LF2000-2同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置說(shuō)明

1、LF2000系列同步發(fā)電機(jī)全數(shù)碼勵(lì)磁裝置原理及使用說(shuō)明北京重型電機(jī)廠威望博爾（北京）科技發(fā)展有限公司二零零五年四月公司簡(jiǎn)介威望博爾（北京）科技發(fā)展有限公司由北京重型電機(jī)廠和北京華明海博爾控制技術(shù)有限公司共同投資成立的股份公司，是北京市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)辦公室認(rèn)定的高新技術(shù)企業(yè)，并通過(guò)ISO9000質(zhì)量體系認(rèn)證，是專業(yè)從事電力系統(tǒng)自動(dòng)化及節(jié)能產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)銷(xiāo)售及售后服務(wù)的高科技公司。公司遵循“開(kāi)拓、敬業(yè)、創(chuàng)新、務(wù)實(shí)”的企業(yè)精神，以技術(shù)為先導(dǎo)、以質(zhì)量求生存、以客戶的需求為己任，以適應(yīng)市場(chǎng)變化求發(fā)展。公司現(xiàn)有員工100人，擁有一批以學(xué)術(shù)、學(xué)科帶頭人為主的中、高級(jí)專業(yè)技術(shù)人員、精明干練的管理隊(duì)伍和熟練

2、的技術(shù)員工。公司擁有大型的現(xiàn)代化廠房及先進(jìn)的生產(chǎn)和測(cè)試設(shè)備，擁有自己的動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)室，屬國(guó)內(nèi)一流的專業(yè)電力自動(dòng)化設(shè)備的供應(yīng)商。公司自成立以來(lái)，其業(yè)務(wù)范圍遍及能源、冶金、石油、化工、化肥、水利、環(huán)保等領(lǐng)域，并取得了豐碩的業(yè)績(jī)。威望博爾（北京）科技發(fā)展有限公司歡迎各界朋友前來(lái)進(jìn)行廣泛的技術(shù)交流與合作，歡迎同行及專家蒞臨指導(dǎo)。公司主導(dǎo)產(chǎn)品：* LF2000系列同步發(fā)電機(jī)全數(shù)碼勵(lì)磁裝置* LD2000 系列同步電動(dòng)機(jī)全數(shù)碼勵(lì)磁裝置及改造裝置* KBLD系列同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁裝置及改造裝置* HAS1000系列電機(jī)節(jié)能軟啟動(dòng)器* GWK200系列同步發(fā)電機(jī)及變壓器微機(jī)保護(hù)裝置* MWK210系列異步電動(dòng)機(jī)微

3、機(jī)綜合保護(hù)裝置* LWK520系列微機(jī)線路保裝置* 代理國(guó)外知名牌變頻器產(chǎn)品，承攬變頻工程目 錄第一章 概述.1 1.1、主要特點(diǎn)1 1.2、主要技術(shù)指標(biāo)及功能.3 1.3、型號(hào)及使用范圍.4第二章 系統(tǒng)配置.5 2.1、硬件組成. .5 2.2、主控單元硬件組成.5 2.2.1、可編程計(jì)算機(jī)控制器PCC.6 2.2.2、高性能16位嵌入式微控制器.7 2.2.3、先進(jìn)32位嵌入式微控制器.8 2.2.4、可編程控制器PLC.9 2.3、功率單元.10 2.4、操作邏輯.10 2.5、軟件結(jié)構(gòu).10 2.5.1、軟件設(shè)計(jì)方法11 2.5.2、主控制程序14 2.5.3、主要保護(hù)功能15第三章

4、基本原理18 3.1、概述.18 3.2、工作原理.19 3.3、單板原理.20 3.4、勵(lì)磁方式.21 3.4.1、自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng).213.4.2、三機(jī)靜止勵(lì)磁系統(tǒng).21 3.4.3、具有直流勵(lì)磁機(jī)的間接自勵(lì)系統(tǒng).22 3.4.4、開(kāi)關(guān)管式勵(lì)磁系統(tǒng).22第四章 操作說(shuō)明.23 4.1、人機(jī)界面操作與顯示.23 4.1.1、開(kāi)機(jī)屏幕顯示.23 4.1.2、正常工作時(shí)屏幕顯示.23 4.1.3、參數(shù)菜單顯示.23 4.1.4、菜單詳解.24 4.2、就地操作說(shuō)明.27 4.3、主控操作說(shuō)明.27 4.4、運(yùn)行指南.28 4.4.1、運(yùn)行方式.28 4.4.2、正常運(yùn)行的操作.28第五章 其它

5、.30 5.1、結(jié)構(gòu)介紹.30 5.2、使用條件.30 5.3、訂貨須知.30 5.4、附錄.30第一章 概述隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的增加，對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)提出了更高的要求。除維持發(fā)電機(jī)電壓水平外，還要求勵(lì)磁控制系統(tǒng)能對(duì)電力系統(tǒng)的靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定起作用。在提高勵(lì)磁控制系統(tǒng)的可靠性及實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制規(guī)律方面，全數(shù)碼勵(lì)磁裝置具有明顯的優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)數(shù)碼控制技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用技術(shù)日趨成熟，為全數(shù)碼型自動(dòng)勵(lì)磁裝置的開(kāi)發(fā)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。目前，在我國(guó)中小型同步發(fā)電機(jī)組中，采用的勵(lì)磁方式大致有兩種：一種是采用直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁方式，這是一種較為古老的方式，雖然原理簡(jiǎn)單，但運(yùn)轉(zhuǎn)噪音高，反應(yīng)速度慢，故

6、障率高，整流子和炭刷維護(hù)困難，而且維修期長(zhǎng)，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代電網(wǎng)對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁提出的要求，目前已有逐漸被取代的趨勢(shì)；另一種方式是以半導(dǎo)體整流器為勵(lì)磁功率單元，與調(diào)節(jié)器共同組成的所謂半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)。采用此種方式，使用靈活，反應(yīng)速度快，便于維修，它已成為同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的發(fā)展方向。目前，我國(guó)正在生產(chǎn)和使用的半導(dǎo)體勵(lì)磁裝置大多采用七十年代的模擬控制技術(shù)，設(shè)計(jì)線路復(fù)雜，元件較多，裝置的整體性能不高，調(diào)試步驟繁多，參數(shù)難以精確整定，且存在無(wú)法解決的零漂溫漂等問(wèn)題，維修困難，必須由具有相當(dāng)專業(yè)素質(zhì)的人員才能勝任這些工作。為盡快提高我國(guó)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行水平，滿足越來(lái)越大的電網(wǎng)對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)所提出的越來(lái)越高的要求，我

7、們研制了LF2000系列同步發(fā)電機(jī)全數(shù)碼勵(lì)磁裝置。該勵(lì)磁裝置綜合運(yùn)用了同步發(fā)電機(jī)的現(xiàn)代勵(lì)磁控制理論，采用目前國(guó)際上較流行的全數(shù)碼控制技術(shù)及半導(dǎo)體可控整流技術(shù)，完全不同于以前采用模擬控制技術(shù)的勵(lì)磁裝置。其主控單元通過(guò)對(duì)同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行曲線及特性曲線進(jìn)行優(yōu)化處理，達(dá)到了對(duì)同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行的最佳控制。LF2000系列全數(shù)碼勵(lì)磁裝置已有五十多套運(yùn)行于大、中、小型水、火電機(jī)組上，運(yùn)行時(shí)間已超過(guò)七年，從未發(fā)生過(guò)因?yàn)閯?lì)磁故障而造成停機(jī)事故，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。1.1、主要特點(diǎn) * 控制速度快、精度高： 采用多處理器系統(tǒng)、哈佛結(jié)構(gòu)、并行處理技術(shù)、多級(jí)流水線、高速DSP內(nèi)核，數(shù)據(jù)處理速

8、度和精度大大提高。* 多功能：PID調(diào)節(jié)、非線性最優(yōu)、線性最優(yōu)、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器、模糊邏輯等控制方式可選。* 全數(shù)字化、高可靠性：主控單元采用進(jìn)口高性能的數(shù)字式控制單元（LF21型采用可編程計(jì)算機(jī)控制器PCC，LF22型采用高性能16位嵌入式微控制器MCU，LF23型采用高速32位DSP控制器DSP，LF24型采用可編程控制器PLC），勵(lì)磁裝置的操作邏輯電路，機(jī)械或電子的電壓整定機(jī)構(gòu)都可以簡(jiǎn)化或取消。實(shí)現(xiàn)全交流采樣技術(shù)，采用大規(guī)模集成芯片，裝置可靠性大大提高。 * 表面貼工藝，多層印刷電路板，軍品級(jí)芯片，重要芯片均采用國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)的成熟產(chǎn)品。保證裝置平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)100000小時(shí)。 * 獨(dú)特

9、的軟件設(shè)計(jì)方法： 采用美國(guó)CMX公司推出的微控制器實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)RTOS及其功能強(qiáng)大的專家?guī)旌瘮?shù)，面向任務(wù)的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格，按全優(yōu)先服務(wù)方式進(jìn)行資源管理、任務(wù)調(diào)度、異常處理等工作，工作極為可靠，也使微控制器的性能得以最大程度的發(fā)揮；采用C語(yǔ)言或梯形圖（PLD）、指令表（IL）、Basic、結(jié)構(gòu)文本（ST）、順序功能圖（SFC）、數(shù)據(jù)模塊編輯器、數(shù)據(jù)類(lèi)型編輯器等編程，執(zhí)行速度快，可讀性好，易于擴(kuò)展和移植。 * 采用快閃存儲(chǔ)器（Flash ROM），支持自舉載入程序及遠(yuǎn)程維護(hù)。 * 通訊和網(wǎng)絡(luò)功能： 提供非常開(kāi)放的通訊接口和網(wǎng)絡(luò)接口，具有標(biāo)準(zhǔn)的RS232/485/422或高速現(xiàn)場(chǎng)總線CANBUS

10、、TCP/IP或MODEM等實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊。非常方便地與其它設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制、管理的自動(dòng)化、信息化（可選）。* 方便直觀的人機(jī)接口： 采用觸摸屏或中文文本顯示器(可選)顯示，漢化界面，數(shù)據(jù)顯示直觀明了，信息量大。非常直觀地在線選擇、切換工作方式，設(shè)置、修改參數(shù)和對(duì)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控?？梢宰龅綗o(wú)需說(shuō)明手冊(cè)而操作。* 對(duì)于無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)，具有旋轉(zhuǎn)整流盤(pán)故障監(jiān)測(cè)功能。 * 可靠的滅磁系統(tǒng)： 可選用阻容無(wú)觸點(diǎn)的靜態(tài)滅磁方法（我公司專利技術(shù)），無(wú)噪音、無(wú)操作過(guò)電壓，可靠、平穩(wěn)，也可選用傳統(tǒng)的滅磁開(kāi)關(guān)和滅磁電阻的滅磁方法。 * 完善的自檢及控制、保護(hù)功能，用于保護(hù)勵(lì)磁裝置本身和同步發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行： 具

11、有誤強(qiáng)勵(lì)、過(guò)勵(lì)反時(shí)限、欠勵(lì)、PT斷線、V/HZ保護(hù)、失脈沖、均流越限檢測(cè)及保護(hù)、過(guò)流、過(guò)壓等保護(hù)功能。 * 控制單元采用西門(mén)子結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)型單元機(jī)箱、插拔式模塊，獨(dú)特的抗干擾設(shè)計(jì)，抗干擾能力強(qiáng)。整流橋及風(fēng)機(jī)單元都采用模塊化結(jié)構(gòu)，安裝、更換方便?？梢圆煌C(jī)、不減載在線更換控制單元及風(fēng)機(jī)單元。 * 主回路可采用自并勵(lì)、他勵(lì)、三機(jī)勵(lì)磁、帶直流勵(lì)磁機(jī)的間接自勵(lì)及無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)等各種形式。 * 具有手動(dòng)、自動(dòng)（恒機(jī)端電壓、恒功率因數(shù)、恒無(wú)功功率）調(diào)節(jié)勵(lì)磁功能，相互切換無(wú)擾動(dòng)。* 雙通道互為備用工作方式： 根據(jù)用戶需要，可以采用單通道工作方式或雙通道互為備用工作方式。雙通道無(wú)擾動(dòng)自動(dòng)切換（可選）。 * 故障數(shù)

12、據(jù)錄波及事故記憶功能（可選）： 記憶故障前1秒，故障后19秒的檢測(cè)數(shù)據(jù)，包括勵(lì)磁電流、功率因數(shù)、有功功率、無(wú)功功率、定子電流、定子電壓、三相交流電壓、脈沖觸發(fā)角、頻率及時(shí)間等。 按照先進(jìn)先出的原則記錄20組操作信號(hào)、故障信號(hào)、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)發(fā)生的時(shí)間。記錄的數(shù)據(jù)可以用打印機(jī)輸出或向上位機(jī)傳送。 * 強(qiáng)大試驗(yàn)功能，通過(guò)控制器上的鍵盤(pán)操作，方便的進(jìn)行調(diào)節(jié)器的各項(xiàng)試驗(yàn)，如開(kāi)關(guān)量傳動(dòng)試驗(yàn)、過(guò)勵(lì)限制、欠勵(lì)限制、階躍響應(yīng)試驗(yàn)，交流勵(lì)磁機(jī)時(shí)間常數(shù)試驗(yàn)等。 * 裝置電源采用雙路供電，一路來(lái)自于直流蓄電池電源，另一路來(lái)自機(jī)端變或廠用交流電降壓整流。兩路電源經(jīng)二極管并聯(lián)運(yùn)行，互為冗余，提高了裝置的可靠性。1.2、主

13、要技術(shù)指標(biāo)及功能1、調(diào)壓精度：0.5。2、調(diào)壓范圍：5 130。3、調(diào)差范圍：±30，級(jí)差1。4、調(diào)節(jié)頻率：不低于300次/秒。5、晶閘管控制角的分辨率：0.0048度/位碼。6、A/D轉(zhuǎn)換：16路輸入，分辨率16位、14位或12位。7、A/D轉(zhuǎn)換速率：200K/S。8、移相范圍：10150度，上下限制可設(shè)定。9、開(kāi)關(guān)量I/O：24路開(kāi)關(guān)量輸入，16路開(kāi)關(guān)量輸出，均采用光電隔離。10、階躍特性：10階躍超調(diào)量<20，振蕩次數(shù)小于2次，調(diào)節(jié)時(shí)間小于5秒。11、電源的適應(yīng)性：電源電壓變化范圍±50。12、調(diào)節(jié)器輸入電氣量： 定子電壓：量測(cè)PT、3相；儀表PT、3相。 定子

14、電流：3相。 轉(zhuǎn)子電流信號(hào)。 同步電壓信號(hào)：3相。13、電源功率：小于200W。1.3、型號(hào)及使用范圍D：?jiǎn)瓮ǖ繱：雙通道LF2 / 1：他勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)2：自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)3：二機(jī)無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)4：二機(jī)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)5：三機(jī)無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)6：三機(jī)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)7：帶直流勵(lì)磁機(jī)的間接自勵(lì)系統(tǒng) 1：可控硅三相全控橋整流電路2：可控硅三相半控橋整流電路 3：開(kāi)關(guān)式斬波電路1：可編程計(jì)算機(jī)控制器PCC2：高性能16位嵌入式微控制器MCU 3：高速32位DSP控制器DSP4：可編程控制器PLC第二章 系統(tǒng)配置2.1、硬件組成 針對(duì)用戶的具體要求和不同的發(fā)電機(jī)組，LF2000勵(lì)磁裝置的配置可以采用單通道（即一

15、套主控單元、一套功率單元）或雙通道運(yùn)行（即二套主控單元、二套功率單元）或混合模式（即二套主控單元、一套功率單元或一套主控單元、二套功率單元），雙通道工作模式配備完全獨(dú)立的兩個(gè)控制柜，兩套系統(tǒng)并列運(yùn)行，每套系統(tǒng)均能滿足包括強(qiáng)勵(lì)在內(nèi)的發(fā)電機(jī)各種運(yùn)行工況對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)特性及可靠性的要求，每柜均含以下幾個(gè)主要部分。 主控制單元： 可編程計(jì)算機(jī)控制器PCC（LF2100型）、高性能的16位嵌入式微控制器MCU（LF2200型）、先進(jìn)32位嵌入式微控制器MCU（LF2300型）、可編程控制器PLC（LF2400型） 功率單元： 可控硅全控或半控橋整流電路或開(kāi)關(guān)管方式，其參數(shù)依工 程而定控制電源： 交直流雙路供

16、電，采用進(jìn)口高可靠電源模塊 操作邏輯： 西門(mén)子SIEMENS可編程控制器S7-200或進(jìn)口繼電器控制邏輯 人機(jī)接口： 觸摸屏或文本顯示器，漢化界面（用戶選擇）2.2、主控單元硬件組成發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是一個(gè)高度集成化的控制器，包含了從開(kāi)關(guān)電源到脈沖放大等幾乎所有的功能插件。每一個(gè)控制通道具體包括：1、 開(kāi)關(guān)電源組件1（+5V，±15V）2、 開(kāi)關(guān)電源組件2（24V1，24V2）3、 主機(jī)板4、 開(kāi)關(guān)量輸入輸出板5、 脈沖放大板6、 模擬量信號(hào)處理板7、 PT/CT及同步變壓器板8、 總線后底板9、 鍵盤(pán)及液晶顯示面板LF2000系列不同型號(hào)的勵(lì)磁裝置其主控單元的主機(jī)板組成不同：分別是可

17、編程計(jì)算機(jī)控制器PCC、高性能16位嵌入式微控制器MCU、先進(jìn)32位嵌入式微控制器MCU、可編程控制器PLC。2.2.1、可編程計(jì)算機(jī)控制器PCCLF2100系列主控單元基本配置包括6種控制模塊，它們分別是中央控制器模塊（CPU）7CP476.60-1，模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換模塊（A/D）3AI351.70，開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊（DIO）7DM465.7，脈沖形成模塊（PULSE）7DO135.70，模擬量變送模塊（PTCT）ATA8383，高速計(jì)數(shù)模塊（COUNTER）7DI135.70，人機(jī)接口模塊（DISPLAY）：用戶可以選用緊湊型文本顯示器（B&R PANELWARE）PP127或

18、觸摸屏式顯示器（B&R POWERPANEL） PP120。CPU：7CP476.60-1（B&R2003 CPU模塊） 中央處理器：B&R2003 CPU 指令周期：0.5S（平均時(shí)間為70開(kāi)關(guān)量和30的模擬量處理） 存儲(chǔ)容量：750KB SRAM，1.5MB Flash PROM實(shí)時(shí)時(shí)鐘分辨率：1S串行口：一個(gè)RS232，一個(gè)CANBUS（電隔離）A/D：7AI1351.70（B&R2003模擬量模塊） 分辨率：12位符號(hào)位轉(zhuǎn)換時(shí)間：不大于0.2mS范圍：±10V或020mADIO：7DM465.7（B&R2003數(shù)字量混合模塊） 點(diǎn)數(shù)：1

19、6入/16出輸入：24VDC，4mA，1mS輸入延遲輸出：24VDC，0.5A，450S輸出延遲COUNTER：7DI135.70（B&R2003高速計(jì)數(shù)模塊）輸入、輸出點(diǎn)數(shù)：4路高速數(shù)字輸入、1路微秒級(jí)比較器輸出輸入電壓：24VDC輸入延遲：最大值為3S輸入頻率：100KHZPULSE：7DO135.70（B&R2003數(shù)字量輸出模塊）輸出點(diǎn)數(shù)：4路輸出類(lèi)型：FET開(kāi)關(guān)電壓：1224VDC開(kāi)關(guān)電流：最大0.1A開(kāi)關(guān)滯后：小于2.4SDISPLAY： 緊湊型文本顯示器（B&R PANELWARE）PP127顯示范圍：最小LCD 4×20，最大128×

20、240象素的圖形終端（16×40字符）按鍵：最多47個(gè)鍵，部分LED指示保護(hù)：IP65 觸摸屏式顯示器（B&R POWERPANEL）PP120顯示：5.7"LCD單彩1/4VGA、5.7"LCD彩色1/4VGA、10.4"TFT液晶屏觸摸屏：電阻型處理器：GEODE SC2200 233MHZ接口：RS2322.2.2、高性能16位嵌入式微控制器LF2200型主控單元基本配置包括6種控制模塊，它們分別是中央控制器模塊（CPU）CKK9601（含人機(jī)接口模塊（DISPLAY）KCD2864），模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換模塊（A/D）ATD8386，開(kāi)關(guān)量

21、輸入輸出模塊（DIO）DIO1616，模擬量變送模塊（PTCT） ATA8383，繼電器報(bào)警輸出模塊（SSR） DEL1616，脈沖放大模塊（PULSA）MCF2406。CPU：CKK9601 中央處理器：MCS8098/80C196KB/80C196KC，16位 工頻頻率： 12MHZ/16MHZ/20MHZ 存儲(chǔ)容量： EPROM 16KB/RAM 72KB/E2PROM 2KB 高速輸入： 4HSI 高速輸出： 6HSO 定時(shí)器： 2個(gè)硬件定時(shí)器加4個(gè)軟件定時(shí)器，16位串行口： 全雙工，9600/19200 BPSA/D：ATD8316 A/D芯片： ADS774 分辨率： 12位 轉(zhuǎn)換

22、時(shí)間： 8.5S 通道數(shù)： 8/16通道同時(shí)采樣保持 電源： 自帶DC/DC隔離電源 功率消耗： 5VDC，50mADIO：DIO1616 點(diǎn)數(shù)： 光電隔離式16入/16出 輸入阻抗： 2K 輸出驅(qū)動(dòng)： 50VDC，200mA 延遲時(shí)間： 不大于10S功率消耗： 5VDC，60mAPTCT：ATA8383 模擬通道數(shù)：12通道電壓，4通道電流 輸入： 電壓100VAC，電流5A 輸出： 05VAC 時(shí)間延時(shí)： 10mS 功率消耗： 5VDC，100mASSR：DEL1616 控制點(diǎn)數(shù)： 16點(diǎn)，共16個(gè)端子 直流輸入： 30VDC220VDC 節(jié)點(diǎn)電流： 最大2A功率消耗： 5VDC，100m

23、A PULSA：MCF2406 脈沖點(diǎn)數(shù)： 6路 輸入： 光電隔離輸出： 脈沖變壓器隔離電源： 24VDC功率消耗： 24VDC，200mADISPLAY：KCD2864可顯示文字種類(lèi)：漢字、英文或圖形點(diǎn)陣數(shù)：128×64點(diǎn)大?。?.39×0.55尺寸：78.0×70.002.2.3、先進(jìn)32位嵌入式微控制器 LF2300型主控單元基本配置為6種控制模塊，除中央控制器模塊（CPU）CKK6832（含人機(jī)接口模塊（DISPLAY）KCD6448）不同外，其余5種模塊與LF2200型主控單元配置基本相同。CPU：CKK6832中央處理器：MC68332工作頻率：16M

24、HZ/20MHZ/25MHZ存儲(chǔ)容量：1M Flash ROM、1M SRAM 定時(shí)器：2個(gè)定時(shí)器加16個(gè)獨(dú)立的可編程通道，每通道可執(zhí)行任意的定時(shí)功能，包括輸入捕捉、輸出比較、PWM調(diào)制輸出串行口：1個(gè)RS232接口，1個(gè)SPI接口，1個(gè)BDM接口DISPLAY：KCD6448可顯示文字種類(lèi)：漢字、英文或圖形分辨率：122×32（單顯）、128×64（單顯）、240×128（單顯）、320×240（單顯）、640×480（彩顯）鍵盤(pán)：8×8矩形鍵盤(pán)（包括8個(gè)數(shù)碼管）2.2.4、可編程控制器PLC LF2400型主控單元基本配置包括8種

25、控制模塊，它們分別是中央控制器模塊（CPU）FP2C1A，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊（A/D）FP2AD8，開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊（DIO）FP2X16D2、FP2Y16R，脈沖形成模塊（PULSA）MCF2416，電源模塊（POWER）FP2PSA3，模擬量變送模塊（PTCT）AT8383，人機(jī)界面（DISPLAY）GT10。CPU：FP2C1A（FP2型可編程控制器CPU單元） 程序容量：48K步 運(yùn)算速度：0.35S（順序指令）內(nèi)部繼電器：4048點(diǎn)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：共1024點(diǎn)串行口：1個(gè)RS232C和1個(gè)高級(jí)通訊接口（可聯(lián)接調(diào)制解調(diào)器）AD：FP2AD8（FP2型可編程控制器模擬量單元）分辨率：1

26、6位（±10V）轉(zhuǎn)換時(shí)間：0.5mS/通道通道數(shù)：8通道總精確度：±1.0F.S.（055攝氏度）DIO：FP2X16D2、FP2Y16R（FP2型可編程控制器輸入、輸出單元）點(diǎn)數(shù)：FP2X16D2：16點(diǎn)直流輸入，F(xiàn)P2Y16R：16點(diǎn)繼電器輸出輸入阻抗：3K輸出驅(qū)動(dòng)：250VAC，2A延遲時(shí)間：輸入0.2mS以下，輸出10mS以下電源模塊：FP2PSA3（FP2型可編程控制器電源單元）輸入：100240VAC電流消耗：0.7A以下（100VAC），0.4A以下（200VAC）輸出：5VDC，5A（最大）DISPLAY：GT10（FP2型可編程控制器觸摸屏）顯示元素：ST

27、N單色LCD可顯示文字種類(lèi)：漢字、英文或圖形點(diǎn)陣數(shù)：160（W）×64（H）點(diǎn)陣觸摸分辨率：分辨數(shù)20（W）×8（H）通訊規(guī)格：RS232C標(biāo)準(zhǔn) 2.3、功率單元功率單元可采用可控硅三相全控橋整流電路或其它電路形式?？煽毓枞嗳貥蛘麟娐?，共采用了6個(gè)可控硅單元，每個(gè)SCR上均有RC吸收回路，整流電源由勵(lì)磁機(jī)供給，交流側(cè)裝有的空氣開(kāi)關(guān)以及快速熔斷器作為電源開(kāi)關(guān)及保護(hù)。在整流橋的直流側(cè)接有直流電流表及直流電壓表，以監(jiān)視整流橋的直流輸出。整流橋的輸出通過(guò)開(kāi)關(guān)與發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組相連接。對(duì)于電阻電感負(fù)載，不同的角時(shí)輸出的直流電壓為： Uf-整流橋輸出的直流電壓 UZ-直流橋輸入的

28、交流線電壓 全控橋要求有6個(gè)相同的移相觸發(fā)脈沖，為保證觸發(fā)的可靠性，LF2000采用的相差60°電角度的雙脈沖觸發(fā)，觸發(fā)脈沖幅值為24V，寬度為18°，角的變化范圍可以從10°150°（若考慮強(qiáng)勵(lì)頂值倍數(shù)限制，min要予以限制）。2.4、操作邏輯數(shù)碼勵(lì)磁由于大部分功能均由軟件實(shí)現(xiàn)，外部邏輯回路就顯得非常簡(jiǎn)單，主要是用若干直流220V繼電器完成外部開(kāi)關(guān)量信號(hào)的隔離以及節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展，從現(xiàn)場(chǎng)來(lái)的滅磁開(kāi)關(guān)、主油開(kāi)關(guān)、增、減磁節(jié)點(diǎn)，均經(jīng)過(guò)直流220V繼電器隔離，因?yàn)檫@些信號(hào)一般傳送距離較遠(yuǎn)，且混在強(qiáng)電電纜溝里，直流220V操作有利于提高抗干擾能力。經(jīng)隔離后的繼電器節(jié)

29、點(diǎn)經(jīng)光隔后讀入主控單元，由此可見(jiàn)，開(kāi)關(guān)量經(jīng)過(guò)電磁與光電雙重隔離，并保證柜外均是強(qiáng)電接口，柜內(nèi)24V電源不引出柜體，從而保證可靠性。2.5、軟件結(jié)構(gòu)全數(shù)碼勵(lì)磁裝置的軟件由主程序和中斷服務(wù)程序兩部分組成。主程序控制數(shù)碼勵(lì)磁裝置的主要工作流程，完成數(shù)據(jù)處理、控制規(guī)律的計(jì)算、控制命令的發(fā)出及限制、保護(hù)等功能；中斷服務(wù)程序則用于實(shí)現(xiàn)交流信號(hào)的采樣及數(shù)據(jù)處理、觸發(fā)脈沖的軟件分相和機(jī)端電壓的頻率測(cè)量等功能。本系統(tǒng)的總體軟件設(shè)計(jì)如圖2.1所示。除主程序外，軟件中還有三個(gè)起不同作用的中斷服務(wù)子程序。分別用于交流信號(hào)的采樣（流程圖如圖2.2所示）、觸發(fā)脈沖的軟件分相和機(jī)端電壓的頻率測(cè)量（流程圖如圖2.3所示）以及

30、由WATCHDOG發(fā)出的中斷（流程圖如圖2.4所示）。主程序包括以下幾個(gè)模塊：（1） 控制調(diào)節(jié)軟件。包括發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)節(jié)、勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)、無(wú)功/功率因數(shù)調(diào)節(jié)以及各種附加控制等所使用的控制規(guī)律的調(diào)節(jié)模塊。（2） 限制及保護(hù)模塊。包括勵(lì)磁電流及整流橋、風(fēng)機(jī)工作情況、系統(tǒng)工作情況的監(jiān)視與保護(hù)。（3） 數(shù)據(jù)采集及信號(hào)處理模塊。包括16路電壓、電流信號(hào)的采集與處理，并且由電壓、電流信號(hào)計(jì)算出功率信號(hào)。（4） 移相及觸發(fā)脈沖模塊，包括控制角的延時(shí)觸發(fā)、分相觸發(fā)以及同步電壓信號(hào)的頻率測(cè)量。（5） 手動(dòng)/自動(dòng)跟蹤、系統(tǒng)電壓跟蹤模塊。（6） 通信模塊。通過(guò)豐富靈活的軟件系統(tǒng)和與之相配合的硬件，全數(shù)碼勵(lì)磁裝置可以實(shí)

31、現(xiàn)下述勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制功能：（1） 可選擇多種運(yùn)行方式。空載跟蹤系統(tǒng)電壓；恒機(jī)端電壓（自動(dòng)）運(yùn)行；恒勵(lì)磁電流（手動(dòng)）運(yùn)行；恒無(wú)功功率運(yùn)行；恒功率因數(shù)運(yùn)行等運(yùn)行方式。（2） 可供選擇的PID、PSS、LOEC、NEC、FLEC等調(diào)節(jié)控制規(guī)律。（3） 軟件無(wú)功調(diào)差功能，調(diào)差系數(shù)的正負(fù)及大小可任選。（4） 運(yùn)行參數(shù)可選擇顯示并在線修改。主要參數(shù)有：電壓給定、勵(lì)磁電流給定、各調(diào)節(jié)控制規(guī)律的有關(guān)參數(shù)、調(diào)差系數(shù)、階躍響應(yīng)設(shè)定、各種限制、保護(hù)的整定值等。（5） 軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字給定及其平穩(wěn)調(diào)整。（6） 多種勵(lì)磁限制。如最大勵(lì)磁電流瞬時(shí)限制、發(fā)電機(jī)過(guò)勵(lì)反時(shí)限延時(shí)限制、欠勵(lì)瞬時(shí)限制、晶閘管整流柜故障、停風(fēng)、部分柜切除時(shí)

32、的勵(lì)磁電流限制、電壓/頻率（V/HZ）限制等。（7） 電壓互感器（PT）斷線檢測(cè)及保護(hù)。（8） 手動(dòng)/自動(dòng)運(yùn)行方式的相互跟蹤，要求跟蹤精度高、切換無(wú)波動(dòng)。（9） 獨(dú)立的后備通道，自動(dòng)跟蹤工作通道，切換無(wú)波動(dòng)。（10） 勵(lì)磁系統(tǒng)出現(xiàn)失磁、失控故障或軟件連續(xù)幾次出軌而自復(fù)歸無(wú)效時(shí)，自動(dòng)切換到備用通道工作。（11） 軟件具有自診斷、自恢復(fù)功能。2.5.1、軟件設(shè)計(jì)方法LF2000全數(shù)碼勵(lì)磁裝置軟件設(shè)計(jì)滿足可靠性、可測(cè)試性、可維護(hù)性的要求，采用結(jié)構(gòu)化和模塊化設(shè)計(jì)方法。采用了五種基本結(jié)構(gòu)，即：（1）順序結(jié)構(gòu)（DO結(jié)構(gòu)）；（2）選擇結(jié)構(gòu)（IF結(jié)構(gòu)）；（3）當(dāng)結(jié)構(gòu)（WHILE結(jié)構(gòu)）；（4）重復(fù)結(jié)構(gòu)（REPE

33、AT結(jié)構(gòu)）；（5）循環(huán)結(jié)構(gòu)（FOR結(jié)構(gòu)）。 在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，遵循以下原則：（1）獨(dú)立性原則。即對(duì)問(wèn)題、任務(wù)進(jìn)行分解時(shí)，應(yīng)使各任務(wù)之間最大地?zé)o關(guān)，而在同一個(gè)子任務(wù)內(nèi)的內(nèi)容應(yīng)強(qiáng)相關(guān)，這樣，程序各模塊的獨(dú)立性高，模塊之間耦合弱，接口關(guān)系簡(jiǎn)單。（2）簡(jiǎn)單性原則。即一個(gè)模塊應(yīng)在一頁(yè)紙內(nèi)寫(xiě)完，也就是一個(gè)模塊的語(yǔ)句數(shù)最好不超過(guò)50句，因?yàn)檎Z(yǔ)句多了，可讀性、可理解性就差了。（3）單入口、單出口原則。即一個(gè)模塊只允許有一個(gè)入口和一個(gè)出口，不允許從模塊的外部直接跳到模塊的內(nèi)部。也不允許從模塊的內(nèi)部直接跳到模塊的外部。一個(gè)模塊只能通過(guò)CALL調(diào)用，用RET返回。在一個(gè)模塊內(nèi)則可以用JUMP指令跳轉(zhuǎn)。（4）流水線原

34、則。即對(duì)于順序連接的模塊，前一模塊的輸出應(yīng)盡可能直接地作為下一個(gè)模塊的輸入，避免再進(jìn)行額外的格式轉(zhuǎn)換。（5）可測(cè)試性原則。軟件的錯(cuò)誤具有積累性和放大性，前一階段的錯(cuò)誤會(huì)使后一階段工作中產(chǎn)生相應(yīng)的錯(cuò)誤，甚至造成后一階段幾個(gè)錯(cuò)誤的出現(xiàn)，因此要及早發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，越早修正，所花的代價(jià)越小。因此軟件從一開(kāi)始就應(yīng)可測(cè)試，并在每一階段中引入計(jì)算審核和錯(cuò)誤反饋，使得錯(cuò)誤能盡早發(fā)現(xiàn)并修正。（6）最后，建立完備的軟件文檔。軟件不單單是程序，往往軟件設(shè)計(jì)思想的文檔比程序清單更重要。一個(gè)模塊完成后，至少應(yīng)提供三份文檔：含有簡(jiǎn)單說(shuō)明的程序清單；該程序模塊的流程圖；該程序的設(shè)計(jì)思想、變量說(shuō)明、實(shí)現(xiàn)原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及參考文獻(xiàn)等。

35、 編程語(yǔ)言采用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言相結(jié)合，這主要是考慮快速運(yùn)算的要求。由于匯編語(yǔ)言編程較困難。而C語(yǔ)言具有結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，語(yǔ)言簡(jiǎn)潔緊湊，使用方便靈活，有豐富的庫(kù)函數(shù)和較好的調(diào)試手段，所以可用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言結(jié)合進(jìn)行混合編程。可在C語(yǔ)言中內(nèi)嵌匯編指令，也可用匯編語(yǔ)言調(diào)用C函數(shù)，或用C語(yǔ)言調(diào)用匯編子程序。2.5.2、主控制程序 主控制程序每個(gè)周波執(zhí)行六次（由鎖相環(huán)控制精確均勻進(jìn)行），主要完成下列功能。1、 模擬量采集模擬輸入量有發(fā)電機(jī)量測(cè)PT輸出電壓和儀表PT輸出電壓以及發(fā)電機(jī)定子電流（均為三相），另外還有轉(zhuǎn)子電流以及勵(lì)磁裝置的輸出電流等，在主控制程序中進(jìn)行模擬量的采樣。2、 數(shù)據(jù)處理計(jì)算發(fā)電機(jī)電壓

36、，有功功率和無(wú)功功率等。3、 調(diào)差計(jì)算按照設(shè)定好的調(diào)差系數(shù)和調(diào)差極性進(jìn)行調(diào)差計(jì)算。4、 控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)按照給定的控制規(guī)律和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行控制量計(jì)算。5、 自動(dòng)輸出操作在自動(dòng)運(yùn)行方式下主控制程序按照控制量計(jì)算值執(zhí)行自動(dòng)輸出操作。 6、給定子程序，設(shè)定發(fā)電機(jī)在不同的運(yùn)行工況下的參考電壓或參考轉(zhuǎn)子電流值。在自動(dòng)運(yùn)行方式下，按下置位按鈕，在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)電壓給定值增加到95額定，并且置位功能閉鎖。 7、起勵(lì)控制對(duì)于自勵(lì)系統(tǒng)，由于發(fā)電機(jī)殘壓不足以建壓，所以必須加裝起勵(lì)回路，當(dāng)起勵(lì)按鈕按下且機(jī)端電壓低于20時(shí)，由程序控制將起勵(lì)接觸器閉合，起勵(lì)回路工作，同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)電壓達(dá)到20，立即跳開(kāi)起勵(lì)接觸

37、器，如果超過(guò)設(shè)定的起勵(lì)時(shí)間，電壓仍沒(méi)有建起，則跳開(kāi)起勵(lì)接觸器，同時(shí)發(fā)起勵(lì)失敗信號(hào)。 8、跟蹤切換 手動(dòng)運(yùn)行方式時(shí)，自動(dòng)通道實(shí)時(shí)跟蹤發(fā)電機(jī)電壓；自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，手動(dòng)通道延時(shí)20秒跟蹤轉(zhuǎn)子電流（或輸出電流）。兩種運(yùn)行方式之間能進(jìn)行無(wú)擾動(dòng)切換。通道之間通過(guò)調(diào)整跟蹤系數(shù)，即自動(dòng)運(yùn)行時(shí)調(diào)整跟蹤系數(shù)1，手動(dòng)運(yùn)行時(shí)調(diào)整跟蹤系數(shù)2，使得兩個(gè)通道顯示的觸發(fā)角大致相等，當(dāng)進(jìn)行切換時(shí)，就不會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)。2.5.3、主要保護(hù)功能 為了保證發(fā)電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，LF2000全數(shù)碼勵(lì)磁裝置具有全面的保護(hù)功能，所有限制保護(hù)功能的定值和時(shí)間均能在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行設(shè)定。1、低勵(lì)限制和保護(hù) 如果bPcQ>D1（第I條線），則判定為低勵(lì)，

38、發(fā)低勵(lì)信號(hào)（面板低勵(lì)指示燈亮，低勵(lì)限制繼電器動(dòng)作）閉鎖減勵(lì)。并自動(dòng)進(jìn)行增磁操作直到低勵(lì)故障消失。 如果bPcQ>D2（第II條線），則除執(zhí)行上述操作外，延時(shí)1S切手動(dòng)（面板上“手動(dòng)”指示燈亮，切手動(dòng)繼電器動(dòng)作），勵(lì)磁裝置轉(zhuǎn)為手動(dòng)運(yùn)行。限制和保護(hù)線見(jiàn)下圖。2、過(guò)勵(lì)限制和保護(hù) 最大勵(lì)磁電流限制采用反時(shí)限特性，模擬轉(zhuǎn)子的發(fā)熱模型I2rt，其允許的過(guò)勵(lì)時(shí)間t是隨發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的大小而變化的。如圖所示曲線，過(guò)勵(lì)限制和保護(hù)按照下列原則：（a）轉(zhuǎn)子電流Ifd>2.25時(shí)，瞬時(shí)封鎖脈沖退出運(yùn)行；（b）Ifd>1.06，Ifd<1.0時(shí)計(jì)算反時(shí)限等效時(shí)間：detg=(Ifd2-1)注：d

39、etg為轉(zhuǎn)子電流反時(shí)限積分值；（c）1.0<If<1.06,detg保持不變；（d）若detg5S,閉鎖增勵(lì)操作；（e）如detg8S發(fā)過(guò)勵(lì)報(bào)警信號(hào)（面板過(guò)勵(lì)故障指示燈亮），過(guò)勵(lì)繼電器動(dòng)作。并且在If>1.3的情況下執(zhí)行限制轉(zhuǎn)子電流操作，把轉(zhuǎn)子電流控制在1.3以下；在If<1.3的情況下，自動(dòng)執(zhí)行減勵(lì)操作直至滿足If1.04；（f）如detg9S，延時(shí)1S切脈沖退出運(yùn)行。3、V/HZ限制和保護(hù) V/HZ限制和保護(hù)的原則是:（a） 當(dāng)V/HZ>1.15時(shí)，發(fā)過(guò)V/HZ信號(hào)（面板V/HZ故障指示燈亮，過(guò)V/HZ繼電器動(dòng)作）閉鎖增勵(lì)，自動(dòng)減勵(lì)至過(guò)V/HZ故障消除。（b）

40、 當(dāng)V/HZ>1.25時(shí)，除執(zhí)行上面的動(dòng)作過(guò)程外，延時(shí)1S后切手動(dòng)（面板上“手動(dòng)”指示燈亮，切手動(dòng)繼電器動(dòng)作），勵(lì)磁裝置轉(zhuǎn)為手動(dòng)運(yùn)行。4、誤強(qiáng)勵(lì)保護(hù) 在雙柜均流運(yùn)行時(shí)，如果檢測(cè)到本柜誤強(qiáng)勵(lì)，發(fā)誤強(qiáng)勵(lì)信號(hào)（誤強(qiáng)勵(lì)繼電器動(dòng)作），本柜退出運(yùn)行；如果檢測(cè)到它柜發(fā)生誤強(qiáng)勵(lì)，發(fā)誤強(qiáng)勵(lì)信號(hào)，它柜退出運(yùn)行。5、PT熔絲斷 如果檢測(cè)到儀表PT熔絲斷，發(fā)PT熔絲斷信號(hào)（PT熔絲斷繼電器動(dòng)作），如果是量測(cè)PT熔絲斷，則除發(fā)PT熔絲斷信號(hào)外，切手動(dòng)繼電器動(dòng)作，面板顯示切手動(dòng)故障，勵(lì)磁裝置轉(zhuǎn)手動(dòng)運(yùn)行。6、失脈沖檢測(cè)當(dāng)檢測(cè)到失脈沖故障后，失脈沖繼電器動(dòng)作面板顯示失脈沖相。同時(shí)通道退出運(yùn)行。7、均流越限檢測(cè) 在雙柜均

41、流運(yùn)行時(shí)，如果兩柜電流差超過(guò)兩柜電流和的25，發(fā)均流越限信號(hào)（面板均流越限故障指示燈亮，均流越限繼電器動(dòng)作）；如果兩柜電流差超過(guò)兩柜電流和的75則退出均流運(yùn)行。8、系統(tǒng)自檢功能 系統(tǒng)自檢功能含存儲(chǔ)器校驗(yàn)、電源檢測(cè)、可控硅故障等，當(dāng)有故障發(fā)生時(shí)，發(fā)硬件故障信號(hào)，同時(shí)本通道退出運(yùn)行。對(duì)于雙通道系統(tǒng)，備用通道自投。9、故障錄波 記錄故障前1秒，故障后19秒所有采集到的模擬量數(shù)據(jù)，故障錄波的觸發(fā)量為通道故障退出信號(hào)。10、事件記憶 按照時(shí)間的先后記錄20組事件發(fā)生的時(shí)間，包括：運(yùn)行操作信號(hào)如通道投入、退出；開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)，如：油開(kāi)關(guān)的合、分閘；以及其它故障信號(hào)，如硬件故障等。第三章 基本原理3.1、概

42、述同步電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分，它是供給同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源的一套系統(tǒng)。勵(lì)磁系統(tǒng)一般由兩部分組成：一部分用于向發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)繞組提供直流電流，以建立直流電場(chǎng)，通常稱作勵(lì)磁功率輸出部分(或稱功率單元)。另一部分用于在正常運(yùn)行或發(fā)生故障時(shí)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，以滿足安全運(yùn)行的需要，通常稱作勵(lì)磁控制部分(或稱主控單元)。 勵(lì)磁控制是一種控制系統(tǒng)，它控制同步發(fā)電機(jī)發(fā)出的電勢(shì)，所以它不僅控制發(fā)電機(jī)的端電壓，而且還控制發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率，功率因數(shù)和電流等參量。由于大型機(jī)組的這些參量直接影響系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，因此在某種程度上也可以說(shuō)，勵(lì)磁裝置也控制著系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，特別是系統(tǒng)的穩(wěn)定和勵(lì)磁控制方式密切相關(guān)。

43、勵(lì)磁控制器由基本控制和輔助控制兩大部分組成。基本控制由測(cè)量比較、綜合放大和移相觸發(fā)三個(gè)主要單元構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)和無(wú)功功率分配等基本調(diào)節(jié)功能。輔助控制是為了滿足發(fā)電機(jī)不同工況，改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，改善勵(lì)磁控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能而設(shè)置的單元，包括勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器及勵(lì)磁限制、保護(hù)器等。 測(cè)量比較單元的作用是測(cè)量發(fā)電機(jī)的端電壓，綜合無(wú)功調(diào)差信號(hào)后與給定的基準(zhǔn)電壓相比較，得出電壓的偏差信號(hào)，供后級(jí)環(huán)節(jié)使用。測(cè)量比較電路應(yīng)具有足夠高的靈敏度與優(yōu)良的動(dòng)態(tài)性能，即要求測(cè)量精確、反應(yīng)迅速、電路的時(shí)間常數(shù)要小。測(cè)量比較單元的性能如何將直接影響到發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)精度與勵(lì)磁系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。綜合放大單元對(duì)測(cè)量單

44、元輸出的電壓偏差起綜合和放大的作用。為了得到調(diào)節(jié)系統(tǒng)良好的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能，除了由電壓測(cè)量比較單元來(lái)的電壓偏差信號(hào)外，有時(shí)還根據(jù)要求綜合來(lái)自其他裝置的信號(hào)，如勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器信號(hào)、最大、最小勵(lì)磁限制信號(hào)等。放大的作用是為了消除電壓的靜態(tài)偏差，改善勵(lì)磁系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。綜合放大后的控制信號(hào)輸出到移相觸發(fā)單元。移相觸發(fā)單元包括同步、移相、脈沖形成及放大環(huán)節(jié)。移相觸發(fā)環(huán)節(jié)根據(jù)輸入控制信號(hào)(Uc)的大小，改變輸送到晶閘管的脈沖觸發(fā)角，以控制晶閘管整流電路的輸出，從而調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。為了使觸發(fā)脈沖能可靠地工作，還需采用脈沖放大環(huán)節(jié)。移相觸發(fā)單元和整流橋相當(dāng)于信號(hào)轉(zhuǎn)換、功率放大及控制器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在LF2

45、000勵(lì)磁裝置中,以上幾個(gè)部分大部分由軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，省略了很多硬件環(huán)節(jié)，提高了整個(gè)裝置的可靠性。3.2、工作原理附錄1、2、3為L(zhǎng)F2000系列全數(shù)碼勵(lì)磁裝置的系統(tǒng)原理圖。勵(lì)磁裝置主控單元的輸入電氣信號(hào)有發(fā)電機(jī)量測(cè)PT電壓，儀表PT電壓及從發(fā)電機(jī)電流互感器來(lái)的三相定子電流信號(hào)（9個(gè)交流信號(hào)）。直流信號(hào)有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流及勵(lì)磁裝置輸出電流。各路信號(hào)經(jīng)各自的信號(hào)處理及變換電路（傳感器、變送器）對(duì)信號(hào)濾波、隔離放大，變換成適合于A/D采樣的信號(hào)。送入主控單元A/D變換器，由程序控制依次轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，存放在存儲(chǔ)器中供軟件使用。利用以上采集到的數(shù)據(jù)，通過(guò)軟件計(jì)算可以得到發(fā)電機(jī)的運(yùn)行工況、勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)、勵(lì)

46、磁裝置輸出參數(shù)等全部信息，如發(fā)電機(jī)三相電壓平均值、三相電流平均值、有功功率P、無(wú)功功率Q、轉(zhuǎn)子電流（勵(lì)磁裝置輸出電流）、功率因數(shù)角、頻率、可控硅控制角等供勵(lì)磁裝置各軟件功能模塊使用。主控室對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)工作方式的選擇、增、減勵(lì)磁操作、油開(kāi)關(guān)和滅磁開(kāi)關(guān)等狀態(tài)量作為開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)以及故障報(bào)警等開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)，在主控單元內(nèi)經(jīng)過(guò)光電隔離。功率輸出部件可選擇為晶閘管三相全控橋整流電路或其它方式。晶閘管根據(jù)發(fā)電機(jī)的容量選擇快速風(fēng)冷方式或水冷方式，晶閘管接有阻容保護(hù)，快速熔絲保護(hù)及過(guò)電壓吸收部件，熔絲熔斷有報(bào)警信號(hào)。為了保證其輸出直流電壓連續(xù)可調(diào)及逆變運(yùn)行，要求控制角在10150度之間變化。由脈沖同步電路來(lái)保證

47、各晶閘管的依次導(dǎo)通。 在定時(shí)中斷控制程序中，計(jì)算發(fā)電機(jī)電壓與參考電壓之差，并按控制規(guī)則進(jìn)行運(yùn)算后，綜合其他附加控制信號(hào)及附加調(diào)差信號(hào)得到一個(gè)控制量去改變晶閘管的導(dǎo)通角，雙窄脈沖經(jīng)脈沖變壓器隔離去觸發(fā)晶閘管，這就是勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主調(diào)節(jié)環(huán)?？刂茀?shù)的正確選擇，附加控制信號(hào)的大小將直接影響勵(lì)磁系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性。 勵(lì)磁裝置中的保護(hù)功能模塊如失脈沖檢測(cè)、低勵(lì)磁限制、過(guò)勵(lì)限制、V/HZ限制、PT斷線保護(hù)等都是用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 勵(lì)磁裝置的安裝地點(diǎn)環(huán)境比較惡劣，電磁干擾相當(dāng)嚴(yán)重，抗干擾能力是十分重要的。全數(shù)碼勵(lì)磁裝置采用獨(dú)特的抗干擾措施，如主控單元核心部件采用雙層屏蔽，每個(gè)輸入、輸出電路均采用光電或電磁隔

48、離電路等措施。 勵(lì)磁裝置的前面設(shè)有操作顯示面板供人機(jī)對(duì)話用。人機(jī)界面采用觸摸屏或中文文本顯示器（用戶自選），全漢化界面，便于運(yùn)行人員的監(jiān)視。另外開(kāi)關(guān)量輸入的實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示、開(kāi)關(guān)量強(qiáng)制輸出、控制和保護(hù)參數(shù)設(shè)定、運(yùn)行方式的切換、故障錄波數(shù)據(jù)的提取等功能均可在此人機(jī)對(duì)話窗口上實(shí)現(xiàn)。勵(lì)磁裝置主控單元的工作電源也是獨(dú)立的。輸出電壓有四種：5V、±15V供模擬通道使用；24VI供脈沖回路；24VII供繼電器及操作回路用。電源采用兩路供電：一路來(lái)自蓄電池直流電源，另一路來(lái)自廠用交流電或機(jī)端交流電壓經(jīng)降壓整流成直流電源。兩路直流電源通過(guò)二極管并聯(lián)運(yùn)行，任何一路失電，勵(lì)磁裝置仍能正常工作。3.3、單板原

49、理作為同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，其可靠性對(duì)于機(jī)組和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定至關(guān)重要，因此LF2000微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在設(shè)計(jì)時(shí)就將系統(tǒng)可靠性作為第一重要的內(nèi)容，因此搭建一個(gè)穩(wěn)定的硬件測(cè)試平臺(tái)是提高系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)。 LF2000的核心控制器由以下幾部分組成：* 電源1* 電源2* 計(jì)算機(jī)主板（CPU）* 開(kāi)關(guān)量輸入輸出板* 脈沖放大板* PT/CT板* 總線底板以上幾塊控制板卡插在一個(gè)專用4U機(jī)箱內(nèi)。為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，機(jī)箱采用金屬屏蔽機(jī)箱，所有插件采用歐洲標(biāo)準(zhǔn)的接插件，從設(shè)計(jì)上保證信號(hào)的流向的唯一性，避免了信號(hào)之間的串?dāng)_，以及強(qiáng)弱電之間的交叉。所有的板卡均采用先進(jìn)的表貼工藝，底板裝在機(jī)箱的前部，在面板上鑲

50、嵌有一個(gè)液晶顯示器，進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視，前面板上還有一些重要的狀態(tài)指示燈。電源系統(tǒng)為了提高系統(tǒng)的可靠性，系統(tǒng)的供電電源由兩路冗余，來(lái)自勵(lì)磁變壓器或廠用電的交流電源經(jīng)過(guò)隔離變壓器隔離后，經(jīng)過(guò)整流變?yōu)橹绷?，并?jīng)過(guò)二極管和來(lái)自廠用蓄電池的直流電并聯(lián)運(yùn)行，共同為機(jī)箱內(nèi)的開(kāi)關(guān)電源供電，為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，按照不同的功能將系統(tǒng)電源分為3部分1） CPU電源：5V，±15V2） 操作電源：24VII，用于開(kāi)關(guān)量的輸入輸出3） 脈沖電源：24VI，用于脈沖放大和觸發(fā)回路以上電源系統(tǒng)相互獨(dú)立，避免干擾的產(chǎn)生。計(jì)算機(jī)主板（CPU）CPU板是勵(lì)磁控制系統(tǒng)的核心，所有的控制過(guò)程都是在該板的指揮下進(jìn)行，它完成數(shù)據(jù)的采集處理，控制規(guī)律的計(jì)算以及脈沖的產(chǎn)生和人機(jī)接口（鍵盤(pán)、顯示器、打印機(jī)）的監(jiān)控功能和自檢功能。CPU板的硬件、軟件設(shè)計(jì)的可靠性是整個(gè)控制系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵因素。模擬量處理板該板的主要功能是進(jìn)行電平變換和隔離，由于采用交流采樣，所以電流、電壓回路經(jīng)過(guò)高精度小CT和PT隔離后，進(jìn)行濾波和電平轉(zhuǎn)換適配到A/D測(cè)量范圍內(nèi)進(jìn)入主機(jī)板。直流量由轉(zhuǎn)子電流經(jīng)過(guò)濾波電平轉(zhuǎn)換后進(jìn)行采樣。同時(shí)將同步信號(hào)整形為方波，供主機(jī)板CPU產(chǎn)生脈沖。開(kāi)關(guān)量輸入繼