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NARISAVR-2000发电机励磁调节器使用说明书V2.0电力自动化研究院南瑞电气控制公司SAVR-2000发电机励磁调节器使用说明书NARI_ECC1目录第一部分:前言……………………………………………………………………..(2)第二部分:设备原理………………………………………………………………..(9)第三部分:设备安装………………………………………………………………..(17)第四部分:设备使用说明…………………………………………………………..(19)第五部分:设备投运及维护…………………………………………………………(34)SAVR-2000发电机励磁调节器使用说明书NARI_ECC2第一部分前言一、概述SAVR-2000发电机励磁调节器是以经典和现代控制理论与数字信号处理器DSP技术相结合的第二代微机励磁调节器。它继承了第一代微机励磁调节器的全部调节、控制及限制保护功能，同时在计算速度、抗电磁干扰、可靠性等方面都有了极大的进步，是现代大、中型同步发电机组较为理想的励磁调节装置。SAVR-2000适用于各种方式的可控硅励磁,是一种通用性极强的励磁调节装置。作为更新换代产品已得到我国励磁行业的专家认可。SAVR-2000发电机励磁调节器拥有32位总线的DSP（数字信号处理器）作为控制的核心，采用积木式双通道或多通道冗余结构，并配备大屏幕真彩液晶显示器。基于上述硬件和我们多年的软件编制经验，SAVR-2000具有可靠性高、操作简单、维护方便、使用灵活等特点。二、适用范围SAVR-2000是双自动通道的励磁调节器，两个自动通道完全独立，配置在一个柜体之中，可适用于各种可控硅励磁系统。图1-1～图1-6为SAVR-2000发电机励磁调节器的几种典型应用：*自励方式SAVR-2000SAVR-2000图1-1自并励可控硅励磁图1-2自复励可控硅励磁*他励方式JFL自励恒压JLSAVR-2000-220V图1-3有副励磁机的他励可控硅励磁SAVR-2000发电机励磁调节器使用说明书NARI_ECC3SAVR-2000JLLT图1-4两机他励可控硅励磁SAVR-2000JL图1-5无刷励磁*用于直流励磁方式SAVR-2000图1-6连续型直流机励磁方式三、主要特点1．多种运行方式SAVR2000正常运行为主调节通道输出脉冲控制可控硅，从调节通道处于热备用状态。从通道跟踪主通道的调节角度值及控制给定值，从通道输出脉冲被阻断在主/从切换输出之前。主/从通道可实现手动/故障切换。2．可靠性高2．1先进的表贴（SMT）工艺：SAVR-2000发电机励磁调节器采用先进的表面贴装集成芯片，在机械结构上采用全封闭无风扇结构，由柜体、插箱、插件屏蔽板构成了三重防护，提高了装置整体的可靠性。2．2先进的测量方式：在一个周期内（20ms）对三相定子电压及三相定子电流进行多点交流采样，并由软件实时计算出有功功率、无功功率及定子电压、电流的有效值。因而响应速度快，测量精度不受波形影响。SAVR-2000发电机励磁调节器使用说明书NARI_ECC42．3高集成度的接口电路：SAVR-2000发电机励磁调节器以大规模可编程器件为外部接口电路，将脉冲形成及检测、频率与相位检测、A/B套切换等功能全部集成在一片大规模可编程器件中。提高了装置整体的可靠性。2．4分布式隔离电源：SAVR-2000发电机励磁调节器采用了分布式隔离电源。整个装置电源分为主机电源（+5V）、模拟量电源（+12V与-12V）；脉冲电源，脉冲检测电源，开出量电源，开入量电源（2路）。各部分相互隔离。提高了装置整体的可靠性。2．5电磁兼容技术：为加强装置的电磁兼容能力，SAVR-2000发电机励磁调节器在总体及局部设计上采用了多种措施，成为首家通过电磁兼容测试的励磁调节类电子装置。能够抵御±2500V传导瞬变干扰、±8000V静电放电干扰及10V/M的空间电磁辐射。2．6严格的质量保证体系:南瑞电控公司自1997年通过ISO9001质量体系认证以来,建立并完善了一套严格的质量保证体系,从生产的角度提高了装置整体的可靠性。3．可操作性强3．1软面板技术：SAVR-2000发电机励磁调节器采用了软面板技术，运用三维汉字图形界面，同时具备模拟显示及数字显示，操作相当简单，满足了新老运行人员的需要。3．2在线帮助系统：SAVR-2000发电机励磁调节器在运行监控软件系统中置入了在线帮助。当鼠标移至屏幕上任何一个可操作位置时，软件系统将随即弹出该项操作的意义、方法以及可能产生的后果，供操作人员参考。4．可维护性好4．1故障定位专家系统：SAVR-2000型发电机励磁调节器采用了人化设计方法，在系统中预设了故障定位专家系统。当故障发生时，装置不仅能够给出故障种类，而且能够根据检修人员的需要，给出该种故障产生的原因及维护的方法。4．2超前维护及预警系统：SAVR-2000发电机励磁调节器在设计中贯穿了超前维护的概念，设置了预警系统，为电厂长期稳定创造了条件。5．可扩展的现场总线：SAVR-2000发电机励磁调节器内部备有CANBUS或PROFIBUS现场总线扩展口，能够与监控局域网方便连接，构成了多层次分布式的控制结构。四、主要功能SAVR-2000励磁调节器的根本任务是维持发电机的机端电压恒定，因此，它的基本功能是调节及控制机端电压；同时，作为计算机产品，它还具有实时故障诊断及容错功能，智能调试及计算机辅助分析功能。1．调节及控制功能◆具有控制结构自适应和参数自适应的调节功能，配备在线专家系统。SAVR-2000发电机励磁调节器使用说明书NARI_ECC5◆全中文信息集成显示，模拟、数字显示一体化。◆具备实时数据库及历史数据库，能够进行事件录波辅助分析，并给出有效提示。◆保证发电机按要求升压、并网、增减无功负荷及逆变停机。◆保证发电机稳定运行于空载、发电、调相、停机等工况。◆可按要求选择起励方式：（1）100%额定电压起励（2）零起升压（3）软起励◆保证机组在突甩负荷时机端电压迅速稳定在额定电压。◆保证无冲击地进行手动/自动的切换及双机切换。◆可任意设定正、负调差方式，且调差率大小可选择◆软件数字整定和比较功能◆恒发电机机端电压的PID调节规律。◆恒发电机转子电流的PID调节规律。◆发电机恒定触发角运行（选用）◆发电机恒功率因数运行（选用）◆发电机恒无功运行（选用）◆系统电压跟踪方式（选用）◆转子过热保护（选用）◆电力系统稳定器（PSS）附加控制（选用）◆线性最优励磁调节规律（选用）◆非线性自适应励磁调节规律（选用）◆主备励无扰动切换（选用）◆水轮发电机机组用电气制动方式停机（选用）2．实时故障诊断及异常状态的限制功能◆电源电压过低或消失的检测◆PT断线的检测◆可控硅同步电压信号断线检测◆可控硅脉冲丢失的检测◆控制角的检测：◆发电机机端电压及可控硅阳极电压相序的检测◆通迅故障的检测◆看门狗（WatchDog）电路监测主CPU电路◆欠励瞬时限制及保护SAVR-2000发电机励磁调节器使用说明书NARI_ECC6◆过励延时限制及保护◆发电机强励的反时限限制及保护◆最大励磁电流瞬时限制及保护◆可控硅整流柜快速熔断器熔断、停风、部分柜切除时的励磁电流限制◆V/F限制及保护：当机组转速下降时，如仍维持发电机电压恒定将引起转子过磁通。为保护机组安全，调节器将自动降低发电机电压；如转速过低，调节器将自动逆变灭磁。◆空载过压限制及保护3．调节器模拟量及开关量的容错◆机端电压容错：DSP实时自动诊断机组三相电压，可自动辨别PT断线还是机端短路，并作出故障类别提示以保证全部调节任务的正常完成且不造成负荷冲击。◆定子电流容错◆转子电流容错◆发电机频率容错◆有功功率及无功功率容错◆开机令及停机令容错◆增、减磁信号容错◆油开关信号容错4．智能调试及计算机辅助分析功能：◆智能化调试：调试软面板技术；全中文图形化调试界面；在线帮助系统；◆计算机辅助分析系统：各项试验专用数据库；故障录波与计算机辅助分析以工况转换为依据，进行不间断录波，形成历史数据库；故障产生时，计算机进行辅助分析，给出故障产生原因；计算机对历史数据库中的数据可进行辅助分析，推测系统工作状态；◆调试专家系统：可自动进行各项试验，计算机辅助选择相应参数；产生试验数据并给出试验结果；SAVR-2000发电机励磁调节器使用说明书NARI_ECC7对试验过程及结论作出评价；5．调节器维护时系统自检查功能：◆存储系统(FLASHRAM，RAM)检查诊断；◆闭环系统功能块检查诊断；◆输出功能检查诊断；◆数字给定检查诊断；◆开关量输入检查诊断；◆内部参数检查诊断；◆通信检查诊断；五、主要技术参数1．模数转换器输入参数模拟通道：16通道8路无相差同步采样信号输入量参数：◆机端电压Uf额定值100伏◆定子电流If额定值5A◆励磁电流IL额定值5A（交流侧，由互感器来）◆转子电压IL-实际值（选用）◆转子电流UL-75mV（直流侧，由分流器来，选用）2．开关量输入输出容量◆CPU16路光电隔离输入（可扩至32路）；◆CPU16路继电器输出（可扩至32路），节点容量1A/DC220V；3．输出参数◆输出脉冲：可供三相全控整流桥用的六相双脉冲◆触发功率：每相脉冲可供10组脉冲变压器回路负载。4．电源参数◆交、直流并联供电。交流输入220V±15%，直流输入220V±20%。◆稳压电源：A套和B套的电源各自独立。◆功率消耗：小于400瓦。六、主要指标参数◆可控硅控制角α分辨率：最高可达40MHZ◆A/D转换量分辨率：2-14，8路同步采样SAVR-2000发电机励磁调节器使用说明书NARI_ECC8◆控制计算调节速度：20毫秒（典型）◆调压范围：5%～130%◆调压精度：0.5%◆移相范围：0-180度，上下限值可程序设置◆调差：由软件设置无功调差率，正负及大小任选，级差为±0.33%。◆频率特性：频率每变化1%，发电机端电压变化不大小额定值的±0.25%。◆整定值调节速度：可编程，满足不大于1%每秒，不少于0.3%每秒。◆响应时间自并激励磁系统：上升0.08S下降0.15S交流励磁机励磁系统：上升2倍/秒高起始响应励磁系统：上升0.1秒下降0.15秒七、使用环境◆使用地点的海拨高度不大于2500米。◆环境温度为0℃～+40℃。◆环境相对湿度不大于90%，无冷凝。◆使用环境的周围介质无爆炸危险，不应含有腐蚀性气体，所含导电尘埃的浓度不应使绝缘水平降低到允许极限值以下。第二部分设备原理SAVR-2000发电机励磁调节器使用说明书NARI_ECC9一、电气配置图2-1显示了SAVR-2000发电机励磁调节器的通道配置情况。模拟通道共有16个模拟量输入通道，输入信号范围±5V，精度14位。A/D分两次转换16个通道，每次同时转换8个通道。外部的控制命令和状态通过光电隔离传入至CPU；CPU的控制命令通过光隔发出。对于开入量，调节器自带24V电源，外界只需提供无源节点即可。对开出量，调节器通过继电器提供无源节点，节点容量为DC220V/1A。通常配置为16点开入，16点开出，也可按用户需要扩至32点开入，32点开出。图2-1SAVR-2000通道配置SAVR-2000通用型调节器由以下单板或元件组成◆MBD2011块×2套模拟信号输入板◆MBD2021块×2套主机板◆MBD2031块×2套（可扩至2×2）开关量输入输出板◆MBD2041块×2套脉冲放大板◆MBD2051块×2套主机电源板◆MBD2061块×2套脉冲电源板◆MBD2071块×2套双路供电板◆总线背板1块×2套◆工控机1台二、结构配置开关量MBD203模拟量MBD201主机板MBD202脉冲放大板MBD204定子电压：Ua,Ub,Uc同步电压TBa,TBb,TBc内部变量+5V,+12V,-12V转子IL(由变送器来)转子电压UL(由变送器来)转子电流：ILa,ILb,ILc定子电流：Ia,Ib,Ic串口1（与上位机通讯）串口2（与工控机通讯）16路开出16路开入脉冲输出脉冲回读同步串口1路调试串口模拟量输入