发电机励磁装置说明书

第二章 调节器组成及原理21 调节器的总体结构 DLT4000型励磁调节器由励磁调节板、测量用电压、电流互感器、操作继电器等硬件组成。测量用电压互感器及电流互感器通过适当变换输出的模拟量由外部总线连接到调节器板。操作继电器等开关量通过外部总线连接到调节器板。调节器组态为双通道, 双通道互为备用, 备用通道自动跟踪运行通道工况, 在检测到主通道故障时自行切换至备用通道运行并告警。DLT4000型励磁调节器的总体结构示意图见图2一1所示。调节板主要硬件资源包括： 二套以单片计算机为核心的调节器 移相触发模块 脉冲功放电路调节板与外部的联系通过总线插座与外部总线挂接来实现，拆装方便。除调节板外，还有外部总线端子板及操作面板。总线端子板上安装测量变送元件及连接操作继电器。操作面板由薄膜开关、LED发光二极管等组成。 调节器面板是活动的，可以旋转90向下打开，便于调试维护。图21 DLT4000型励磁调节器的总体结构示意图22 外部总线 外部总线是我所专门为双通道励磁调节器开发设计的一套总线结构。通过外部总线，采集外界开关量信号和模拟量信号，并输出相应的开关量信号和模拟量信号，通过扁平电缆与调节板连接。外部总线使励磁系统接线从复杂、无序变为简单、有序。 外部总线由50针插座和50线扁电缆组成，引脚定义见表21。除模拟量信号外，其它开关量信号均为低电平有效。信号含义信号名称扁线序号信号名称信号含义PT1 A相电压PT1 C相电压发电机电流有功功率无功功率PT1 电压模拟地 PT2 B相电压24V负极系统电压12V正极24V正极24V正极24V正极主通道减磁备用通道减磁备用通道运行开机令调节器故障起励不成功操作电源消失 主通道控制信号备用通道控制信号油开关合 24V负极 A1C1IGPQUG1GNDB2R602Us+12 R601R601R601R611R617R623 R651R625R633R645UKAUKBR652R6021357911131517192123252729313335373941434547492468101214161820222426283032343638404244464850B1GNDULILUG2A2C2R602+12 R601R601R607R613R621R626R653R631R639R643R678R642R629R602PT1 B相电压模拟地励磁电压励磁电流PT2电压PT2 A相电压PT2 C相电压24V负极 12V正极 24V正极24V正极主通道增磁备用通道增磁通道切换主通道运行停机令建压10%过励保护厂用电源消失逆变不成功整流柜故障起励时限24V负极表21 外部总线引脚定义23 单片计算机 单片微型计算机简称为单片机。它将一个计算机的各个组成部分（CPU、程序存储器、数据存储器、并行口、串行口、可编程定时/计数时钟）集成于一个芯片内，是大规模集成电路技术发展的产物。 单片机作为励磁调节器的核心器件，完成下列功能： 1、增减励磁控制；利用I/O端口及内部寄存器，实现发电机电压给定数字化；增减励磁通过改变单片机内部数字量来实现。 2、起励控制；开机前，单片机对给定值进行预置，并通过串行口输出端输出给12位D/A转换器，与反馈量一起经过PID调节，输出控制信号给移相触发模块；机组下达开机令后，移相触发模块允许脉冲输出，即可实现发电机起励。 3、停机控制接收到停机令后，逆变灭磁。逆变灭磁完成后重新初始化，并对给定值进行预置，等待下次开机。 4、强励控制单片机检测到发电机电压突然下降，则通过输出端口控制调节器退出1.1倍电流限制，投入顶值电流控制，强励时限由单片机软件设定，并能自动复归。5、故障检测单片机能够检测以下故障：起励失败、脉冲丢失、调节器故障等，并综合其他故障向外发出切换和报警信号。 24 调节板一、工作原理励磁调节功能由调节板完成。板内有按发电机电压偏差调节的调节器(AVR), 恒励磁电流调节的过励限制器, 欠励限制器。发电机电压、 电流， 励磁电流等模拟量信号从模拟量总线引入, 发电机电压给定由单片机提供。自动通道运行时AVR调节器输出控制信号至移相触发模块进行移相控制, 过励时由过励限制器输出控制信号限制转子电流最大值；欠励时由欠励限制器输出控制信号限制转子电流最小值。欠励限制仅在并网后才起作用。手动通道运行时，由恒励磁电流调节器输出控制信号进行移相控制。强励时限由单片机设定。二、主要功能调节板主要完成以下功能： 1、按发电机电压偏差调节的调节器以发电机电压作为反馈量，以单片机输出转换后的直流信号作为发电机电压的给定值，用线性集成的PID调节电路进行调节，输出控制信号给触发模块进行移相触发。 2、过励限制器常规限制为1.1倍额定励磁电流限制，强励时为1.8倍额定励磁电流限制。 3、欠励限制常规限制为0.9倍空载励磁电流限制。 4、按励磁电流偏差调节的调节器 5、系统电压跟踪功能 6、通道控制信号跟踪功能 7、脉冲功率放大 8、脉冲产生和移相控制功能 9、故障检测和切换控制 10、过励保护功能 11、低频逆变控制 12、同步断相及逆相序检测三、接口定义 1、J1连接器引脚定义J1输出六相脉冲，引出到励磁系统接线端子，供给整流桥触发脉冲。插脚1234567定义-A相脉冲-B相脉冲-C相脉冲A相脉冲B相脉冲C相脉冲GND 表22 调节板J1连接器插脚定义 2、J2连接器引脚定义 J2连接器通过扁平电缆与外部总线端子板上的J1连接器对接，引脚定义见表21所示外部总线引脚定义。 3、J3连接器引脚定义J3连接器通过扁平电缆与操作面板相连。J3连接器引脚的定义参见表23。信号含义信号名称扁线序号信号名称信号含义动运行调节器故障电源故障过励保护逆变不成功过励限制强励厂用电源消失24V正极24V负极手动给定到限手动通道控制信号手动通道增磁手动通道减磁通道切换自动通道减磁自动给定到限5V正极R623R625R674R639R678R675Y7R643R601R602P07UK2R613R617R621R61137+513579111315171921232527293133353739246810121416182022242628303234363840R673R626R671R677R642R676R633R645R601R602UK1P34P35K1R607+123435PT故障自动运行丢脉冲低频逆变整流柜故障欠励限制起励不成功操作电源消失24V正极24V负极自动通道控制信号手动减励信号手动增励信号跟踪闭锁自动通道增磁12V正极自动减励信号自动增励信号表23 J3连接器引脚定义25 移相触发模块 移相触发模块是一个独立封装的集成单元，它安装在调节板上，通过引出的20脚插头与板连接。移相触发模块的尺寸为118mm70mm20mm。 移相触发模块型号为MU004，它是一种模拟量控制的六相触发器，适用于晶闸管三相全控桥（或半控桥）整流与逆变控制。与一般的触发器不同，它是IC数字电路和IC模拟电路的结合体，充分发挥了二种电路各自的优越性。具有硬件简单，无需整定，功能多，可靠性高的优点。一、主要特性1、移相触发模块输出6相脉冲，每一相脉冲由相隔60度的双脉冲组成，单个脉冲宽度为5度。脉冲相位由控制信号调节，控制角与控制信号的关系见图22所示。图22 移相触发模块控制角与控制信号的关系曲线2、内部设有最小控制角限制和最大控制角限制。最小控制角设为22度，最大控制角设为152度。限制角也可进行调整。3、在同步信号频率变化的情况下能正常工作。4、具有断相检测功能和逆相序检测功能。5、设置有逆变允许/禁止端。6、设置有脉冲输出允许/禁止端7、能对6相脉冲的相位对称性进行自动调整，在控制信号纹波较大的情况下，相位不平衡度不大于正负2度。8、具有优良的抗干扰能力。二、接口定义移相触发模块对外接线由一个20线扁线插头引出，引脚定义参见下表：功能说明信号种类信号流向代号引脚代号信号流向信号种类功能说明A相同步信号AC24V输入UA12UB输入AC24VB相同步信号C相同步信号AC24V输入UC34GND输入信号地低频逆变禁止TTL低电平有效输入NP56UK输入06VDC移相控制信号5V电源DC5V+5V78+12VDC12V12V电源同步断相或逆相序TTL低电平有效输出PTB910GND电源地A相脉冲TTL高电平有效输出M-A1112M-B输出TTL高电平有效B相脉冲C相脉冲TTL高电平有效输出M-C1314M+A输出TTL高电平有效A相脉冲 B相脉冲TTL高电平有效输出M+B1516M+C输出TTL高电平有效C相脉冲同步脉冲TTL低电平有效输出CF1718FO输出TTL低电平有效低频逆变信号NC1920OP输入TTL低电平有效脉冲输出使能表24 移相触发模块引脚定义26 软件简介单片机监控程序, 采用看门狗原理, 完成对单片机的故障检测, 触发模块故障检测。另外还负责丢脉冲、电源故障检测及综合PT断相等系统故障信号，发出故障切换或其它处理信号。单片机主程序，功能表图如下：