型励磁系统.pdf

LTW6200 型励磁系统 用户手册 （第三版） 广州电器科学研究院 广州擎天电气控制实业有限公司 2 0 0 3 年 3 月L T W 6 2 0 0 型励磁系统用户手册 1 目 录 第一章 概述 一、 适用范围 二、 主要特点 三、 主要功能 四、 主要技术指标 第二章 系统组成 一、 概述 二、 励磁调节器 三、 功率整流柜 四、 灭磁及过压保护 五、 起励回路 六、 电源系统 七、 与监控系统的接口 第三章 软件系统 一、 概述 二、 励磁调节控制程序 三、 软件移相特性 四、 软件限制功能 第四章 系统组成 一、 调节柜 二、 功率整流柜 三、 灭磁柜 四、 切换柜（可选配） 第五章 维护及故障处理 一、 概述 二、 装置的维护 三、 故障处理 L T W 6 2 0 0 型励磁系统用户手册 2 第六章 调试规程 一、 操作、信号及保护回路检查 二、 起励控制回路试验 三、 开环试验 四、 空载闭环试验 五、 负责闭环试验 六、 大电流试验 七、 灭磁回路试验 八、 通讯试验 第七章 安装指南 一、 概述 二、 柜体的安装 三、 电气接线 四、 密封 五、 结束工作 六、 检查 七、 特别说明 八、 油漆损坏的修复 第八章 电气制动（选用） 一、 概述 二、 电气制动的原理 三、 电气制动的主回路接线 四、 电气制动的工作流程 五、 整流器输出电流的控制 L T W 6 2 0 0 型励磁系统用户手册 3 第一章 概述 一．适用范围 1．用途 LTW6200 型励磁系统可用于不同容量机组、不同励磁方式的励磁调节。

——适用于从几千千瓦到 50 万千瓦不同类型同步发电机的励磁系统，包括： 汽轮发电机组 水轮发电机组 燃汽轮机组 ——适用于以下各种励磁方式： 自并激励磁系统 它励式静止励磁系统 直流励磁机励磁系统 交流励磁机励磁系统 无刷励磁系统 2．使用环境 2．1 海拔高度不超过 2000 米 2．2 周围空气温度最高+40℃, 最低- 10℃ 2．3 空气相对湿度, 最湿月的月平均最大相对湿度为 90%, 同时该月的月平均最低 温度为+25℃ 2．4 无爆炸危险及干净的环境中 空气中无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导 电尘埃，以及在无较大振动或颠簸的地方 2．5 特殊要求由我方与用户协商确定 二．主要特点 1．独立的微机/微机/模拟三通道 LTW6200 型调节器 LTW6200 型励磁调节器由两个自动电压调节通道（A、B）和一个手动调节通道（C） 组成见图 1—1 所示这三个通道从测量回路到脉冲输出回路完全独立调节通道以 主从热备用方式工作，其中一个自动电压调节通道作为主通道，另一个自动电压调节通 道作为第一备用通道，手动调节通道作为第二备用通道备用通道自动跟踪运行通道 调节器具有自诊断功能，通道之间既可自动切换也可手动切换。

L T W 6 2 0 0 型励磁系统用户手册 4 A 套调节器B 套调节器C 套调节器测量元件操作元件电源系统A—BUSK—BUS图 1—1 调节器组成方框图 LTW6200 型励磁调节器具备励磁标准所要求的全部功能，各项性能指标均达到或 优于标准要求它可应用于不同励磁方式下的励磁系统，适用于各种容量的发电机组 2．原装进口工业控制计算机 自动电压调节通道的控制核心采用美国 PRO—LOG公司制造的基于 STD 总线的工 业控制计算机， 其软件操作系统与 IBM- PC/XT 或 IBM- PC/AT 型计算机完全兼容 PRO— LOG公司是 STD 总线的发明者，该公司所生产的 STD 总线产品，可在- 25℃~+70℃、全 封闭的环境下正常工作，无需散热风扇; 具有很强的抗冲击能力和抗振动能力; 平均无 故障时间高达 20000 小时 3．良好的软件兼容性 励磁调节器的软件在BIOS级与IBM—PC 系列微机兼容， 软件支撑环境为MS—DOS 操作系统软件上的完全兼容给开发和调试带来极大的方便，在 PC 系列微机上运行的 软件不经任何更改就可移植到调节器中 4．精减的硬件结构 在国内外同类型励磁调节器中，LTW6200 型励磁调节器硬件最为简炼，它几乎将所 有的功能软件化。

5．人机界面优良、操作简单 LTW6200 型励磁调节器设计了近方、远方两套操作方式，无论是在现场还是在中控 室，均能实现对励磁系统的全方位控制 LTW6200 型励磁调节器实现了开机后自动起励、停机后自动逆变灭磁，并且在停机 后自动返回空载状态这为实现电站“少人值班、无人值守”创造了良好的条件 在 LTW6200 型励磁调节器中引入了智能操作屏， 该操作屏是带触摸功能的液晶显示L T W 6 2 0 0 型励磁系统用户手册 5 器，实现了机组运行状态、运行参数的智能显示，实现了智能操作、故障记录和故障追 忆等功能 6．调试、维护方便 专门为 LTW6200 型励磁调节器设计开发了配套的调试软件，既有 DOS 版本，也有 WINDOWS 版本调试软件具有全汉化的功能菜单、优良的人机界面、简单的操作方式 以及完善的调试功能 通过调试软件实现了对 LTW6200 型励磁调节器的全方位监测， 极大的方便了调试和 维护工作 7．与计算机监控系统的联接灵活、可靠 LTW6200 型励磁调节器既可通过常规继电操作方式与计算机监控系统联接，也可通 过串行通讯方式与计算机监控系统联接，还可通过现场总线以组网方式跟计算机监控系 统联接。

联接方式灵活多样，通讯规约简单实用 8．模块化程序设计 可以根据用户不同的要求将各种软件功能模块灵活连接 9．丰富的 I/O 资源 支持所有符合 STD 标准的 I/O 板，可以随意扩展 10．支持标准键盘和显示器 11．硬件“看门狗“ 在软件“跑飞”或“死机”时，不仅能自动切换到备用通道运行，而且能自动复位， 重新启动软件运行 12．独特的双总线结构 图 1—2 双总线结构示意图 双总线结构内部总线 （STD总线）外部总线模拟量总线 （A—BUS）开关量总线 （K—BUS）L T W 6 2 0 0 型励磁系统用户手册 6 LTW6200 型励磁调节器以双总线为框架，将所有的硬件都挂靠在双总线上 通过内部总线，CPU 板、开关量输入板、开关量输出板、A/D 转换板组成一个独立 的工业控制计算机 通过外部总线，调节器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 号和模拟量信号到外部总线外部总线是调节通道之间、调节器与信号回路、操作回路 之间交换信息的桥梁外部总线使励磁系统接线从复杂、无序变为简单、有序 外部总线是我所专门为多通道励磁调节器开发设计的一套总线结构，外部总线既可 连接微机励磁调节器也可连接模拟励磁调节器，使得励磁调节器之间的组合变得轻而易 举。

用户可选用两套励磁调节器组成双通道励磁系统，也可选用叁套励磁调节器组成叁 通道励磁系统，也可选用微机励磁调节器和模拟励磁调节器组成混合式励磁系统不同 的组合方式无需更改任何接线 13．独立的智能型故障检测系统 研制出以单片机为核心的智能型故障检测系统，它独立于调节器用于调节器的电 源故障、脉冲故障、软硬件故障、P T 断相等故障的检测，当检测到以上故障时，它发出 通道切换指令这种智能型故障检测系统从根本上防止了漏发、误发故障信号，充分保 证了故障时通道间的顺利切换和励磁系统的正常运行 14．低功耗 LTW6200 型励磁调节器的功耗仅为 50W 15．高可靠性 关键的部件—CPU 板和 STD 总线机笼由美国 PRO—LOG公司（STD 总线由该公司 发明）提供，其它元器件采用国内外优质产品，经过严格的老化试验筛选； 励磁系统自身采集电源和直流电对操作及控制系统并列供电， 保证了电源的可靠性； 软件的容错设计、硬件“看门狗”功能 、精炼的硬件结构以及全新的故障检测方式均 保证了励磁系统的可靠运行 三．主要功能 1、按发电机机端电压偏差进行 PID 调节的自动励磁调节功能； 2、过励反时限限制； 3、长期运行时 1.1 倍额定励磁电流限制； 4、硬件实现直流侧短路过电流保护； 5、按功率圆曲线规律的欠励限制； 6、空载 V/f限制； 7、软件调差和调差率大小给定； L T W 6 2 0 0 型励磁系统用户手册 7 8、 软件实现发电机电压的数字给定， 无触点、无磨损；通过软件控制给定改变速度； 9、软件移相触发控制； 10、自动测量及计算发电机各种运行参数, 并通过串行口输出, 供上位机或电站监 控系统使用；通过串行通讯，还可将上位机的文件传送到微机励磁调节器； 11、利用单片机实现故障检测和通道自动切换； 12、无超调软启动功能； 13、通道间自动跟踪功能； 14、调节器具有自启停功能； 15、正常停机时自动逆变灭磁； 16、电力系统稳定器功能（选用）； 17、恒无功/恒功率因数调节功能（选用）； 四．主要技术指标 1、励磁电压响应时间：上升不大于 0.08 秒，下降不大于 0.15 秒。

2、发电机静态调压精度优于 0.5% 3、在发电机空载时，频率变化 1% 时, 发电机电压变化不大于额定值的 0.25%; 4、调节器的动态性能: a、零起升压超调不大于 10%, 调节时间不大于 5 秒, 振荡次数不大于 3 次; b、10%阶跃响应超调量不大于阶跃量的 50%, 调节时间不大于 5 秒, 振荡次数不 大于 3 次; c、额定功率因数时，突甩额定负荷，电压超调不大于 15%, 调节时间不超过 5 秒, 振荡次数不大于 3 次 5、调节范围：从发电机残压到大于 110% 发电机额定电压 6、调节速率：每秒 0.3%—1% 发电机额定电压 7、调差系数整定范围为 0—15%，按 1%的档距分档，共 16 档；准确的软件计算保 证了调差优良的线性度 8、励磁系统的延迟时间小于 0.03 秒 9、励磁系统对电源的要求： 交流电源的电压偏差范围为额定值的－15%～＋15%，频率偏差范围为－3HZ～ +2HZ 直流电源的电压偏差范围为额定值的－20%～＋10% 10、在约为空载励磁电流 10%的起励电流下能可靠起励，当残压满足自激条件时， 也可残压起励 11、励磁调节器耐压、温升均满足标准的要求。

12、所有变送器的准确度等级不低于 0.5 级 L T W 6 2 0 0 型励磁系统用户手册 8 第二章 系统组成 一、概述 1 ．系统框图 LTW6200 型静态励磁系统由励磁调节器、功率整流器、灭磁回路、整流变压器 及测量用电压互感器、电流互感器组成，如下图所示 励磁系统原理框图 2 ．工作原理 LTW6200 型励磁系统的励磁电源的获取分为两种方式， 一种取自发电机机端，此类 方式称为自并励方式，如上图所示；另一种方式为从电网侧直接获取励磁电源，此类方 式称为它励方式励磁电源经过整流变压器降压、全控整流桥功率单元整流后输出，向 同步电机磁场绕组提供直流励磁电流，励磁调节器根据输入信号和调节准则输出触发脉 冲来控制励磁功率单元的输出电压，以控制励磁电流，满足同步电机和电力系统运行的 要求一般情况下，这种控制以恒定发电机电压为目的，但当发生过励、欠励、V/F 超 值时，也起相应的限制作用恒压自动调节的效果，在发电机并上电网后，当系统电压 不变时表现为发电机无功功率的调节；如果给定不变，系统电压的变化时，机端输出无 功功率的也会随之变化，系统电压升高，输出无功会减少甚至进相，反之，则输出无功 增加。

同时励磁系统也具有恒励磁电流调节的手动单元，可以满足发电机的短路特性试 验等要求 励磁系统作为发电机的重要部分，是进行电压和无功功率控制的重要组成部分，提 高励磁系统性能是改善和提高发电机和电力系统稳定性的主要手段之一励磁控制系统 的主要任务就是根据发。