励磁培训教材10年版 第二篇NES5100励磁系统介绍

目录第一章NES5100调节器的系统配置..............................................11.1电气系统配置...........................................................11.1.1系统框图...........................................................11.1.2输入输出接口.......................................................21.1.3硬件配置...........................................................4第二章NES5100调节器的软件系统原理.........................................112.1概述..................................................................112.2励磁应用程序主流程....................................................112.3调节控制程序..........................................................122.3.1模拟量测量和A/D变换..............................................132.3.2给定调节..........................................................132.3.3调差..............................................................132.3.4软起励............................................................142.3.5自动跟踪机........................................................142.3.6脉冲输出..........................................................142.4限制及保护程序........................................................142.4.1低励磁限制........................................................152.4.2过励磁限制........................................................172.4.3PT断线保护.......................................................192.4.4电力系统稳定器（PSS）.............................................202.4.5逻辑判断..........................................................202.4.6参考值设定........................................................212.4.7双机通讯..........................................................212.4.8自检和自诊断......................................................212.4.9人机对话..........................................................212.4.10对外通讯.........................................................21第三章NES5100调节器的界面操作.............................................223.1NES-HMI励磁智能监控界面介绍..........................................223.1.1界面启动前的准备..................................................223.1.2界面使用..........................................................223.2参数修改..............................................................423.2.1主要参数含义......................................................423.2.2修改参数..........................................................61附录一：人机界面安装.......................................................681.1安装环境..............................................................681.2界面安装..............................................................681.2.1准备有关安装软件..................................................681.2.2确定安装环境......................................................681.2.3安装..............................................................681.3界面软件设置..........................................................711.3.1启动人机界面......................................................731.4下载程序和参数........................................................741.4.1下载程序..........................................................741.4.2下载参数..........................................................751.5下载组态逻辑文件......................................................76NES-5100发电机微机励磁系统培训教材(第三版)-1-第一章NES5100调节器的系统配置NES5100发电机励磁调节器继承了我公司前两代励磁调节器SJ800和SAVR2000的核心技术，借鉴了前两代励磁调节器几十年现场运行经验，参考了IEEEStd421.5TM-2005励磁系统数学模型，还吸收了目前数字控制领域内最先进的研究成果和工艺。在计算速度、控制周期、抗电磁干扰、可靠性方面均有极大的进步。NES5100发电机励磁调节器控制单元采用主频高达180MHz的32位高性能微处理器为核心的硬件平台，采用积木式多通道冗余结构，并配备网络化的人机交互系统，采用嵌入式实时多任务操作系统，可实现逻辑现场组态。基于上述的硬件平台和软件构架，NES5100具有设计理念超前、可靠性高、操作简单、维护方便、使用灵活、扩展和兼容性高等特点。1.1电气系统配置1.1.1系统框图以目前广泛采用的自并励励磁系统为例，如图1.1所示：图1.1自并励励磁系统示意图NES-5100发电机微机励磁系统培训教材(第三版)-2-1.1.2输入输出接口模拟量输入参数机端电压3相交流，线电压额定值100V（最大150V）系统电压3相交流，线电压额定值100V（最大150V）同步电压3相交流，线电压额定值100V（最大150V）定子电流3相交流，输入范围：0∽5A（或1A）转子电流3相方波，输入范围：0∽5A（交流侧，由励磁变压器低压侧的电流互感器来）噪声电压0∽5V数模转换器输出模拟通道：4路12位D/A转换，可编程定义输出信号输出参数范围：0～5V信号，可外配变送器端子转换为4～20mA信号输出开关量输入输出容量最大40路开关量输入最大32路开关量输出，节点容量1A/220V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：每相脉冲可驱动10组脉冲变压器NES-5100发电机微机励磁系统培训教材(第三版)-3-如图1.2所示：图1.2输入输出接口示意图NES-5100发电机微机励磁系统培训教材(第三版)-4-1.1.3硬件配置图1.3是单套NES5100调节器的单板插件组合示意图：图1.3NES5100调节器单通道的插件组合示意图图1.3中，单插件的名称见表1.1：表1.1单板的名称单板编号单板名称EX01脉冲电源板EX02系统电源板EX03CPU板EX04模拟量板EX05同步电压板EX06开关量板EX07扩展开关量板EX08脉冲放大板NES5100调节器硬件配置如图1.4，通常情况下每一个通道配一组互感器，图中未画出另一组互感器。NES-5100发电机微机励磁系统培训教材(第三版)-5-图1.4双自动通道控制器NES5100调节器通讯系统如图1.5：图1.5NES5100调节器通讯示意图1.1.3.1电源板包括EX01脉冲电源板和EX02系统电源板。EX01脉冲电源板用来提供脉冲输出的正24V电源，功能示意图如图1.6：NES-5100发电机微机励磁系统培训教材(第三版)-6-图1.6EX01脉冲电源板功能示意图EX02系统电源板：该板为双路供电，AC220V、DC220V（或DC110V）输入，输出+12V、-12V、两路+5V和两路24V用于开关量输入输出电源。功能示意图如图1.7：图1.7EX02系统电源板功能示意图为了保证励磁调节器电源的可靠性，EX01脉冲电源板和EX02系统电源板均是由专业厂家特制，按照军工标准设计的开关电源，另外在板件结构上也充分考虑了防电磁干扰、防尘和散热，通过了严酷的EMC测试和高温湿热测试。1.1.3.2CPU板EX03CPU板是核心控制板，主要功能有：●将模拟量板送来的模拟信号进行A/D变换采样；●根据A/D采样的结果及开入信号逻辑判断进行控制计算，产生小脉冲；●根据逻辑判断程序开出信号到开关量板；●测频及脉冲回读检测；NES-5100发电机微机励磁系统培训教材(第三版)-7-●双套切换逻辑的实现；●通讯功能功能示意图如图1.8:图1.8EX03CPU板功能示意图A/D变换将EX04模拟量板、EX05同步电压板调理好的模拟信号转换为数字量。采用AD公司的16bit真双极性、多通道模数转换器（ADC）AD7656，该器件仅有160mW功耗，它比最接近的同类双极性输入ADC的功耗降低了60%。AD7656包含一个低噪声、宽带跟踪保持放大器以便处理输入频率高达8MHz的信号。该AD7656还具有高速并行和串行接口，从而允许该器件与微处理器（MPU）或者数字信号处理器（DSP）连接。然后结合Maxim公司的MAX309多路开关，对三相电压和三相电流进行同步采样，保证