Rolls-Royce励磁系统说明手册资料

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。Rolls-Royce励磁系统说明手册-Rolls-Royce公司300MW汽轮发电机静态励磁系统安装、调试、操作、运行和维护手册第三部分第1章运行说明手册（译自Rolls-Royce公司资料）2001年9月缩写注释&逻辑“与”摄氏度逻辑“或”oo三中取二ac交流ARU自动运行AVR自动电压调节器CB断路器CCR中控室CMR连续最大额定值D/A数模转换dc直流DCS分布控制系统EHG电液调速器FCB磁场断路器FPGA可编程门阵列HV高电压I/O输入/输出LCP就地控制盘mA毫安MCB小型电路开关mm毫米

2、MMI人机接口MVAr兆乏MW兆瓦N/C常闭N/O常开NA未使用PID比例积分微分调节PSS电力系统稳定器pu单位标幺值R-RICR-R工业控制有限公司RAM随机存储器ROM只读存储器TBA等待建议TMR三模冗余V伏特（电压）VDU显示屏运行使用说明书目录1励磁系统概述1.1环境1.2系统参数2AVR系统概述2.1冗余2.1.1三模冗余理论2.1.2冗余和系统输入输出2.2功能描述2.2.1标幺值定义2.2.2AVR2.2.2a)电压、有功、无功及转速的测量2.2.2b)运行方式选择2.2.2c)AVR自动运行方式2.2.2d)AVR手动运行方式2.2.2e)AVR与整流器手动同步2.2.2f

3、)手动整流柜控制2.2.2g)AVR与整流器手动控制的关系2.2.2h)给定值设置2.2.2i)励磁和灭磁2.2.2j)动态限制2.2.2k)电力系统稳定器（PSS）2.2.2l)无功补偿（调差）2.2.2m)恒功率因数运行方式2.2.2n)恒无功功率运行方式2.2.2o)操作接口2.3事故检测VT和CT接口转子平均温度测量方法2.6继电器模块2.6.1高度集成继电器表决模块2.6.2单继电器表决模块2.7系统输入和输出2.8可整定参数可编程试验输出指示2.10AVR的可用数据通过串口连接到DCS系统3整流器辅助柜系统描述3.1励磁系统中的主要控制信号EG809整流器辅助模块功能说明输入/输出

4、3.2.1a)输入3.2.1b)输出3.2.1c)触发脉冲故障检测3.2.2a)“看门狗”（watchdog）3.2.3整流器辅助模块的逻辑功能3.2.3a)励磁和灭磁逻辑3.2.3b)AVR或整流器手动控制选择3.2.3c)通讯3.2.3d)脉冲与模块之间电压协调3.2.3e)起励请求3.2.3f)风机故障检测逻辑3.2.3g)风机事故检测逻辑3.2.3h)整流器跳闸逻辑3.2.3i)风机选择逻辑3.2.3j)可控硅故障检测3.2.4选择开关3.2.4a)选择A组和停止B组3.2.5CROWBAR跨接器3.2.6过滤器报警3.3通讯手动控制器模块EG810功能说明定义3.3.1a)同步电压与

5、励磁电流3.3.1b)最小整流控制角3.3.1c)最大逆变角3.3.1d)触发角补偿3.3.1e)相位微调3.3.1f)数字信号输入/输出3.3.2电路结构3.3.2a)通讯与报警接口3.3.2b)手动控制触发脉冲输出报警输出3.4系统电源3.4.1电源故障3.5继电器输出3.6系统输入/输出3.6.1输入3.6.2输出3.6.3报警输入3.6.4模拟量输入信号3.6.5可调整参数3.6.5a)整流器B预置3.6.5b)故障设置旋转开关3.6.5c)正常设置旋转开关3.7逻辑图整流器4.1EX4014+ve可插拔式可控硅模块4.2EX4015-ve可插拔式可控硅模块4.3EX4016抑制单元4

6、.4EX3006触发脉冲板5硬件说明5.1AVR柜5.1.1电源配电5.1.1a)110V直流控制电源5.1.1b)220V50Hz控制电源5.1.1c)220V50Hz伺服电源EG8503AVR功能板分装配EG800自动控制器模块EG802自动电源模块5.1.4a)输入数据5.1.4b)输出数据5.1.5EG812VT和CT信号调理单元（PC3170）5.1.6EG901表决单继电器输出模块（PC3108）5.1.7EG903三重继电器输出模块（PC3107）5.2整流器柜5.2.1电源配电5.2.1a)220V50Hz伺服电源5.2.1b)380V3相50Hz电源5.2.1c)941V3相

7、50Hz电源5.2.2EX4014ac/dc+Ve整流器模块组件5.2.3EX4015ac/dc-Ve整流器模块组件5.2.4EX4016扼流圈组件EX3006触发脉冲板5.2.5a)逻辑要求5.3整流器辅助柜5.3.1电源配电5.3.1a)220V50Hz伺服电源5.3.1b)220V50Hz控制电源5.3.1c)110Vdc控制电源5.3.1d)380V3相50Hz备用电源5.3.1e)941V3相50Hz电源5.3.2EX4107整流器辅助柜就地控制盘5.3.3EG8506三模冗余整流器辅助柜功能板分装配5.3.4EG809三模冗余整流器辅助柜逻辑模块5.3.4a)输入5.3.4b)输出

8、5.3.5EG810通讯手动控制器模块5.3.5a)电源5.3.5b)附件5.3.5c)盘后连线5.4磁场断路器（灭磁开关）柜5.4.1电源配电5.4.1a)220V50Hz伺服电源5.4.1b)110Vdc控制电源5.4.1c)380V3相50Hz起励电源5.4.2磁场断路器（灭磁开关）5.4.3MC1309GP2跨接器（Crowbar）单元5.4.4MC2635跨接器隔离单元5.4.5EX4018起励回路5.4.6EX4021转子电压隔离器5.5励磁变压器表格标题1额定及详细说明2AVR参数3高集成继电器表决模块触点容量4单继电器表决模块触点容量5系统输入和输出代码6模拟量和数字量输入/输

9、出7可整定参数可编程试验输出指示辅助通讯信号列表通讯故障标志-仅仅对通讯输出的硬连接线数字量输入/输出-仅仅对通讯输出的通讯/手动到AVR数据位格式13手动控制器触发角数据位格式14通讯控制器触发角数据位格式AVR至通讯/手动数据位格式控制器配置参数表17背板安装继电器容量18数字量输入19模拟输入信号范围20模拟输入信号21EG802模块电气输入特性EG802模块电气输出特性23EX3006单个触发脉冲卡输入和输出24EX3006单个触发脉冲卡频率选择25EG809输入DIN41612联接器PL1安装26EG809输入DIN41612联接器PL2安装27EG809输出DIN41612联接器安

10、装28EG810DIN41612联接器PL1安装29EG810DIN41612联接器PL2安装图表目录1典型的励磁系统2典型输入输出方框图3AVR冗余策略4AVR方式选择5自动控制器方框图6AVR手动控制器方框图7整流器手动控制器方框图8动态限制容量特性9PSS电力系统稳定器方框图10无功功率补偿11恒功率因数和恒无功运行方式12整流器辅助柜方框图13主要控制信号14整流器手动控制状态图15励磁灭磁逻辑16起始励磁波形图17灭磁波形图18灭磁示意图19事件序列波形运行顺序原理框图公共FPGA通讯辅助FPGA通讯机器初始状态及Abel列表机器传送状态及Abel列表25机器接收状态及Abel列表2

11、6起励回路选择Crowbar跨接器操作原理方块图EG810通讯/手动模块方框图EG810模块通讯通道公共通讯就地显示典型信号显示页32主报警信号菜单33典型综合报警组定义页34报警输入典型定义35典型报警页36磁场电流控制器37PI选择38给定跟踪控制39操作AVR给定控制控制器配置主菜单图表目录41逆变跨接器时间溢出逻辑42励磁灭磁逻辑图43磁场断路器合闸逻辑44AVR整流器手动选择45整流器A跳闸逻辑回路46整流器B跳闸逻辑回路47整流器跳闸逻辑图48闭合起励输入接触器逻辑图49闭合起励输出接触器逻辑图50触发起励可控硅整流器逻辑图51断开起励输入/输出接触器逻辑图（仅对DC起励电路）52

12、风机故障检测逻辑图53风机事故检测逻辑图54整流器A风机选择逻辑图55整流器B风机选择逻辑图56对一个桥臂故障跳闸检测逻辑图57启动报警跳闸逻辑图58触发脉冲表决时间延迟逻辑图59选择开关逻辑图60延迟无激励信号逻辑图61磁场断路器跳闸逻辑图延迟励磁信号逻辑图系统电源配电图EG802模块布置图EG802模块方框图EG809模块前面板EG810通讯/手动模块前面板68辅助柜背板电源配电附图列表Rolls-RoyceIC图号名称M100-1210EX4017整流器辅助柜GA的就地控制盘总装配M100-1475励磁控制系统总体布置M100-1482AVR柜总体布置M100-1478整流器辅助柜总体布

13、置M100-1477(4张)整流器柜总体布置M100-1480(2张)磁场断路器柜总体布置M320-1250图1整个励磁系统原理图M320-1250图2整个励磁系统方框图M320-1254(4张)AVR柜原理图M310-1252(6张)整流器辅助柜原理图M320-1251(3张)整流器柜原理图M320-1253(3张)磁场断路器柜原理图PL-M100-1482(3张)AVR柜零零部件清单PL-M100-1477(4张)整流器辅助柜零部件清单PL-M100-1478(7张)整流器柜零部件清单PL-M100-1480(6张)磁场断路器柜零部件清单PL-M100-1210EX4017整流器辅助柜就地

14、控制盘部件清单M320-1119就地控制盘原理图1.励磁系统概述励磁系统的主要任务：通过控制发电机励磁电流来维持发电机端电压；维持其它发电机的运行特性；在系统发生故障时进行灭磁或停机；系统参数在运行手册第二章给出。励磁系统由下列部分组成：一套控制柜组成。AVR柜。整流柜。整流器辅助柜。磁场断路器柜励磁变压器图M320-1250sheet1所示为励磁系统原理图，图中给出了系统上述的几个部分以及他们之间的连接关系。图M320-1250sheets2所示为励磁系统框图，图中给出了系统的主要部件以及部件内部的连线关系。图1所示为一个典型的励磁系统及图2为励磁系统典型的输入/输出。励磁系统将在如下段落中

15、描述：。第2节AVR系统。第3节整流器辅助柜。第4节整流器柜。第5节硬件说明环境运行温度至40储存温度25至85相对湿度至90无结露海拔高度-小于1000m2系统参数表1列出系统设计元件参数的容量和特性，例如可调整参数、报警设定点和手动控制设定点。这些参数在控制文件内给出。这些控制文件是：QSTAVR柜硬件部分的出厂试验说明在第3章附录2。QST整流器、整流器辅助柜、磁场断路器和中控室桌面主控盘的出厂试验在第3章附录3。QST励磁系统的出厂试验在第3章附录4。QST调试说明在第二部分调试手册。参数说明励磁系统额定状态下发电机励磁电流Ifcmr2203Adc整流器额定电流Icmr（1.1倍励磁C

16、MR）2424Adc强励电流Iff(1.6*Icmr)3525Adc短路电流Isc(3*Icmr)6609Adc在发电机额定电压下顶值电压Uc930Vdc温度TambC40C并联通道数N4每组温升TstkC7系统频率f50HZ动态性能标准IEC34Part16和IEEE标准421.2.质量标准ISO9001和TicklT数字式AVR柜柜体尺寸高度2400mm宽度650mm深度800mm柜重356kg柜子防护等级IP54自动电压调节器TMRAVRRack冷却方式空气自然冷却整流器柜柜体尺寸高度2400mm(包括370mm风扇高度)宽度1200mm深度1500mm柜重1800kg柜子防护等级IP5

17、4基本柜体IP51风机与空气过滤器整流器标准IEC146整流器组数1每组并联元件数量4额定电流时需要并联元件数量3额定电流时的冗余量33%冷却方式强迫空冷额定状态下的风扇数量2额定电流(1.1*CMR)2424A强励电流4410A额定电压463V强励电压(2.5*CMR)930V强励电流输出时间20ms功率回路绝缘等级5kVrms参数说明整流器辅助柜柜体尺寸高度2400mm宽度650mm深度800mm柜重400kg柜子防护等级IP54基本柜体IP51风机与空气过滤器整流器手动系统逻辑TMR整流器辅助功能励磁变压器励磁变压器尺寸高3390mm宽3350mm深2200mm包括接线盒柜重9000kg

18、防护等级IP23初级电压20kV,3相，50Hz,接法初级过电压130%额定电压，1分钟次级电压941V,3相，50Hz,Y接法次级额定电流2430A直流方波情况下为1978A有效值次级额定容量3253kVA过负荷1.5倍额定电流。30秒连接方式/Y向量图/Y-11IEC76短路阻抗最小值6%冷却方式空气自然冷却结构干式，环氧树脂浇注绝缘环境室内，抗湿热环境最高温度45C湿度相对湿度90%，不结露应用标准IEC76或ANSIC57.12.00.绝缘等级F级额定承受脉冲电压125kV次级绝缘耐压试验5kV，1分钟电流互感器1500A/5A,50VA,0.5级，1个电流互感器1500A/5A,50

19、VA,10P10级，2个电流互感器100A/1A,50VA,10P10级，1个磁场断路器回路柜体尺寸高度2400mm宽度1800mm深度1500mm柜重量1140kg柜子密封等级IP42标准IEEE/ANSIC37.18模式MM74可插拔额定电流4000A额定电压1600V最大灭磁电压3400V主触头单极放电触头单极放电电阻非线性放电电阻额定容量3.9MJ峰值，1800V电源回路绝缘等级5kVrms起励回路电站电源AC交流容量8KW15分钟内起停次数3表1:容量与特性QST4872励磁系统出厂试验说明书包含以下资料：手动控制器参数整流器辅助柜/报警组整流器辅助柜设定值AVR设定值系列号与软件版

20、本AVR柜系列号与软件版本整流器柜系列号与软件版本整流器辅助柜系列号与软件版本磁场断路器柜QST4871整流器柜、整流器辅助柜、磁场断路器柜以及主控制室控制台的出厂试验说明书包括以下数据：报警组群QST4870AVR柜的出厂试验说明书包含下列数据：连接线及软件设置AVR设定值可调整参数（也可参考第2.8节及现场调试第2部分QST4820）AVR设定值继电器提供的数字数据输出的详细情况（也可参考第2.8节及现场调试第2部分QST4820）AVR设定值综合报警组（也可参考第2.8节及现场调试第2部分QST4820）QST4873调试报告包含以下额外的参数报警组推荐的设定值AVR控制器推荐的设定值串

21、行通讯连接的波形继电器的简述与控制功能图1典型的励磁系统AVR系统说明参考M320-1250励磁控制系统原理图，M320-1254AVR柜原理图和M100-1482AVR柜组装图。自动电压调节器（AVR）具有以下性能,以提供极好的可用性：三模冗余（TMR）控制通道，每一控制通道包含一套自动和手动控制器TMR保护跳闸为独立的或表决输出双路电源供电触发脉冲至可控硅整流元件的表决器可在线更换所有模板TMR控制器模块采用最新一代TexasDSP微处理器，以及输入输出接口电路。该模块在极短的时间内，直接从VTs和CTs进行反馈量测量，执行控制算法，并产生可控硅触发脉冲等工作。该控制器包含自动及手动两种控

22、制算法以供选择。控制算法周期通常为3.33ms，以实现最佳的响应速度。精确测量发电机的电压、有功和无功是励磁系统运行良好的关键，尤其在不平衡负载工况，例如当电网发生故障，尤为重要。因此，测量技术应确保在所有可能的不平衡负载条件下，不受噪声干扰，进行精确测量。TMR结构的每一通道实现跳闸保护功能，经过多数表决器输出。该技术确保电厂的可靠性。系统低电压电源为双路，一路电源由220V交流50Hz控制电源，第二路从直流110V控制电源供电。除此以外，220V交流50Hz控制电源，提供电源给维护用PC计算机、柜内照明、防凝结加热器。以及一个电源插座由220V/50Hz伺服电源供电。TMR自动电压调节器与

23、整流柜中的整流元件的接口是通过每个元件上的触发脉冲多数表决器实现的。装置调试和参数整定是通过一个维护PC计算机的软件完成。为了保证安全和准确调整，参数修改只能逐步增加和逐步减小。冗余TMR与其他冗余系统如主/备方式相比，有了一个重要改进，并且避免了其他冗余方式的单点故障问题。构成TMR系统的控制器，平均无故障间隔时间（MTBF）5年，强迫退出时间20年。假设系统故障在4小时内修复，而主/备方式为10年。图3为AVR/整流器冗余结构，TMR不仅可靠性高而且保护跳闸性能好。在大型静态励磁中整流器需要一个辅助系统。此装置提供了第四路备用的手动控制通道。当TMR故障时，切换到备用的手动控制通道。图1A

24、VR冗余结构三模冗余原理TMR系统具有三个独立通道，提高了可靠性和容错能力。与其它的冗余系统相比，三模冗余无须使用附加监视器或控制线路，这种线路会承担由于单个器件损坏而造成系统失败的风险。一个通道或传感器产生故障时，表决器会不接受此错误。如第一个故障没有被修复前，另一通道随后产生的故障将引起系统跳闸。为获得系统最高的可用性，快速修复故障是很重要的，在线更换模块保证了系统的快速修复。系统输入必须是完全独立。然而，对少数关键输入量的折衷兼顾是可以接受的。系统对传感器的容错性可以通过各通道间传送传感器信息，以及允许各通道在执行控制算法前，完成对收到的信息取中间值，而得以提高容错能力。因而，三个控制器

25、都以同一容错后的输入值运行，并且控制器产生总是几乎相同的输出值。由各通道产生的控制输出值表决后输出到可控硅。触发脉冲采用三个脉冲的中间脉冲，它是通过精密逻辑形式选择的。对数字量输出值，通道采取3取2的多数表决方式，由继电器和精密逻辑完成。冗余和系统输入输出方框图（图2）指明了AVR的典型输入/输出端。3个通道中的每一个均有如下独立的输入/输出信号：*模拟输入-典型的发电机电压、电流和励磁电流*模拟输出-用于维护和试验目的的可编程试验输出*触发脉冲输出到触发脉冲表决器*数字输入信号（高优先权）-例如同步触发脉冲*数字输入信号（低优先权）-例如控制按钮和厂用控制接点提示：通常认为给所有数字输入端提

26、供3个独立的接点，到三个通道是不实际的。*数字输出信号-每个输出信号均接到一个3选2表决模块功能描述2.2.1标幺值定义对所有发电机的输出电压或电流定义，1pu等于达到发电机的额定电流或电压。对励磁电压或电流定义，1pu等于达到发电机的空载额定励磁电压和电流。CMRIr被定义为一比例：（发电机在最大连续输出功率CMR时，变流器输出电流）（发电机空载额定电压时，变流器输出电流）无功功率1pu定义为连续额定输出最大值（CMR）MVA。例如：1台功率因数为0.85的发电机能达到0.85pu的额定有功和0.527pu的额定无功。强励比被定义为最大励磁电压被额定励磁电压（CMR）去除。2.2.2AVR自

27、动励磁调节器2.2.2a)电压、有功、无功及转速的测量三通道中的每一个，通过一组相隔离电压互感器取得发电机电压。电压有效值是由计算而来，采样间隔为ms，计算间隔为3.33ms。系统经过一组相隔离电流互感器取得发电机相电流。发电机电流、有功、无功由与上面叙述的相似的一个系统来计算。这种方法允许对不平衡负载来测量。发电机转速经电压互感器测量的电压得出。图4AVR方式选择电压互感器故障每一个通道都采用三个发电机电压的中间有效值。一个电压互感器的故障不会影响计算。单电压互感器故障可以通过通道比较来确定,并进行故障报警。在一个电压互感器故障报告后，系统显示另两个电压互感器测量差别，并且如果差别超过了限制

28、值，系统切到手动模式。励磁电流故障每一个通道都采用三个励磁电流的中间有效值一个励磁电流的故障不会影响计算单个励磁电流故障可以通过通道比较来确定，并进行故障报警当一个励磁电流故障报告后，系统显示另两个励磁电流测量差别，如果不在自动控制并且差别超过了限制值，退出正常切换到整流器手动控制电流互感器故障采用3组独立的电流互感器是不实际的。3个通道共享3个电流互感器，结果，一个电流互感器故障会影响所有通道的有功和无功的测量。系统识别单个电流互感器故障并予以必要补偿。在通常环境下，在不平衡负载情况下，有功和无功测量是正确的。然而，补偿一个电流互感器时,有功和无功测量不可能正确的。当2个或更多电流互感器出现

29、故障，测量有功和无功是不可能的，并且将对控制器或用于测量的限制器（如低励限制器）产生影响。2.2.2b)方式选择在一个系统内有两种控制方式，即自动和手动方式。自动方式是主要控制方式，在两个或更多VT故障时自行选择手动方式。一个控制通道故障不影响系统运行和控制。在第二个控制器故障时系统跳闸。图3所示为两种方式状态和在方式中设备状态。AVR手动控制和励磁电流反馈补偿滤波器与整流器手动控制方式是不同的.这两种方式在本章中均给出,以便于比较.2.2.2.c)AVR自动方式自动方式的主要功能是通过比较自动给定值和实际发电机端电压值，来控制发电机端电压。产生的误差信号输入到PID调节器。PID调节器的输出

30、能控制可控硅整流桥的触发脉冲。图5所示为自动控制器的简化方框图。AVR要求在空载到连续最大额定值MCR下，电压调节精度为0.5%。而PID控制器能保证电压调节精度接近0%。PID控制器有足够宽的调节范围以确保稳定控制，因而用于各种励磁系统。Kp=（比例增益）/（CMRIr*FR）Ki=积分增益Kd=微分增益Td=微分滤波器时间常数图5自动控制器方框图2.2.2d)手动方式手动方式的主要功能是通过比较手动给定值和实际磁场电流，控制发电机磁场电流。产生的误差信号输入到PI调节器，PI调节器的输出能控制可控硅整流桥的触发脉冲。这种方式允许发电机在恒励磁方式下运行，例如维护电刷装置或VT故障时。图6所

31、示为手动控制器的方框图。图6手动控制器的方框图AVR手动控制可调整参数反馈超前补偿TC=T1am反馈滞后补偿TC=T2am比例增益=Kpam积分增益=Kiam.2.2e)AVR与整流器手动同步AVR&整流器手动锁相环(PLL):同步输入信号测量和产生触发脉冲的宽度(120度)和频率(输入信号的6倍)触发脉冲相对于同步信号的位置由触发角决定触发脉冲顺序与每一个同步信号+ve的过零点同步(正常为20mS)整流器手动控制除了整流器频率外没有与PLL相关的可调整参数注释:1.频率逻辑的主要作用是滤除高频系统中的50HZ调制频率,也起到过滤输出频率的作用.此输出频率是所有有效值的平均值.滤波器的主要作用

32、是降低虚假过零点的故障,例如：锯齿波。同时允许很快地将原来的频率修改到触发脉冲的频率.表2给出AVR的参数参数静态系统默认设置说明PLL错误窗口30允许的最大暂态故障PLL频率滤波器刻度系数0.2滤波器在频率测量时的刻度系数TC=运行时间/刻度系数运行时间=1/励磁频率PLL频率缓冲器容量1这是频率测量记录的容量。频率测量是在高频系统中使用频率记录中的平均值来滤除50HZ调制频率。也就是对于500Hz系统记录容量设定为10，为了频率测量每2ms平均一次，直到2ms10（20ms）以滤除50HZ调制。记录容量=励磁系统频率/发电机的VT频率。表2AVR参数2f)整流器手动控制器+-+1+sT1c

33、m图7表示整流器手动控制器的方块图Kpcm励磁电流触发脉冲1+sT2cm+1/sTicmArcCOS手动给定点图7整流器手动控制方块图整流器手动控制器参数反馈补偿器暂态增益=T1cm/T2cm反馈补偿器滞后时间常数=T2cm比例增益=Kpcm积分滞后=Ticm2.2.2g)AVR与整流器手动控制器之间关系AVR与整流器手动控制器之间切换Kpam=KpcmKiam=1/(Kpcm*Ticm)T2am=T2cmT1am=T2cm*(整流器手动反馈补偿暂态增益)T1am=T2cm*T1cm/T2cm2.2.2h)给定值控制无论在自动或手动方式，操作员能够增减相关的给定值，但不能超出稳定和热极限状态。

34、除了励磁到低于手动限制曲线以外，自动和手动方式的切换为无波动切换。无波动切换是通过跟踪控制输出值和从机给定值实现的。2.2.2l)励磁和灭磁该系统对于全静止或永磁发电机系统的任一方式都能励磁和灭磁。启动励磁系统能够自动进行，也能由操作员控制。对于永磁发电机系统转速开关装在内部。外部系统启动起励回路，发出信号给AVR，AVR以启动设定值为起始值。当同步触发脉冲到达时，自动或手动控制器将取代起励回路的控制。起始励磁值和起始触发角限制能确保软起励控制。自动或手动给定值按斜率上升到1pu。然而如果发电机转速低于95%，给定值跟踪转速直至转速超过95%，此时给定值为1pu。操作人员能够要求在任何时候灭磁

35、。灭磁时发电机主油开关MCB应当先打开。另外，如果发电机转速低于80%，则AVR要求灭磁。在达到80%转速前，过磁通检测器会适当降低给定值。图60表示延迟的不励磁信号逻辑图及图63表示延迟的励磁信号逻辑图。2.2.2j)动态限制图8所示为动态限制特性曲线。自动无功限制器在自动方式时，在超前功率因数情况下，危及同步的稳定性，励磁系统的输出增加以维持无功达到或超过自动无功限制曲线。该信号通过报警向操作员发送信号，另外禁止减磁操作。自动无功限制曲线在调试时通过五个有功点给出。手动限制极限手动方式且有功和无功测量准确时，禁止降低手动给定值到手动限制曲线以下。如果有功增加则手动限制曲线增加，手动给定值上

36、升。手动方式，如有功和无功测量有误，操作员能够升降手动给定值。操作员负责维持足够的稳定系数。手动限制曲线确定了达到要求的无功所需要的磁场电流。在试运行时，通过五个有功点给出。如果手动给定值低于手动限制曲线则报警。图8动态限制特性曲线磁场电流限制器自动方式下，可用三个磁场电流限制器，它们是：瞬时电流限制预置延时电流限制I2t超温保护系统,基于在线热模拟技术ANSIC50.131989如果过流，则降低磁场电流极限。当磁场电流低于一连续值时，磁场电流极限则按比例上升。电压限制器自动方式下，如果发电机电压超过过电压极限，励磁系统的输出减少并报警。过磁通限制器电压/频率比例,由自动控制器计算。如果超出一

37、个预设报警值则报警，而不管主油开关的状态如何。如果一个预设跳闸值被超出，同时主油开关为打开位置时，则灭磁开关跳闸。在通常操作中，且主油开关为打开时，过磁通报警会使当前方式（自动或手动）的给定值降低。如果发电机转速下降低于过磁通下降的速度，且主油开关为打开时，给定值按转速下降。达到灭磁速度时，系统自动灭磁。2.2.2k)电力系统稳定器长输电线的电容常常给电力系统的稳定带来问题。这些不稳定会产生转子角度和有功在0.2Hz到3Hz范围内振荡。电力系统稳定器从平均有功和瞬时有功计算加速有功功率，然后处理成相位振幅准确的调节信号，以产生阻尼。图9所示为PSS的框图。图9PSS的方框图2.2.2l)无功补

38、偿无功补偿器用来分配并列发电机的无功或补偿发电机端和远方负荷之间的线路压降。当无功变化时调节发电机电压。分配无功，增益设为负，补偿线路压降，增益设为正。增益的调节范围为-20%到+20%，20%表示无功变化1pu时，发电机电压的变化。图10所示为无功补偿。图10无功功率补偿2.2.2m)恒功率因数方式恒功率因数方式下，自动给定值连续调节使功率因数维持在一定范围。该范围定义为MVAr，在需要时能调到零。运行时无功调节在一个范围，则AVR能响应电压变化，使电网稳定。控制器以预设的功率因数启动。操作员能够用给定值增、减调节运行点。恒功率因数方式暂时停止。恒功率因数方式设置时，当自动方式和有功超出预定

39、值时，恒功率因数方式自动投入。在有任何限制时禁止恒功率因数方式投入。2.2.2n)恒无功方式在恒无功方式下，自动给定值在一定范围内连续调节无功。该范围定义为MVAr，在需要时能调到零。运行时无功调节在一个范围，则AVR能响应电压变化，使电网稳定。控制器以预设的无功启动。操作员能够用给定值增、减调节运行点。恒无功方式暂时停止。恒无功方式设置时，当自动方式和有功超出预定值时，恒无功方式自动投入。在有任何限制时禁止恒无功方式。图11所示为恒功率因数方式和恒无功方式。图11恒功率因数方式和恒无功方式2.2.2o)操作接口就地显示/控制盘就地显示和控制有两个20字符显示器和22个触摸按键。该单元通过串行

40、口与系统通信，在通道故障时自动选择工作通道。显示的信息列于第二章。预设值调节预设值、增益、时间常数和极限等由维护计算机调整。故障检测本装置包含一个故障检测，它可以连续检测触发故障的五个参数。触发之前和触发之后每个参数的数据都被保存。它能以增益图表、偏差图表和放大图表显示。VT和CT接口系统提供VT和CT接口印刷电路板。印刷电路板包括控制和检查VTs，负载电阻，用于调节三个外部检查CTs，调节外部磁场电流和磁场电压变送器的负载电阻。转子平均温度检测转子电压和电流通常用于计算绕组阻值.下面的公式提供了转子温度的测量方法.R2=R11+(T2-T1)参数:R1=在温度T1下阻值R2=在温度T2下阻值

41、=从T2到T1的阻值温度系数当发电机主开关闭合时、转子温度高则发出报警继电器模块系统所有的数字输出量都是由两类继电器模块提供：高集成继电器表决模块适用于跳闸或其他高集成应用。单继电器表决模块适用于报警和数字量输出。两类继电器模块都是由安装在导轨上的端子块与外部连接的。AVR机箱和继电器模块是通过电缆连接。如果需要，可增加一个单继电器表决模块。两类模块有逻辑检测功能，判断单通道故障，所有的故障信号送到AVR故障报警。高集成继电器表决模块高集成继电器表决模块包括三个继电器，其接点设置如下：三个常开接点，每个通道一个接点。用在外部表决电路中一个常开的3中取2表决接点，用于外部表3为继电器接点额定值。

42、电阻性负载（COS=1）电感性负载（COS=0.4,L/R=7msec)5A，250V交流2A，250V交流5A，24V直流2A，24V直流表3高集成继电器表决模块接点额定值设定单继电器表决模块单继电器表决模块通过差别逻辑，进行3中取2表决，其输出有有两个转换接点供外部使用。表4为继电器接点额定值。电阻性负载（COS=1）电感性负载（COS=0.4,L/R=7msec)5A，250V交流2A，250V交流5A，30V直流2A，30V直流表4单继电器表决模块接点额定值设定系统输入和输出注意：所有数字量输入表示接点闭合。所有的数字量输出通过两对转换接点输出。不同的字母代码代表输入和输出，列于表5中

43、。类型代码说明AI模拟输入AO模拟输出DI数字输入DO数字输出to/from到/来自TB端子排L标准的就地盘V来自发电机VTC来自发电机CTDD型接触器表5系统输入和输出代码表6列出AVR系统模拟和数字量输入和输出。信号说明类型范围起止1通道A相电压互感器线电压AI100Vrms=1puTB，V1通道B相电压互感器线电压AI100Vrms=1puTB，V1通道C相电压互感器线电压AI100Vrms=1puTB，V2通道A相电压互感器线电压AI100Vrms=1puTB，V2通道B相电压互感器线电压AI100Vrms=1puTB，V2通道C相电压互感器线电压AI100Vrms=1puTB，V3通

44、道A相电压互感器线电压AI100Vrms=1puTB，V3通道B相电压互感器线电压AI100Vrms=1puTB，V3通道C相电压互感器线电压AI100Vrms=1puTB，VA相电流AI0.25A=1puTB，CB相电流AI0.25A=1puTB，CC相电流AI0.25A=1puTB，C信号说明类型范围起止1通道总励磁电流AI10V=8puTB2通道总励磁电流AI10V=8puTB3通道总励磁电流AI10V=8puTB磁场电流BAI10V=8puTB1通道试验输入到综合接点AI10V=0.1puTB2通道试验输入到综合接点AI10V=0.1puTB3通道试验输入到综合接点AI10V=0.1p

45、uTB（磁场电压）AI10V=8puTB（电网电压）AI10V=1.5puTB1通道同步电压AI10V有效值,同步变压器TB2通道同步电压AI10V有效值,同步变压器TB3通道同步电压AI10V有效值,同步变压器TB从辅助柜,采样保持信号TB1通道可编程测试输出1AO10VTB1通道可编程测试输出2AO10VTB1通道可编程测试输出3AO10VTB1通道可编程测试输出4AO10VTB2通道可编程测试输出1AO10VTB2通道可编程测试输出2AO10VTB2通道可编程测试输出3AO10VTB2通道可编程测试输出4AO10VTB3通道可编程测试输出1AO10VTB3通道可编程测试输出2AO10VT

46、B3通道可编程测试输出3AO10VTB3通道可编程测试输出4AO10VTB选择自动DITB，L选择手动DITB，L自动方式DOTB选择DCS控制DITBAVR跳闸DOTB过电压跳闸DOTB磁场电流跳闸DOTB过磁通跳闸DOTB增磁DITB，L减磁DITB，L发电机主油开关断开DITBAVR阶跃DITB信号说明类型范围起止整流器手动DITB禁止励磁DITB，L要求励磁DOTB要求灭磁DOTB程序自动励磁DOTBAVR正常DOTBAVR临界DOTBVT故障DOTB最大逆变角PhasebackDITB报警复位(接受报警输出)DITB,L综合报警输出1DOTB,L综合报警输出2DOTB综合报警输出3D

47、OTB综合报警输出4DOTB综合报警输出5DOTB自动无功限制DOTB低于手动限制DOTB磁场电流限制DOTB过电压报警DOTB过磁通报警DOTB磁场电流低报警DOTBPSS投入DITB，LPSS退出DITB，LPSS动作DOTB，LPSS运行DOTB，L恒功率因数方式投入DITB恒无功方式投入DITB恒功率因数方式DOTB恒无功方式DOTB柜体温度过高DITB1通道触发脉冲6相到触发脉冲放大TB和D2通道触发脉冲6相到触发脉冲放大TB和D3通道触发脉冲6相到触发脉冲放大TB和D信号说明类型范围起止电源1110-240交直流500WTB电源2110-240交直流500WTB1通道与辅助设备的串

48、口TB和D2通道与辅助设备的串口TB和D3通道与辅助设备的串口TB和D1通道与DCS的串口TB和D2通道与DCS的串口TB和D3通道与DCS的串口TB和D1通道与PC机显示器的串口D2通道与PC机显示器的串口D3通道与PC机显示器的串口D表6模拟和数字量输入和输出2.8可整定参数注意：重新设置能够在线调整。默认值为典型值,在调试时能够修改。表7中的默认值是标准系数值，不能用于任何特定的工程。变量类型预置值范围单位调试值说明发电机参数CMRIr预置30.5-52.7当不同步时励磁电流CMR与发电机额定电压的比值额定转速预置3000100-5000rpm3000发电机额定转速额定功率因数预置0.8

49、50.7-10.85发电机额定功率因数转子温度检测增益（G）预置1.861-400C260G=1/(R1)1puVr/1puIr转子温度检测差异（A）预置2350-400C220A=（1/）-T1转子温度报警值1预置800-200C80转子温度报警值2预置1100-200C105整流器参数强励倍数预置21-202倍数：-最大直流励磁电压/额定直流励磁电压最大直流励磁电压=Vb*1.35Vb=在CMR下桥臂之间电压励磁机频率预置40050-550HZ50额定励磁频率整流最小控制角预置150-180度50AVR最小触发角产生最大正电压=Vb*1.35*COS(最小角)逆变最大控制角预置1400-1

50、80度140AVR最大控制角产生最大负电压，保证桥可靠逆变1通道AVR同步信号相位移预置0-180-180度13同步信号相位偏移角变量类型预置值范围单位调试值说明2通道AVR同步信号相位移预置0-180-180度-109同步信号相位偏移角3通道AVR同步信号相位移预置0-180-180度130.5同步信号相位偏移角AVR同步信号保持角预置10-30度10AVR同步信号采样/保存此参数为保存时间应比同步信号的整流波形宽PLL锁相环偏差窗口预置3010-60度30PLL允许偏差窗口如超出则报PLL故障PLL锁相环相位滤波器比例系数预置0.50.1-10.2频率测量的比例系数TC=运行时间/比例系数

51、运行时间=1/励磁频率频率缓冲器记录容量预置80-101频率测量的记录容量用以保护用于高频系统的50HZ模块记录容量=励磁频率/VT频率自动方式参数自动微分增益预置0.0160-20.12自动PID-微分增益自动微分时间常数预置0.030.001-1sec0.04自动PID-在线微分时间常数自动积分增益预置0.20-100.12自动PID-积分增益自动比例增益(满载)预置201-100020自动PID-在CMR下比例增益自动比例增益(空载)预置201-100030自动PID-发电机主开关打开的比例增益变量类型预置值范围单位调试值说明手动方式参数手动比例增益预置20-1002AVR手动PI-比例

52、增益手动积分增益预置0.30-102AVR手动PI-积分增益磁场电流反馈超前时间常数预置10.1-101AVR手动励磁电流补偿滤波器磁场电流反馈滞后时间常数预置10.1-100.32AVR手动励磁电流补偿滤波器自动给定值控制自动跟踪速率常数0.05pu/秒0.05不在自动控制状态下，自动给定点跟踪发电机电压自动给定速率常数0.13pu/分0.13自动给定变化速率自动给定值下限预置0.20.1-0.9pu0.4自动给定值上限常数1.1pu1.1平均触发角时间常数常数0.1sec0.1AVR触发脉冲角时间常数通过整流器手动跟踪手动给定值控制手动跟踪速率预置0.10.01-2pu/秒0.03不在AV

53、R手动控制状态下手动给定跟踪励磁电流手动给定值速率-主开关MCB断开预置0.10.01-2pu/秒0.03AVR手动给定变化速率手动给定值速率-主开关MCB闭合预置0.10.01-2pu/秒0.01AVR手动给定变化速率手动给定值低限预置0.20.1-1pu0.4手动给定值高限-主开关MCB断开预置1.10-8pu1.1手动给定值高限-主开关MCB闭合预置30-8pu3变量类型预置值范围单位调试值说明励磁和灭磁自动起励值预置0.20.1-1pu0.4对于起励系统，自动给定设定在自动励磁的初始值。,确保AVR参考信号有足够电压自动起励完成时励磁值预置10.1-1pu自动给定的设定点设置在自动励磁

54、完成后自动励磁强励最小角预置2010-180度60自动励磁期间AVR最小整流角自动/手动灭磁时发电机的速度预置8050-100%额定85AVR灭磁时发电机的速度永磁机系统励磁时发电机的速度预置9050-100%额定95AVR发出励磁请求时发电机的速度，此速度测量来自AVR同步电源PMG关断速度预置NONO自动无功限制器有功连续最大额定值处的允许无功预置-0.16-1-0.5pu0.04自动无功限制线定义点3/4连续最大额定值处的允许无功预置-0.20-1-0.5pu0.08自动无功限制线定义点1/2最大额定值处的允许无功预置-0.24-1-0.5pu0.12自动无功限制线定义点1/4最大额定值

55、处的允许无功预置-0.28-1-0.5pu0.16自动无功限制线定义点空载处的允许无功预置-0.32-1-0.5pu0.2自动无功限制线定义点无功限制增益预置10.1-101自动无功限制器增益,决定无功限制器暂态响应变量类型预置值范围单位调试值说明禁止自动无功限制器预置NONO禁止无功限制器动作但不禁止报警手动限制器有功连续最大额定值处的励磁电流预置0.160-8pu1.9手动限制线定义点3/4最大额定值处的励磁电流预置0.160-8pu1.5手动限制线定义点1/2最大额定值处的励磁电流预置0.160-8pu1.3手动限制线定义点1/4最大额定值处的励磁电流预置0.160-8pu1.1手动限制

56、线定义点空载励磁电流预置0.160-8pu0.9手动限制线定义点禁止手动限制器预置NONO禁止无功限制器动作但不禁止报警磁场电流限制器励磁电流连续限制预置1.050.5-1.2CMRIr1.05允许连续励磁电流励磁电流瞬时限制预置4.00.5-10CMRIr2.0最大瞬时励磁电流励磁电流延迟限制预置1.10.5-2CMRIr1.1最大励磁电流以下允许时间励磁电流延迟时间预置100.1-20sec7.5最大励磁电流以上允许时间I2t限制预置341-10027最大I2t允许值I2t时间常数预置101-100sec10励磁电流减少低于门槛值I2t限制器允许时间常数励磁电流最大值预置1.60.5-2C

57、MRIr1.9最大励磁电流允许值励磁电流限制增益预置0.50.1-100.5励磁电流限制增益决定励磁电流限制器暂态响应变量类型预置值范围单位调试值说明励磁电流斜率限制常数0.5pu/秒0.5从励磁电流最大值到励磁电流连续值的斜率励磁电流限制门槛值预置1.10.5-2CMRIr1.1超过整定值I2t限制器动作禁止励磁电流限制器预置NONO禁止励磁电流限制器动作但不禁止报警启动瞬时限制预置NOYES该限制器投入使用启动延迟限制预置YESYES该限制器投入使用启动I2t限制预置NOYES该限制器投入使用磁场电流过流跳闸值预置6.00-8pu6.0超过此值AVR启动跳闸请求磁场电流过流跳闸延迟预置0.

58、50-10sec0.5磁场电流最低值预置0.50-8pu0.5低于此值AVR发出报警磁场电流最低值延迟预置1.00-10sec1.0电压限制器电压限制预置1.10.5-2pu1.12发电机允许最大电压电压限制增益预置10.01-101决定电压限制器暂态响应禁止电压限制器预置NONO禁止励磁电压限制器动作但不禁止报警过电压跳闸值预置1.30.5-2.0pu1.3超过此值AVR启动跳闸请求过电压跳闸延迟预置0.50-10sec0.5过磁通限制器过磁通跳闸延迟预置80-10sec0.5过磁通跳闸之前延迟的时间变量类型预置值范围单位调试值说明过磁通跳闸限制预置1.11-1.51.3超过此值AVR启动过

59、磁通跳闸请求过磁通报警延迟预置0.50-10sec0.5过磁通报警限制预置1.081-1.51.1变压器输出过磁通报警值过磁通下降速率预置9550-100%额定95禁止过磁通限制器预置NONO禁止励磁电压限制器动作但不禁止报警无功补偿无功补偿投入请求预置NOYES无功补偿增益预置0.03-0.2-0.20.03无功补偿时间常数预置5.00.1-20sec5.0无功补偿限制预置0.10.01-0.2pu0.1输出限制无功补偿投入时，对应的有功预置0.10-0.5pu0.1最小有功值恒功率因数方式恒功率因数初始值预置0.850.5-11恒功率因数初始值滞后预置YESYES功率因数初始值是滞后的恒功

60、率因数偏差范围预置0.020-0.2puMVAr0.01允许偏差恒功率因数控制投入所需有功预置预置0.10-0.5pu0.1恒功率因数给定值上升速率预置0.050.01-0.1pu/sec0.01给定值修改的速率变量类型预置值范围单位调试值说明恒无功方式恒无功起动值预置0-0.5-0.5puMVAr0.1无功初始值恒无功偏差范围预置0.010-0.2puMVAr0.01允许偏差恒无功控制投入时所需有功预置0.10.1-0.5pu0.1恒无功给定值上升速率预置0.050.01-0.1pu/sec0.01给定值修改的速率PSS禁止PSSYESYES不管按钮请求与否禁止PSSPSS投入值预置0.30