励磁UNITROL5000说明书.doc

2000年8月UNITROLÒ5000型励磁调节器功能说明目录功能说明1．系统概述2．机械设计3．UNITROLR5000型励磁调节器3．1总述3．2配置和机械设计3．3主要的控制单元3．4励磁系统内的通讯3．5人-机界面3．5．1手持编程器（SPA）3．5．2现地控制面板（LCP）3．5．3CMT软件包——调试和维护工具3．5．4远程诊断3．6与电站控制系统的控制接口3．6．1常规控制接口（带有光电耦合输入和继电器输出）3．6．2与电站控制系统的串行通讯4．电压调节、监测和保护功能4．1概述4．2电压给定和调节4．3限制功能4．4依赖于温度的场电流限制器4．5叠加无功功率或功率因数控制4．6电力系统稳压器4．7APSS—自适应电力系统稳定器4．8手动控制4．9监测和保护功能4．9．1控制板（COB）的软件功能4．9．2其它监测和保护功能5．可控硅整流器5．1整流桥5．21+1配置5．3N-1配置5．4整流器接口单元（CIN）5．5触发放大单元（GDI）5．6电流传感器（CUS）5．7整流器显示单元（CDP）6．灭磁7．起励功能说明前言UNITROL5000是UNITROL系列的第五代励磁调节器，用于同步发电机静止励磁系统。UNITROL5000不仅包含了它的前两代励磁调节器UNITROLF和UNITROLP的核心技术，同时还吸收了目前数字控制领域内最先进的研究成果和工艺，如DSP数字信号处理技术。UNITROL5000系统由UNITROLF和UNITROLP平台升级而成，增添了新的精巧的解决方案和手段,例如:可控硅整流桥动态的、智能化的均流、低残压快速起励、以及完善的通讯功能和多种调试手段，如Windows界面的应用程序编程（GAD开发工程工具）的软件包以及CMT调试和维护工具包。UNITROLP的ARCnet网络技术也被移植到UNITROL5000中，用于励磁系统内各个部分的串行通讯。1．系统概述静态励磁系统利用可控硅整流器通过控制励磁电流来调节同步发电机的端电压无功功率根据图一所示的UNITROL5000励磁系统的框图，整个系统可以分成四个主要的功能块：·励磁变压器(-T02)·两套相互独立的励磁调节器（-A10，-A20）·可控硅整流器单元–G31¼-G33·起励单元（-R03，-V03，-Q03）和灭磁单元（-Q02，-F02，-R02）在静态励磁系统（常称自并励或机端励磁）中，励磁电源取自发电机机端。同步发电机的磁场电流经由励磁变压器–T02、磁场断路器–Q02和可控硅整流器G31¼G33供给。励磁变压器将发电机端电压降低到可控硅整流器所要求的输入电压、在发电机端电压和场绕组之间提供电绝缘、与此同时起着可控硅整流器的整流阻抗的作用。可控硅整流器G31¼G33将交流电流转换成受控的直流电流If。在起励过程开始时，充磁能量来源于发电机端残压。可控硅整流器的输入电压达到10V~20V后，可控硅整流器和励磁调节器就可以正常工作了。随之而来的是AVR控制的软起励过程。UNITROL5000的这种新的起励机理和设计，将在第七章中给以更详细的说明。并网后，励磁系统可以在AVR模式下工作，调节发电机的端电压和无功功率，或者可以在一种叠加的模式下工作，如恒功率因数调节、恒无功调节等。此外，它也可以接受电厂的成组调节指令。灭磁设备的作用是将磁场回路断开并尽可能快地将磁场能量释放掉。灭磁回路主要由磁场断路器-Q02、灭磁电阻R02和晶闸管跨接器F02（以及相关的触发元件）组成。在第六章中还将详细介绍交流灭磁技术。根据系统的要求，励磁调节器可以采取单通道（-A10）的结构或者双通道（-A10和-A20）的结构。一个通道主要由一个控制板（COB）和测量单元板（MUB）构成，形成一个独立的处理系统。每个通道含有发电机端电压调节、磁场电流调节、励磁监测/保护功能和可编程逻辑控制的软件。在单通道结构中，利用一个被称为扩展的门极控制器（EGC）的分离单元作为备用通道，也就是一个手动通道。除励磁调节器外，一些接口电路如快速输入/输出（FIO）模块和功率信号接口模块（PSI）也被用来提供测量和控制信号的电隔离。此外，每个可控硅整流桥都配备一套整流器接口电路包括整流器接口单元（CIN）、门极驱动接口单元（GDI）和整流器显示单元（CDP）。UNITROL5000还具有强大的串行通讯功能。一方面，它可以通过串行通讯实现与电站监控系统的接口，支持Modbus,Modbus+和Profibus等协议。另一方面，在励磁系统内，控制和状态信号的交换是通过ARCnet网实现的。磁场断路器跳闸回路还附加了硬件回路。图12:机械结构设计总体UNITROL5000励磁系统结构紧凑，它以ABB的模块化的低压配电系统OJ