EX2100勵磁系統(tǒng)簡介

1、EX2100勵磁系統(tǒng)簡介GE Company ProprietaryGE 的數(shù)字式控制系統(tǒng)，具有最大的可靠性，而且設(shè)計(jì)靈活，操作方便。 GE EX2100MB勵磁系統(tǒng)由調(diào)節(jié)屏AVR、可控硅整流屏SCR，交流進(jìn)線屏和直流出線屏組成。 調(diào)節(jié)器AVR 調(diào)節(jié)器的硬件 采用三重冗余的控制器，在雙通道M1、M2的根底上增加了C監(jiān)控 通道，增加了系統(tǒng)的可靠性。 控制器中的各板件通過底板的高速通訊母線ISBUS相互連接進(jìn)展通訊。控制器C監(jiān)控M1、M2的狀態(tài)。勵磁系統(tǒng)獨(dú)立的的電源模塊為每一個控制器M1,M2,C單獨(dú)提供電源。勵磁系統(tǒng)的輸入電源為三路電源并聯(lián)，提高了可靠性。DPMACLEControlModule

2、M1DSPXM1Simplex ControlRedundant ControlACLEControlModuleM2DPMDSPXM2DSPXCEthernet Data Highway (Ethernet Global Data, Modbus)ISBus - (Communication Across VME Backplane)M1: Control Module Master 1M2: Control Module Master 2C: Control Module ProtectionDPM: Dual-Ported MemoryEGD: Ethernet Global DataD

3、esigned for Maximum Reliability三冗余控制模式發(fā)電機(jī)磁場接地檢測裝置采用了三冗余的方式，解決了接地檢測不能實(shí)現(xiàn)冗余的技術(shù)難題。 接地檢測裝置采用低頻對地方波電壓監(jiān)測流過高阻抗接地電阻上的電流。可以判斷交、直流側(cè)接地并通過軟件計(jì)算可以測出直流側(cè)接地點(diǎn)的位置，使檢修人員快速查找出轉(zhuǎn)子接地點(diǎn)并及時處理，減少停機(jī)時間。 Versamax PLC為勵磁系統(tǒng)提供與遠(yuǎn)方DCS所需要信號的I/O結(jié)點(diǎn)。結(jié)點(diǎn)容量大，可以滿足各種不同需要的設(shè)計(jì)。 就地操作員接口KEYPAD直接安裝在EX2100的控制柜上，可以進(jìn)展控制和維修操作起動/停機(jī)調(diào)節(jié)器切換和調(diào)節(jié)器選擇 顯示系統(tǒng)狀態(tài) 發(fā)電機(jī)的

4、MW 和 MVARS勵磁電流和電壓調(diào)節(jié)器平衡診斷顯示 報警歷史應(yīng)用數(shù)據(jù)I/O 接口狀態(tài)測試和調(diào)整顯示 控制員操作界面COI為發(fā)電機(jī)勵磁裝置提供方便的彩色的觸摸屏接口。人機(jī)界面友好，可以在較直觀的圖形程序框圖中進(jìn)展整定。COI通過光纖與AVR相互通訊，AVR除了接收運(yùn)行指令外，還將各種報警故障信號上傳至主控室，便于運(yùn)行人員及時了解運(yùn)行中的故障。 起勵模塊：起勵模塊采用兩相380V AC電壓經(jīng)過整流后并濾波或直流電源，通過起勵繼電器的接點(diǎn)，將電壓加到發(fā)電機(jī)的勵磁回路。起勵繼電器由控制器上EMIO板的驅(qū)動器進(jìn)展控制。在起勵過程中，起勵模塊為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組提供15%-20%的AFNL空載勵磁電流當(dāng)發(fā)電

5、機(jī)電壓上升到規(guī)定值時，起勵回路自動退出 。 可控硅整流柜可控硅整流柜包括整流元件、脈沖觸發(fā)放大板EGPA、橋臂電感線圈和緩沖器SNUBER等?？煽毓枵鳂虿捎肗+1冗余設(shè)計(jì)，采用4英寸大功率整流管，單橋出力可到達(dá)3000A。應(yīng)用的并聯(lián)整流橋支路數(shù)減少，均流效果好。 目前GE公司已經(jīng)有111套采用100MM可控硅的整流設(shè)備在全球運(yùn)行。其它公司目前還沒有。對于600MW機(jī)組，設(shè)計(jì)為3橋并聯(lián)，當(dāng)一個整流橋因故障退出，其余兩橋可以滿足發(fā)電機(jī)包括強(qiáng)勵在內(nèi)的所有工況。 冷卻風(fēng)機(jī)可控硅整流橋采用強(qiáng)迫風(fēng)冷。每個整流柜安裝一臺風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)由380V AC電源供電，可以在勵磁系統(tǒng)運(yùn)行時方便地在線更換。觸發(fā)脈沖放大板

6、EGPA脈沖板從控制器中的ESEL板獲得導(dǎo)通命令對6個可控硅發(fā)出觸發(fā)脈沖。同時它也是導(dǎo)通電流反響、整流橋通風(fēng)和溫度監(jiān)測信號的接口。五極開關(guān)整流橋加裝五極開關(guān)，使得其交直流兩側(cè)具有明顯的分?jǐn)帱c(diǎn)，使檢修人員能方便地在線更換故障整流橋的故障元件。 滅磁及過電壓保護(hù)裝置正常停機(jī)時，系統(tǒng)采用逆變滅磁。事故狀態(tài)下，控制器發(fā)出閉鎖脈沖命令，然后發(fā)送跳閘信號給滅磁開關(guān)，同時也發(fā)送給滅磁模塊的觸發(fā)回路。滅磁模塊將線性滅磁電阻接入滅磁，再經(jīng)過20ms后滅磁開關(guān)動作。勵磁系統(tǒng)的最大滅磁開斷容量為100KA?？梢员ＷC發(fā)電機(jī)在機(jī)端短路、空載誤強(qiáng)勵等極端的情況下快速可靠的滅磁。每個滅磁模塊上設(shè)有兩個獨(dú)立的霍爾效應(yīng)導(dǎo)通傳感

7、器回路。當(dāng)任何一個回路導(dǎo)通或者當(dāng)可控硅陽極對陰極電壓超過過電壓整定值時，滅磁模塊將滅磁電阻接入進(jìn)展滅磁。GERAPID6007 勵磁調(diào)節(jié)器的軟件軟件是從GE TOOLBOX 下載勵磁調(diào)節(jié)器上的，并儲存于控制器中。該軟件具有診斷，趨勢變化和邏輯強(qiáng)制能力。該工具盒也包括應(yīng)用軟件、I/O口分配、參數(shù)整定所用的編輯器。各種數(shù)學(xué)功能塊和動態(tài)數(shù)據(jù)分析。動態(tài)數(shù)據(jù)分析不需要將附加的試驗(yàn)設(shè)備連接到EX2100就能進(jìn)展AVR，F(xiàn)VR，OEL和UEL及PSS各種功能的頻率響應(yīng)分析。軟件操作界面友好，可以查看運(yùn)行信號，進(jìn)展系統(tǒng)參數(shù)修改，設(shè)置簡單、方便。多重的保護(hù)和限制功能確保勵磁裝置、發(fā)電機(jī)組和電力系統(tǒng)的平安、穩(wěn)定、

8、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。 模擬器Simulator勵磁系統(tǒng)軟件中含有一個準(zhǔn)確的發(fā)電機(jī)模型。它可以配置成很近似地描述發(fā)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。在機(jī)組初次啟動之前或機(jī)組停運(yùn)時，可以用它對調(diào)節(jié)器、限制器和保護(hù)功能進(jìn)展校驗(yàn)，節(jié)約了整組啟動時的調(diào)試時間。另外可以用該軟件對運(yùn)行人員進(jìn)展現(xiàn)場調(diào)試的培訓(xùn)，節(jié)約培訓(xùn)時間及培訓(xùn)費(fèi)用。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSSGE EX2100MB勵磁控制系統(tǒng)采用基于加速功率積分的原理全集成的數(shù)字式PSS，可以有效地抑制電力系統(tǒng)的低頻震蕩，防止了傳統(tǒng)的PSS存在的有功反調(diào)現(xiàn)象。PSS采用IEEE PSS2B模型，具有三階超前一滯后校正，增加了系統(tǒng)的魯棒性。PSS采用自身的白噪聲信號，調(diào)試方便，減少了試驗(yàn)

9、中的接線工作。通訊通過ETHERNET采用光纖與遠(yuǎn)方的COI進(jìn)展通訊。通過通過Modbus RTU直接與用戶的DCS分布式控制系統(tǒng)相連接，增加了靈活性。 系統(tǒng)內(nèi)部各控制器及其他單元之間采用ISBUS總線進(jìn)展數(shù)據(jù)交換和通訊。 控制器由以下板卡構(gòu)成: DSPX數(shù)字信號處理器控制板DSPX ACLE應(yīng)用控制層模塊 ACLE EISB勵磁裝置IS母線板 EISB EMIO勵磁裝置主I/O板 EMIO ESEL勵磁裝置選擇器板 ESEL DSPX板是主控制器，它提供邏輯控制、信號處理和接口的功能，并與ACLE分擔(dān)控制任務(wù)。DSPX板包含有一個高性能數(shù)字信號處理器DSP，標(biāo)準(zhǔn)存儲組件，以及一塊特殊用途集成

10、電路ASIC，此電路可以執(zhí)行定制的邏輯功能 。CPU的型號為TMS320C31，時鐘頻率為60MHZ。具有四個外部中斷 DSPX板是主控制器，它提供邏輯控制、信號處理和接口的功能，并與ACLE分擔(dān)控制任務(wù)。DSPX板包含有一個高性能數(shù)字信號處理器DSP，標(biāo)準(zhǔn)存儲組件，以及一塊特殊用途集成電路ASIC，此電路可以執(zhí)行定制的邏輯功能 。DSP型號為TMS320C31，時鐘頻率為60MHZ。具有四個外部中斷：堆棧溢出INT0內(nèi)部循環(huán)負(fù)載脈沖INT1兩個可配置輸入INT2、INT3DSPX控制板上提供有以下類型的存儲器 ：閃存FLASH，用于存儲DSP的引導(dǎo)圖像、代碼執(zhí)行和可配置工程，例如系統(tǒng)的歷史記

11、錄。隨機(jī)存儲器RAM，用于數(shù)據(jù)存儲和代碼執(zhí)行。非易失隨機(jī)存取存儲器NVRAM，用于存儲非易失性的數(shù)據(jù)。附加存儲器，用于標(biāo)識控制板的修改記錄。 DSPX提供的功能包括：整流橋觸發(fā)回路控制、I/O處理、以及內(nèi)部環(huán)路調(diào)節(jié)：勵磁電壓調(diào)節(jié)器FVR勵磁電流調(diào)節(jié)器FCR送至ESEL板的SCR觸發(fā)信號。起動-停機(jī)功能起勵控制報警和跳閘邏輯發(fā)電機(jī)測量儀表處理發(fā)電機(jī)模擬ACLE板Pentium P5 266MHz的中央處理器單元CPUACLE提供與汽輪機(jī)控制、LCI和HMI的以太網(wǎng)通訊，并運(yùn)行如下的外部環(huán)路控制功能。自動電壓調(diào)節(jié)器 AVR電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 PSS低勵磁限制調(diào)節(jié)器 UELVAR/功率因數(shù)調(diào)節(jié)器 VAR

12、/PF EISB板勵磁裝置IS母線板EISB是M1、M2和C控制模塊之間的特殊通訊接口板。EISB是高速通訊母線，用于提供在M1、M2和C中的3個DSPX之間的通訊。EISB通過底板連接器，接收并發(fā)送光纜反響信號。它通過控制底板將它們發(fā)送到DSPX控制器，并利用RS-232C在DSPX和工具tool以及鍵盤Keypad端口之間進(jìn)展通訊。通過前面板上的6個光纜接口，利用EDCF板，接收從發(fā)電機(jī)磁場來的電流和電壓信號，并接收和發(fā)送信號到接地檢測模塊EGDM。EMIO板EMIO板管理從EPCT、ECTB、EACF和EXTB端子板來的I/O。該I/O包括PT和CT信號，節(jié)點(diǎn)輸入、輸出繼電器驅(qū)動器和跳閘

13、控制繼電器的驅(qū)動。通過底板，它也送出邏輯電平的觸發(fā)脈沖信號到ESEL板，ESEL將它們送到功率整流柜中的EGPA。 ESEL板勵磁裝置選擇器板ESEL從與它相對應(yīng)EMIO接收邏輯電平的6個觸發(fā)脈沖信號。這些脈沖信號分配到勵磁裝置觸發(fā)脈沖放大器板EGPA。二個ESEL板，其中一個由M1驅(qū)動，另一個由M2驅(qū)動。工作的ESEL由控制器C選擇，由它將所需的控制信號送到EGPA板 。如果控制器C出現(xiàn)故障，那么系統(tǒng)默認(rèn)M1為主控制器進(jìn)展工作。 GE EX2100MB勵磁系統(tǒng)在中國市場的業(yè)績1. 國電電力山西大同第二發(fā)電廠 2600MW 已投入商業(yè)運(yùn)行 2. 河北大唐王灘發(fā)電廠 2600MW 調(diào)試中3. 內(nèi)蒙古上都發(fā)電廠 2600MW4. 江蘇太倉發(fā)電廠 2600MW5. 廣東汕頭發(fā)電廠 1600MW 調(diào)試中6. 福建大唐寧德發(fā)電有限責(zé)任公司 2600MW7. 廣東大唐潮州發(fā)電有限責(zé)任公司 2600MW8. 武漢華中華能發(fā)