可编程励磁说明书.pdf

1第一章 概 述 第一章 概 述 一、型号及配置 一、型号及配置 同步发电机励磁系统是同步发电机重要的辅助设备，励磁系统的品质直接影响到发电机的运行状况和与之相连的电网的经济技术指标，随着发电机容量及电网的不断增大以及电力系统本身自动化水平的不断提高，对励磁系统提出了更高的要求 我所积极参与新型励磁产品的开发，投入了大量的人力财力，研制出多种型式的励磁装置，以适应不同容量机组，不同励磁方式的需要，产品自成系列 KBLX-500 型可编程型励磁装置是我所针对中型机组开发的励磁装置其主要特点为：硬件采用三菱 FX2N 系列可编程，该产品除具有PLC 固有的高可靠、抗干扰的特点外，还具有体积小，运算速度高的特点，提供了非常友善的人机界面，采用先进的触摸屏技术同时该装置还具有可扩展通讯接口，通过外挂通讯模块联网十分方便具有多种励磁控制方式，无须人工干预，可根据机组特征与工况，自动起励建压或逆变灭磁，并能连续适时改变调节参数及方式，保证系统稳定并具有良好调节品质系统采用硬件移相触发，工作可靠，故障率低 KBLX-500 型励磁装置的型号意义如下： K 可编程励磁调节器 BL 自并励(自复励 ) X/F X 线性电阻灭磁，F 非线性电阻灭磁 2500 可控硅全控桥双桥配置，额定励磁电流 400A—800A 二、使用环境 二、使用环境 环境温度：最高环境温度不超过＋40℃，并且 24 小时内的平均温度不超过+35℃，最低温度不低于－5℃，工作环境的温度变化率不大于 5℃/h。

气体污染：运行地点应无导电或爆炸尘埃，无腐蚀金属或破坏绝缘的气体或蒸汽 装置安放地点所允许的振动条件：振动频率严酷度等级为(10HZ ～150HZ)时，振动加速度不大于 5m/s,垂直安装，倾斜度不得超过 5% 厂用电条件：三相交流电源：380V/220V +/-15％，频率 50HZ～60HZ，偏差不超过+4％～－6％； 直流电源：220v +10％～－20％或 110v +10％～－20％； 海拔高度不超过 1000 米 三、性能指标 三、性能指标 励磁电压和电流不超过其额定值的 1.1 倍时能连续运行， 顶值电压倍数不低于 2.0，允许强励时间不小于 20S，并可根椐用户情况用软件整定或修改自并励磁系统顶值电压倍数按机端正序电压为额定值的 80%时计算 励磁系统标称响应为 2 单位/秒 自动电压调节器能保证在发电机空载额定电压的 10％～110 ％范围内进行稳定平滑地调节 3自动电流调节器(手动)能保证发电机磁场电压在空载磁场电压的10％～110 ％范围内进行稳定平滑地调节 同步发电机在空载运行状态下，自动电压调节器和自动电流调节器(手动)的给定电压变化速度每秒不大于发电机额定电压的 1%,不小于额定电压的 0.3%。

机端电压静态调差率范围为+15％～15%，可软件整定 机端电压静差率 1％ 励磁控制系统精度 0.5％ 发电机空载运行状态下， 频率变化 1％时， 端电压变化率小于 0.25％ 空载额定电压情况下，当发电机给定阶跃为 10％时，发电机电压超调量不大于阶跃量的 50％，摆动次数不超过３次，调节时间不超过10 秒 发电机零起升压时， 自动电压调节器保证机端电压超调量不超过额定值的 15％，电压摆动次数不超过３次，调节时间不超过 10 秒 磁场电流小于 1.1 倍额定值时， 磁场绕组两端所加的整流电压最大瞬时值不大于磁场绕组出厂试验电压幅值 30％，额定励磁电压小于200V 的机组采用 DW10M 型灭磁开关，配备线性灭磁电阻额定励磁电压大于 200V 的机组采用 DM8 型灭磁开关，配备非线性灭磁电阻 装置噪声不大于 80dB(A) 装置可用率第１年不低于 99.8％，第２年不低于 99.9％ 起励方式，采用直流操作电源起励或专用起励电源起励，起励电流不超过额定空载励磁电流 20％ 4与微机监控系统通讯方式：串行口通讯，232 与 485 可选 微机励磁调节器具有以下功能： 恒机端电压调节； 恒励磁电流调节； 恒无功功率调节； 恒功率因数调节； 远方或现地给定(开关量或通讯)； 电压互感器断线保护； 过励限制 欠励限制； V/F 限制； 励磁顶值限制； 风机停转限励磁； 可控硅快速熔断器熔断限励磁； 5第二章 可编程励磁调节器 第二章 可编程励磁调节器 一、硬件组成 一、硬件组成 KBL-500 型励磁装置采用一个可编程励磁调节通道和一个模拟励磁调节通道，功能模块化。

一般以可编程调节通道作为主通道，在主通道故障时能自动切至备用通道 两个通道间可以无扰动地自动切换，现场操作人员还可以通过通道切换把手进行人工切换 1．可编程励磁调节通道由以下单元组成： 基本单元 FX2N-32MT 模/数转换模块 FX2N-4AD（2 个） 数/模转换模块 FX2N-4DA 触摸显示屏 FX-50DU 定子电压变换模块 1 定子电压变换模块 2 母线电压变换模块 励磁电流变换模块 有功功率变送模块 无功功率变送模块 移相触发模块 2．模拟励磁调节通道由以下单元组成 转子电流变换模块 移相触发模块 模拟励磁调节通道主要完成恒励磁电流的自动调节，一般作为备6用通道此通道设有脉冲监测继电器，在检测到丢脉冲时，能自动切换到另一通道，此通道自动退出 3．可编程励磁调节通道为整个励磁装置的核心部分，完成励磁的调节任务，实现各种控制功能功能模块简介： （1） 、基本单元 FX2N-32MT 模块： 有一个 16 位微处理器和一个专用逻辑处理器，其执行速度为0.08us/步，是目前运行速度最快的 PLC 之一其主要功能是系统监控，程系执行，解释及信号的输入和输出 （2） 、触摸显示屏 FX-50DU 人机对话工具采用三菱公司的 FX-50DU 数据存贮单元，分辨率为300×250，具有全汉化的图形显示功能。

能显示调速器的运行状态、运行参数和采样数据，用户通过它可以了解励磁调节器当前的参数和运行状态，进行参数修改调节器上电运行后，触摸屏即进入主菜单，其菜单结构如下： ·用户指导：对我所和我所研制发电机励磁装置作了简单介绍 ·信息显示：显示励磁调节器当前运行状态、计算数据、故障状态等信息 ·参数设置：该菜单下有调节参数、给定调整等子菜单，并能完成参数的整定触摸屏提供了人机交互功能，可以设定的调节参数有：P、I、D、bp 等可调整的给定有：电压给定、电流给定、无功给定及 COS 给定 ·其它：该菜单下有运行工况主显，是我们推荐给用户的用监视励磁调节器运行状态的主画面，可监视发电机的电压、转子电流及发7电机的无功功率 运行时，如果想切换画面和修改参数，只需轻轻触摸屏幕相应位置，无须大力按压 （3） 、模/数转换模块 FX2N-4AD 模/数转换模块 FX2N-4AD 为 4 通道 12 位模/数转换模块其作为机端电压、系统电压、励磁电流、有功功率、无功功率及模拟控制电压等的 A/D 转换用 （4） 、数/模转换模块 FX2N-4DA 数/模转换模块 FX2N-4DA 为 4 通道 12 位数/模转换模块。

其作为PID 调节的控制输出的 D/A 转换用，用于控制移相触发模块的脉冲输出 、定子电压变换模块 1 （5） 输入三相 100V 电压信号，输出 6V 直流电压信号，送至可编程A/D 模块，端子定义如下： 1 UC 定子电压 C 相 3 AGND 模拟电源地 7 UN 定子电压中心点 8 UA 定子电压 A 相 9 UB 定子电压 B 相 14 AGND 模拟电源地 15 VDD +12V 电源 19 UF 直流信号输出 20 VSS -12V 电源 821 C 交流信号输出 定子电压变换模块 2 与定子电压变换模块 1 相同 母线电压变换模块定子电压变换模块 1 相同 （6） 、励磁电流变换模块 输入三相 5A 电流信号，输出 6V 直流电压信号，送至可编程 A/D模块，端子定义如下： 1 IA 定子电流 A 相 2 IB 定子电流 B 相 3 IC 定子电流 C 相 7 *A 定子电流 A 相 8 *B 定子电流 B 相 9 *C 定子电流 C 相 13 VSS -12V 电源 14 AGND 模拟电源地 15 VDD +12V 电源 19 A 交流信号输出 20 IF 直流信号输出 21 AGND 模拟电源地 （7） 、有功功率变送模块 将发电机的有功功率变送为模拟电压信号， 送至可编程 A/D 模块。

（8） 、无功功率变送模块 将发电机的无功功率变送为模拟电压信号， 送至可编程 A/D 模块 （9） 、移相触发模块 9把可编程输出的控制电压信号变为 6 路脉冲输出信号，用于控制可控硅功率桥的触发该方式采用硬件移相触发，工作可靠，故障率低此模块设有脉冲监测继电器，在检测到丢脉冲时，能自动切换到备用通道 二、软件功能 二、软件功能 以三菱 FX2N-32MT 为调节器的可编程励磁装置，能实现各种励磁调节功能，故障的自检及多种励磁限制功能，在异常时发出故障报警及切换至备用通道，其主要为： 1、快熔熔断：六只可控硅快速熔断器任一只熔断即发此信号，调节器将据此作相应的励磁限制，以防其他熔丝继续熔断 2、低励限制：在直角坐标系中以(PL,0)和(0,-QL)两点作直线,若 发电机实际工作点(P,Q)在该线以下,即认为低励低励动作后,先将调节输出限在低励限制参数 UL 以上, 再自动作增磁操作 3、过励限制：若励磁电流大于额定励磁电流的 1.1 倍，投入反时限计时，累计时间到即认为过励，将调节输出限在额定控制参数以下 4、V/F 限制：电机未并网，若频率小于 45HZ，即投入 V/F 限制，将给定值置零。

5、并网运行：发电机出口油开关合闸，进入并网运行并网后解除单机励磁限制和 V/F 限制若测得发电机电压小于额定值的 80%,认为 PT 已断线,将自动转恒 IL 方式运行 6、电压调节 ：又称自动电压调节器，以发电机端电压为调节目标值，是几种调节方式中首选的调节方式电压调节给定值最大只能增到 125%额定值 107、电流调节：又称自动电流调节器，以发电机励磁电流为调节目标值它最主要的缺点是在小网运行 时不能自动调节小网电压，运行人员必须加强监视，手动增、减磁以维持小网电压同样的原因，发电机带满负荷时，远方跳闸甩负荷，由于单机限制不能投入，而励磁电流给定较高,所以有过压的可能 电流调节通常是作电压调节的备用方式，当调变断线时，自动转电流调节另外, 在某些试验中，必须采用电流调节，如停机状态时带大电流烘烤转子或定子，第一次升压试验，第一次并网试验等 8、无功调节和功率因数调节：以发电机无功为调节目标值，称恒无功调节，以发电机功率因数为调节目标值，称恒功率因数调节与电流调节的缺点一样，这两种方式也不能承担小网的调压任务这两种方式只在配合发电机作某些试验时投用 9、系统无压：母线电压低于额定值的 80%时，认为系统无压，不作电压跟踪。

10、电压跟踪：在电压调节方式下，若系统有压，当电压给定值大于 额定值 80%时，投入电压跟踪，电压给定值跟踪母线电压值 11 第。