华北电力大学电力系统及其自动化学科ppt课件

1、WKKL2000微机励磁调理器简介 中国电力科学研讨院王亮等中国电力科学研讨院.概述 WKKL-2000 微机励磁调理器为中国电力科学研讨院研制、开发并消费的第二代微机励磁调理器。随着全国联网的不断深化，我国电力系统规模越来越大，励磁系统对提高电力系统动态稳定性的作用也更加突出。 WKKL-2000将电科院几代专家多年电力系统稳定器PSS研讨的成果进展了产品化，国内初次胜利开发了采用改良型PSS-2A模型的电力系统稳定器PSS功能，完全处理了采用单一电功率信号的PSS-1A模型带来的“反调问题。 WKKL-2000适用于从三机励磁到自并励等各种方式的励磁系统，是现代大、中型同步发电机理想的励磁

2、调理安装。特别适用于200Mw600Mw三机励磁系统励磁调理器的改造。 .一、技术特点1. 遵于规范，高于规范 全面满足国标和行标及发电公司的平安稳定性评价要求，性能目的全面优于规范。 2. 采用经典PID+PSS控制方式 对于交流励磁机励磁系统采用转子电压硬负反响提高励磁系统的动态呼应速度，励磁系统性能目的全面满足国标和行标要求。 3. 模型明晰、准确 采用高精度浮点离散化算法，计算误差小，精度高。PID及PSS频率特性包括幅频和相频特性计算机仿真和动态信号分析仪实测结果比较，在010Hz范围内相角误差小于0.1，增益误差小于0.5%。 .4. PSS-2A型电力系统稳定器PSS，完全处理“

3、反调问题。 改良型PSS-2A电力系统稳定器模块在WKKL-2000微机励磁调理器运用，开创了国内调理器的先河。 5. 丈量精度高 每周波24点交流采样，快速傅立叶变换，完全消除零漂等对丈量精度的影响。14位高速A/D变换器，保证了丈量通道的精度和快速性。 6. 强大的网络功能 具有强大的通讯功能，双通道及调理器及功率柜之间经过可靠的现场总线CAN-BUS进展衔接，实现数据共享和协调控制。每个控制通道都提供两个独立、并进展隔离的RS232和485接口。非常方便的实现调理器与上位管理机的通讯以及与电厂DCS系统的衔接。 .7.方便、友好的人机界面 大屏幕液晶显示器，树型菜单构造，方便直观，支持在

4、线参数整定，丈量显示，实验控制等操作，能显示实验波形和缺点波形，以及缺点类型和事件SOE。 8. 方便适用的上位机管理软件 ESM-V1.0为WKKL-2000微机励磁调理器专门配套运用的上位机管理软件，支持励磁系统实时数据的的显示，参数整定，缺点记录，缺点波形显示，定值报告，实验报告的自动生成系统及打印输出。 9. 高度集成化硬件设计 WKKL-2000 采用超大规模逻辑器件CPLD，该器件经过灵敏编程能实现传统的数十个芯片组合才干完成的功能，一个芯片即完成了CPU的一切外围电路。大大提高了系统的可靠性。 .10. 国际先进的体系构造设计，控制器 + 可控硅 = 励磁调理器 WKKL-200

5、0 采用规范的6U机箱，背插构造，使得信号流流向一致，减少了信号交叉的影响，提高了系统的抗干扰才干，机箱采用全封锁构造，机箱内集成了除可控硅外励磁调理器全部元件，构造简约、紧凑。主要板件全部采用多层板，外表贴装工艺。 11. 超强抗干扰才干，100%消除软缺点经过精心的电路设计，合理的处置接地、滤波、屏蔽等方面的细节，使得安装的抗干扰才干到达严酷等级级以上的规范。 12. 运转方式灵敏多样 WKKL-2000 可以任务在双柜均流任务方式，也可以任务在主备用任务方式。用户可根据详细情况选择。 .二、主要功能1. 调理及控制功能 1.1 自动运转方式即发电机恒机端电压PID调理 1.2 手动运转方

6、式即发电机恒励磁电流PID调理 1.3 自动手动之间相互跟踪，实现各种方式下无扰动切换1.4 通道之间相互跟踪，实现通道之间无扰动切换 1.5 发电机恒定触发角运转 1.6 无功调差调理，可恣意设置正、负调差方向，调差系数0-15%恣意调理，级差1%1.7 完成发电机在空载、负载等工况下的机组稳定运转及无功的平滑调理 1.8 参数的在线修正及记录，保证掉电数据不遗失 1.9 可经过串行口或以太网将WKKL-2000发电机励磁系统接入电厂DCS系统，将调理过程中的数据实时传送到上位机，并接受上位机的控制命令.1.10、电力系统稳定器PSS附加控制 为了抑制系统的低频振荡，本调理器具有电力系统稳定

7、器功能，采用改良型的PSS-2A电力系统稳定器的模型，完全处理了单一采用电功率信号的PSS-1A模型带来的反调问题。目前这一技术曾经在三峡水力发电厂胜利投入运转，获得了明显的效果，深得三峡电厂和国调公司的好评。 PSS具有以下辅助功能： a) 自动投切； b) 手动投切； c) 输出限幅，限幅值为发电机电压标么值的5%10%； d) 缺点时自动退出运转。 e) 自动电压调理器有PSS输出信号的模拟量丈量口以及PSS相加点模拟量信号输入口，方便丈量整定PSS特性。 .限制和维护功能2.1 PT断线维护 经过两组PT间进展比较，或同一PT不同相之间的电压比较判别PT断线，励磁PT断线切手动，仪表P

8、T断线发信号。2.2 V/Hz维护压/频维护 VHz是为了防止发电机及其出口变压器出现磁饱和。限制和维护的原那么是： (a) 当 VHz设定值时，闭锁增磁,发过 V/Hz信号，限制增磁。 (b) 当 VHz(设定值时+0.05)，面板 VHz缺点指示灯亮，过V/Hz继电器动作，励磁调理器转为手动方式运转。切手动1S后，假设V/Hz依然动作，那么本通道退出运转。 (c ) 当频率大于45Hz，小于47.5Hz，等比例减小自动运转给定值。 (d) 当频率低于45Hz时，立刻退出运转。.2.3 过励限制与维护 过励限制是为了防止发电机转子励磁绕组长期过负载而采取的限制励磁措施，从转子励磁绕组发热思索

9、，当强励时，其允许的强励时间t是随发电机励磁电流Ifd2的大小成反比关系。 .过励限制和维护按照以下原那么： (a) 转子电流 I f dI f d_max时，延时1.5秒直接封锁脉冲退 出运转.I f d_max为菜单整定的瞬时过励值； (b) I f d1.1Ifdn、 I f d1.0Ifdn时计算反时限等效时间： Heat=(Ifd2- Ifdn2)*t ; Heat_n= (I f d_2set- Ifdn2)*t_set ; 其中：I f d_set:设定的强励倍数; t_set：强励时间 ；H0：显示在液晶上，便于监视。 (c) H050%，发信号，限制增磁 H080%，切手动运

10、转，并且手动运转给定值设为 90%I f d n H010%，复归过励信号 .2.4 欠励限制及维护 油开关合闸并且发电机进相运转，开场进入欠励限制和维护子程序。 假设 b Pc QD1第I条线，欠励限制，发欠励信号同时闭锁减磁，自动增磁，直到脱离欠励限制区为止，假设由于某种缺点呵斥发电机无法脱离进相区，那么在给定值到达增磁上限增磁速度同手动按钮增磁速度。假设 b Pc QD2第II条线，切手动。.2.5 触发脉冲丧失的检测 6个触发脉冲在被CPU重新回读，进展综合判别，确定失脉冲的相，并显示在液晶显示器上。失一个脉冲系统发报警信号，失两个以上的脉冲自动进展通道切换。2.6 通讯缺点检测2.7

11、 可控硅缺点检测 2.8 电源检测，监视CPU电源和24V操作电源能否正常2.9 一切的限制及维护定值以及每一种维护的投退均可在现场进展整定 .3. 其它辅助功能 3.1缺点录波功能WKKL-2000 发电机励磁调理器记录缺点前10秒缺点后10秒的丈量数据，记录的量包括，发电机电压UG1，UG2，自动给定值UGREF，手动给定值IFREF，触发角ARF，有功功率P，无功功率Q，转子电压U f d ，转子电流 I f d ，发电机频率F0，本柜输出电流ILA，它柜输出电流ILB。根本含盖了一切模拟量，缺点波形可以在控制器自带的液晶显示器进展显示，也可以经过串口上传到笔记本电脑，在EMS V1.0

12、上进展显示，处置并打印。缺点录波的启动方式分为突变量启动和缺点启动两种方式。 .3.2 实验录波功能 WKKL-2000 发电机励磁调理器可以经过手动启动的方式记录实验时的波形，如10%阶跃呼应，灭磁，甩负荷等波形，记录时间为实验启动前1秒，实验启动后19秒的时间，记录的量同缺点录波。显示方式同缺点录波。 3.3 缺点记录 可以按先进先出的原那么记录20次缺点发生时模拟量采样值，及缺点时间准确到毫秒，及缺点类型，一切信息均可在液晶显示或上位机上进展显示。 .3.4 事件记录 可以按先进先出的原那么记录20次事件发生的类型和动作时间准确到毫秒例如灭磁开关的分合，通道的投入/退出，运转方式的转换等

13、。3.5 强大的通讯功能 WKKL-2000采用规范的MODBUS协议，可以经过灵敏的通讯方式，RS232，RS485，CAN，以态网进展通道之间的通讯以及励磁调理器与DCS系统或电厂其它监控系统的接口。 3.6软件电位器功能 一切模拟量的处置回路均取消电位器，改为可以在菜单上整定的软件电位器，调试任务由此变的更加轻松灵敏。 .3.7 强大实验功能 经过控制器上的键盘操作，方便的进展调理器的各项实验，如开关量传动实验、过励限制、欠励限制、阶跃呼应实验、PSS的有补偿实验，PSS无补偿实验，交流励磁机时间常数实验等，并能进展自动录波。 3.8 完善的励磁系统管理软件 ESM V1.0，经过此软件

14、完成励磁系统实时数据显示，缺点记录，波形分析，实验导游，报告生成，数据远传，远程诊断等功能。 .三、技术目的 1. CPU类型：32位高速DSP芯片 2. 可控硅控制角分辨率：0.0048度/码 3. A/D 转换量分辨率：2-14，16 路。 4. 控制计算调理速度：3.3 毫秒 5. 调压范围：5%130% 6. 调压精度：0.5% 7. 移相范围：10150 度。上下限值可设置 8. 调差：软件无功调差、正负大小任选级差为1%。 9. 任务方式：双柜均流三机系统，主备用自励方式 10. 励磁系统装设电力系统稳定器PSS，其有效频率范围为0.1-2.5Hz。 11. 励磁系统的年强行退出率

15、不大于0.05 .12. 开关量输入输出: 20路光电隔离输入；20路开关量输出，其中4路光电隔离输出，16路继电器输出。13. 触发脉冲： 可供三相全控整流桥用的六相双脉冲，脉冲宽度100 u S,可同时触发5组以上并联运转的三相全控桥。14. D/A输出： 2路隔离的D/A转换器，每一路D/A输出均可以在菜单详细选择要输出的变量。 15. 频率特性： 频率每变化1%，发电机端电压变化不大于额定值的0.25%。16. 整定值调理速度： 可编程，满足不大于1%每秒，不少于0.3%每秒。17. 在空载额定电压情况下，当发电机给定阶跃为10%时，发电机电压超调量小于阶跃量的30%，振荡次数小于2次

16、，调理时间小于5秒。18. 当发电机零起升压时，机端电压超调量不超越额定电压的10%，振荡次数小于2次，调理时间小于5秒.四、满足的技术要求1. 励磁系统的根本技术条件符合GB/T7409.31997、DL/T 843-2003 等规范的要求。2. 励磁系统满足发电机在各种运转工况包括发电、并网、零起升压以及向110kV空载线路充电、进相下稳定、平安运转的要求。3. 励磁系统保证当发电机励磁电流和电压为发电机额定负载下励磁电流和电压的1.1倍时，能长期延续运转。4. 励磁系统的电压呼应时间在电压上升(强行励磁)时不大于0.08秒，在电压下降(快速减磁，由最大励磁电压减小到零)时不大于0.15秒

17、。5. 在发电机空载运转情况下，频率值每变化1%，自动励磁调理系统保证发电机机端电压变化值不大于额定值的0.25%。. 6. 当励磁电流在小于1.1倍额定励磁电流下长期运转时，励磁绕组两端电压的最大值不超越在交接验收时该绕组对地耐压实验电压的30%，在任何情况下不得超越70%。7. 励磁系统装设直流侧反时限过电流维护及励磁绕组过电压维护。8. 励磁系统装设电力系统稳定器PSS，其有效频率范围为0.1-2.5Hz.。同时，设置必要的维护和控制回路。9. 励磁系统可以经过各种方式接受电站计算机监控系统的监控，并按要求向电站计算机监控系统和机组LCU送入各种数据和信息。10. 在下述厂用电电源电压及频率范围内，励磁系统保证发电机负荷在额定负荷工况下长期延续运转。1) 交流380/220V系统电压偏向范围为额定值的15，频率偏向范围为3+2Hz。2) 直流220V系统电压偏向范围为额定值的20+15。.11. 与励磁绕组直接结合或经整流相衔接的电