DAVRS1S2发电机励磁调节器四

1、1DAVR-S1/S2发电机励磁调节器2DAVR-S1/S2发电机励磁调节器一、前言一、前言 励磁控制系统是发电机组的重要组成部分，对发电机励磁控制系统是发电机组的重要组成部分，对发电机的稳定、可靠运行起着重要作用。近几年，我国的励磁调的稳定、可靠运行起着重要作用。近几年，我国的励磁调节器行业也随着现代控制技术和控制元器件的发展，取得节器行业也随着现代控制技术和控制元器件的发展，取得了一些令人瞩目的进步，生产出了数字式励磁调节器。了一些令人瞩目的进步，生产出了数字式励磁调节器。DAVRS1/S2DAVRS1/S2静止可控硅微机励磁调节器是针对静止可控硅微机励磁调节器是针对3030MWMW及以及

2、以下静止式自并励励磁系统的水、火电机组而开发的新型励下静止式自并励励磁系统的水、火电机组而开发的新型励磁装置，它集励磁控制器、可控硅整流器、灭磁及过电压磁装置，它集励磁控制器、可控硅整流器、灭磁及过电压保护装置于一个柜中，具有简练的硬件结构与丰富的软件保护装置于一个柜中，具有简练的硬件结构与丰富的软件功能，采用了先进的控制理论和全数字化的微机控制技术，功能，采用了先进的控制理论和全数字化的微机控制技术，具有多种运行方式，完备的保护功能，试验、故障录波功具有多种运行方式，完备的保护功能，试验、故障录波功能，完善的自检、自诊断和自恢复功能。能，完善的自检、自诊断和自恢复功能。3DAVR-S1/S2

3、发电机励磁调节器二、设计原则二、设计原则 设计设计DAVRS1/S2DAVRS1/S2发电机静止励磁调节器时，其性能发电机静止励磁调节器时，其性能和技术要求是以和技术要求是以GB10585GB10585中小型同步电机励磁系统基本中小型同步电机励磁系统基本技术要求和技术要求和GB7409GB7409大中型同步电机励磁系统技术要求大中型同步电机励磁系统技术要求的规定为基础，并充分考虑了用户的使用要求，达到了较的规定为基础，并充分考虑了用户的使用要求，达到了较高的水平。同时设备的设计、制造也符合高的水平。同时设备的设计、制造也符合IEC3416/1IEC3416/1汽轮发电机励磁系统技术要求的规定。

4、汽轮发电机励磁系统技术要求的规定。4DAVR-S1/S2发电机励磁调节器 三、解决的主要技术问题三、解决的主要技术问题在产品的设计、制造过程中，主要解决了下述关键技术问题：在产品的设计、制造过程中，主要解决了下述关键技术问题：n 励磁调节器应用控制程序的设计和调试励磁调节器应用控制程序的设计和调试n 励磁调节器控制面板控制程序的设计和调试励磁调节器控制面板控制程序的设计和调试n 励磁调节器整机系统的性能测试方法励磁调节器整机系统的性能测试方法n 灭磁开关的控制回路设计灭磁开关的控制回路设计n 各种励磁操作模式的参数整定和动态响应品质的确定各种励磁操作模式的参数整定和动态响应品质的确定n 励磁控

5、制系统的抗干扰设计励磁控制系统的抗干扰设计n 控制电源的可靠性设计和实现控制电源的可靠性设计和实现n 励磁调节器的配线工艺及检查励磁调节器的配线工艺及检查n 励磁变压器的制造励磁变压器的制造n 励磁调节器的整机试验和动态品质测定励磁调节器的整机试验和动态品质测定5DAVR-S1/S2发电机励磁调节器 四、产品技术特点四、产品技术特点 DAVRS1/S2 DAVRS1/S2发电机静止励磁调节器有多种控制运行发电机静止励磁调节器有多种控制运行方式：自动电压调节、手动励磁电流调节、恒功率因数调节、方式：自动电压调节、手动励磁电流调节、恒功率因数调节、恒无功调节等。自动电压调节通道以发电机机端电压为调

6、节恒无功调节等。自动电压调节通道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，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，设计了手动励磁电流控制冗余度以及用户作机组试验方便，设计了手动励磁电流控制方式，控制发电机的磁场电流为恒定值。恒功率因数控制、方式，控制发电机的磁场电流为恒定值。恒功率因数控制、恒无功控制、开环控制方式等，可根据用户运行情况进行选恒无功控制、开环控制方式等，可根据用户运行情况进行选择。为使发电机工作于安全范

7、围之内，又增加了各种限制器，择。为使发电机工作于安全范围之内，又增加了各种限制器，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、电流限制、PTPT断线等附加控制功能。断线等附加控制功能。6DAVR-S1/S2发电机励磁调节器1 1、全数字化、全数字化 从输入通道的交流采样到控制脉冲的输出全部实现数字从输入通道的交流采样到控制脉冲的输出全部实现数字化，没有模拟环节，无电位器调整，全数字化大大提高了精化，没有模拟环节，无电位器调整，全数字化大大提高了精度和可靠性，维护十分方便。度和可靠性，维护十分方便。2 2、自动、手动通道无扰切

8、换、自动、手动通道无扰切换 励磁系统具有电压调节（自动）通道，在所有运行工况励磁系统具有电压调节（自动）通道，在所有运行工况下能满足电力系统所需的自动励磁调节的要求。自动通道中下能满足电力系统所需的自动励磁调节的要求。自动通道中含有独立的手动通道，手动通道为恒励磁电流调节方式。运含有独立的手动通道，手动通道为恒励磁电流调节方式。运行中手动通道实时跟踪励磁调节柜输出的直流励磁电流，手、行中手动通道实时跟踪励磁调节柜输出的直流励磁电流，手、自动通道运行中可无扰切换。自动通道运行中可无扰切换。7DAVR-S1/S2发电机励磁调节器3 3、多种运行方式、多种运行方式 恒机端电压、恒励磁电流、恒无功、恒

9、功率因数四种运恒机端电压、恒励磁电流、恒无功、恒功率因数四种运行方式运行过程中可在线选择，相互跟踪实际值，可实现无行方式运行过程中可在线选择，相互跟踪实际值，可实现无扰切换。用户提供系统扰切换。用户提供系统PTPT时可实现空载快速跟踪系统电压，时可实现空载快速跟踪系统电压，实现机组快速并网。实现机组快速并网。4 4、完善的试验功能、完善的试验功能 可以在线修改调差率、放大倍数、微分时间常数、惯性可以在线修改调差率、放大倍数、微分时间常数、惯性时间常数等五十多个运行参数，以及进行时间常数等五十多个运行参数，以及进行5 510%10%的阶跃、的阶跃、灭磁实验。所有这些修改及实验均只需进行键盘操作即

10、可，灭磁实验。所有这些修改及实验均只需进行键盘操作即可，不用改接线。不用改接线。 8DAVR-S1/S2发电机励磁调节器5 5、完备的保护功能、完备的保护功能 具有具有PTPT断线保护、空载过压、强励反时限、低励限制、断线保护、空载过压、强励反时限、低励限制、V/HzV/Hz限制、过无功限制、过定子电流限制等，以保证发电机限制、过无功限制、过定子电流限制等，以保证发电机的安全稳定运行。的安全稳定运行。6 6、试验、故障录波功能、试验、故障录波功能 自动记录故障前自动记录故障前4 4秒，故障后秒，故障后1616秒的故障数据。故障数据秒的故障数据。故障数据包括发电机电压、转子电压、控制电压、电流、

11、有功、无功、包括发电机电压、转子电压、控制电压、电流、有功、无功、转速及保护转速及保护/ /出错标志。试验录波功能能自动记录试验过程中出错标志。试验录波功能能自动记录试验过程中的各种波形。的各种波形。9DAVR-S1/S2发电机励磁调节器7 7、完善的防止过励磁措施、完善的防止过励磁措施 调节器具有完善的调节器具有完善的V/HzV/Hz限制功能，在频率小于限制功能，在频率小于4545HzHz以下以下进入逆变灭磁状态，不会产生发电机、变压器过励磁。进入逆变灭磁状态，不会产生发电机、变压器过励磁。8 8、脉冲直接形成技术、脉冲直接形成技术 DAVR-S1/S2 DAVR-S1/S2自并励励磁系统具

12、有可靠的脉冲自封锁电路，自并励励磁系统具有可靠的脉冲自封锁电路，防止误强励、误触发。并且采用脉冲直接形成技术。一般的防止误强励、误触发。并且采用脉冲直接形成技术。一般的微机励磁都是用定时计数器（如微机励磁都是用定时计数器（如82538253或或CTCCTC）芯片来实现同步芯片来实现同步信号周期信号周期T T的测量以及产生的测量以及产生6 6相脉冲去触发晶闸管，这一般需相脉冲去触发晶闸管，这一般需要一块至少包含要一块至少包含7 7个定时器的专用脉冲产生板，不仅硬件电路个定时器的专用脉冲产生板，不仅硬件电路复杂，而且占用复杂，而且占用CPUCPU的很多时间（中断），导致脉冲形成不可的很多时间（中断

13、），导致脉冲形成不可靠，往往还需加脉冲监视电路来监视。靠，往往还需加脉冲监视电路来监视。10DAVR-S1/S2发电机励磁调节器 DAVR-S1/S2 DAVR-S1/S2系列微机励磁控制器采用脉冲直接形成技术。脉系列微机励磁控制器采用脉冲直接形成技术。脉冲产生方式非常简单自然，硬件、软件均很简单，产生的脉冲可冲产生方式非常简单自然，硬件、软件均很简单，产生的脉冲可靠性高。靠性高。 DAVR-S1/S2 DAVR-S1/S2自并励励磁系统采用优化的有源滤波测频回路、自并励励磁系统采用优化的有源滤波测频回路、可靠的脉冲放大电路、高耐压脉冲变压器，确保运行中不发生脉可靠的脉冲放大电路、高耐压脉冲变

14、压器，确保运行中不发生脉冲丢失现象。冲丢失现象。 9 9、完善的自检、自诊断和自恢复功能、完善的自检、自诊断和自恢复功能 装置自检、自诊断功能完善，可实现对装置自检、自诊断功能完善，可实现对A/DA/D通道、通道、A/DA/D采样值、采样值、测频、测频、RAMRAM、EEPROMEEPROM、发脉冲等部件及功能进行自检。自恢复功能发脉冲等部件及功能进行自检。自恢复功能采用软件看门狗采用软件看门狗( (WATCHDOG)WATCHDOG)与硬件看门狗结合技术，在程序跑飞与硬件看门狗结合技术，在程序跑飞或电源电压不正常时复位系统，系统复位后能读回复位前的整定或电源电压不正常时复位系统，系统复位后能

15、读回复位前的整定值与运行工况，保证机端电压无明显波动。值与运行工况，保证机端电压无明显波动。 11DAVR-S1/S2技术数据五、主要技术数据五、主要技术数据 主要技术参数及性能指标符合或优于主要技术参数及性能指标符合或优于GB7409GB7409和电力和电力部有关标准部有关标准 调节精度：调节精度： 0.1%0.1%额定电压额定电压 调节范围：调节范围： 5130% 5130%额定电压额定电压 强行励磁：强行励磁： 1.62 1.62倍，倍，1010秒秒 调差范围：调差范围： 15%15%，级差，级差1%1% 频率特性：频率特性： 频率每变频率每变1 1HzHz端电压变化端电压变化0.1%0

16、.1% 起起 励：励： 软起励，可做到无超调无振荡软起励，可做到无超调无振荡 12DAVR-S1/S2技术数据空载空载10%10%阶跃：阶跃： 超调量超调量5%,5%,振荡次数振荡次数3,3,调节调节 时间时间5 5S SA/DA/D转换速率：转换速率： 100 100K/SK/SA/DA/D转换量分辨率：转换量分辨率： 2 2-12 -12 可控硅控制角可控硅控制角分辨率：分辨率： 0.004 0.004度度/ /码码测量输入：测量输入： 发电机三相电压：最大发电机三相电压：最大380V380V 发电机单相电流：发电机单相电流：5 5A A励磁输出：励磁输出： 连续工作电流：连续工作电流：

17、500 500A DCA DC 过载（过载（1010S S）：）：10001000A DCA DC 13 DAVR-S1/S2发电机励磁调节器照片14 DAVR-S1/S2发电机励磁调节器照片型号：型号：S11-MFS11-MF全密封防全密封防 渗漏型励磁变压器渗漏型励磁变压器产品特点：产品特点：具有损耗低、噪音具有损耗低、噪音低、无污染的特点，是一种新型节低、无污染的特点，是一种新型节能环保专利产品。油箱的波翅代替能环保专利产品。油箱的波翅代替油管作为冷却散热元件，波纹油箱油管作为冷却散热元件，波纹油箱由优质冷扎薄钢板在专用线上制造，由优质冷扎薄钢板在专用线上制造，波翅可以随变压器体积的涨缩

18、而涨波翅可以随变压器体积的涨缩而涨缩，从而使变压器与大气隔绝，防缩，从而使变压器与大气隔绝，防止和减缓油的劣化和绝缘受潮，增止和减缓油的劣化和绝缘受潮，增强运行可靠性，正常运行免维护。强运行可靠性，正常运行免维护。15 DAVR-S1/S2发电机励磁调节器照片型号：型号：ZLSCZLSC 环氧干式变压器环氧干式变压器产品特点：产品特点：线圈间空隙用线圈间空隙用环氧树脂填充，局放低，防潮环氧树脂填充，局放低，防潮性能好，损耗低。性能好，损耗低。16 1 1、 DAVR-S1/S2 DAVR-S1/S2发电机励磁调节器系统组成发电机励磁调节器系统组成 DAVR-S1/S2 DAVR-S1/S2发电

19、机励磁调节器是由励磁调节发电机励磁调节器是由励磁调节器（器（AVRAVR）、）、大功率整流桥、灭磁及转子过压保护回路、大功率整流桥、灭磁及转子过压保护回路、起励单元、（测量用电压互感器、电流互感器）及励磁起励单元、（测量用电压互感器、电流互感器）及励磁变压器变压器6 6个部分组成，其系统原理框图如下图所示。个部分组成，其系统原理框图如下图所示。 2 2、 DAVR-S1/S2 DAVR-S1/S2发电机励磁调节器优点发电机励磁调节器优点优点：全静止、结构简单、响应速度快、运行维护简优点：全静止、结构简单、响应速度快、运行维护简 单、过压低。单、过压低。DAVR-S1/S2发电机励磁调节器组成1

20、7DAVR-S1/S2发电机励磁调节器原理图18DAVR-S1/S2发电机励磁调节器原理图19DAVR-S1/S2发电机励磁调节器原理图调节器整流灭磁原理图调节器整流灭磁原理图 20DAVR-S1/S2发电机励磁调节器原理图开关量输入原理图开关量输入原理图21DAVR-S1/S2装置布置DAVR-S1DAVR-S1面板布置图面板布置图 22DAVR-S1/S2装置布置23可控整流的输入为机端经励磁变的电压和电流：可控整流的输入为机端经励磁变的电压和电流：经过可控硅整流，整流器的输出平均电压为：经过可控硅整流，整流器的输出平均电压为：若发电机的放大倍数为若发电机的放大倍数为K KG G，机端电压

21、机端电压V Vg g与励磁电压与励磁电压E Efd fd 的关系为：的关系为：tUUmgasin232sin2tUUmgb32sin2tUUmgcfkabdIrXUU)(3cos35. 1fdGgEKV发电机励磁调节器控制过程-数学关系24 30gcgbgaUUUtUUmgasin232sin2tUUmgb32sin2tUUmgcfdfRUI UIrXCUnAdkOSFu)3(Ud发电机励磁调节器控制过程-波形关系25 60 90发电机励磁调节器控制过程-波形关系260120180发电机励磁调节器控制过程-波形关系27DAVR-S1/S2发电机励磁调节器波形图起励曲线波形起励曲线波形28DAV

22、R-S1/S2发电机励磁调节器波形图自动与手动通道切换波形自动与手动通道切换波形 29DAVR-S1/S2发电机励磁调节器波形图逆变灭磁曲线逆变灭磁曲线 30DAVR-S1/S2发电机励磁调节器波形图阶跃响应试验波形阶跃响应试验波形 31DAVR-S1/S2保护与限制1 1、强励顶值限制强励顶值限制 限制励磁电压的峰值，保护转子绝缘和发电机安全。限制励磁电压的峰值，保护转子绝缘和发电机安全。 2 2、强励定时限保护强励定时限保护 发电机励磁电流到一定值动作，调节励磁电流使其恢复到设定值。发电机励磁电流到一定值动作，调节励磁电流使其恢复到设定值。IL(p.u.)t(秒)1.4t0t0+10Ir1

23、.0323 3、低励限制低励限制限制发电机进相无功大小限制发电机进相无功大小 。说明：说明：DAVR-S1/S2限制发电机无功进相如下图：限制发电机无功进相如下图：低励限制和稳定性关系小干扰稳定极限低励限制-0.05QPDAVR-S1/S2保护与限制334、 PT断线保护断线保护检测励磁检测励磁PT、仪表仪表PT是否断线，励磁是否断线，励磁PT断线报警并断线报警并自自动切换至恒励磁电流调节动切换至恒励磁电流调节( (手动调节），防止由于手动调节），防止由于PT断断线造成机端电压测量值降低，从而造成误强励。仪表线造成机端电压测量值降低，从而造成误强励。仪表PT断线只报警，提醒运行人员断线只报警，

24、提醒运行人员PT断线。断线。5、 误强励误强励保护保护防止空载和并网励磁出现误强励，当出现误强励时，防止空载和并网励磁出现误强励，当出现误强励时，AVRAVR延时退出运行延时退出运行。6、计算机接口、计算机接口 采用采用RS-485串口，串口，MODBUS协议，采用主从式通讯方协议，采用主从式通讯方式式DAVR-S1/S2保护与限制34DAVR-S1/S2功能强大的调试软件35DAVR-S1/S2功能强大的调试软件36DAVR-S1/S2功能强大的调试软件37DAVR-S1/S2功能强大的调试软件38DAVR-S1/S2可靠性措施一、硬件结构的简单性一、硬件结构的简单性 1 1、直接交流采样技

25、术、直接交流采样技术 2 2、直接数控脉冲技术、直接数控脉冲技术 二、程序编制的标准性二、程序编制的标准性 1 1、独立性原则、独立性原则 2 2、简单性原则、简单性原则 3 3、单入口、单出口原则、单入口、单出口原则 4 4、作用域原则、作用域原则 5 5、流水线原则、流水线原则 6 6、完备的文档资料、完备的文档资料 39DAVR-S1/S2可靠性措施三、长期运行的可靠性三、长期运行的可靠性 1 1、元器件筛选及检测、元器件筛选及检测 2 2、计算机板的高低温老化、计算机板的高低温老化 3 3、168 小时的烤机运行小时的烤机运行 4 4、配线标准化、配线标准化 5 5、产品质量严格管理、

26、产品质量严格管理 四、现场调试的方便性四、现场调试的方便性 1 1、先进的调试工具、先进的调试工具 2 2、试验录波功能、试验录波功能 401 1、开机操作、开机操作(1) (1) 合高压励磁变、励磁合高压励磁变、励磁PTPT及仪表及仪表PTPT刀闸，检查一刀闸，检查一 次、二次保险次、二次保险 (2) (2) 合励磁调节柜内各电源开关合励磁调节柜内各电源开关 (3) (3) 合合A A模块电源和模块电源和B B模块电源模块电源( (对对DAVR-S2);DAVR-S2);合灭磁开合灭磁开 关关FMKFMK；合脉放电源开关；合脉放电源开关(4) (4) 发电机额定转速发电机额定转速300030

27、00转时按转时按“开机令（起励）开机令（起励）” ” 按钮投起励按钮投起励(5) (5) 准同期并网准同期并网(6) (6) 增、减磁调整无功增、减磁调整无功DAVR-S1/S2运行维护412 2、停机操作、停机操作(1) 减有功、无功到零减有功、无功到零(2) 解列解列(3) 按按“停机令（逆变灭磁）停机令（逆变灭磁）”按纽灭磁按纽灭磁 (4) 断灭磁柜断灭磁柜FMK开关开关(5) 分励磁调节柜内各电源开关分励磁调节柜内各电源开关 (6) 断开励磁调节柜内交流侧刀闸断开励磁调节柜内交流侧刀闸 (7) 励磁系统进入冷备用励磁系统进入冷备用 DAVR-S1/S2运行维护42 3 3、故障报警及其

28、处理、故障报警及其处理DAVR-S1/S2DAVR-S1/S2有有4 4个报警信号，各信号的含义及其处理方法如下：个报警信号，各信号的含义及其处理方法如下：DAVR-S1/S2运行维护指示指示含义含义处理处理PTPT断线断线 励磁励磁PTPT断线，断线，GECGEC控制器切为手动。控制器切为手动。 励磁调节柜在手动运行时，可检修励磁励磁调节柜在手动运行时，可检修励磁PTPT及相及相关的回路。关的回路。 仪表仪表PTPT断线，只报警。断线，只报警。 励磁调节柜在手动运行时，检查仪表励磁调节柜在手动运行时，检查仪表PTPT保险，保险，恢复仪表恢复仪表PTPT电压，按电压，按“信号复归信号复归”按钮复归。按钮复归。 强励动作强励动作 强励定时限动作，一般整定为强励定时限动作，一般整定为If1.4 IfNIf1.4 IfN时允许强励时允许强励1010秒秒 确认励磁电流恢复正常水平后，如信号能按确认励磁电流恢复正常水平后，如信号能按“信号复归信号复归”按钮复归，可不做处理，否则联按钮复归，可不做处理，否则联系检修或是停机。系检修或是停