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SMER-D1型微机励磁调节器装置使用说明书-产品中心YHYEnergy
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文档介绍：
GDER-2032 发电机励磁装置技术说明书杭州杭发发电设备有限公司 1 目录一、概述···································································································· 2 二、使用环境······························································································ 3 三、装置主要特点························································································ 3 四、主要功能及技术指标··············································································· 3 五、指标参数······························································································ 4 六、励磁调节器原理····················································································· 4 七、功率单元····························································································· 12 八、键盘、显示及操作················································································· 13 九开环试验······························································································ 24 十、运行操作····························································································· 25 十一、常见故障和处理················································································· 26 十二、包装、交货、搬运、储存和安全规范····················································· 28 十三、铭牌································································································ 28 十四、备品备件·························································································· 29 十五、售后服务的联系方式··········································································· 29 附录一、 GDER-2032 励磁调节器通讯协议······················································· 30 2 一、概述同步发电机的励磁装置一般是由励磁调节器、起励单元、功率单元以及灭磁单元等几部分构成。励磁调节器的作用就是根据发电机运行状态自动调节功率单元输出的励磁电流,以满足发电机运行的要求。 GDER-2032 发电机励磁调节器采用美国 TI 公司最新的高速 32位 DSP 作为核心,配以大规模的可编程逻辑器件 CPLD 作为辅助元件,将控制系统基本缩小为一个片上系统,大大提高了系统的可靠性,并具有完善的调节、控制及限制保护功能,计算速度快、抗电磁干扰能力强。 GDER-2032 系列励磁装置正是采用这种先进 GDER-2032 微机励磁调节器作为控制核心,它适用于从几千千瓦到几十万千瓦不同类型的同步发电机的励磁系统。图1 -1所示的是发电机自并励系统图,图上所示是双微机励磁装置,如果是单微机则只有一个 GDER-2032 调节器。◆主回路:三相全控桥。◆励磁电源:经整流变压器取自机端。◆灭磁方式:正常停机时逆变灭磁;事故情况下采用灭磁开关加线性电阻灭磁。◆起励方式:残压加它励起励,它励电源是由直流合闸电源供给。图1 -1所示是双微机励磁装置,如果是单微机则只有一个 GDER-2032 调节器。下图是 GDER-2032 系列励磁装置的型号说明,订货时请详细说明型号,如无特别说明,励磁装置供货时只包括一个励磁变压器,不含励磁用的 PT 和 CT 。 GDER-2032 □-A□ S-表示单微机 D-表示双微机 1-适用于 8MW 以下发电机 2-适用于 9~15MW 发电机 3-适用于 15MW 以上发电机□指其它图 1-1 发电机自并励系统图 3 二、使用环境 2.1 海拔高度不超过 3000 米。 2.2 环境温度:最高温度为+40 ℃;最低温度为-10 ℃。 2.3 最湿月的月平均最高相对湿度为 90% ,同时该月的月平均最低温度不高于 25℃。 2.4 在无爆炸危险及空气清洁的环镜中,及周围空气无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电尘埃,以及在无较大振动及颠簸的地方。 2.5 无强电磁干扰的场所。 2.6特殊要求由用户与厂方协商确定。 2.7励磁系统对电源的要求 2.7.1交流电源(220V /2A), 其电压偏差为额定值的± 15%, 频率偏差为-3Hz ~ +2Hz 。 2.7.2直流操作电源(DC220V/2A 或 DC 110V/4A) ,偏差为-15% ~ +10% ,容量小于 500 W。 2.7.3 直流合闸电源(DC220V/5A 或 DC 110V/10A) , 偏差为-15% ~ +10%, 合闸母线电源容量小于 2.5 千瓦。 2.7.4电压互感器二次侧电压 0.1 kV。(三相) 2.7.5电流互感器二次侧电流 5A 。(三相) 三、装置主要特点 3.1 模型清晰、准确:离散化过程中误差小,精度高。 3.2 强大的网络功能:各通道之间通过可靠的现场总线 CAN-BUS 进行连接,实现数据共享和协调控制。控制通道提供 USB 和 485 接口,非常方便的实现调节器与上位管理机的通讯以及与电厂 DCS 系统的连接。 3.3 方便、友好的人机界面。 3.4 高度集成化的硬件设计:采用超大规模逻辑器件 C1
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南京汽轮电机（集团）有限责任公司DVR--2000B微机励磁调节器使用维护说明书：DVR--2000B微机励磁调节器
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0NQ.140.417DVR-2000B微机励磁控制柜使用维护说明书南京汽轮电机(集团)有限责任公司南京汽轮电力控制有限公司南京汽轮电机(集团)有限责任公司南京汽轮电力控制有限公司代号0NQ.140.417代替DVR-2000B微机励磁控制柜使用维护说明书共36页第1页编制丛钱尤 2006.03校对贾民健 2006.03审核鲁道直 2006.03目 录第一章概述及适用范围31.1概述31.2适用范围41.3运行环境4第二章主要功能及技术指标52.1主要功能52.2主要技术指标6第三章主要配置93.1DVR-2000B微机励磁调节器电气配置93.2结构配置10第四章基本原理134.1概述134.2工作原理144.3软件说明16第五章显示及操作说明225.1开机画面225.2主画面显示225.3主菜单显示245.4就地操作开关说明335.5主控操作开关说明345.6操作说明345.7日常维护36概述及适用范围概述DVR-2000B微机励磁调节器是我公司在引进的英国BRUSH公司的MAVR自动电压调节器技术的基础上，开发了适合我公司的三机同轴无刷励磁系统的微机励磁调节器。它继承了第一代DVR-2000A系列微机励磁调节器的全部调节、控制及限制保护功能，并结合了几百台套的现场运行经验的基础上开发研制的升级换代产品。DVR-2000B微机励磁调节器具有以下特点：模型清晰、准确DVR-2000B微机励磁调节器所采用的计算模型均经过计算机仿真和动态信号分析仪实测证明该模型在离散化过程中误差小，精度高。测量精度高DVR-2000B微机励磁调节器采用每周波24点交流采样，快速傅立叶变换，完全消除了零漂等对测量精度的影响，同时采用高速14位A/D变换器，保证了测量通道的精度和快速性。强大的网络功能DVR-2000B微机励磁调节器具有强大的通讯功能，双通道的调节器之间通过可靠的现场总线CAN-BUS进行连接，实现数据共享和协调控制。每个控制通道都提供两个独立、并进行隔离的RS232和485接口。非常方便的实现励磁调节器与上位管理机的通讯以及与电厂DCS系统的连接。方便、友好的人机界面DVR-2000B微机励磁调节器采用大屏幕液晶显示器（240*128），采用树型菜单结构，方便直观，可以结合键盘进行参数整定，测量显示，试验控制等功能，并能在此屏幕上显示试验波形和故障波形，以及故障类型和事件SOE。5,国内速度最快的励磁调节器DVR-2000B微机励磁调节器的CPU采用美国TI公司的32位DSP产品，主频最高可达150MHz，DSP强大的数据处理能力及快速的浮点计算为励磁调节器模型的精确数字化和励磁调节器其它辅助功能的实现提供了保证。高度集成化的硬件设计DVR-2000B微机励磁调节器采用超大规模逻辑器件CPLD，该器件通过灵活编程能实现传统的数十个芯片组合才能完成的功能，一个芯片即完成了CPU的所有外围电路。硬件的简单大大的减少了装置的故障点，提高了系统的整体可靠性。美观实用的机箱设计和先进、规范的生产工艺DVR-2000B微机励磁调节器 采用标准的4U机箱，背插结构，使得信号流流向一致，减少了信号交叉的影响，提高了系统的抗干扰能力，机箱采用全封闭结构，机箱内集成了励磁调节器需要的所有板件，自成系统。主要板件全部采用多层电路板，表面贴装工艺。1.2 适用范围DVR-2000B微机励磁调节器适用于3MW~60MW三机无刷励磁系统，其中单相永磁机的频率为400Hz。1.3 运行环境1、海拔高度不超过1000米。2、环境温度-10℃～40℃。3、相对湿度不大于90%。4、没有火灾及爆炸危险的场所。5、无导电尘埃及化学腐蚀气体的场所。6、无强的电磁干扰的场所。主要功能及技术指标主要功能DVR-2000B微机励磁控制柜的基本任务是维持发电机的机端电压恒定、通过合理的调差设置保证并列运行的机组间无功功率的合理分配，通过快速的励磁响应提高电力系统的暂态稳定和静态稳定。除了以上基本的控制调节功能外，DVR-2000B微机励磁调节器还具有故障录波、事件记录、系统自检等辅助功能。2.1.1调节及控制功能自动运行方式即发电机恒机端电压PID调节；手动运行方式即发电机恒励磁电流PID调节；发电机恒功率因数运行；发电机恒无功运行；自动、手动之间相互跟踪，实现各种方式下无扰动切换；通道之间相互跟踪，实现通道之间无扰动切换；发电机恒定触发角运行；无功调差调节，可任意设置正、负调差方向，调差系数0-15%任意调节，级差0.1%；完成发电机在空载、负载等工况下的机组稳定运行及无功的平滑调节；参数的在线修改及记录，保证掉电数据不遗失；11、可通过串行口将DVR-2000B调节器接入电厂DCS系统，将调节过程中的数据实时传送到上位机；2.1.2限制和保护功能PT断线保护V/Hz保护（伏赫比保护）过励限制与保护4、欠励限制及保护5、空载过电压保护6、触发脉冲丢失的检测7、通讯故障检测8、可控硅故障检测9、电源检测10、旋转二极管故障报警2.1.3辅助功能1、故障录波功能。DVR-2000B微机励磁调节器记录故障前10秒故障后10秒的测量数据。记录的量包括，发电机电压UG1，UG2，自动给定值UGREF，手动给定值IFREF，触发角ARF，有功功率P，无功功率Q，励磁电压Ufd，励磁电流 Ifd，发电机频率F0，本通道输出电流ILA，它通道输出电流ILB。基本涵盖了所有模拟量，故障波形能够在控制器自带的液晶显示器进行显示。故障录波的启动方式分为突变量启动和故障启动两种方式。2、试验录波功能，DVR-2000B微机励磁调节器能够通过手动启动的方式记录试验时的波形，如10%阶跃响应，自动升压，手动升压，零起升压，空载，短路，灭磁，手自动切换，通道切换，频率特性，强励，欠励，无功调差，甩负荷等记录时间为试验启动前1秒，试验启动后19秒的时间，记录的量同故障录波。显示方式同故障录波。3、故障记录，能够按先进先出的原则记录20次故障动作值，及故障时间（精确到毫秒），及故障类型，所有信息均可在液晶显示或上位机上进行显示。4、事件记录，能够按先进先出的原则记录20次事件发生的类型和动作时间（精确到毫秒）例如灭磁开关的分合，通道的投入/退出，运行方式切换，手自动的切换。5、强大的通讯功能，DVR-2000B微机励磁调节器采用标准的MODBUS协议，可以通过灵活的通讯方式，RS232，RS485，CAN，进行通道之间的通讯以及DVR-2000B微机励磁调节器与DCS系统或电厂其它监控系统的接口。6、软件电位器功能，所有模拟量的处理回路均取消电位器，改为能够在菜单上整定的软件电位器，调试工作由此变的更加轻松灵活。7、强大试验功能，通过DVR-2000B微机励磁调节器上的键盘操作，方便的进行各项试验，如开关量传动试验、过励限制、欠励限制、阶跃响应试验、空载实验、短路试验、自动升压试验，灭磁试验等，并能进行自动录波。主要技术指标2.2.1模数转换器输入参数A/D 采样通道,16 路模拟量输入一览：机端电压PT1,额定值 100 V机端电压PT2,额定值 100 V定子电流：
额定值 5A励磁电流,由LEM来2.2.2 开关量输入输出容量16路光电隔离输入；10路开关量输出，其中2路光电隔离输出，8路继电器输出。触发脉冲：可供单相全控整流桥用的双脉冲，脉冲宽度100us，可同时触发5组以上并联运行的全控桥。脉冲电源24V，脉冲变压器变比为3：12.2.3 网络接口串口1：RS-232 （隔离）串口2：RS-485 （隔离）CAN总线：CANH,CANL（隔离）通讯协议：标准Modbus协议2.2.4 电源参数工作交流电源：永磁发电机输出工作直流电源：DC220V±20%，(或DC110V±20%),2A辅助交流电源：厂用AC220V±15%,2A2.2.5 指标参数DVR-2000B微机励磁控制柜全面符合或优于GB/T 7 大、中型同步发电机励磁系统技术要求。具体指标参数如下：（1） CPU类型：32位高速DSP芯片（2） CPU速度：最高150MHz（3） 可控硅控制角α分辨率：0.0048度/码（4） A/D 转换量分辨率：2-14，16 路。（5） 控制计算调节速度：3.3 ms（6） 调压范围：10%～130%（7） 调压精度：&0.5%（8） 移相范围：0～170°。上下限值可程序设置（9） 调差：软件无功调差、正负大小任选级差为±1%。（10）频率特性：频率每变化1%，发电机端电压变化不大于额定值的±0.25%。（11）整定值调节速度：可编程，满足不大于1% /s，不少于0.3% /s。（12）在空载额定电压情况下，当发电机给定阶跃为±10%时，发电机电压超调量小于阶跃量的30%，振荡次数小于2次，调节时间小于5s。（13）当发电机零起升压时，机端电压超调量不超过额定电压的10%，振荡次数小于2次，调节时间小于10s。（14）工作方式：主、备用。主要配置3.1 DVR-2000B微机励磁控制柜电气配置DVR-2000B微机励磁控制系统以简单、可靠为原则，可针对不同的励磁方式进行相应的励磁系统配置。本章就以三机无刷励磁系统为例作一介绍。3.1.1 励磁系统工作方式图 4-1 是DVR-2000B微机励磁控制系统 应用于三机无刷励磁方式时的系统方框图。在无刷励磁方式下DVR-2000B微机励磁调节器工作在主、备用方式。主、备通道相互通讯，备用通道作为热备用跟踪工作通道，并能进行无扰动切换。在这种方式下，单通道运行即能满足发电机各种运行工况的要求，双通道配置则大大提高了系统的可靠性。3.1.2 输入输出接口示意图模拟量量程为±5V，操作回路统一使用24V电源。有关信号示意如下。3.1.3 主要组成DVR-2000B微机励磁调节器是一个高度集成化的控制器，包含了从开关电源到脉冲放大等几乎所有的功能插件。每个通道具体包括：1、开关电源组件1 （+5V，±12V） (电源Ⅰ)2、开关电源组件2 （24V1，24V2） (电源Ⅱ)3、主机板 4、开关量输入输出板 (开入开出)5、脉冲放大板6、模拟量信号处理板 (信号处理)7、PT/CT及同步变压器板 (PT/CT)8、功率板9、总线后底板10、键盘及液晶显示面板3.2 结构配置3.2.1 柜体构成DVR-2000B微机励磁控制柜采用拼装柜结构，柜体平整美观，且柜体强度大大优于焊接柜，柜体前后设门。柜体表面采用喷塑工艺，颜色由用户提供色标。柜内配线走向按强、弱电分开，避免相互干扰。励磁主电流回路用2.5mm2的导线，其它用1.5mm2的导线。所有的线号及号牌用专用的打印机打印，做到整齐一致。水平接地铜母线尺寸不小于6×25mm2，每个柜的接地是由螺栓接地母线连至裸露的金属来实现。在母线两端应提供接线柱来连接从电站接地网来的120mm2/2×60mm2(4/OAWG)铜芯接地电缆。在励磁柜上提供每个屏蔽设备用的接地端子。励磁控制柜带玻璃前门，便于监视。标准柜体外形尺寸为800×600×2260mm（由用户在合同中确定），柜体设上下通风孔网。3.2.2 分层介绍励磁柜结构详见DVR-2000B微机励磁控制柜装配图1）、表计层表计层装设发电机机端电压表，永磁机电压表，励磁电流表，便于运行或就地试验监视。2）、操作层本层安装5个操作开关，用于在就地对DVR-2000B微机励磁调节器进行操作，1QK通道选择开关：可以通过此开关进行通道间的切换，共有四个位置可供选择，即切除、通道A（运行）、通道B（运行）、切除。2QK主控/就地,开关用来选择DVR-2000B微机励磁调节器接受就地开关的命令还是主控开关的命令，该开关打到主控位置，本柜操作开关失效，DVR-2000B调节器受主控开关的控制；该开关打到就地位置，DVR-2000B调节器接受本柜开关的命令，主控室的对应开关失去作用。运行中如果进行主控/就地切换时，应先将主控和就地的开关位置先对应成一致状态。3QK方式选择开关,用来选择DVR-2000B调节器在自动运行、手动运行工作方式。4QK方式选择开关,用来选择DVR-2000B调节器在恒电压运行、恒功率因数运行、恒无功运行工作方式。5QK增/减磁开关,为自复归开关，用来调整发电机电压或无功功率的大小,3）、控制层控制层是 DVR-2000B微机励磁调节器（主控单元），它集成了励磁调节器几乎所有的功能板件。DVR-2000B微机励磁调节器采用4U标准机箱，表面氧化处理，美观大方。插件板采用背插方式。图 3-1A 为 DVR-2000B微机励磁调节器的前视图。图 3-1B 为 DVR-2000B微机励磁调节器的后视图。在DVR-2000B微机励磁调节器的面板上布置了240*128大屏幕液晶显示器，键盘控制器以及运行指示灯。在面板右下方为RS232接口。
图3-1A DVR-2000B微机励磁调节器前视图
图 3-1B DVR-2000B微机励磁调节器的后视图从图3-1B看出，DVR-2000B微机励磁调节器的插件板从机箱的后部插入，从左至右一共10块独立的插件板组成，其中含可扩展的备板两块。机箱内的插件板需要严格按顺序插入对应的导轨内，插错顺序，会导致插件板损坏。4、开关层有交流电源开关1QS、直流电源开关2QS、通道A输入开关1KKA、通道B输入开关1KKB。5、其它器件包括电源变压器、LEM、熔断器、瓷管电阻、二极管、分流器FL1、FL2（15A/75mV），继电器1K、2K、3K、4K等.电源变压器T将给DVR调节器供电的中频交流电隔离、降压，整流后与厂用直流电经过逆止二极管并联给DVR-2000B微机励磁调节器供电。LEM是用于DVR-2000B微机励磁调节器励磁输出电流的测量。FL1用于本柜的励磁输出电流表的显示，FL2用于发电机中控盘或DCS的显示。基本原理4.1概述DVR-2000B微机励磁控制柜的输入电气信号有发电机量测PT电压，仪表PT电压及从发电机电流互感器来的三相定子电流信号。各路信号经各自的信号处理及变换电路对信号滤波、隔离放大，变换成适合于 A／D采样的信号。这些信号送入A／D变换器，由程序控制依次进行模数转换成数字量，存放在存贮器中，供DVR-2000B微机励磁调节器使用。DVR-2000B微机励磁调节器需要直流电源作为后备工作电源。DVR-2000B微机励磁调节器输出的电流、电压为直流量。利用以上采集到的数据，通过软件计算可以得到发电机的运行工况，励磁系统参数，DVR调节器输出参数等全部信息，如交流量采用24点快速傅立叶变换（FFT）计算出发电机三相电压有效值，三相电流有效值，有功功率P，无功功率Q。主控室对DVR-2000B微机励磁调节器工作方式的选择，增、减励磁操作，和灭磁开关等状态量作为开关量输入信号以及故障告警等开关量输出信号是经过光电隔离与CPU接口的。DVR-2000B微机励磁调节器共有16路开关量输入，10路开关量输出通道。DVR-2000B微机励磁调节器的功率输出部件为单相半控晶闸管整流桥。为了保证其输出直流电压连续可调，要求控制角α在0~170度之间变化。DVR-2000B微机励磁调节器中由脉冲同步电路来保证各晶闸管的依次导通，用大规模逻辑器件直接将数字控制量转换成相应控制角α的触发脉冲信号。300Hz的中断控制程序,计算发电机电压与参考电压之差,并进行PID运算后综合附加调差信号得到一个控制量去改变晶闸管的导通角。这就是DVR-2000B微机励磁调节器的主调节环。PID参数的正确选择，将直接影响DVR-2000B微机励磁调节器的静态和动态特性。DVR-2000B微机励磁调节器中的保护功能模块如失脉冲检测，低励磁限制，过励限制，V/Hz限制，PT断线保护等都是用软件来实现的。DVR-2000B微机励磁调节器的安装地点环境比较恶劣，电磁干扰相当严重。对于DVR-2000B微机型励磁调节器来说抗干扰能力是十分重要的。本调节器有独特的抗干扰措施，如控制板核心部件采用双层屏蔽，每个输入、输出电路均采用光电或电磁隔离电路，电源用开关电源隔离等措施，另外还设软件自复归电路。当程序万一在大干扰的作用下跑飞或进入死循环时，该电路将自动复归使程序重新从头开始执行，恢复正常工作状态。DVR-2000B微机励磁调节器的前面板设有操作显示界面供人机对话使用。人机界面采用液晶显示，汉化菜单，所有计算机采集到的模拟量值均以有名值显示在液晶显示器上，便于运行人员的监视。另外开关量输入的实时状态显示，开关量强制输出，控制和保护参数设定，故障录波数据的提取等功能均可在此人机对话窗口上实现。DVR-2000B微机励磁调节器的工作电源也是独立的，采用开关电源。输出电压有：+5V、±12V电源供主机板，运算放大器用；24V1供脉冲回路，24V2供继电器及操作回路用。电源采用两路供电：一路来自永磁机电源整流，另一路后备电源，来自厂用直流电。两路电源通过逆止二极管并联运行，任何一路失电，DVR调节器仍能正常工作。4.2 工作原理作为同步发电机励磁系统，其可靠性对于机组和电网的安全稳定至关重要，因此DVR-2000B微机励磁调节器在设计时就将系统的可靠性作为第一重要的内容，因此搭建一个稳定的硬件测控平台是提高系统可靠性的基础。电源系统为了提高系统的可靠性，系统的供电电源由两路冗余，来自永磁机输出的交流电源经过隔离变压器隔离后，经过整流变为直流，并与经过二极管和来自厂用蓄电池的直流电并联运行，共同为机箱内的开关电源供电，为了提高系统的抗干扰能力，按照不同的功能将系统电源分为3部分，CPU电源：5V，±12V，其中DSP芯片的内核电压1.8V，外设电压3.3V,低压系统保证了高速CPU低功耗和高可靠性。操作电源：24V2，用于开关量的输入输出，对于双通道的励磁系统，其两个通道的24V2经过二极管并联，提供操作信号。两个通道的0V2直接并联。这样就保证了24V2电源的冗余。脉冲电源：24V1，用于脉冲放大和触发回路以上电源系统相互独立，避免干扰的产生。主机板（CPU）此板为系统的中枢，我们选用当前最流行，并且经过多年运行经验的DSP芯片和大规模可编程逻辑阵列CPLD组成这块板，由于采用了可编程逻辑阵列，使我们的系统具有一定的开放性用户可以根据自己的现场实际，进行逻辑组态，并且大大简化了电路，从而做到了总线不出板，提高系统可靠性。本板由以下部分组成。DSP（数字信号处理器）：本系统采用的芯片为著名的DSP厂商Texas Instrments德州仪器专门为控制领域推出的C2××系列芯片作为主CPU，此CPU具有以下特点：最高工作频率达到150MHz，每个指令的执行周期只有6.67ns32位的数据线，24位地址线使得它的寻址空间达到了4M哈佛结构，高速的流水线指令操作，进一步提高了运行速度强大的外设功能：一个增强型的CAN总线驱动器一个串行外设接口（SPI）两个串型通讯接口（SCI）三个32位的定时/计数器片上128K×16位的FLASH5) A/D转换：16路高速（400KSPS）高精度（14位）A/D，同步采样，能避免由于采样速度造成的相移，提高了精度。采样频率为0.833ms。6) 两路可编程的D/A输出，为PSS参数整定和DVR调节器模型的辨识提供硬件接口。7) 大规模的逻辑阵列CPLD：完成脉冲形成、开关量输入输出、以及其它的逻辑操作和译码功能。8） 外扩存储器：一片128K的程序存储器用于调试时，下载程序。一片128K的数据存储器用于进行故障录波的数据存储。16K位的串行EEPROM存储参数和重要的故障数据。9） 看门狗电路：采用专门的看门狗监视芯片。10）通讯部分：本板提供一路RS485，一路CAN-BUS，其隔离和电平变换采用模块化产品。RS485从端子输出，CAN 通过端子输出。11）时钟电路：时钟采用DS1305，时钟芯片。12）四路光耦隔离的开关量输入，要求操作电源电压等级为24V。13) 四路光耦隔离的开关量输出，输出为本通道24V2 有源信号。信号处理板该板的主要功能是进行电平变换和隔离，由于采用交流采样，所以电流、电压回路经过高精度小CT和PT隔离后，进行滤波和电平转换适配到A/D测量范围内进入主机板。直流量(励磁电流)经过滤波和电平转换后进行采样。同时将同步信号整形为方波，供主机板CPU产生脉冲。开关量输入继电器输出板本板将16路开关量输入信号经过光电隔离后，进入测控CPU板，进行状态判断。另外所有的电源检测电路也在这块板上。将10路开关量输出信号经过光电隔离后驱动继电器，进行信号输出。脉冲放大板本板将主CPU板产生的双窄脉冲进行功率放大输出，每一路脉冲功率可驱动5组以上并联的可控硅桥。同时本板上有脉冲指示灯，用于显示脉冲是否正常，本板上可以通过跨接器选择脉冲变压器是内置式，还是外置式。PT/CT 板PT/CT板将发电机量测PT、仪表PT、系统PT、同步电压信号采用小型化的电压互感器进行隔离，后适配为A/D量程内的弱电信号。将定子电流互感器来的信号经过内部电流互感器隔离后，适配为A/D量程内的弱电信号。4.3 软件说明4.3.1 主调度程序主调度程序主要完成下列功能：1) 初始化处理打开调节器工作电源，首先进行硬件和软件的初始化，硬件初始化包括对CPU及其他智能芯片的初始化，软件初始化是指对一些变量置初值。2) 键盘分析及液晶显示在程序每个循环周期内，对小键盘进行采样，不同的键按下，对应不同的处理子程序，同时在液晶显示器上显示不同的菜单指示。通过键盘和液晶显示的配合，可以完成人机对话，包括：运行参数的实时显示、开关量状态的在线监视、用于调试的开关量强制输出、以及参数修改，事故追忆及故障数据的提取和显示。4.3.2 中断程序作为中断服务程序：主控制程序具有最高的中断优先级，中断周期为0?.833毫秒。在中断程序中完成以下功能：1,交流、直流采样模拟输入量有发电机测量 PT输出电压和仪表 PT输出电压以及发电机定子电流(均为三相)，另外还有DVR微机励磁调节器的输出电流等，在主控制程序中进行模拟量的采样，每个周波采集24点。2,FFT快速傅立叶变换及其它数据处理32位DSP芯片通过FFT变换分别计算出发电机三相电压，三相电流有功功率，无功功率。3,调差计算按照设定好的调差系数和调差极性进行调差计算，将附加调差给定加（减）到给定值上。其中：K为调差系数，Uref为电压参考值，Uref_tiaocha为附加调差给定值。4,控制规律的实现按照给定的控制规律和运行参数进行控制量计算。DVR-2000B微机励磁调节器采用串联校正数学模型。PS5,给定子程序设定发电机在不同的运行工况下的参考电压或参考励磁电流值并综合恒功率因数给定，无功功率调节附加给定值和调差运行附加给定值。在自动运行方式下，采用自动升压方式，在规定时间内电压给定值增加到90％额定电压。6,保护程序所有保护的投退均可在菜单上进行设定，保护只有在设定为投入状态时才起作用。PT断线程序将测量到的仪表PT值和量测PT的值进行比较，如果其差值大于较大值的1/8，则发PT断线信号，如果是测量PT断线，除发信号外，运行方式由自动运行切换到手动运行方式。失脉冲检测触发脉冲重新被CPU重新回读，并进行综合判断，确定失脉冲的相，并显示在液晶显示器上。失脉冲发生时，发报警信号。欠励限制和保护欠励限制按两段整定，如图5-3 所示，第一条线为限制线，第二条线为保护线。当发电机无功功率进入低励限制区时,DVR微机励磁调节器将封闭减磁按钮，并且发报警信号,同时自动进行增磁，直到退出低励状态。如果DVR微机励磁调节器在某种工况下进入低励限制区，而没有被控制住，无功功率继续减少，当无功功率低于保护线时，DVR微机励磁调节器发报警信号并且切手动方式运行。欠励限制线和欠励环参数可以在菜单上进行整定。保护线为对应的限制线上无功功率的1.25倍。
图5－3 欠励限制示意图其中，Qa点为零有功时，允许进相的无功功率值。Pb点允许发电机进相运行的最大有功功率。过励限制过励限制是为了防止发电机转子励磁绕组长期过负载而采取的限制励磁措施，从转子励磁绕组发热考虑，当强励时，其容许的强励时间t是随发电机励磁电流Ifd2的大小成反比关系。如图5-4 所示。过励限制和保护按照下列原则：转子电流 Ifd＞Ifd_max时，延时1.5秒直接封锁脉冲退出运行。Ifd_max为菜单整定的瞬时过励值；Ifd＞1.1Ifdn,Ifd＜1.0 Ifdn时计算反时限等效时间：Heat=∫(Ifd2- Ifdn2)*Heat_n= ∫(Ifd_2set- Ifdn2)*t_其中：Ifd_set:设定的强励倍数的电流值t_set：强励时间
；H0：显示在液晶上，便于监视。H0&50%，发信号，限制增磁H0&80%，切手动运行，并且手动运行给定值设为90%IfdnH0&10%，复归过励信号
V/Hz 限制和保护V/Hz是为了防止发电机及其出口变压器出现磁饱和。限制和保护的原则是：(a) 当 V/Hz＞设定值时，闭锁增磁,发过 V/Hz信号，限制增磁。(b) 当 V/Hz＞(设定值时+0.05)，面板V/Hz故障指示灯亮，过V/Hz继电器动作，DVR调节器转为手动方式运行。(c ) 当频率大于45Hz，小于47.5Hz，在自动励磁时，等比例减小自动运行电压给定值。(d) 当频率低于45Hz时，切手动运行。系统自检保护系统自检功能含存储器校验、电源检测、可控硅故障，通讯故障等、当有故障发生时，发通道故障信号，同时本通道退出运行。对于主备用系统，备用通道自投。7,故障录波记录故障前10秒，故障后10秒所有采集到的模拟量数据，故障录波分为故障启动和突变量启动两种方式。DVR-2000B微机励磁调节器按先进先出的原则记录5组录波数据，波形能显示在液晶屏幕上，也可以上传到上位机进行分析打印。8,试验录波能够记录试验前1秒，后19秒的通道的录波数据，记录通道为12个，波形能显示在液晶屏幕上，也可以上传到上位机进行分析打印。在菜单上能设定阶跃响试验的阶跃量和阶跃时间。9,事件记忆SOE按照时间的先后记录20组事件发生的时间（精确到毫秒），包括：运行操作信号如通道投入、退出；开关量输入信号，如：灭磁开关的合、分闸；10,故障追忆按照时间先后记录20 组故障发生的时刻（精确到毫秒），故障动作值。11,试验功能通过此功能可以设置信号相加点的位置，设定DVR-2000B微机励磁调节器按恒定触发角输出，输出触发角大小在设定的最小触发角到设定的最大触发角范围内任意可调。通过这种操作可以测定交流励磁机的时间常数。12,跟踪切换手动运行方式时，自动通道实时跟踪发电机电压；自动运行时，手动通道延时30秒跟踪输出电流。两种运行方式之间能进行无扰动切换。双自动通道之间通过CAN总线高速通讯将双方的运行数据进行交换，完成备用通道对运行通道的跟踪，同时，DVR-2000B微机励磁调节器根据励磁电流计算出对应的触发角，这两种跟踪方式的跟踪结果实时进行比较，以防止由于通讯过程中可能发生的误码，导致错误跟踪，进一步保证了系统的可靠性。13,运行方式的选择DVR调节器具有以下四种运行方式选择：恒机端电压调节恒励磁电流调节恒功率因数调节恒无功功率调节以上四种运行方式可以进行无扰动切换，其中后两种调节方式是叠加在第一种调节方式上的辅助功能。显示及操作说明DVR-2000B微机励磁调节器，采用240*128的大屏幕液晶显示器进行显示，此显示器可以显示15*8=120个汉字或30*16=480个字符，此显示器采用T6963C作为控制芯片，可以进行图形和文本的两种显示模式。液晶显示器内带驱动负电源，外配背光和芯片电源控制回路。液晶显示器主要完成人机交互界面的功能。主要完成测量显示，参数整定，故障显示，事件追忆显示。和键盘结合使用，完成以上功能。键盘介绍：
上，下，左，右键的作用是用于选中菜单，在修改参数时用上键使数字增一，下键用于数字减一，OK键用于确认所选中菜单进入下一级菜单，修改参数时用于确认参数的修改。Q键用于退出子菜单返回上一级菜单，在修改参数时用于取消对参数的修改。RST键用于信号复归。5.1 开机画面,注：此画面停留2秒后进入主画面显示5.2 主画面显示：主画面进行系统运行状态及主要测量数据的显示。此屏显示从上到下共分为四个区域。第一区域：故障显示区。位于最顶端一行，最上面一行在调节器正常运行时显示 微机励磁调节器，调节器出现故障时显示相应的故障，例如：+A相脉冲故障，按下“RST”键后重新显示 微机励磁调节器 标识。第二区域：数据显示区。对应显示量：UG1,机端三相线电压平均值
IG1,定子三相电流平均值UFD,励磁电压,对于无刷励磁系统此处显示零IFD,励磁电流,对于无刷励磁系统显示的为调节器输出电流UGR,自动（恒机端电压调节）PID的给定参考电压IFR,手动（恒转子电流或恒输出电流调节）PID的给定参考电流P:
有功功率 Q:
无功功率ARF:
可控硅输出角 COS:
功率因数F0:
系统频率 ILD：
本柜电流第三区域：状态显示区 在此区域内，将主要的开关量状态进行显示，其中包括：灭磁开关：如果不做特殊说明，灭磁开关接常闭辅助接点，状态显示为 分 或 合。主油开关：用于显示机组并网运行还是空载运行。主油开关的状态根据定子电流的有无进行判别。通道状态：表示调节器本通道的运行状态。分为以下三种情况：运行、跟踪、和退出。运行方式：显示的是当前的运行方式，分为自动运行和手动运行两种方式。其中自动运行方式，为恒发电机机端电压调节，手动运行方式为调节器恒励磁输出电流调节。5.3 主菜单显示：按上下左右键选中菜单，按OK键后进入主菜单显示，按Q键逐级退回显示菜单。5.3.1 测量显示本菜单将全部测量到的数据以及计算得到的值显示在屏幕上。对应显示量:UAB1,UBC1,UCA1: 量测PT三相线电压
UG1: 量测PT三相线电压平均值UAB2,UBC2,UCA2: 仪表PT三相线电压
UG2: 仪表PT三相线电压平均值IA,IB,IC:
定子对应三相电流 IG: 定子三相电流平均值ILA,ILB: 应用于三机有刷励磁系统，按双柜均流运行方式运行，本柜和它柜输出的励磁电流F0:
发电机机端电压频率 F1: 励磁电源频率UFD：
转子电压 IFD： 励磁电流URAN:
叠加的测试信号UPSS: PSS的输出，在投入PSS时，先检查此信号，此信号为零时，投入PSS没有冲击。P：
有功功率 Q： 无功功率COS:
功率因数，小数点后三位显示ARF:
触发角U5V:
5V电源 U12V: 12V电源H0:
发热量百分比 US： 系统侧电压5.3.2 参数设置本菜单主要设定机组运行需要的参数；例如PID，PSS；以及保护和限制参数。有》》》代表有下一级菜单,无》》》就在当前菜单修改。本菜单需要密码进入。注：修改参数的方法首先选中对应菜单，按下OK键，这时会出现闪烁的光标，按左右键使光标移动到需修改的位，按上、下键增减数字，修改后须按OK键确定修改有效，光标取消。若按下Q键则修改无效，光标取消。5.3.2.1 自动PID本菜单图形化设定系统运行需要的PID参数。修改参数的方法同上。5.3.2.2 手动PID本菜单设定手动运行时需要的PID参数。5.3.2.3 PSS参数 图形化方式显示PSS传递函数并将有关的参数在此页进行显示。5.3.2.4 欠励限制A:欠励限制A点 B:欠励限制B点 K:欠励环比例系数 Ti:欠励环时间常数5.3.2.5、其它参数说明 强励倍数：设定励磁电流允许的最大值，当励磁电流达到设定的强励倍数，调节器强减，将励磁电流限制在设定的倍数之下。 强励时间：设定励磁电流达到强励倍数时，最大允许的强励时间。 瞬时过励：瞬时过励保护动作定值。当励磁电流达到此设定值后，1.5秒延时后，立即切除调节器。 V/Hz倍数：设定V/Hz保护定值。设定范围为1.00～1.50 调差极性: 用于设定调差系数的极性,根据机组情况可以设定为正调差和负调差。 调差系数：用于设定调差系数，设定范围0%～15%，级差：0.1% 最大α角：设定PID输出的最大限幅值，对于全控桥一般设定为150o，对于半控桥，一般设定170o。 最小α角：设定PID输出的最小限幅值，对于全控桥一般设定为15o，对于半控桥，一般设定为50o 交轴电抗：用于PSS计算的一个参量。 增减磁速度：用于设定运行人员进行增、减磁操作时的电压变化率，设定范围为0.2%～2%UGN/秒。5.3.3 保护投退通过此菜单将设定各项保护的投退开关。需要密码进入此菜单。注：首先选中对应菜单，按下OK键进入修改状态，这时光标出现，按上下键改变投退状态，确认修改则按下OK键，修改有效并且光标取消。若按下Q键则修改无效并且光标取消。5.3.4 开入状态开入状态显示共可以显示20路开关量的实时状态量。最后五行要通过滚屏操作。试验方法（从开关量输入板来的开入量）：依次在后端子上加24V2可观察到对应的开关量输入变位。注意：所有开关量中，只有灭磁开关的开关量按常闭接点要求，在该开关量输入端子上加上24V2，显示分，不加信号时，显示合。5.3.5 传动试验传动试验进行开关量的强制输出。此菜单只有在机组不运行即灭磁开关分时有效。不再需要密码进入。试验方法（从开关量输入板来的开出量）：选中需试验的菜单项，按下OK键，这时会出现闪烁的光标，按上下键改变开关状态，按OK键后开关变位，如果按下Q键，则相应的开关状态不改变，这时可以测量后端子开关量输出对应的位是否相应的发生变化。传动任一的限制和保护动作时，调节器面板上的通道故障指示等都会亮，只有取消了所有的保护和限制传动试验，此通道故障指示灯才会复归掉。5.3.6 系统试验在此界面下能进行阶跃响应试验，并能显示选定变量的波形图。图形上显示全部以标幺值显示。按左右键选中对应的菜单，按OK键进入修改对应量。阶跃量可在正负20%范围内修改。第二项要整定的是阶跃信号保持的时间，设定范围可以从0秒到15秒，最小分辨率为0.1秒。选中开始菜单后按下OK键即开始有阶跃量输出，菜单此时显示结束，直到20秒的录波时间到为止，重新显示开始字样。在试验过程中若发现系统出现非正常情况，立即按下OK键则阶跃量取消，菜单恢复显示开始字样。如果已经进行过试验，选中WAVE菜单后按下确认键，则显示可供显示的录波量，按上下键可以改变当前需显示的录波量UG1，UG2，IG，UFD,IFD,ILA,ILB,P,Q,(,UGREF,IFREF，共12个波形图。再次按下OK键后则出现一条游标，并在显示屏右上角出现游标对应点的时间和标幺值。按左右键游标左右移动一格，按下键游标右移50格，按上键游标左移25格。按Q键逐级退出。此试验界面需要密码进入。5.3.7 故障追忆在此画面下显示故障状态及故障时的数据。分为两部分：一部分为动作类型，另一部分为动作值。动作值为故障发生时刻的重要的模拟量采集值和重要的计算值，比如过热累积量H0，H0的定义和计算方法在第四章有详细叙述。此记录数据为掉电保存，保存到串行EEPROM。共记录20组这样的数据。按上下键可实现滚动显示。5.3.8 故障波形波形显示同系统试验，共可录四组波形，进入该菜单后自动选中NUM菜单，光标闪烁，按上下键选择须观察的组别，这时最下面一行出现该组波形记录时间及故障类型，选中WAVE菜单后观察波形的方法同系统试验。5.3.9 事件记录事件记录，记录所有开关量的变位。记录总的数量为20个先进先出的原则。同时显示出该开关量是由分到合（0→1）还是由（1→0）。按上下键可以实现滚动显示。5.3.10 精度调整 该菜单修改实际测量值与显示值之间的差异。需密码进入。注：该菜单出厂时已调整好，一般不需现场修改。 5.3.11 机组参数进行机组参数的参数修改方法同上。注意机组参数输入不能有误，对于无刷励磁系统，额定励磁电流处输入同额定输出电流。5.3.12 系统设置设定系统参数，波特率1对应的是232通讯的波特率，波特率2对应的是CAN通讯的波特率。DA1输出和DA2输出可选择两路DA输出量。通道配置可配置为单通道运行和双通道运行，运行方式可设为 主柜，从柜方式（双柜均流）或主备方式(主备方式)，故障清零对应故障追忆的清除，事件清零对应事件记录的清除。该菜单需密码进入。密码设定可以设置新的密码，同时本菜单还提供时间校正的功能。通道配置：可以配置为单通道或者双通道，当设定为单通道时，通道之间的互检功能被闭锁。运行方式：根据具体的励磁方式，本通道可以配置为主柜、从柜、和主备。对于双柜均流运行的励磁调节器，从柜以主柜的输出电流为目标，进行给定值的改变，以达到双柜均流的效果。主备方式下两个通道是对等的，一个通道运行，那么另一个通道就跟踪5.3.13 试验选项：测试信号使能：进入该菜单后测试信号使能为禁止状态，按下确认键后光标闪烁，这时可以按上下键修改为允许状态，再次按下确认键则测试信号加入测试信号相加点，若按下取消键则修改无效，光标取消。退出该菜单时，测试信号使能自动置为禁止状态。测试信号相加点对应测试信号相加入的位置。5.3.14 其它试验恒定控制角输出使能改为允许后，控制器输出为恒控制角输出。平时该功能不使用。恒定控制角输出设定恒定输出的控制角，可在最大控制角和最小控制角之间设置。5.4 就地操作开关说明1QK：通道切换开关。正常运行时可以通过此开关进行通道间的切换，如励磁控制柜图所示共有四个位置可供选择，即切除、通道A（CHA）运行、通道B(CHB)运行、切除。2QK：就地/主控切换开关。当开关打到主控位置时，此面板上的所有切换、操作开关失效，所有励磁操作由主控对应的开关和按钮来实现。反之，如果2QK打到就地位置时，主控相应的操作开关失效。3QK：手动励磁、自动励磁运行方式的切换开关。4QK：恒电压、恒无功、恒功率因数运行方式的切换开关。5QK,减磁/增磁操作开关，为自复归开关开关，来实现增减发电机的电压及无功。电源开关面板上有1QS、2QS、1KKA、1KKB四个开关。1QS：DVR调节器工作电源开关。机组达到额定转速永磁发电机输出电压达到额定值时，合上该开关，永磁发电机向DVR调节器提供工作电源。2QS：DVR调节器辅助工作电源开关。机组未运行时合上该开关，220VDC直流母线向DVR调节器提供工作电源，也可用于DVR调节器静态时的参数调整或其他试验。机组运行时，合上该开关，220VDC直流为DVR调节器备用工作电源。1KKA：通道A励磁电源输入开关。机组达到额定转速、DVR调节器参数设定完成，机组具备投励时合上该开关。1KKB：通道B励磁电源输入开关。机组达到额定转速、DVR调节器参数设定完成，机组具备投励时合上该开关。5.5 主控操作开关说明（由用户自定）根据需要可在主控台上对应安装如下开关,QK1、QK3、QK4、QK5。QK1：主控通道选择开关。操作方式同1QK。QK3：主控手动励磁/自动励磁方式选择开关。操作方式同3QK.。QK4：主控恒电压、恒无功、恒功率因数运行方式选择开。操作方式同4QK。QK5：主控减磁/增磁操作开关。5.6 操作说明5.6.1 就地运行操作1,将“就地/主控”选择开关2QK切换到“就地”位置。1QK放“切除”位置，3QK放“手动”位置。合上控制柜电源开关 lQS，2QS，使调节器上电。分别合上励磁输入开关1KKA、1KKB。将通道选择开关1QK切到通道A或通道B运行，在手动状态正常时可将运行方式切换开关3QK切到“自动”位置，发电机电压可按照设定的时间上升到90％额定电压。（需要手动励磁运行时，可以切换到手动位置）。用5QK减磁/增磁开关将发电机电压升至额定。并网后用5QK增减无功。切换操作：自动模式与手动模式的相互切换，均需要等30秒； CHA通道与CHB通道之间的切换，须检查：（a） 电压给定值 UGR（差值小于200伏）（b） 励磁电流给定值 IFR（差值小于0.2A）(c ) 触发角 ARF (差值小于3度)当两个通道的三个变量符合要求时，等30秒后方可切换。5.6.2 主控运行操作主控操作前首先检查主控开关QK1、QK3、QK4位置与控制柜面板上1QK、3QK、4QK位置相同，然后将2QK切换到“主控”位置，其它操作与就地基本相同。注意：从‘就地’转为‘主控’控制前，应使主控台QK1、QK3、QK4与就地控制柜1QK、3QK、4QK位置相同。反之，从‘主控’转为‘就地’控制前，应使控制柜1QK、3QK、4QK与主控台QK1、QK3、QK4位置相同。5.6.3 停机操作1,将有功功率和无功功率减到零，尤其是手动运行方式，发电机解列以前应将无功功率减到零，否则解列以后发电机电压会上升，容易造成发电机过压。系统解列，跳发电机主开关。将1QK和QK1打至“切除”位置，再切除1KKA、1KKB、lQS，2QS。5.6.4励磁系统故障时，操作步骤当通道A 或者通道B故障或异常，发出报警信号时，运行人员应立即采取相应措施。如果发生了切手动，例如：过励限制，欠励限制，V/Hz限制等等，首先，操作增磁/减磁开关，将发电机调节到正常的运行状态下，其次将操作控制开关与实际运行状态进行对应，如果发生了通道自行切手动，应当操作手、自动选择开关与当前的运行位置一致，如果发生了通道切换，则操作通道选择开关与当前运行的通道运行位置一致。回到励磁调节器柜前，先不要复归报警信号，先检查并记录面板显示的故障指示，观察显示屏上端的具体的故障显示并记录下来。进入故障通道菜单中的“故障追忆”子菜单，认真记录故障追忆里面所有本次发生故障显示的所有内容。上下键可以切换屏幕和故障记录。本故障追忆最多可以记录20次故障情况。*（通常不作此项）进入故障通道菜单中的“故障波形”子菜单，进入该菜单后自动选中NUM菜单，光标闪烁，按上下键选择须观察的组别，这时最下面一行出现该组波形记录时间及故障类型，并记录。进入故障通道菜单中的“事件记录”子菜单，记录所有开关量的变位。记录总的数量为20个先进先出的原则。同时显示出该开关量是由分到合（0→1）还是由（1→0）。按上下键可以实现滚动显示。并记录。复归故障报警信号。故障处理（请和生产厂家取得联系）。故障处理完毕，如果需要切回到原通道运行，一定要在跟踪正确后再切换，切换前要检查以下三个量是否两个通道一致。（a） 电压给定值 UGR（b） 励磁电流给定值 IFR(c ) 触发角 ARF以上三个量如果不一致，要继续等到跟踪正确，再进行通道切换。如果运行工况发生改变后，进行人工操作自动/手动切换时，也一定要等候30秒～1分钟时间，进行方式跟踪。跟踪正确后才能保证无扰动切换。10,发生严重故障，造成停机，运行人员不要停掉调节器的工作电源。要联系检修人员，将故障数据和事件记录下来再做处理。5.7 日常维护本装置硬件简洁可靠，一般不需要特别维护。在停机时通常需注意以下几点：查看各部件及接线端子是否松动。清扫柜内的灰尘及异物，以消除由此引起的短路、绝缘降低、散热不良等事故隐患。给励磁调节器上电检查各开关及指示灯是否完好。改善运行环境，提高设备正常使用寿命。学习本调节器基本工作原理及各项功能部件的整定方法，以便运行状态发生变化，能即时作适当调整。
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