R-R励磁调节器AVR运行说明手册

1、 300 MW汽轮发电机 静止励磁系统第三部分 第1章 运行说明手册PAGE 1PAGE 66PAGE 1300 MW汽轮发电机 静止励磁系统第三部分 运行说明手册44XX发电厂3000 MW 汽轮发电机机静态励磁系统安装、调试、操操作、运行和和维护手册第三部分 第1章运 行 说 明明 手 册（译自Rollls-Roycee 公司资料）2003年8月月 运行使用说说明书目 录章节标题页码1 励磁系系统概述1.1 环环境1.2 系系统参数2 AVRR 说明2.1 冗冗余2.1.1TMR三模冗冗余原理2.1.2冗余和系统统输入输出出2.2功能能描述2.2.1标幺值定义义2.2.2AVR2.2.2a

2、)电压、有功功、无功及转转速的测量2.2.2b)运行方式选选择2.2.2c)AVR自动动运行方式2.2.2d)AVR手动动运行方式2.2.2e)AVR与整流流器手动同步步2.2.2f)手动整流柜柜控制2.2.2g)AVR与整整流器手动控控制的关系2.2.2h)给定值控制制2.2.2i)励磁和灭磁磁2.2.2j)动态限制2.2.2k)电力系统稳稳定器（PSSS）2.2.2l)无功补偿（调调差）2.2.2m)恒功率因数数运行方式2.2.2n) 恒无功功率率运行方式2.2.2o) 操作员接口口2.3 事事故检测VT和CT接口口转子平均温度测测量方法2.6继电电器模块2.6.1高度集成继继电器表决模模

3、块2.6.2单继电器表表决模块2.7系统统输入和输出出2.8可整整定参数可编程试验输出出指示2.10AVVR通过串行行接口到DCCS传送数据据3整流器辅辅助柜系统描描述3.1励磁磁系统中的主主要控制信号号EG809整流流器辅助功能能模块 输入/输输出3.2.1a) 输入3.2.1b) 输出3.2.1c) 触发脉脉冲 故障检测3.2.2a)“看门狗”（wwatchddog）3.2.3整流器辅助助模块的逻辑辑功能3.2.3a)励磁和灭磁磁逻辑3.2.3b)AVR或整整流器手动控控制选择3.2.3c)通讯3.2.3d)脉冲与模块块之间电压协协调3.2.3e)起励顺序3.2.3f)风机故障检检测逻辑3

4、.2.3g)风机事故检检测逻辑3.2.3h)整流器跳闸闸逻辑3.2.3i)风机选择逻逻辑3.2.1j)可控硅故障障检测3.2.4选择整流器器组开关3.2.4a) 选择择A组和停止止B组3.2.5CROWBBAR跨接器器3.2.6过滤器报警警3.3通讯讯手动控制制器模块EGG810功能能说明定义3.3.1a)同步电压与与励磁电流3.3.1b)最小整流控控制角3.3.1c)最大逆变角角3.3.1d)换相角3.3.1e)相位微调3.3.1f)数字信号输输入/输出3.3.2 电路结构3.3.2a)通讯与报警警接口3.3.2b)手动控制原理理图 触发脉冲冲输出 报警输出出3.4系统统电源3.4.1电源故

5、障3.5继电电器输出3.6系统统输入/输出出3.6.1输入3.6.2输出3.6.3报警输入3.6.4模拟量输入入信号3.6.5可调整参数数3.6.5a)整流器B存存在3.6.5b)故障设置旋旋转开关3.6.5c)正常设置旋旋转开关3.7逻辑辑图整流器4.1EXX4014 +ve可插拔式式可控硅模块块4.2EXX4015 -ve可插拔式式可控硅模块块4.3EXX4029 扼流圈装配配单元4.4EXX3006 触发脉冲板板5 硬件件说明5.1AVVR柜5.1.1电源配电5.1.1a)110V直直流控制电源源5.1.1b)220V 50Hz控控制电源5.1.1c)220V 50Hz 伺服电源EG85

6、03 AVR机箱箱分装配EG800 自自动控制器模模块EG802 自自动电源模块块5.1.4a)输入数据5.1.4b)输出数据5.1.5EG8122 VT和CCT 信号调调理单元（PPC31700）5.1.6EG9011单继电器表表决输出模块块（PC31108）5.1.7EG9033三重继电器器输出模块（PPC31077）5.2整流流器柜5.2.1电源配电5.2.1a)220V 50Hz伺伺服电源5.2.1b)380V 3相 500Hz电源5.2.1c)743V 3相 500Hz电源5.2.2EX40144 ac/ddc +Vee整流器模块块组件5.2.3EX40155 ac/ddc -Vee

7、整流器模块块组件5.2.4EX40229 扼流圈圈组件EX3006 触发脉冲板板5.2.5a)逻辑要求5.3整流流器辅助柜5.3.1电源配电5.3.1a)220V 50Hz伺伺服电源5.3.1b)110V dc 控制制电源5.3.1c)380V 3相 500Hz电源5.3.1d)整流器 33相 50HHz电源5.3.2EX41007整流器辅辅助柜就地控控制盘5.3.3EG85006 三模冗冗余整流器辅辅助柜机箱分分装配5.3.4EG8099 三模冗余余整流器辅助助柜逻辑模块块5.3.4a)输入5.3.4b)输出5.3.5EG8100 通讯手手动控制器模模块5.3.5a)电源5.3.5b)附件5

8、.3.5c)盘后连线5.4磁场场断路器（灭灭磁开关）柜柜5.4.1电源配电5.4.1a)220V 50Hz辅辅助电源5.4.1b)110V ddc控制电源源5.4.1c)380V 3相 500Hz起励电电源5.4.2磁场断路器器（灭磁开关关）5.4.3EX40118起励回路路5.4.4EX40221转子电压压隔离器表 格 标 题容量与特性AVR参数 3高集成继电电器表决模块块触点容量4单单继电器表决决模块触点容容量 5系统输入和和输出代码 6模拟量和数数字量输入/输出 7可整定参数数可编程试验输出出指示辅助通讯信号列列表通讯故障标志硬接线数字量输输入/输出通讯/手动到AAVR数据位位格式 13

9、 手动控制制器触发角数数据位格式 14 通讯控制制器触发角数数据位格式AVR至通讯/手动数据位位格式控制器配置参数数表 17背板安装继继电器接点容容量 18数字量输入入 19 模拟输入入信号范围 20 模拟输入入信号 20 EG8002模块电气气输入特性EG802模块块电气输出特特性EX3006单单个触发脉冲冲卡输入和输输出EX3006单单个触发脉冲冲卡频率选择择 24 EG8009输入DIIN 416612联接器器PL1安装装 25 EG8009输入DIIN 416612联接器器PL2安装装 26 EEG809输输出DIN 416122联接器安装装 27 EG8110 DINN416122联

10、接器PLL1安装 28 EG8810 DIIN416112联接器PPL2安装图 表 目 录1典型励磁磁系统 2典型输输入输出方方框图 3 AVR冗冗余策略 4AVRR方式选择 5AVRR自动控制器器方框图 6 AVVR手动控制制器方框图图 7整流器器手动控制器器方框图 8动态限限制能力特性性 9电力系系统稳定器方方框图 10 无功功功率补偿 11 恒恒功率因数和和恒无功运行行方式 12 整流流器辅助柜方方框图 13 主要要控制信号 14 整流流器手动控制制状态图 15 励磁磁灭磁逻辑辑 16 起始始励磁波形形图 17 灭磁磁波形图 18 灭磁磁示意图 19 事件件序列波形运行序列原理框框图公共

11、 FPGAA通讯辅助 FPGAA通讯机器初始状态及及Abel列表表机器发送状态及及Abel列列表 25 机器器接收状态及及Abel列列表26 起励回路路选择项跨接器运行原理理方块图EG810 通通讯/手动模模块方框图EG810模块块通讯通道公共通讯就地显显示典型信号显示页页 32 主报报警信号菜单单 33 典型型报警信号组组页 34 典型型定义报警输输入 35 典型型报警页 36 磁场场电流控制器器 37 PII选择 38 跟踪踪给定点控制制 39 操作作员AVRR给定控制控制器配置主菜菜单 图 表 目 录 41 逆变变跨接器时时间溢出逻辑辑 42 励磁磁灭磁逻辑辑图 43 磁场场断路器合闸闸

12、逻辑 44 AVVR整流器器手动选择 45 A组组整流器跳闸闸逻辑回路 46 B组组整流器跳闸闸逻辑回路 47 整流流器跳闸逻辑辑图 48 闭合合起励输入接接触器逻辑图图 49 闭合合起励输出接接触器逻辑图图 50 触发发起励可控硅硅整流器逻辑辑图 51 断开开起励输入/输出接触器器逻辑图（仅仅对DC起励励电路） 52 风机机故障检测逻逻辑图 53 风机机事故检测逻逻辑图 54 A组组整流器风机机选择逻辑图图 55 B组组整流器风机机选择逻辑图图 56 对一一个桥臂故障障跳闸检测测逻辑图 57 产生生报警跳闸闸逻辑图 58 触发发脉冲表决时时间延迟逻辑辑图 59 选择择开关逻辑图图 60 延迟

13、迟不励磁（NNot Exxcitedd）信号逻辑辑图 61 磁场场断路器跳闸闸逻辑图延迟励磁（Exxcite）信信号逻辑图系统电源配电图图EG802模块块布置图EG802模块块方框图EG809模块块前面板EG810通讯讯/手动模块块前面板辅助柜背板电源源配电 附图列表表Rolls-RRoyce 公司 图号号名称M100-12210EXX4017整整流器辅助柜柜GA的就地地控制盘A100-00001励磁磁系统总体布布置A100-00002AVVR柜总体布布置A100-00003整流流器辅助柜总总体布置A100-00004 ( 4 张 ) 整整流器柜总体体布置A100-00005 ( 2 张 )

14、磁磁场断路器柜柜总体布置M320-11119 EEX40177整流器辅助助柜就地控制制盘原理图A320-00001 ( 2 张 ) 系统统原理图A320-00002 ( 4 张 ) AVVR柜原理图图A320-00002 ( 3 张 ) AVVR柜接线端端子图A320-00003 ( 6 张 ) 整流器辅助助柜原理图A320-00003 ( 4 张 ) 整流器辅助助柜接线端子子图A320-00004 ( 3 张 ) 整流流器柜原理图图A320-00005 ( 3 张 ) 磁场场断路器柜原原理图A320-00005 ( 1 张 ) 磁场场断路器柜接接线端子图PL-A1000-12100 EEX4

15、0177整流器辅助助柜就地控制制盘部件清单单PL-A1000-00022( 3 张张 ) AVVR柜总体布布置部件清单单PL-A1000-00033( 4 张张 ) 整流器辅助助柜总体布置置部件清单PL-A1000-00044( 6 张 ) 整流器器柜总体布置置部件清单PL-A1000-00055( 5 张 ) 磁场断路路器柜总体布布置部件清单单1.励磁系统概概述励磁系统的主要要任务是通过过控制发电机机励磁电流来来维持发电机机端电压；同同时维持其它它发电机的变变化在限定范范围以内； 在系统发生生故障时进行行灭磁或停机机；系统参数在运行行手册第二章章给出。励磁系统由下列列部分组成： 由一组柜体组

16、组成* AVR柜* 整流器柜* 整流器辅助助柜* 磁场断路器器图1 所示为励励磁系统原理理图，图中给给出了系统上上述的几个部部分以及他们们之间的连接接关系。图2 所示为励励磁系统框图图，图中给出出了系统的主主要部件以及及部件内部的的连线关系。图1所示为一个个典型的励磁磁系统，图22 所示为一一个典型的励励磁系统输入入/输出。励磁系统将在如如下段落中描描述： 第2段，AVVR系统 第3段，整流流器辅助系统统 第4段，整流流器 第5段，硬件件说明环境 运行温温度-100至40 储存温温度-255至+85相对湿度在225条件下下，90无无结露海拔高度 - 1000 m1.2系统参数数表1 列出系系统

17、的设计参参数、容量和和特性，例如如可调整参数数、报警设定定值和手动控控制设定点。这这些参数在控控制文件内给给出。这些控控制文件是： AVR柜的的硬件部分出出厂试验大纲纲在第3章附附录2中整流器、整流流器辅助柜、磁磁场断路器和和中控室桌面面主控盘的出出厂试验大纲纲在第3章附附录3中。励磁系统的出出厂试验大纲纲在第3章附附录4。调试大纲在第第二部分调试试手册。300 MW汽轮发电机 静止励磁系统第三部分 第1章 运行说明手册 图11 典型的励磁磁系统原理框框图 图2 典型的励磁磁系统输入/输出参 数说 明励磁系统发电机空载额定定电压下1ppu励磁电流流985.1A额定状态下发电电机励磁电流流Ifc

18、mr2642A强励电流 (22*Icmr)参考技术协议在发电机额定电电压下顶值电电压Uc参考技术协议环境温度TammbC40C并联支路数N4每组温升Tsttk C7系统频率f50HZ动态性能标准IEC34 PPart166和IEEE标准准421.22.质量标准ISO90011和TickklT数字AVR柜柜体尺寸高度 24400mm宽度 6550 mm深度 8000 mm柜重356kg柜子防护等级IP54自动电压调节器器TMR AVRR 机箱冷却方式空气自然循环冷冷却整流柜柜体尺寸高度24000mm(不包括括384mm风扇高度度)宽度12000mm深度15000mm柜重1800kg柜子防护等级I

19、P54基本柜柜体IP51风机与与空气过滤器器整流器标准IEC 1466整流器组数1每组并联支路元元件数量4额定电流时需要要并联支路元元件数量3额定电流时的冗冗余量33%冷却方式强迫空气冷却（AAF）额定状态下的风风扇数量/每每组整流器2额定电流(1 CMR)参考技术协议强励电流参考技术协议额定电压参考技术协议强励电压(2.5*CMRR)参考技术协议强励电流输出时时间20 s功率回路绝缘等等级5kV rmss参 数说 明整流器辅助柜柜体尺寸高度 24400mm宽度 6550mm深度 8000mm柜重400kg柜子防护等级IP54基本柜柜体IP51风机与与空气过滤器器整流器手动系统统逻辑TMR整流

20、器辅辅助机箱磁场断路器回路路柜体尺寸高度 24400mm宽度 18800mm深度 15500mm柜重量1140kg标准IEEE/ANNSI C337.18模式MM74 可插插拔额定电流4000A/66000A 取决于类类型额定电压1500V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容量3.9 MJ 峰值 18800 V电源回路绝缘等等级5kV rmss （有效值值）起励回路电站厂用电源AC容量8kW15分钟内起停停次数3表1 : 容量与特特性励磁系统工厂试试验大纲包括括以下数据：手动控制器参参数整流器辅助柜柜综合报警/报警组整流器辅助柜柜设定值 AVR柜设定定值系列号与

21、软件件版本 AVR柜柜系列号与软件件版本 整流器柜柜系列号与软件件版本 整流器辅辅助柜系列号与软件件版本 磁场断路路器柜整流器、整流器器辅助柜、灭灭磁开关柜工工厂试验大纲纲包括以下数数据：报警组群AVR柜工厂试试验大纲包含含下列资料： 跳线和软软件设置值AVR设定值值 可调整参参数（见2.8节和第22部分调试手手册）AVR设定值值 继电器提提供数字数据据输出的详细细情况（见第第2部分调试试手册）。AVR设定值值 综合报警警组（见第22部分调试手手册）调试大纲位于第第2部分，包包含以下附加加的参数报警组群推荐的设定值值AVR控制器器推荐的设定定值串行口通讯连连接的波形继电器的简述述与控制功能能A

22、VR柜说明参考励磁控控制系统原理理图， AVVR柜原理图图和AVR柜柜总装图 自动电压调调节器（AVVR）具有以以下性能,以提供极好好的可用性： 三模冗余余（TMR）控控制通道，每每一控制通道道包含一套自自动和手动控控制器 TMR保保护跳闸为独独立的或表决输出 双路电源源供电 触发脉冲冲至可控硅整整流器的多数数表决器 可在线更更换所有的电电子模板TMR控制器模模块采用最新新一代Texxas DSSP微处理器器，以及输入入输出接口电电路。该模块块在极短的时时间内，直接接从VTs和和CTs进行行反馈量测量量，执行控制制算法，并产产生可控硅触触发脉冲等工工作。该控制制器包含自动动及手动两种种控制算法

23、以以供选择。控控制算法重复复周期通常为为3.33mms，以实现现最佳的响应应速度。精确测量发电机机的电压、有有功和无功是是励磁系统运运行良好的关关键，尤其在在不平衡负载载工况，例如如当电网发生生故障，尤为为重要。因此此，测量技术术应确保在所所有可能的不不平衡负载条条件下，不受受噪声干扰，进进行精确测量量。TMR结构的每每一通道实现现跳闸保护功功能，经过多多数表决器输输出。该技术术确保电厂的的可靠性。系统的低压电源源为双路，一一路电源由2220V交流流50Hz控控制电源，第第二路从1110V直流控控制电源供电电。除此以外外，220VV交流50HHz控制电源源，提供电源源给维护用PPC计算机、柜柜

24、内照明、防防凝结加热器器。以及一个个电源插座由由220V/50Hz伺伺服电源供电电。TMR自动电压压调节器与整整流柜中的整整流元件的接接口是通过每每个元件上的的触发脉冲多多数表决器实实现的。控制装置调试和和参数整定是是通过一个对对用户友好的的菜单、Wiindowss系统软件的的维护PC计计算机来完成成。为了保证证安全和精确确调整，修改改参数只能逐逐步地增加或或减小。冗余TMR 与其他他冗余系统如如主/备方式式相比，有了了一个重要改改进，并且避避免了其他冗冗余方式的单单点故障问题题。构成TMR系统统的控制器，平平均无故障间间隔时间（MMTBF）为为5年，强迫迫退出率为220年。假设设系统故障在在

25、4小时内修修复，而主/备方式为110年。图3为AVR/整流器冗余余结构，也提提供了非常好好的可用性。TTMR不仅可可靠性高而且且保护跳闸性性能好。在大型静态励磁磁中整流器中中需要一个辅辅助系统。此此装置提供了了第四路备用用的手动控制通道。当TTMR故障时时，切换到备备用的手动控控制通道。图33 AVR冗余余结构三模冗余原理TMR系统具有有三个独立通通道，提高了了可靠性和容容错能力。与与其它的冗余余系统相比，三三模冗余无须须使用附加监监视器或控制制线路，这种种线路会承担担由于单个器器件损坏而造造成系统失败败的风险。一个通道或传感感器产生故障障时，表决器器会不接受此此错误。如第第一个故障没没有被修

26、复前前，另一通道道随后产生的的故障将引起起系统跳闸。为为获得系统最最高的可用性性，快速修复复故障是很重重要的，在线线更换模块保保证了系统的的快速修复。系统输入必须是是完全独立。然然而，对少数数关键输入量量的折衷兼顾顾是可以接受受的。系统对传感器的的容错性可以以通过各通道道间传送传感感器信息，以以及允许各通通道在执行控控制算法前，完完成对收到的的信息取中间间值，而得以以提高容错能能力。因而，三三个控制器都都以同一容错错后的输入值值运行，并且且控制器产生生总是几乎相相同的输出值值。由各通道产生的的控制输出值值表决后输出到到可控硅。触触发脉冲采用用三个脉冲的的中间脉冲，它它是通过精密密逻辑形式选选择

27、的。对数数字量输出值值，通道采取取3取2的多多数表决方式式，由继电器器和精密逻辑辑完成。冗余和系统输入入输出方框图（图2）指指明了AVRR的典型输入入/输出端。33个通道中的的每一个均有有如下独立的的输入/输出出信号：* 模拟输入 - 典型的的发电机电压压、电流和励励磁电流* 模拟输出 - 用于维维护和试验目目的的可编程程试验输出* 触发脉冲输输出到触发脉脉冲多数表决决器* 数字输入信信号（高优先先权）- 例例如同步触发发脉冲* 数字输入信信号（低优先先权）- 例例如控制按钮钮和厂用控制制接点注意：通常认为为给所有数字字输入端提供供3个独立的的接点，到三三个通道是不不实际的。* 数字输出信信号

28、-每个输输出信号均接接到一个3选选2多数表决决模块功能说明2.2.1标标幺值定义对所有发电机的的输出电压或或电流的定义义，1pu等等于发电机的的额定电流或或额定电压。对励磁电压或电电流的定义，11pu等于达达到发电机的的空载额定励励磁电压和电电流时的励磁磁电压或电流流。（CMR）Irr 被定义为为一个比例：（发电机机在最大连续续输出功率CCMR时，整整流器输出电电流） （发电电机空载额定定电压时，整整流器输出电电流）无功功率1puu定义为连续续额定输出最最大值（CMMR）MVAA。例如：1台功率率因数为0.85的发电电机能达到00.85puu的额定有功功和0.5227pu的额额定无功。强励比被

29、定义为为最大励磁电电压被额定励励磁电压（CCMR）去除除。2.2.2AAVR 自动动励磁调节器器2.2.2a)电压、有有功、无功及及转速的测量量三通道中的每一一个，通过一一组相隔离离电压互感器器取得发电机机电压。电压压有效值是由由计算而来，采采样间隔为ms，此此间隔周期与与机组的转速速同步。当各各相电压之间间存在不平衡衡时，允许对对测量进行校校正。计算的的间隔为3.33ms。系统经过一组相隔离电流流互感器取得得发电机相电电流。发电机机电流、有功功、无功由与与上面叙述的的相似的一个个系统来计算算。这种方法法允许对不平平衡负载进行行测量。发电机转速经电电压互感器测测量的电压得得出。 图 4 AAV

30、R方式选选择 电压互感器故障障每一个通道都采采用三个发电电机电压的中中间有效值。一一个电压互感感器的故障不不 会影响响计算。单电电压互感器故故障可以通过过通道比较来来确定,并进进行故障报警警。在一个电压互感感器故障报告告后，系统显显示另两个电电压互感器测测量差别，并并且 如果差差别超过了限限制值，系统统切到手动模模式。励磁电流故障 每一个个通道都采用用三个励磁电电流的中间有有效值一个个励磁电流的的故障不会影影 响计算算单个励磁磁电流故障可可以通过通道道比较来确定定，并进行故故障报警当当 一 个励磁磁电流故障报报告后，系统统显示另两个个励磁电流测测量差别，如如果不在自动动 控制并并且差别超过过了

31、限制值，退退出正正常切换到整整流器手动控控制电流互感器故障障采用3组独立的的电流互感器器是不实际的的。3个通道道共享3个电电流互感器，结结果，一个电流互互感器故障会会影响所有通通道的有功和和无功的测量量。系统识别别单个电流互感器故故障并予以必必要补偿。在在通常环境下下，在不平衡衡负载情况下下，有功和无功测量量是正确的。然然而，补偿一一个电流互感感器时, 有有功和无功测测量不可能正确的。当2个或更多电电流互感器出出现故障，测测量有功和无无功是不可能能的，并且将将对控制器或用于测测量的限制器器（如低励限限制器）产生生影响。2.2.2b) 方式选选择在一个系统内有有两种控制方方式，即自动动和手动方式

32、式。自动方式式是主要控制制方式，在两个或更更多VT故障障时自行选择择手动方式。一个控制通道故故障不影响系系统运行和控控制。在第二二个控制器故故障时系统跳跳闸。图4所示为为两种方式状状态和在方式式中设备状态态。 AVR手手动控制和励励磁电流反馈馈补偿滤波器器与整流器手手动控制方式式是不同的. 这两种方方式在本章中中均给出,以以便于比较.2.2.2.cc) AVVR自动方式式自动方式的主要要功能是通过过比较自动给给定值和实际际发电机端电电压值，来控控制发电机端电压。产产生的误差信信号输入到PPID调节器器。PID调调节器的输出出能控制可控硅整流桥桥的触发脉冲冲。图5所示示为自动控制制器的简化方方框

33、图。AVR要求在空空载到连续最最大额定值MMCR下，电电压调节精度度为0.55%。而PIID控制器能保证电电压调节精度度接近0%。PID控制器有有足够宽的调调节范围以确确保稳定控制制，因而用于于各种励磁系系统。 Kpp = （比比例增益） / （CMMRIr*FFR） Kii = 积分分增益 Kdd = 微分分增益 Tdd = 微分分滤波器时间间常数 图5自动控制器器方框图2.2.2d) AVRR手动方式手动方式的主要要功能是通过过比较手动给给定值和实际际磁场电流，控控制发电机磁磁场电流。产生的的误差信号输输入到PI调调节器，PII调节器的输输出能控制可可控硅整流桥的触发脉脉冲。这种方方式允许

34、发电电机在恒励磁磁方式下运行行，例如维护护电刷装置或VT故故障时。图66所示为手动动控制器的方方框图。 图6 手动控制器器的方框图？(1+sT1)/(1+sTT2)AVR手动控制制器可调整参参数超前反馈补偿时时间常数=TT1am滞后反馈补偿时时间常数=TT2am比例增益=Kppam积分增益=Kiiam.2.2e) AVR与整流流器手动同步步AVR & 整整流器手动锁锁相环(PLLL): 同步输入信号号测量和产生生触发脉冲的的宽度(1220度)和频频率(输入信信号的6倍) 触发脉冲相对对于同步信号号的位置由触触发角决定 触发脉冲顺序序与每一个同同步信号 +ve的过零零点同步 整流器手动控控制除了

35、整流流器频率外没没有与PLLL相关的可调调整参数注释: 11.频率测量量记录的主要要作用是滤除除高频系统中中的50HZZ调制频率,也起到过滤滤输出频率的的作用.此输输出频率是所所有有效值的的平均值.滤波器的主要作作用是降低虚虚假过零点的的故障,例如如：波形中的的凹槽。同时时允许很快地地将原来的频频率修改到触触发脉冲的频频率.表 2 中给给出AVR的参数数参 数静态系统默认设设置说 明PLL错误窗口口30允许的最大暂态态误差PLL频率滤波波器 比例系系数0.2滤波器在频率测测量时的刻度度系数TC=运行时间间/刻度系数数运行时间=1/励磁频率PLL频率缓冲冲器 容量1这是频率测量记记录的容量。频率

36、测量是在高高频系统中使使用频率记录录中的平均值来滤滤除50HZZ调制频率。也就是对于5000Hz系统统记录容量设设定为10，为为了频率测量量每2ms平平均一次，直直到2ms110（20mms）以滤除除50HZ调调制。记录容量=励磁磁系统频率/发电机的电电压互感器VVT的频率。表2 AVRR参数2f) 整流器器手动控制器器+- +1+sT1cm图7 表示示整流器手动动控制器的方方块图+- +1+sT1cm Kpcm 励磁电流触发脉冲1+sT2cm + +1/sTicm ArcCOS Kpcm 励磁电流触发脉冲1+sT2cm + +1/sTicm ArcCOS手动给定点手动给定点图7 整流器手动控

37、制方块图图7 整流器手动控制方块图整流器手动控制制器参数反馈补偿器暂态态增益 = T1cm/T2cm反馈补偿器滞后后时间常数= T2cm比例增益= KKpcm积分滞后= TTicm2.2.2g) AVR与与整流器手动动控制器之间间关系AVR与与整流器手动动控制器之间间切换Kpaam= KpcmKiaam= 1/(Kppcm*Tiicm)T2aam= T2cmT1aam= T2cm*(整流器手动动反馈补偿暂暂态增益)T1aam= T2cm*T1cm/T2cm2.2.2h) 给定值值控制无论在自动或手手动方式，操操作员能够增增减相关的给给定值，但不不能超出稳定定和热极限状态。除了励磁到低于于手动限

38、制曲曲线以外，自自动和手动方方式的切换为为无波动切换换。无波动切换是通通过跟踪控制制输出值和从从机给定值实实现的。2.2.2l) 励磁和和灭磁该系统对于全静静止或永磁发发电机系统的的任一方式都都能励磁和灭灭磁。启动励励磁系统能够自动进进行，也能由由操作员控制制。对于永磁磁发电机系统统转速开关装装在内部。外部系统启动起起励回路，发发出信号给AAVR，AVVR以启动设设定值为起始始值。当同步触发脉冲到到达时，自动动或手动控制制器将取代起起励回路的控控制。起始励励磁值和起始触发角角限制能确保保软起励控制制。自动或手动给定定值按斜率上上升到1puu。然而如果果发电机转速速低于95%，给定值跟踪转速直至

39、至转速超过995%，此时时给定值为11pu。操作人员能够要要求在任何时时候灭磁。灭灭磁时发电机机主油开关MMCB应当先先打开。另外，如果果发电机转速速低于80%，则AVRR要求灭磁。在在达到80%转速前， 过磁通通检测器会适适当降低给定定值。2.2.2j) 动态限限制 图8所所示为动态限限制特性曲线线。自动无功限制器器在自动方式时，在在超前功率因因数情况下，危危及同步的稳稳定性，励磁磁系统的输出增加以维持无无功达到或超超过自动无功功限制曲线。该该信号通过报报警向操作员员发送信号，另外外禁止减磁操操作。自动无功限制曲曲线在调试时时通过五个有有功点给出。手动限制极限手动方式且有功功和无功测量量准确

40、时，禁禁止降低手动动给定值到手手动限制曲线线以下。如果有功增增加则手动限限制曲线增加加，手动给定定值上升。手动方式，如有有功和无功测测量有误，操操作员能够升升降手动给定定值。操作员员负责维持足够的稳稳定系数。手动限制曲线确确定了达到要要求的无功所所需要的磁场场电流。在试试运行时，通通过五个有功点给出出。如果手动给定值值低于手动限限制曲线则报报警。 图8 动态限制制特性曲线磁场电流限制器器 自动方方式下，可用用三个磁场电电流限制器，它它们是：瞬时电流限制制预置延时电流流限制I2t超温保保护系统,基基于在线热模模拟技术ANNSI C550.13 1989如果过流，则降降低磁场电流流极限。当磁磁场电

41、流低于于一连续值时时，磁场电流流极限则按比例上升升。电压限制器自动方式下，如如果发电机电电压超过过电电压极限，励励磁系统的输输出减少并报报警。过磁通限制器电压/频率比例例,由自动控制制器计算。如如果超出一个个预设报警值值则报警，而而不管主油开关的的状态如何。如如果一个预设设跳闸值被超超出，同时主主油开关为打打开位置时，则灭灭磁开关跳闸闸。在通常操作中，且且主油开关为为打开时，过过磁通报警会会使当前方式式（自动或手手动）的给定值降降低。如果发电机转速速下降低于过过磁通下降的的速度，且主主油开关为打打开时，给定定值按转速下降。达达到灭磁速度度时，系统自自动灭磁。2.2.2k) 电力系系统稳定器长输

42、电线的电容容常常给电力力系统的稳定定带来问题。这这些不稳定会会产生转子角角度和有功在0.2 Hz到到3 Hz范范围内振荡。电力系统稳定器器从平均有功功和瞬时有功功计算加速有有功功率，然然后处理成相相位振幅准确的调节节信号，以产产生阻尼。图9所示为PSSS的框图。 图9 PSS的方方框图2.2.2l) 无功补补偿无功补偿器用来来分配并列发发电机的无功功或补偿发电电机端和远方方负荷之间的的线路压降。当无功功变化时调节节发电机电压压。分配无功，增益益设为负，补补偿线路压降降，增益设为为正。 增增益的调节范范围为-20% 到 +20%，220%表示无无功变化1ppu时，发电电机电压的变变化。图10所示

43、为无无功补偿。 图10 无功功功率补偿2.2.2m) 恒功率率因数方式恒功率因数方式式下，自动给给定值连续调调节使功率因因数维持在一一定范围。该该范围定义为MVVAr，在需需要时能调到到零。运行时时无功调节在在一个范围，则则AVR能响应电压变化化，使电网稳稳定。控制器以预设的的功率因数启启动。操作员员能够用给定定值增、减调调节运行点。恒恒功率因数方式暂暂时停止。恒功率因数方式式设置时，当当自动方式和和有功超出预预定值时，恒恒功率因数方方式自动投入。在有有任何限制时时禁止恒功率率因数方式投投入。2.2.2n) 恒无功功方式在恒无功方式下下，自动给定定值在一定范范围内连续调调节无功。该该范围定义为

44、为MVAr，在需需要时能调到到零。运行时时无功调节在在一个范围，则则AVR能响响应电压变化，使电网稳稳定。控制器以预设的的无功启动。操操作员能够用用给定值增、减减调节运行点点。恒无功方式暂时停止。恒无功方式设置置时，当自动动方式和有功功超出预定值值时，恒无功功方式自动投投入。在有任何限制时时禁止恒无功功方式。图11所示为恒恒功率因数方方式和恒无功功方式。图 111 恒恒功率因数方方式和恒无功功方式2.2.2o) 操作接接口 就地显示/控控制盘就地显示和控制制通过维护PPC机通过串串行口与系统统通信。维护护PC机允许许访问系统内内的所有的预预置值和变量量来维护和/或故障诊断断。Winddows程

45、序序设置了菜单单来引导包含含子系统的说说明方框图的的信息。并且且允许修改相相应的预设值值。第二章运运行手册给出出典型的页面面的例子。预设值调整预设值，也就是是增益、时间间常数和极限限等可以由维维护计算机调调整。参考第第2章运行手手册详细说明明如何访问这这些参数。故障检测本装置包含一个个故障检测，它它可以连续检检测触发故障障的五个参数数。触发之前和触发之后后每个参数的的数据都被保保存。它能以以增益图表、偏偏差图表和放大图表显示示。VT和CT接口口系统提供VT和和CT接口印印刷电路板。印印刷电路板包包括控制和检检查VTs， 负载电阻，用于调调节三个外部部检查CTss，调节外部部磁场电流和和磁场电压

46、变变送器的负载电阻阻。转子平均温度检检测转子电压和电电流通常用于于计算绕组阻阻值.下面的的公式提供了了转子温度的的 测量方法. R2=R11+(T2-T1) 参数:R1 =在温温度T1下阻值R2 =在温度度T2下阻值 =从T2到TT1的电阻温度度系数 当发电机主主开关闭合时时、转子温度度高则发出报报警继电器模块 系统所所有的数字输输出量都是由由两类继电器器模块提供：高集成继电器器表决模块适用于跳闸闸或其他高集集成应用。单继电器表决决模块适用用于报警和一一般数字量输输出。两类继电器模模块都是由安安装在导轨上上的端子块与与外部连接的的。 AVRR机箱和继电电器模块是通通过电缆连接接。 如果需需要，

47、可增加加一个单继电电器表决模块块。两类模块有逻辑辑检测功能，判判断单通道故故障，所有的的故障信号送送到AVR故故障报警。高集成继电器表表决模块 高集成继电器器表决模块包包括三个继电电器，其接点点的额定容量量如表3。接点的设置如下下：三个常开接点点，每个通道道一个接点。用用在外部表决决电路中一个常开的33中取2表决决接点，用于于外部 表3为 继电器接点点额定值。电阻性负载（CCOS=11）电感性负载（CCOS=00.4, LL/R=7 msec)5A，250VV交流2A，250VV交流5A，24V直直流2A，24V直直流表3 高集成成继电器表决决模块接点额额定值设定单继电器表决模模块单继电器表决

48、模模块通过差别别逻辑，进行行3中取2表表决，其输出出有有两个转转换接点供外部使用用。表4为继电器接接点额定容量量值。电阻性负载（CCOS=11）电感性负载（CCOS=00.4, LL/R=7 msec)5A，250VV交流2A，250VV交流5A，30V直直流2A，30V直直流 表4 单单继电器表决决模块接点额额定值设定系统输入和输出出注意：所有数字字量输入表示示为闭合接点点。所有的数数字量输出通通过两对转换换接点输出。括括号内的信号号是可选择的的。不同的字母-数数字代码代表表输入和输出出，列于表55中。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/fromm到/来自TB

49、端子排L标准的就地盘,经过串行接接口连接V来自发电机VTT电压互感器器C来自发电机CTT电流互感器器DD型联接器 表5 系系统输入和输输出代码表6 列出AVVR系统模拟拟和数字量输输入和输出。信 号 说说 明类型范 围到./来自1通道A相电压压互感器线电电压AI110Vrmss = 1ppuTB，V1通道B相电压压互感器线电电压AI110Vrmss = 1ppuTB，V1通道C相电压压互感器线电电压AI110Vrmss = 1ppuTB，V2通道A相电压压互感器线电电压AI110Vrmss = 1ppuTB，V2通道B相电压压互感器线电电压AI110Vrmss = 1ppuTB，V2通道C相电

50、压压互感器线电电压AI110Vrmss = 1ppuTB，V3通道A相电压压互感器线电电压AI110Vrmss = 1ppuTB，V3通道B相电压压互感器线电电压AI110Vrmss = 1ppuTB，V3通道C相电压压互感器线电电压AI110Vrmss = 1ppuTB，VA相电流AI0.25A = 1puTB，CB相电流AI0.25A = 1puTB，CC相电流AI0.25A = 1puTB，C1通道总励磁电电流AI10V = 88puTB2通道总励磁电电流AI10V = 88puTB3通道总励磁电电流AI10V = 88puTB磁场电流BAI10V = 88puTB1通道试验输入入到综合

51、接点点AI10V=00.1puTB2通道试验输入入到综合接点点AI10V=00.1puTB3通道试验输入入到综合接点点AI10V=00.1puTB（磁场电压）AI10V = 88puTB（电网电压）AI10V = 11.5puTB1通道同步电压压AI5V有效值,在在额定时TB2通道同步电压压AI5V有效值,在在额定时TB3通道同步电压压AI5V有效值,在在额定时TB从辅助柜来 SS/H采样保保持信号TB1通道可编程测测试输出1AO10VTB1通道可编程测测试输出2AO10VTB1通道可编程测测试输出3AO10VTB1通道可编程测测试输出4AO10VTB2通道可编程测测试输出1AO10VTB2通

52、道可编程测测试输出2AO10VTB2通道可编程测测试输出3AO10VTB2通道可编程测测试输出4AO10VTB3通道可编程测测试输出1AO10VTB3通道可编程测测试输出2AO10VTB3通道可编程测测试输出3AO10VTB3通道可编程测测试输出4AO10VTB信 号 说说 明类型范 围起 止选择自动DITB，L选择手动DITB，L自动方式DOTB选择DCS控制制DITB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发电机主油开关关断开DITBAVR阶跃DITB整流器手动DITB禁止励磁DITB，L励磁请求DOTB灭磁请求DOTB自动励磁程序中中DOT

53、BAVR正常DOTBAVR临界DOTBVT故障DOTB最大逆变角 Phasee backkDITB报警复位(接受受报警输出)DITB,L综合报警输出11DOTB,L综合报警输出22DOTB综合报警输出33DOTB综合报警输出44DOTB综合报警输出55DOTB自动误差限制DOTB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磁场电流低报警警DOTB信 号 说说 明类型范 围起 止PSS投入DITB，LPSS退出DITB，LPSS动作DOTB，LPSS运行DOTB，L恒功率因数方式式投入DITB恒无功方式投入入DITB恒功率因数方式式DOTB恒无

54、功方式DOTB柜体温度过高DITB1通道6相触发发脉冲到触发脉冲放大大器TB和D2通道6相触发发脉冲到触发脉冲放大大器TB和D3通道6相触发发脉冲到触发脉冲放大大器TB和D电源1110-2400交/直流5500WTB电源2110-2400交/直流5500WTB1通道与辅助设设备的串口连连接线TB和D2通道与辅助设设备的串口连连接线TB和D3通道与辅助设设备的串口连连接线TB和D1通道与DCSS的串口连接接线见第2.10节节TB和D2通道与DCSS的串口连接接线见第2.10节节TB和D3通道与DCSS的串口连接接线见第2.10节节TB和D1通道与PC机机显示器的串串口连接线D2通道与PC机机显示

55、器的串串口连接线D3通道与PC机机显示器的串串口连接线D 表6 模模拟和数字量量输入和输出出2.8 可整定定参数注意：预置值能能够在线调整整。默认值为为典型值,在在调试时可以以修改。表77 中 的的默认值是标标准系数值，不不能直接用于于任何特定的的工程。 300 MW汽轮发电机 静止励磁系统第三部分 运行说明手册300 MW汽轮发电机 静止励磁系统第三部分 运行说明手册PAGE 67 变 量类型预置值 范 围单 位推荐值说 明发电机参数CMRIr预置30.5-52.7CMR额定励磁磁电流与发电电机空载额定定电压时励磁磁电流比值额定转速预置3000100-50000rpm3000发电机额定转速速

56、额定功率因数预置0.850.7-10.85发电机额定功率率因数转子温度监视器器增益（G）预置1.861-10G=1/( R1)1puuVr/1puIIr转子温度监视器器差异（A）预置2350-400C234A=（1/ ）-T1转子温度报警值值1级预置800-200C80转子温度报警值值2级预置1100-200C105整流器参数强励倍数预置21-202.75倍数：-最大直流励磁电电压/额定直直流励磁电压压， 其其中，最大直流励磁电电压=Vb*1.35Vb=在CMRR下桥臂之间间线电压励磁机频率预置40050-550HZ50额定励磁频率整流最小控制角角预置150 - 1800度15AVR最小触发发

57、角产生最大大正电压=VVb*1.335*COSS(最小角)逆变最大控制角角预置1400 - 1800度140AVR最大控制制角产生最大大负电压，保保证桥可靠逆逆变1通道AVR同同步信号相位位移预置0-180- 1180度13同步信号相位偏偏移角2通道AVR同同步信号相位位移预置0-180- 1180度-109同步信号相位偏偏移角 变 量类型预置值 范 围单 位推荐值说 明3通道AVR同同步信号相位位移预置0-180- 1180度130.5同步信号相位偏偏移角AVR同步信号号保持角预置10 - 30度10AVR同步信号号采样/保持持此参数为保存时时间应比同步步信号的整流流波形宽PLL锁相环偏偏差

58、窗口预置3010 - 600度30PLL允许偏差差窗口如超出出则报PLLL故障PLL锁相环相相位滤波器比比例系数预置0.50.1-10.2频率测量的比例例系数TC=运行时间间/比例系数数运行时间=1/励磁频率 频率缓冲器记录录容量预置80-101频率测量的记录录容量用以保保护用于高频频系统的500HZ模块记录容量=励磁磁频率/VTT频率自动方式控制器器参数自动微分增益预置0.0160-20.12自动PID-微微分增益自动微分时间常常数预置0.030.001-11sec0.04自动PID-在在线微分时间间常数自动积分增益预置0.20-100.12自动PID-积积分增益自动比例增益(满载)预置20

59、1-100020自动PID-在在CMR下比比例增益自动比例增益(空载)预置201-100030自动PID-发发电机主开关关打开的比例例增益手动方式参数手动比例增益预置20-1002AVR手动PII-比例增益益 手动积分增益预置0.30-102AVR手动PII-积分增益益磁场电流反馈超超前时间常数数预置10.1-101AVR手动励磁磁电流补偿滤滤波器 变 量类型预置值 范 围单 位推荐值说 明磁场电流反馈滞滞后时间常数数预置10.1-100.32AVR手动励磁磁电流补偿滤滤波器自动给定值控制制自动跟踪速率常数0.05pu/秒0.05不在自动控制状状态下，自动动给定点跟踪踪发电机电压压自动给定速率

60、常数0.13pu/分0.13自动给定变化速速率自动给定值下限限预置0.20.1-0.99pu0.4自动给定值上限限常数1.1pu1.1平均触发角时间间常数常数0.1sec0.1AVR触发脉冲冲角时间常数数通过整流器器手动跟踪手动给定值控制制手动跟踪速率预置0.10.01-2pu/秒0.03不在AVR手动动控制状态下下手动给定跟跟踪励磁电流流手动给定值速率率-主开关MMCB断开预置0.10.01-2pu/秒0.03AVR手动给定定变化速率手动给定值速率率-主开关MMCB闭合预置0.10.01-2pu/秒0.01AVR手动给定定变化速率手动给定值低限限预置0.20.1-1pu0.4手动给定值高限限