率、功率因数、可控硅触发角、累计运行时间、调节器环境温度等。1.17 采用优质进口离心风机并配备铝型材散热器或热管，热阻低，散热效果优良。1.18 快速熔断器额定分断能力可达100KA，有效保护可控硅。1.19 完

16、备的过压吸收及过流硬件保护措施。1.20 脉冲变压器耐压15kV有效隔离一次回路和二次回路。1.21 交直流侧配置隔离刀闸，便于装置维护。1.22 快速熔断器熔断，缺相故障，脉冲信号丢失，工作电源故障等功率柜故障采用集中指示。1.23 精心设计的风道大大提高功率柜散热效率。二、装置的适应范围及使用环境2.1 适应范围WKLF-200系列同步发电机励磁装置适用于电网频率为50Hz或60Hz的各种励磁方式的同步发电机励磁系统；适用图例如图2.1图2.2所示。图2.1 自并励励磁方式图2.2 厂用AC400电源他励励磁方式2.2 使用环境2.2.1环境温度 Excitrol-200励磁调节器使用环境

17、温度：低温-10，高温55；WKLF-200系列励磁装置使用环境温度为-545，环境温度变化率不大于5/h。2.2.2海拔WKLF-200系列励磁装置使用地点海拔不大于1500米，超过1500米与用户协商做降额使用。2.2.3湿度 WKLF-200系列励磁装置使用环境相对湿度不超过90%（25），且不得出现凝露。2.2.4气体污染 使用环境应无导电或爆炸尘埃，无腐蚀金属或破坏绝缘的气体或蒸气。2.2.5振动 装置安装地点所允许的振动条件：振动频率严酷度等级为（10Hz150 Hz）时，振动加速度不大于5m/s2。2.2.6厂用电条件 厂用交流电源：AC175V260V，4566Hz；厂用直流电

18、源：DC100V270V。2.2.7安装倾斜度 垂直安装，安装倾斜度不超过5%。三、主要技术性能参数3.1 励磁装置模拟量测量范围及精度模拟量测量为每周期（每20毫秒）128点高速交流直接采样测量，A/D 转换分辨率2-12。 励磁电流：0 不小于2.0倍额定励磁电流，精度不低于±0.5%； 励磁电压：0 不小于1.2倍励磁变压器二次侧额定电压峰值，精度不低于±5%； 机端电压：取自励磁PT二次侧三相线电压，0 145V，精度不低于±0.5%； 仪用PT电压：取自仪用PT二次侧三相线电压，0 145V，精度不低于±0.5%；定子电流：取自CT二次侧A、C

19、相相电流，测量范围 0 20A，精度不低于±1%； 频率测量：32.5Hz 72.5Hz 精度不低于±0.05Hz； 功率参数测量：三相五线制四象限功率参数测量，功率因数测量范围：-0-0.51.0+0.5+0, 精度不低于±2%；同步信号输入(励磁变压器二次侧)范围： 5%励磁变压器二次侧额定电压大于励磁变压器二次侧额定电压； 5V信号输入通道范围: 0 5V，精度不低于±0.5%；所有模拟量测量在环境温度从-10 55变化时波动不超过±1%3.2励磁调节器输入输出接点量容量 输入：15路光电隔离输入输出：11路继电器输出 2路晶体管输出3.

20、3 励磁调节参数 可控硅触发导前角分辨率 2-16控制调节速度：励磁电流调节：200次/s机端电压调节：100次/s3.4 励磁电流调节器性能指标 给定值调整范围以及调整速率均可按用户习惯整定，默认值为：给定值上限：120%给定值下限：15%给定值调整速率：5%/s 励磁电源波动不大于±20%时，励磁电流输出波动不大于±0.5%； 励磁绕组直流电阻波动不大于10%时，励磁电流输出波动不大于±0.5%；3.5 机端电压调节器性能指标 给定值调整范围以及调整速率均可按用户习惯整定，默认值为：给定值上限：1.10 p.u.给定值下限：0.90 p.u.给定值调整速率：0

21、.01p.u./s 机端电压静差率（无功电流调差退出）：±0.5%； 无功电流调差范围：±20%，无级整定； 空载运行频率变化1%时，端电压变化率±0.2%； 空载额定电压下，给定阶跃±10%时，端电压超调量不大于阶跃量的50%，摆动次数不超过3次，调节时间不超过10秒； 突然零起升压时，端电压超调量不超过额定值的15%，摆动次数不超过3次，调节时间不超过10秒；3.6 功率因数调节器性能指标 给定值调整范围以及调整速率均可按用户习惯整定，默认值为：给定值上限：0.60给定值下限：1.00给定值调整速率：0.05/s 在功率因数调节器的上、下无功功率限定

22、范围内，额定功率因数条件下，有功功率波动额定值的±50%时，功率因数波动不大于±2%；3.7 无功功率调节器性能指标 给定值调整范围以及调整速率均可按用户习惯整定，默认值为：给定值上限：1.0 p.u.给定值下限：0 p.u.给定值调整速率：0.02 p.u./s 额定无功功率条件下，有功功率波动额定值的±50%时，或定子电压波动±10%时，无功功率波动不大于±2%；3.8 辅助电源 交、直流双路电源并联供电，任意一路故障装置运行不受影响，双路电源同时掉电能可靠跳闸停机。 交流电源输入：AC90V264V，4763Hz；直流电源输入：DC127

23、V370V3.9 串行通讯接口 Excitrol-200励磁调节器提供有四个异步串行通讯接口 PORT1：隔离的标准9线制RS232串行通讯接口，通讯速率不低于57600Bit/S,用于与就地PC机直接连接或通过调制解调器及公用电话网与远程计算机连接，支持调制解调器的初始化配置自动摘机。 PORT2：隔离的RS485串行通讯接口，并带有24V电源输出，通讯速率不低于57600Bit/S，用于与就地液晶操作面板连接。PORT2和PORT1通讯连接不得同时进行。 PORT3：CAN总线串行通讯接口，通讯速率500KBit/S，用于双套调节器之间数据交换。 PORT4：隔离的RS485串行通讯接口，

24、配置有标准MODBUS RTU模式通讯规约，通讯速率可配置为不超过57600Bit/S ；用于调节器与后台计算机通讯，支持后台测控。3.10 人机界面分 辨 率：800×480点阵屏幕尺寸：7英寸16:9宽屏（标准配置）或更大尺寸（可选配置）色 彩：65536色背 光：LED界面语言：中文（出口设备中、英文双语）触摸面板：4线模拟电阻式3.11 柜体尺寸及防护等级柜体外形尺寸: 800mm(宽)×800mm(深)×2200mm(高) 颜 色: RAL7032（Pebble grey 卵石灰） 防护等级: IP31 柜体外形尺寸及颜色亦可依用户要求定制3.12 Ex

25、citrol-200励磁调节器型式试验 Excitrol-200励磁调节器可满足DL/T 478-2001 静态继电保护及安全自动装置通用技术条件型式试验考核。主要试验项目包括：3.12.1 低温试验环境温度降低至-10时，测量值偏差不大于±1%3.12.2 高温试验环境温度升高至55时，测量值偏差不大于±1%3.12.3 绝缘试验使用500V绝缘表测试，回路对地及回路之间绝缘电阻为500M3.12.4 耐压试验工频耐压试验加电压后经一分钟无闪络击穿现象，大于60V电压回路试验电压为2KV，小于60V电压回路试验电压为500V。3.12.5 冲击电压试验大于60V电压回路试

26、验电压为±5KV，小于60V电压回路试验电压为±1KV。3.12.6 耐湿热性能试验标准规定的湿热条件下，试验电压为耐压试验的75%。3.12.7 静电放电干扰 试验等级3级，试验电压±6KV。3.12.8 脉冲群干扰试验等级3级，频率分别为1MHz及100KHz的衰减振荡波；第一半波电压幅值, 共模为2.5KV, 差模为1.0KV。3.12.9 快速瞬变干扰试验等级3级，试验电压以共模方式施加, 脉冲的重复频率为5kHz, 正负极性各试验一次, 每一极性试验时间为1min。大于60V电压回路试验电压为±2KV，小于60V电压回路试验电压为±1

27、KV。3.12.10 电源影响试验辅助控制电源在-20%到+10%之间波动时，调节器测量值波动不大于±1%。3.12.11 功率消耗试验辅助控制电源及测量回路功率消耗符合标准要求。3.12.12 振动试验3.12.12.1 振动响应试验 三轴向试验频率10-150Hz，试验频率60Hz时定振幅（0.035mm），试验频率>60Hz时定加速度（5m/s2），三轴各1次8分钟。振动过程中通电测试，性能正常；产品无紧固零件松动、机械损坏现象。3.12.12.2 振动耐久试验 三轴向试验频率10-150Hz，加速度10m/s2，三轴向各20次，每次8分钟。产品无紧固零件松动、机械损坏现

28、象；振动后通电测试, 性能正常。3.12.13 冲击试验 三轴向加速度峰值150m/s2，脉冲持续时间11ms，三轴向各冲击3次。产品无紧固零件松动、机械损坏现象；冲击后通电测试, 性能正常。3.12.14 碰撞试验三轴向加速度峰值100m/s2，脉冲持续时间16ms，每一方向脉冲次数1000次。产品无紧固零件松动、机械损坏现象； 碰撞后通电测试，性能正常。四、装置系统配置4.1硬件配置WKLF-222Q/222T型微机控制同步发电机励磁装置的电气原理图分别如图4.1/4.2所示。整个装置由两柜体组成，其中一柜体集中了双套调节器单元，灭磁回路，起励回路，一套可控硅整流桥，均流控制模块，脉冲触发

29、模块及继电输出模块等；另一柜由一套可控硅整流桥，均流控制模块，脉冲触发模块等组成。WKLF-212Q/212T型微机控制同步发电机励磁装置与WKLF-222Q/222T型微机控制同步发电机励磁装置相比仅仅少一套独立的可控硅整流桥柜。装置的主要电气配置由以下几部分构成：4.1.1主回路主回路采用三相全控桥式整流电路,当本装置为双功率柜配置时，由-V1-V12六个可控硅元件组成，主回路交流输入侧配有用于交流侧浪涌吸收的三相形连接的压敏电阻板-AP13和-AP14，反向阻断式阻容过压吸收电路以及用于相均流检测的电流互感器-TA1-TA6。三相全控整流桥每个桥臂均配有一只用于过流保护的快速熔断器，编号

30、为-FU1-FU12；每只快速熔断器均配有熔断指示单元。主回路单元还配置有用于可控硅换相过电压吸收的阻容吸收板，其设备编号为-AP1-AP12。双套可控硅整流桥由双套励磁调节器中的主通道调节器输出的六路触发脉冲触发顺序导通，从桥臂输出相应的励磁电压。双桥通过柜内各自的均流控制模块实现自主均流。主回路可控硅的参数、散热器型式及快速熔断器参数根据同步发电机额定励磁电流、电压的实际值选择，在现场实验报告中有明确记录。4.1.2灭磁回路 灭磁开关作为机组事故紧急灭磁元件，只在励磁事故或发电机保护跳闸时分断；机组正常停机灭磁及手动灭磁时灭磁开关保持吸合，由三相全控桥逆变完成灭磁工作，以减少灭磁开关的动作

31、频次，提高其使用寿命。灭磁开关分断后，功率柜与励磁绕组的连接关系物理切断，励磁绕组储能通过跨接保护器接入灭磁电阻-R16而消耗掉。灭磁开关配置有电动操作机构；Excitrol-200励磁调节器配置有灭磁开关电动操作接口，可通过调节器的串行通讯接口以多种模式从就地触摸屏或远方计算机操作灭磁开关分、合闸；也可通过硬接点连线从DCS或其他操作面板进行远方分、合操作。灭磁开关配置有多组辅助接点，其一连接至励磁调节器单元反映灭磁开关的位置状态其二连接至励磁屏面板指示灯，其三直接连接至对外接线端子一对常开常闭接点，供励磁事故解列发电机之用，其四直接连接至对外接线端子一对常开常闭接点，供中控室或DCS灭磁开

32、关指示使用。跨接保护器由触发控制器及双向可控硅并联组件构成，触发控制器在励磁输出电压超过其定值时输出触发脉冲并开通跨接保护器可控硅，从而避免励磁回路过压。跨接保护器既可满足机组事故紧急灭磁所需又可满足机组大滑差失步保护之用。4.1.3励磁变压器应用于自并励场所的WKLF-2X2Q型励磁装置配置有高压三相干式整流变压器，一次侧电压为6.3KV或10.5KV，二次侧电压等级及容量由发电机励磁参数确定；F级绝缘。应用于厂用交流电源他励场所的WKLF-2X2T型励磁装置配置有低压三相干式整流变压器，连接组别为Y/-11，一次侧电压为AC400V，二次侧电压等级及容量由发电机励磁参数确定；B级绝缘。本装

33、置变压器的容量及变比根据电机的实际参数选择。本装置也可以使用用户既有的或由用户自行订购的励磁变压器，但变压器的容量及二次电压应满足设计要求；对励磁变压器的连接组别则不做要求。图4.1：WKLF-222Q型微机控制有刷同步发电机励磁装置电气原理图图4.2：WKLF-222T型微机控制有刷同步发电机励磁装置电气原理图4.1.4励磁调节器 WKLF-200系列励磁装置采用两台功能等同的Excitrol-200型微机控制同步发电机励磁调节器作为励磁系统的A(-AA)、B(-AB)两套核心控制、调节及保护单元。两套调节器均能独立完成同步发电机的起励控制、励磁自动或手动调节、励磁系统的所有限制保护、多种模

34、式的串行通讯及就地、远方操作等功能；双套调节器之间没有任何软、硬件公用部件，只通过高速CAN总线连接以交换运行数据，分主、备机运行，备机自动跟踪主机运行状况；双机均正常时可操作手动切换任意指定主机通道。Excitrol-200励磁调节器采用具有超大规模集成度的32位嵌入式DSP处理器做为核心控制单元，其150MHz的主时钟频率足以应对任何复杂的快速运算；调节器内部几乎所有模拟量测量均采用快速傅立叶变换（FFT）运算，具有极高的抗工业现场干扰能力。Excitrol-200型励磁调节器采用了独特的切换优先级控制技术，在主机发生软、硬件故障，电源故障，调节器限制调节器失效等故障且故障等级恶劣于备机时

35、，自动无抖动切换至备用通道；若备机同时发生更严重故障则在非致命故障条件下自动转入手动模式或开环保守模式运行，致命故障（即励磁事故）则动作于跳闸停机。每个Excitrol型励磁调节器都设置有软标签，标签记载的信息包括调节器型号、序列号、软件版本号、制造日期、制造商名称及联系电话。其中调节器序列号是区别不同调节器的唯一标识，从调节器上传的所有文件包括调节器配置文件、录波图文件以及事件记录文件都包含有该标识。4.1.5起励单元WKLF-2X2Q型励磁装置配置可以通过“残压起励优先”选项来选择起励方式，当选择为后备电源起励时，起励电源取自交流或直流控制电源，在各种形式的开机令之一有效时，调节器控制起励

36、接触器-Q1吸合，并监测机端电压；当机端电压达到起励单元切除端电压定值时，调节器控制起励接触器-Q1释放，并触发功率回路完成起励建压过程。当选择为残压起励时起励接触器-Q2吸合将-R14接入，调节器输出六路相同高频触发脉冲使可控硅整流桥工作在不可控三相全桥整流模式，并监测机端电压；当变压器二次电压达到约30V时，调节器控制起励接触器-Q2释放，调节器脉冲输出转换为正常同步触发模式并触发功率回路完成起励建压过程。 当发电机残压大于起励单元切除端电压定值时，调节器将不使用起励单元而直接触发功率单元完成起励建压过程。WKLF-2X2T型励磁产品由励磁电源直接他激起励，无须配置起励单元。4.1.6测量

37、指示元件 (1)本装置配置有用于励磁电流(-P1)、励磁电压(-P2)及机端电压(-P3)显示的常规表计，为显示直观，标准配置为指针式仪表。 (2) 用于励磁电流和励磁电压的测量的霍尔电流(-B1)和霍尔电压(-B2)传感器；霍尔电流、电压传感器的工作电源从双套励磁调节器获得，其输出的信号直接送至励磁调节器单元。 (3)从励磁专用机端电压互感器上获取的三相机端电压信号通过熔断器-FU19、-FU20、-FU21直接送至A、B套励磁调节器单元。 (4)从仪用机端电压互感器上获取的三相机端电压信号通过熔断器-FU22、-FU23、-FU24直接送至A、B套励磁调节器单元。 (5)从机端电流互感器二

38、次获取的A相及C相定子电流信号依次串联至A、B套励磁调节器单元；由于双套调节器的定子电流信号为串联连接，在发电机运行中若需更换A或B套调节器单元，需先将对应调节器的两路电流信号短接，在端子排-X6上设有专用的短接端子。 (6)本装置仪表板单元安装有交流电源、直流电源、并网指示及故障指示等不同颜色指示灯；在故障指示点亮时说明励磁系统（包括励磁装置及其外部关联设备）存在非正常状况，但并不一定表明励磁装置自身存在故障，需根据液晶触摸屏面板显示的故障信息加以区分。(7)本装置若为双桥均流配置时还装配有相均流指示的表计-P5-P10。4.1.7液晶面板 液晶面板-P4为本装置就地操作、参数配置、信息显示

39、等的人机交互平台；标准配置为800×480点阵7英寸彩色中文显示触摸屏液晶面板，出口设备配置中、英文双语显示。 液晶面板通过RS485通讯接口及通讯电缆(Excitrol-TFT-3)与A（B）套励磁调节器单元进行通讯，读取调节器内部信息并对调节器进行参数配置。液晶面板的工作电源通过Excitrol-TFT-3型通讯电缆并联取自A、B套励磁调节器单元PORT2端口，供电容量为24V/500mA。在进行必要的操作后，切断任意一套调节器均不影响液晶面板正常工作。4.1.8辅助电源系统辅助电源系统指给装置内部励磁调节器及其他控制回路供电的交、直流控制电源回路。(1)交流控制电源本装置的交、

40、直流控制电源分别取自厂用交、直流控制电源系统，配电开关容量应不小于10A。装置内部使用交流控制电源的回路有：a、通过熔断器-FU25及断路器-QF3至A套励磁调节器b、通过熔断器-FU25及断路器-QF5至B套励磁调节器c、通过熔断器-FU28至装置面板调试用辅助电源插座d、通过熔断器-FU31及风机控制继电器-K15常开接点至风机1e、通过熔断器-FU32及风机控制继电器-K16常开接点至风机2(2)直流控制电源本装置标准设计需从外部引入直流控制电源，其电压等级可以是DC220V或DC110V，无极性要求；配电开关容量应不小于32A。装置内部使用直流控制电源的回路有：a、通过熔断器-FU26

41、、-FU27及断路器-QF2至A套励磁调节器b、通过熔断器-FU26、-FU27及断路器-QF4至B套励磁调节器c、通过熔断器-FU26、-FU27至灭磁开关分合闸操作回路d、通过接触器-QF6至起励回路（仅在自并励方式使用） (3)液晶面板工作电源液晶面板工作电源为装置内部使用电源，它由双套励磁调节器串行通讯接口PORT2并联提供， 电压等级为DC24V，负载能力为每套调节器500mA。该电源与调节器内部串行通讯接口电路使用的电源为同一个电源，并有共同的输出短路保护及监视，外部短路将导致串行通讯连接故障，因此除给液晶触摸屏面板使用外不允许分配给其他用电单元。(4)柜内操作电源柜内操作电源同样

42、为装置内部使用电源，它由励磁调节器的75和74号端子提供，双套励磁调节器输出并联；电压等级为DC24V，负载能力为每套调节器500mA并带有输出短路保护及监视。该电源用于柜内接点量输入及输出，包括外接输入接点、指示灯，输出继电器等；在用户有特殊要求增加非标准元件(如4-20mA励磁电流、电压输出变送器等)需要用到工作电源时也由该电源提供。在该电源故障时励磁装置的所有输入、输出接点量逻辑都将发生紊乱，因此不允许用来给柜外任何单元供电。4.1.9接点量输入输出(1)装置配置有用于“远方/就地”操作切换，“开机”控制，“停机”控制，“增磁/减磁”控制,灭磁开关操作，功率柜投切等常规硬件按钮；不经常使

43、用的操作按钮则通过液晶触摸屏面板上的软按钮实现。(2)装置外部输入接点量装置外部输入接点量应为无源干接点，接点容量不应小于DC24V/1A。·发电机主断路器辅助接点，输入至对外接线端子排-X5的38#和41#端子·转速令输入接点，输入至对外接线端子排-X5的39#和42#端子·同期装置增磁输入接点，输入至对外接线端子排-X5的40#和43#端子·同期装置减磁输入接点，输入至对外接线端子排-X5的40#和45#端子·发电机保护动作输入接点，输入至对外接线端子排-X5的31#和32#端子·灭磁开关远方操作输入接点，输入至对外接线端子排-X

44、5的26#、28#和29#端子·其他远方操作输入接点(3)装置输出至柜外接点量·用于保护跳闸的灭磁开关位置辅助接点，该组接点为未经扩展的转换接点，负载容量DC110V/6A或DC220V/3A或AC220V/10A。·用于信号指示的继电器常开干接点，经继电输出模块输出，接点容量为AC250V或DC30V/3A,功率柜故障，风机故障输出的信号接点容量为AC125V/0.5A或DC24V/1A。包括：a、电力系统稳定器(PSS)投入指示(用户选配)，输出至对外接线端子排-X5的58#和59#端子，PSS投入时接点吸合。 b、励磁事故输出，输出至对外接线端子排-X5的6

45、2#和63#端子，励磁系统(包括装置本身和机组与励磁相关系统)发生必须跳闸停机的励磁事故时接点吸合并保持0.5秒。 c、灭磁开关位置指示输出，输出至对外接线端子排-X5的64#和65#，66#和67#端子，供远方指示灭磁开关状态使用。 d、保护及限制器动作指示接点输出，该部分输出接点为转换接点输出，保护及限制器动作时接点吸合。4.1.10后台上位机通讯接口本装置标准配置提供有与后台上位机通讯的RS485串行通讯接口，该接口位于对外二次接线端子排-X5的83#(RS485A)、85#(RS485B)、87#(PE)。有关通讯设置及后台可操作寄存器地址定义请参考WKLF-200系列励磁装置上位机通

46、讯手册。4.1.11就地计算机或调制解调器(MODEM)通讯接口本通讯接口位于A、B套励磁调节器上，接口编号为PORT1；本装置标准配置中不包括计算机及调制解调器，但提供与计算机直接连接的专用通讯电缆及Excitrol_soft软件包；在与计算机就地连接时，必须使用专用通讯电缆；与调制解调器连接则应使用其自带的标准电缆。4.1.12励磁电流、电压4-20mA变送输出（用户选配）励磁电流变送器-B3的规格固定为0-75mV/4-20mA，其输入信号取自分流器-R1两端(0-75mV)，在励磁电流输出为电流表-P1满度电流时，变送器输出为20mA；-B3的工作电源取自柜内DC24V操作电源，其4-

47、20mA信号输出至对外接线端子排-X5的79#(+)和80#(-)端子。励磁电压变送器-B4的电压规格根据励磁变压器二次侧线电压的峰值选取，其输入信号取自励磁输出的两极，在输入电压的有效值等于变送器的额定输入电压时变送器输出为20mA。-B4的工作电源取自柜内DC24V操作电源，其4-20mA信号输出至对外接线端子排-X5的81#(+)和82#(-)端子。4.2软件配置4.2.1 WKLF-200系列励磁装置的各功能软件配置于双套Excitrol-200励磁调节器中，双套调节器的配置完全相同。包括以下功能软件模块：a、 任务调度等系统软件模块b、电参数A/D采集及快速傅立叶（FFT）变换模块c

48、、恒励磁电流控制调节PI模块d、恒机端电压控制调节PID模块e、恒功率因数控制调节PID模块f、恒无功功率控制调节PID模块g、起励及软起励控制模块h、无功电流调差控制模块i、电力系统稳定器(PSS)模块（选配）j、接点量输入输出控制模块k、同步跟踪及可控硅触发脉冲产生控制模块l、配置参数管理功能模块m、励磁保护功能模块n、励磁限制功能模块o、计算机就地/远程操作通讯控制模块p、液晶触摸屏通讯控制模块q、后台上位机通讯控制模块r、双套调节器通讯及双机切换控制功能模块s、事件记录器功能模块t、录波器功能模块u、辅助功能模块图4.3：Excitrol-200微机励磁调节器功能原理描述图4.2.2

49、Excitrol_soft计算机就地或远程控制操作软件包。 该软件包运行于Window98以上操作系统，可实现对励磁装置的全方位控制及调试，并能下载配置参数表、事件记录及录波图文件存档、打印等。Excitrol_soft软件包具有调制解调器操作接口，可通过公用电话网络远程连接励磁调节器，对励磁设备进行全方位操作、参数整定及调试；紧急情况下技术支持不受时间、地域限制，特别适合于设备出口应用场所。图4.4：Excitrol_soft计算机软件包操作监控界面4.2.3 触摸屏监视操作软件包。 该部分软件配置于用于就地显示操作的触摸屏面板中。本装置配置触摸屏面板为标准HMI人机界面，通过串行通讯从双套

50、励磁调节器获取数据，并将各种操作命令实时下发给励磁调节器。本部分软件将调节器内已定义的各类变量直观显示为一幅幅监视操作界面图形，以方便运行维护人员使用。4.3结构配置WKLF-200系列微机控制同步发电机励磁装置的柜体结构图如图4.5所示。图4.5：WKLF-222微机控制同步发电机励磁装置柜体结构图(1)图4.5：WKLF-222微机控制同步发电机励磁装置柜体结构图(2) 本装置的标准结构配置为钢质双柜体结构，励磁主回路及控制操作单元按图4.4所示安装于励磁柜内，柜体尺寸为800×800×2200mm，颜色为浅驼灰(色标号RAL7032)。 调节器柜从前往后依次为玻璃门，

51、面板，调节器安装板和主回路。面板部分从上至下分别为仪表板，调节器封板和下封板；各层封板均配置可向左前旋转打开90º的独立开启门结构以方便维护检修。下封板后侧安装有交流刀闸(-QS1)，励磁电源进线接线端子排-X1，端子排-X1也就是-QS1下侧的交流母排；在现场安装接线时打下封板门即可操作。柜体后视从上至下分别为风机连接面板，反向阻断式阻容吸收电路，可控硅安装板及主回路连接母排，直流刀闸，直流侧并柜母排，灭磁开关，跨接保护器器组件，灭磁电阻。均流控制模块，脉冲触发模块，继电输出模块分别位于柜体的两侧。风机单元-AR作为一个结构独立部件安装于柜顶，通过-X12与柜内航空插座-X13连接

52、，在线更换风机单元时无需开启励磁柜后门，提高了操作的安全性；离心式风机启动后向上抽风，并沿径向排出，增加了风道内外气压差。 功率柜在结构上除了没有调节器单元，过压吸收回路，灭磁回路，起励回路以及仪表面板上仅含有六只相均流表计和两只功率柜投切旋钮外，其余与调节器柜结构基本相同。本系列装置在不同的励磁方式应用上配置稍有差异；适用于自并励励磁方式的WKLF-2X2Q型励磁装置包含有起励单元、起励电源开关-QF6，以及高压励磁变压器-T1；-T1的一、二次接线需在现场安装时连接；而适用于厂用AC400V电源他励励磁方式的WKLF-2X2T型励磁装置则不包含上述元件但含有低压励磁变压器-T1。两种励磁方

53、式下-T1均需单独安装。五、Excitrol-200微机励磁调器Excitrol-200微机励磁调节器是WKLF-200系列微机控制同步发电机励磁装置的核心控制、励磁调节及保护单元。该型装置采用两台软、硬件功能完全相同Excitrol-200微机励磁调节器分A、B套运行，A、B套均可以主机运行，当A(B)套调节器为主机运行时，B(A) 套调节器自动转入备机运行时，备机不接受任何励磁操作控制(通讯及调节器配置，录波操作等除外)，备机自动跟踪主机的运行参数及状态且其触发脉冲及控制输出完全被封锁(故障报警输出除外)；主、备机分别不断进行各自的软、硬件自检及运行参数测量，与备机相比，主机还要不断进行励磁的控制与调节，并判断励磁调节是否正常。一旦主机调节器发生故障，在备机调节器正常或备机调节器的故障致命等级低于主机时，备机调节器自动转入主机运行，原主机调节器则失去对励磁系统的控制调节权而转入备机运行(自动切换)；若主机调节器故障时备机调节器发生的故障致命等级高于主机时，则不会进行调节器切换，在主机调节器故障为非致命故障转入手动模式或开环保守模式运行，致命故障(励磁事故)则动作于跳闸停机。每个Excitrol型励磁调节器都设置有软标签，标签记载的信息包括调节器型号、序列号、软件版本号、制造日期、制造商名称及联系电话。其中调节器序列号是区