雙模冗余容錯型雙微機勵磁機調(diào)節(jié)器

 

雙模冗余容錯型雙微勵磁機勵磁調(diào)節(jié)器是我公司為滿足大、中型汽輪發(fā)電機組高可靠性勵磁要求而設(shè)計的數(shù)字勵磁裝置。

 

技術(shù)特點

1 采用雙模冗余容錯結(jié)構(gòu)

兩套微機構(gòu)成了雙通道勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)，每一通道均可完全獨立地工作。雙機之間相互診斷、相互切換，互為備用。在切除和投入的過程中，汽輪發(fā)電機機端電壓和機組無功功率不會發(fā)生波動。

2 具有較強的通用性和系統(tǒng)靈活性

調(diào)節(jié)器主機采用32位80486處理器的PC總線規(guī)范工業(yè)控制計算機，為開放式結(jié)構(gòu)，功能完善，計算迅速。由于外部接口電路已成系列，維護、更換、升級都十分方便，具有較強的通用性和系統(tǒng)靈活性。

3 采用高速交流采樣和實時在線自診斷功能

發(fā)電機的狀態(tài)反饋變量采用高速交流采樣方式結(jié)合實時快速富理葉變換直接獲取，省去了相應(yīng)的無功、有功、頻率變送器等硬件。此外，軟件中設(shè)有實時在線自診斷功能，每個控制周期內(nèi)，CPU均檢測該部分的硬件狀態(tài)，并根據(jù)診斷結(jié)果迅速判斷所獲反饋變量正確與否，以決定是否采用。

4 冗余信息交換迅速

冗余信息的交換采用性能優(yōu)良的ARCNET令牌總線式工業(yè)局域網(wǎng)完成。傳送速率2MB，16位CRC循環(huán)校驗，無數(shù)據(jù)瓶頸制約，無誤碼。輸出驅(qū)動帶無源隔離變壓器，可帶電拔插，傳輸介質(zhì)為同軸電纜。

5 硬件模塊少

勵磁調(diào)節(jié)器控制規(guī)律、各種限制和冗余信息的交換及雙機互相診斷、互相切換等功能的實現(xiàn)均由80486DX CPU完成，硬件模塊相對減少。計算速度快、控制周期短，能有效保證整個調(diào)節(jié)器的控制功能。

6 邏輯控制回路簡單而可靠

微機調(diào)節(jié)器充分簡化了勵磁裝置的內(nèi)部操作回路，采用網(wǎng)絡(luò)或串口通訊技術(shù)來實現(xiàn)勵磁裝置各柜間龐大的開關(guān)量信息交換，由主處理器80486DX CPU利用勵磁裝置內(nèi)部、外部輸入的開關(guān)量信息通過軟件完成所有邏輯控制計算，并通過網(wǎng)絡(luò)通訊進行冗余備份。

7 采用全數(shù)字方式形成觸發(fā)脈沖

晶閘管整流橋的觸發(fā)脈沖，采用全數(shù)字方式形成，且不采用任何外部硬件中斷。硬件上也采用了冗余容錯技術(shù)，能有效地容忍元件級的故障。脈沖輸出部分設(shè)有脈沖丟失及脈沖異常檢測電路，當觸發(fā)脈沖出現(xiàn)異常時，能迅速切除故障脈沖。

8 全軟件實現(xiàn)勵磁調(diào)節(jié)及保護限制功能

全軟件方式實現(xiàn)機組各種工況下的恒機端電壓控制、恒磁場電流控制、恒功率因數(shù)控制、恒無功功率控制的勵磁調(diào)節(jié)及各種保護限制功能。

9 提供與電廠上位計算機監(jiān)控系統(tǒng)各種形式的接口

10 設(shè)有運行人員接口和維修人員接口

微機調(diào)節(jié)器人機接口設(shè)計成運行人員接口和維修人員接口兩部分。運行人員接口采用圖形液晶顯示器來顯示勵磁控制系統(tǒng)運行的各種電氣參量、狀態(tài)信息及故障信息，直觀、明了；維護人員接口為外掛微型計算機，用菜單修改調(diào)節(jié)器參數(shù)。試驗過程中，調(diào)試軟件可記錄數(shù)據(jù)和波形。

10 具有良好的抗干擾性能

勵磁調(diào)節(jié)器全面地采用了微機抗干擾技術(shù)。各通道微機系統(tǒng)與外界信號系統(tǒng)之間采用全浮隔離技術(shù)，采用各自獨立的電源供電，通道與通道間在電氣上相互隔離；軟件上采用兩級WATCHDOG技術(shù)，即使出現(xiàn)程序飛溢，也能及時恢復(fù)現(xiàn)場繼續(xù)正常程序的執(zhí)行。

 

功能

1 微機勵磁調(diào)節(jié)器的主要功能

勵磁調(diào)節(jié)器可使機組實現(xiàn)下列四種運行方式：

——恒機端電壓運行方式
——恒勵磁電流運行方式
——恒無功功率運行方式
——恒功率因素運行方式

默認方式為恒機端電壓運行方式。

2 微機勵磁調(diào)節(jié)器的輔助及限制功能

勵磁調(diào)節(jié)器采用軟件實現(xiàn)下列輔助及勵磁限制功能：

——欠勵磁瞬時限制功能
——瞬時/延時過勵磁限制功能
——定子電流過流反時限制功能
——伏/赫限制功能
——TV斷線檢測和保護功能
——空載過電壓保護功能
——在線自檢功能，當有故障出現(xiàn)時，能迅速發(fā)出報警信號
——脈沖丟失及脈沖異常檢測功能
——斷口自恢復(fù)式的軟硬件雙重WATCHDOG功能

3 人機接口

勵磁調(diào)節(jié)器的人機接口是為方便運行人員在機組運行過程中觀察整個勵磁控制系統(tǒng)的運行狀況而設(shè)計的。裝設(shè)在勵磁調(diào)節(jié)柜上的圖形液晶顯示器，通過圖形界面和文字內(nèi)容可直觀地反映、顯示勵磁控制系統(tǒng)運行的各種參量、狀態(tài)信息及故障信息。

 

技術(shù)數(shù)據(jù)

1 微機勵磁調(diào)節(jié)器的主要技術(shù)指標

——自動電壓調(diào)整范圍：20%~110%
——自動電壓調(diào)整精度： ＜+0.5%
——調(diào)差整定范圍: +15%范圍內(nèi)任意設(shè)定
——頻率特性：當發(fā)電機頻率每變化1%時，發(fā)電機端電壓變化小于+0.25%
——發(fā)電機零起升壓：建壓時間2~4s，超調(diào)小于2%
——10%階躍響應(yīng)特性：超調(diào)量小于2%，振蕩次數(shù)小于2次，調(diào)節(jié)時間小于3s
——發(fā)電機電壓給定速率：可調(diào)，出廠時設(shè)定為每秒變化0.5%UGN
——調(diào)節(jié)器響應(yīng)時間：上升：＜0.08s；下降：＜0.15s
——控制周期：3.3ms

2 電源系統(tǒng)

調(diào)節(jié)器內(nèi)各微機均具有獨立的雙開關(guān)電源系統(tǒng)，采用外部交流和直流對其供電，交流電源一路來自發(fā)電機機端，另一路來自電廠用電。直流電源為廠用直流蓄電池電源。

3 反饋信號接口參數(shù)

——機端電壓：3φ 額定值 100V
——定子電流：3φ 最大值 5V
——勵磁電流：3φ 最大值 5V
——系統(tǒng)電壓：1φ 額定值 100V

4 使用環(huán)境

——海拔高度不大于2500米
——環(huán)境溫度為0°C~+40°C
——環(huán)境相對濕度不大于90%
——使用環(huán)境的周圍介質(zhì)應(yīng)無爆炸危險，不應(yīng)含有腐蝕性氣體，所含導(dǎo)電塵埃的濃度不應(yīng)使絕緣水平降到允許極限以下。