EX2100励磁控制

EX2100励磁控制 EX2100? 励磁控制 用户指南 i 目录 第一章 设备简介----------------------------------1-1 简述-----------------------------------------------------1-1 系统简介-------------------------------------------------1-2 硬件简介-------------------------------------------------1-5 软件简介-------------------------------------------------1-6 技术特性-------------------------------------------------1-6 如何取得帮助---------------------------------------------1-8 相关文件-------------------------------------------------1-8 文件的分发-------------------------------------------1-8 第二章 功能说明----------------------------------2-1 简述-----------------------------------------------------2-1 励磁装置硬件---------------------------------------------2-2 励磁装置配置---------------------------------------------2-3 功率整流柜-----------------------------------------------2-5 手动交流隔离(可选)--------------------------2-5 -5 功率整流模块(PCM)---------------------------------2 触发脉冲放大器(EGPA板)------------------------------2-6 主直流接触器、41A或41A/41B(可选)------------2-7 惯性二极管灭磁--------------------------------------2-7 辅助柜----------------------------------------------------2-8 交流线电压滤波器-------------------------------------2-8 灭磁模块(EDEX)-------------------------------------2-8 轴电压抑制器-----------------------------------------2-9 起励模块---------------------------------------------2-9 转子接地检测器(EXAM和EGDM)-------------------------2-9 高电压接口-HVI---------------------------------------2-9 控制柜----------------------------------------------------2-10 诊断接口(Keypad)-----------------------------------2-10 控制模块---------------------------------------------2-11 简单控制系统-----------------------------------------2-12 冗余控制系统-----------------------------------------2-13 控制电源---------------------------------------------2-14 励磁装置软件----------------------------------------------2-17 自动参考值-AUTO REF ---------------------------------2-20 AVR整定点-EXASP -------------------------------------2-20 自动电压调节器-AVR ----------------------------------2-20 手动参考值-MANUAL REF -------------------------------2-21 励磁电压和励磁电流调节器-FVR,FCR -------------------2-21 低励磁限制器-UEL ------------------------------------2-22 电力系统稳定器-PSS ----------------------------------2-22 运行人员界面----------------------------------------------2-23 汽轮机控制人机界面-----------------------------------2-23 控制系统工具箱(Tool Box)---------------------------2-23 ii 第三章 印刷电路板简介 -----------------------------3-1 简述-------------------------------------------------------3-1 控制板-----------------------------------------------------3-2 励磁装置底板(EBKP)-----------------------------------3-2 数字信号处理器板(DSPX)-------------------------------3-2 ACLA 板------------------------------------------------3-4 EISB 板------------------------------------------------3-4 EMI0 板------------------------------------------------3-4 ESEL 板------------------------------------------------3-5 I/O 端子板-------------------------------------------------3-5 EPCT 板------------------------------------------------3-5 ECTB 板------------------------------------------------3-6 EXTB 板------------------------------------------------3-6 EDCF 板------------------------------------------------3-6 EACF 板------------------------------------------------3-7 整流桥、保护板和模块 --------------------------------------3-7 EGPA 板------------------------------------------------3-7 EXCS 板------------------------------------------------3-7 EDEX 板------------------------------------------------3-8 EGDM 模块----------------------------------------------3-8 GXAM 模块----------------------------------------------3-9 电源板-----------------------------------------------------3-9 EPDM 模块----------------------------------------------3-9 EPBP 底板----------------------------------------------3-9 EPSM 模块----------------------------------------------3-11 DACA-AC至DC 整流器-------------------------------------3-11 相关板子---------------------------------------------------3-11 第四章 端子板I/O 和设备的连接 -------------------- 4-1 简述--------------------------------------------------------4-1 电源的连接和模拟量I/O --------------------------------------4-2 功率整流变压器输入--------------------------------------4-3 电压互感器和电流互感器输入------------------------------4-3 模拟量输入----------------------------------------------4-3 用户接点I/O ------------------------------------------------4-4 电源输入----------------------------------------------------4-6 线-线滤波器连接---------------------------------------------4-7 励磁装置内部I/O --------------------------------------------4-8 励磁装置交流反馈 ----------------------------------------4-8 励磁装置直流反馈 ---------------------------------4-8 灭磁 -------------------------------------------------------4-11 跨接器(Crowbar)-------------------------------------------4-14 励磁回路接地检测器 -----------------------------------------4-14 起励 -------------------------------------------------------4-16 直流起励整定 -------------------------------------4-16 起励控制顺序 -------------------------------------------4-16 轴电压抑制器 -----------------------------------------------4-18 数据高速网的连接 -------------------------------------------4-19 控制系统工具箱的连接 ---------------------------------------4-20 第五章 诊断接口-键盘 -------------------------------5-1 简述 --------------------------------------------------------5-1 按钮的使用 --------------------------------------------------5-2 iii 显示屏的阅读 -----------------------------------------------5-5 改变显示单位 -------------------------------------------5-7 调整显示对比度 -----------------------------------------5-7 状态屏幕 ---------------------------------------------------5-8 测量表计的阅读 -----------------------------------------5-8 更换状态屏幕(显示I/O)-------------------------------------5-8 菜单的使用 -------------------------------------------------5-9 故障的查阅和复位 -------------------------------------------5-9 参数的编辑 -------------------------------------------------5-10 参数的备份----------------------------------------------5-11 固件和硬件信息 ---------------------------------------------5-13 键盘的保护 -------------------------------------------------5-14 保护的修改 ---------------------------------------------5-14 附录A 部件保证和更换 -------------------------------A-1 简述 --------------------------------------------------------A-1 部件的确认 --------------------------------------------------A-2 备件列表 ----------------------------------------------A-2 部件编号结构 --------------------------------------------A-2 保证条款 ----------------------------------------------------A-4 ------------------------------------------------A-5 如何订购部件 铭牌数据 ------------------------------------------------A-5 ML 编号 -------------------------------------------------A-5 附录B 额定值和 ---------------------------------B-1 术语表 索引 iv 第1章 设备简介 简述 EX2100?励磁控制(EX2100或励磁装置)输出励磁电流，以控制发电机交流端电压，和/或无 功功率。它是为新建的和改造的汽轮机，燃气轮机和水轮机的全静态励磁系统。 本章对这种励磁装置作一简单的介绍，并明确文件的内容。其目的是提供如下所示的一般产 品概况。 节/主 页 系统简介 -----------------------------------------------------1-2 硬件简介 -----------------------------------------------------1-5 -6 软件简介 -----------------------------------------------------1技术特性 -----------------------------------------------------1-6 如何取得帮助 -------------------------------------------------1-8 有关文件 -----------------------------------------------------1-8 文件的分发 -----------------------------------------------1-8 第二章 功能说明 第三章 印刷电路板简介 第四章 端子板I/O和设备的连接 第五章 诊断接口(键盘) 附录 A 部件的保证和更新 附录 B 额定值和规范 术语 1 系统简介 本励磁装置是一个灵活的模块系统，它可以组合起来，以提供一定范围的输出电流和几级系统冗余。这些选项包括从并联变、复合电源还是从辅助电源取励磁电源，单桥整流还是多桥整流，热备用桥的数量，以及是简单控制还是冗余控制。汽轮发电机励磁系统的概况如图1-1所示。 励磁装置的电源，或者取自连接在发电机端子上的功率整流变压器，或者取自连接在某一厂用母线上的励磁变压器。发电机的线电流和定子输出电压都是励磁装置的主要的反馈输入，而直流电压和电流则输出到发电机的励磁绕组的被控量。 装置的结构支持以太网 LAN(单元数据高速)与其他GE的设备进行通讯。它包括用于配置的GE控制系统工具箱(Toolbox)、汽轮机控制，LCI静态起动器以及 HMI(运行人员接口)。 图1-2 是励磁装置的简化的单线图，它表示了功率源、发电机电压和电流的测量，控制模块，功率整流模块(PCM)，以及保护回路。在电压源系统中，ppt(功率整流变压器)的二次侧接到一个三相全波可逆晶闸管整流桥。可逆整流桥能提供正向和反向强制电压，以取得最适宜的性能。对于甩负荷和灭磁，反向强制电压提供了快速响应。 励磁系统的控制是由SCR(半导体可控整流桥)整流桥回路的相位控制而得到的。SCR的触发信号是由控制器中的数字调节器产生的。在冗余的控制选项中(图1-2)，M1或M2都可以是工作的主控制器，而C监控这二个主控制器，以决定那一个应当是工作的主控制器，和那一个是后备的主控制器。两个独立的触发回路和自动跟踪的采用，保证了主、后备控制器之间的平稳切换。 2 图1-1 发电机和励磁系统的简图 3 图1-2 励磁装置单线图 4 硬件简介 EX2100的硬件是包含在如下的三个柜中: , 控制柜，用于控制、通讯和I/O板。 , 辅助柜，用于起励和保护回路，如灭磁和轴电压抑制。 , 功率整流柜，用于功率SCR元件，冷却风机，直流接触器，和交流隔离开关。 励磁装置的功率变换由桥式整流器，阻容滤波和控制回路等组成。各柜的外型如图1-3所示。其元件和整流桥的尺寸，随励磁系统的不同和所要求的输出功率的不同而变化。 图1-3 励磁柜 5 软件简介 基于微处理器的控制器(ACLA和DSPX)执行励磁装置的控制代码。由模块(功能块)结合组成的软件形成所要求的系统功能。功能块的定义和配置参数都储存在快闪存储器中，而各种变量都储存在随机存取存储器(RAM)中。 励磁装置的应用软件模拟传统的模拟量控制的功能。它采用开式结构系统，带有一个现有软件功能块的库，可以用工具箱(toolbox)进行配置。各功能块单独执行特定的功能，例如逻辑门，比例积分(P.I)调节器，函数发生器和信号水平检测器。控制选择二种方式之一，或者是发电机电压调节(自动调节)，或者是直流控制(电压或电流，决定于应用要求)。发电机的保护功能都集成于控制中，包括过励限制，低励限制，电力系统稳定器和伏赫限制。 在励磁装置运行中，可以利用工具箱(toolbox)，对各种功能块进行查询。每一个功能块的I/O 动态变化值，可以在线取得，这在起动或故障处理中，是很有用的。 技术特性 EX2100的特性概要如下所示，更详细的特性请参看附录 B 。 装置相关的额定值都提供在设备的铭牌上，并取代这 里的所有信息。 EX2100的特性 说明 功率整定流模块(PCM) 单桥额定值 1000和2000 A 直流，最高1000 V 交流 并联桥额定值 80000 A 直流，最高1500 V 交流，最多6个桥 强励要求 在40?时以150%的设计电流(EDA)强励30秒 电源 功率整流模块(PCM)电源 厂用母线 发电机端 复合源 600或1000V 交流 型 功率整流模块(PCM)的功率输入 3251KVA(1000V型) 功率整流模块(PCM)的电源频率 三相 50/60Hz 起励电源 蓄电池电源125V 直流，或250V 直流，最大200A， 持续10秒 240或480V 交流，50/60Hz单相厂用电源。 控制电源 二路交流，或一路交流和一路直流。 额定120V交流?15%，一个DACA，最大10A 有效值。 蓄电池源，125V 直流，80-140V 直流，最大10.6A 直流。 6 输入/输出 数量 电压互感器(PT) 2 3相型，单相亦可 120V 交流 额定 1VA额定负载 电流互感器(CT，1或5A) 2 任何两相，单相亦可 1VA额定负载 86G专用接点输入 1 跳闸后断开 52G专用接点输入 1 并网时闭合 跳闸继电器及其接点额2 125V 直流 继电器，开断特性: 定输出 电阻负载0.5A 感性负载0.2A 通用接点输入 6 用户的接点,ECTB提供70A 直流 通用C型接点输出 4 125V 直流 继电器开断特性 电阻负载0.5A 感性负载0.1A ?10A差动放大器输入 1 热 基本控制柜 0-40?周围环境，5-95%相对湿度，不结露,连续运行. 基本功率整流桥柜和辅助柜 0-40?周围环境，5-95%相对湿度，不结露,连续运行. 柜体尺寸和重量 冗余控制，双PCM，冗余整流桥三柜装置 宽141.74吋(3600mm) 高104.32吋(2650mm) 深31.5吋(800mm) 整流柜的重量 3600lbs 装置总重(整流器,控制和辅助柜) 5600 lbs 控制和辅助柜外壳型号 NEMA1(IEC IP20)对流冷却 功率整流柜型号 NEMA1(IEC IP20)强迫通风冷却 电源和控制电缆进口 从顶部和/或底部进入 7 _______________________________________________________________________________________ 如何取得帮助 如果在驱动系统文件中提供的指导之外,还需要帮助,与GE接洽方式如下: GE Industrial Systems Product Service Engineering 1501 Roanoke Blvd. Salem,VA 24153-6492 USA Phone:+1 888 GE4 SERV (888 434 7378,美国 ) +1 540 378 3280( 国际 ) Fax: +1 540 387 8606( 所有 ) 相关文件 下列文件也适用于本励磁装置,并有助于理解本装置. GEI 100256C EX2100 接收,储存和处理 GEH 6631 EX2100 安装和起动指南 GEH 6633 EX2100 故障处理,预防措施和在线维护 GEH 6403 用于Mark ? 型汽轮机控制器的控制系统工具箱. 发行的印刷电路板(GEI),参阅第三章 文件的分发 GE Industrial Systems向它的用户提供产品文件,以支持按每一度单所提供的设备.合同文件提供了文件分发的条款. 如果(按照合同)提供,下列文件包含有关于驱动系统所要求的信息 , 订货图纸,包括外形图，布置图和原理图 , 可更新的部件表 ________________________________________________________________________________ Note 如果通用的产品文件和订货文件之间存在差异,订货文件应当认为是更准确地表示出您 的设备或系统配置. ________________________________________________________________________________ 8 第2章 功能说明 简述 本章说明EX2100静态励磁装置和每一个控制和保护回路的功能.电源和电源的分配也包括在 内.功能说明信息的编排如下: 节 页 励磁装置硬件 ----------------------------------------------------------2-2 励磁装置配置 ----------------------------------------------------------2-3 功率整流柜 ------------------------------------------------------------2-5 手动交流隔离(可选) -------------------------------------------------2-5 功率整流模块(PCM) -------------------------------------------------2-5 触发脉冲放大器(EGPA板) ----------------------------------------------2-6 主直流接触器 41A或41A/41B(可选) -----------------------------------2-7 惯性二极管灭磁 ----------------------------------------------------2-7 辅助柜 -----------------------------------------------------------------2-8 交流线-线滤波器 ----------------------------------------------------2-8 灭磁模块(EDEX)---------------------------------------------------2-8 轴电压抑制器 ------------------------------------------------------2-9 起励模块 ----------------------------------------------------------2-9 励磁回路接地检测器(EXAM 和EGDM)----------------------------------2-9 高电压接口-HVI ----------------------------------------------------2-9 控制柜 -----------------------------------------------------------------2-10 诊断接口(Keypad)-------------------------------------------------2-10 控制模块 ----------------------------------------------------------2-11 简单控制系统 ------------------------------------------------------2-12 冗余控制系统 ------------------------------------------------------2-13 控制电源 ----------------------------------------------------------2-14 励磁装置软件 -----------------------------------------------------------2-17 自动参考值—AUTO REF ----------------------------------------------2-10 AVR整定点—EXASP --------------------------------------------------2-20 自动电压调节器—AVR ----------------------------------------------2-20 手动参考值—MANUAL REF --------------------------------------------2-21 励磁电压和励磁电流调节器—FVR , FCR ------------------------------2-21 低励磁限制器—UEL -------------------------------------------------2-22 电力系统稳定器—PSS -----------------------------------------------2-22 人机界面(HMI) --------------------------------------------------------2-23 Mark ? 的HMI -----------------------------------------------------2-23 工具箱(Toolbox)--------------------------------------------------2-23 1 励磁装置硬件 EX2100励磁装置由下列基本元件组成 , 功率整流模块(PCM)和冷却风机 , 功率整流变压器(PPT)(与励磁装置分开安装) , 线电压滤波器 , 轴电压抑制器 , 灭磁模块 , 诊断接口(Keypad) , 控制器和I/O板 , 控制电源 励磁装置可以增加的选项元件是: , 暖后备整流桥配置 , 大电流要求的多桥配置 , 复合电源(与励磁装置分开) , 辅助电源(厂用母线供电) , 跨接器(Crowbar)模块(用于水轮机和其他特殊应用中) , 直流隔离开关 , 励磁回路接地检测器 , 电源的冗余交流电源 , 交流隔离开关 , 起励模块 , 冗余控制器，提供三重模块冗余(TMR)系统 , 用于配置的GE控制系统工具箱(Toolbox) 对于不同型式的励磁装置，其控制硬件基本上是相同的。功率整流硬件是由应用要求所决定的。 它决定励磁装置整流桥的规格。 2 励磁装置配置 EX2100励磁装置可以提供简单控制或冗余控制，单整流桥或冗余整流桥。简单控制的不同形式如图2-1所示。 图2-1 单控制型的配置 3 双(冗余)控制型的励磁装置如图2-2所示。多PCM可以是单PCM，热备用PCM，或冗余的n+1 或n+2(n+1或n+2总数为6)形式。 双控制带单PCM 双控制带热备用PCM 双控制带并联的PCM 图2-2 双控制系统的配置 4 功率整流柜 功率整流柜中包含有功率整流模块(PCM)，触发脉冲放大器板(EGPA)，交流断路器，和直流接触器。PCM的三相电源来自励磁装置外部的PPT。交流电源通过交流断路器(当提供时)进入柜中，并由辅助柜中的三相线电压滤波器滤波。 手动交流隔离开关(可选) 手动交流隔离开关用作PPT二次侧与静态励磁装置之间的隔离设备。它是一个浇铸的盒子，三相、非自动、盘上安装的开关，它是手动操作以隔离交流输入电源。它是一种不带负荷操作的隔离设备。 功率整流模块(PCM) 励磁装置的PCM包括桥式整流器，直流臂熔丝，晶闸管保护回路(例如:缓冲器，滤波器和熔丝)和臂电感线圈。按照所要求输出功率，整流桥的额定值不同，所使用的元件也不同。 桥式整流器 每一个整流桥都是三相全波晶闸管桥，该桥有6个SCR(晶闸管)，如图2-3所示，由励磁装置的触发脉冲放大器板(EGPA)控制。热量是通过大型的铝冷却鳍，并由顶部风扇的强力气流而排出。 桥臂电感线圈和元件缓冲器 换流电感线圈安装在SCR的交流输入桥臂中，而缓冲器是从每一个SCR的阳极接到阴极的RC电路。元件(SCR)缓冲器，线-线缓冲器和线路电感线圈共同完成下述功能，以防止SCR的误动作。 , 限制通过SCR的电流变化率，缓冲导通时的电流。 , 限制SCR元件上的电压变化率，并在元件换流过程中，限制出现在元件上的反向电压。 SCR缓冲器包括PRV电阻，以限制峰值反向电压。如果需要的话，这些电阻可以拆下。 三相输入功率从PPT 的二次侧，可以直接也可以通过一个交流断路器或接触器和一组线电压滤波器,接到整流桥。由于采用了可逆桥设计，整流桥可以提供反向强制电压，这提供了甩负荷和灭磁时的快速响应。整流桥的直流电流输出，通过一个分流器，在某些设计中还通过一个接触器(41A或41A和41B两者)，接到发电机励磁绕组。整流桥在设计上用直流臂的熔丝保护SCR不受过电流的损害。 5 分流器 直流分流器提供了整流桥输出电流的反馈信号，其 mV 输出信号被输入到EDCF板上的差动放大器上。该放大器的输出电压控制振荡器的频率，它产生一个信号，经光纤送到控制模块。整流桥输出电压的反馈信号，是以同样的方法产生。 图2-3 功率整流桥 触发脉冲放大器(EGPA板) EGPA板将控制与功率整流桥联系起来。EGPA从控制器中的ESEL板取得导通命令，对6个SCR(可控硅整流器)发出触发脉冲。它也是导通电流反馈、整流桥通风和温度监测信号的接口。 在新的励磁装置中，采用RTD代替Klixon开关来监测温度和发出报警。由风扇旋转起动的附加开关监控着通过整流桥的冷却气流。在一个针对励磁控制进行的改造中，励磁装置从安装在SCR0散热器上的两个温度开关上获得温度反馈。在温度到达报警水平时(170F或76?)，一个温度开0关打开，在温度达到跳闸水平时(190F或87?)，另一个打开。这二个开关都接到EGPA板，这可能需要改造现有的整流桥。当任一个开关打开时，发出整流桥超温报警。如果二个开关都打开，发出故障和跳闸信号。 6 冷却风机 SCR整流桥采用强迫风冷。按照整流桥的额定值和冗余的要求，可采用二台到六台风机。这些风机都是由用户提供的单相115V 交流电源供电。在冗余的应用中，可以在励磁装置运行时更换风机。 主直流接触器41A 或41A/41B(可选) 主直流接触器(在功率整流模块的输出处)在功率整流桥与发电机励磁绕组之间提供了隔离。当选择了运行方式以后，励磁系统中又没有故障，则接触器闭合。接触器一般是采用在EXTB板上的，由控制器控制的，控制继电器操作。接触器的辅助接点，作为反馈信号，返回到EXTB板。 惯性二极管灭磁 灭磁，在直流接触器打开以后消除励磁电流，可以用惯性二极管来完成。该二极管从发电机励磁绕组的负端(二极管阳极)接到正端(二极管阴极)。反向电压引起电流通过该二极管，而励磁绕组的电阻使得电流衰减。 7 辅助柜 辅助柜布置在功率整流柜的旁边，它包含保护发电机的模块并提供起励直流电源。交流电源的滤波、灭磁、轴电压的抑制、起励等模块，都安装在这个柜中。 交流线电压滤波器 装置中提供了以熔丝保护的RC串联的滤波回路(缓冲器)，以阻尼交流系统，防止系统受到在SCR换流完成时的出现的电压尖峰。根据电压的不同，采用两种型式的滤波器。600V的滤波器，采用RC回路和MOV。1000V的滤波器采用600V的措施再加上RC回路。其细节和连接方式请参阅第四章 灭磁模块(EDEX) 在任何方式的停机过程中，储存在发电机磁场中的能量必须被耗散掉。在正常停机过程中，停机是由运行人员起动。整流桥是在延迟极限的条件下触发，在励磁接触器断开以前，有足够的时间让励磁电流衰减下来。在不正常停机(跳闸)过程中，励磁接触器都被立即断开。储存在磁场中的能量必须通过其它的方法来耗散 SCR灭磁模块(EDEX) 为满足用户快速灭磁的要求，提供了一种SCR灭磁模块。在这种EDEX模块中，通过触发SCR来提供一条通路，让励磁电流通过磁场放电电阻(或电感)消耗磁场能量。 该灭磁模块有两套独立的触发控制回路，每一个控制回路都是由表示励磁接触器状态的辅助接点、整流桥交流电源断路器的辅助接点和整流桥运行状态的辅助接点的并联来激活。这些回路中的任何一个都可以触发灭磁SCR，但该SCR只有在励磁电压反向时才能导通。如果没有任何一个触发控制回路能使该灭磁SCR触发，那么当阳极对门极的电压，超过连接在阳极和门极之间击穿二极管串的击穿电压时，它将因过电压而触发。对于较大励磁电流的励磁系统，灭磁模块可以并联起来。 碳化硅陶瓷非线性电阻 在不采用标准的灭磁模块的系统中，碳化硅陶瓷非线性电阻被跨接于整流桥的直流输出母线之间。它可保护晶闸管不受反向高峰值电压危害。这种反向高峰值电压，可能由发电机的不正常运行而引起。这种非线性电阻一般只提供给凸极发电机。 8 轴电压抑制器 由交流电压经静态整流得到直流电压的励磁系统，在励磁装置的输出端会产生纹波和尖峰电压。由于它们的快速上升和快速衰减，这些电压将从励磁绕组耦合到转子本体。这就在轴和地之间形成某一电压。这种轴电压，若不有效控制，可能对轴颈和轴承造成损害。轴电压抑制器是一种滤波器，它将感应电压的高频分量导通入地。(在某种情况下，该滤波器是单独散运，其它情况则是作为整体的一部分运输。) 起励模块 对由发电机机端供电的励磁系统提了起励模块。它提供初始励磁电流并建立发电机电压。在发电机起动程序中，它从电厂的蓄电池组，提供大约10%-15%的空载励磁电流。如果大型发电机要求交流起励，交流电源就要通过一台隔离变压器供电。二种设计都要求用户提供电源。 励磁回路接地检测器(EXAM和EGDM) 发电机的励磁绕组电气上是对地绝缘的。一点接地的存在一般不会损伤转子。然而，在励磁绕组回路中存在二点或多点接地，则会引起磁和热的不平衡和局部过热。这将会损伤转子锻件或其它金属部件。 励磁回路接地检测器的功能是检测主励磁绕组和与主励绕组相连接的任何励磁部件中的接地点。 励磁装置衰减器模块(EXAM)以一个低频交流对地电压，检测励磁绕组电气中心点的位置。为了检测接地点的电流，先由EXAM提取该电流流经测量电阻时产生的电压，再由EGDM完成对它的测量。接地电流信号通过光缆被送到控制器，由控制器进行监控并发出报警。EGDM 板(简单的为1块，冗余的为3块)都是安装在控制柜中的控制电源模块中。 高电压接口-HVI 高电压接口 HVI 包括交、直流母线，和线电压滤波器的熔丝。它也包括为整流桥向控制和EXAM板提供反馈的两个端子板。EACF 板接受PPT来的交流电压信号和空芯CT(电流互感器)来的电流信号。它设有变压器以隔离电压并形成低水平的信号。EDCF 板测量整流桥的直流电流和直流电压，并通过光缆将它送到控制器。 9 控制柜 控制柜包括键盘控制架，控制配电模块、和供电，以及I/O 端子板 诊断接口(Keypad) 键盘是一种就地运行人员接口，它要装在控制柜的门上。参看图2-4可见键盘的外观，以及可用的运行操作和维修功能的概况。第五章将详细说明该键盘。 显示 按钮 Status(状态)屏，提拱表示励磁装按功能组编排 置功能和参数的模拟量和数字量。 Navigation(导引)使用菜单的按钮 Menu(菜单)屏，提供对参数，导引Exciter Control(励磁装置控制)按钮 和故障的文本式访问。 Run(运行)和Stop(停机)按钮 图2-4 诊断接口——keypad(键盘) 起/停命令，调节器切换命令和调节器激活命令可以从键盘发出，该键盘也包括表计 显示，指示系统的状态，例如发电机的 MW 和 MVAR，励磁电流和励磁电压，和调节器的 平衡。诊断显示，例如报警历史显示提供关于维修和故障处理的系统信息。 10 控制模块 控制模块是一种 VME 型架，带有可以用电缆连接到I/O端子板的插板。相对于 M1、M2 和 C三个控制器，该架被分为三个独立的供电区。每一个控制器是由控制和I/O处理板所组成。如果该架只包括 M1 一个控制器，它就是简单控制系统;如果该架包括 M1、M2、C 所有三个控制器，它就是冗余的控制系统。 控制板和I/O处理器板是: , 基于微处理器的Application Control Layer Module (应用控制层模块)ACLA 控制器，带 有 LAN 以太网端口。 , 基于微处理器的Digital Signal Processor(数字信号处理器)DSPX控制器 , 励磁装置 IS 母线板(EISB)， 与整流桥反馈板之间用光纤通讯。 , 励磁装置主 I/O 板(EMIO)，可以控制控制继电器，并对ESEL板发送触发命令。 , Exciter Selector Board(励磁装置选择板)ESEL，分配从主控制器到 EGPA 板的触发脉冲。 11 简单控制系统 控制模块与端子板、发电机保护模块、电源之间的内部连接如图2-5所示。它只采用一个电源模块EPSM，但是它可以有交流和直流两路电源，以增加可靠性。 图2-5 简单控制及端子板之间的接线 12 冗余控制系统 一个冗余的控制系统有三个控制器和三个冗余的电源，每个电源各用于一个控制器。电源架也支持三个接地检测模块。图2-6中表示了三个EDCF板，如果需要，也可以有三个EPCT板。 最多有两根以太网电缆连接到 ACLA 控制器(一根接到M1，另一根接到M2)用于和汽轮机控制器、HMI的通讯的冗余。两个键盘在图中表示为连接到 M1 和 M2，二个键盘都可以访问控制器 C 中的信息。 图2-6 冗余控制系统的电缆连接 13 控制器 C 控制器 C 只用于冗余系统。它安装在控制架上，物理上它与 M1 和 M2 控制器是相似的，但它不负责整流桥的触发因此它不包含ESEL板和ACLA板。 控制器 C 接受与其它控制器相同的反馈电压和电流输入，并包含相似的软件。它的目的是监控工作的和后备的控制器(M1 和 M2)，并在系统的状态超过规定的界限的事件中，起动适当的保护性响应。输入和输出信号在所有三个控制器中进行投票，并被连接到三重模块冗余(TMR)控制器配置中。 每个控制器包含最多6块板，通过底板相互连接，如图2-7简化图所示。 图2-7冗余的控制板之间的通讯 控制电源 控制电源来自励磁装置的配电模块(EPDM)。它是由一个 125V 直流电源和一个或二个 115V 交流电源供电。交流电源如图2-8所示,要通过一个交流/直流整流器。所得到的125V 直流通过二极管与其他直流电源结合起来，形成直流母线，由该母线向控制模块和触发脉冲放大器板供电。从 EPDM 配有熔丝的输出回路向 EGPA 板，EXTB 以及Exciter Power Backplane(励磁装置电源底板)EPBP 供电。每一个输出回路都有一个 LED 指示灯和一个 合/断 隔离开关。 EPDM安装在励磁装置电源架的左侧，多达三个励磁装置模块(EPSM)安装在 EPBP 底板上，并向各控制器提供逻辑级的电源。EPSM 都是由 EPDM 供给125V 直流，并由它产生+5V 直流，?15V 直流和+24V 直流的电源。再者，还有 14 一个隔离的70V直流输出，用于EXTB和ECTB上的“接点变湿”。 多达三个接地检测模块(EGDM)也安装在EPBP底板上，如图2-9所示。它们要与EXAM模块通讯，而EXAM是安装在辅助柜中。 图2-8 励磁装置配电模块 15 图2-9 励磁装置电源底板(EPBP)与EPDM、电源和接地检测模块 16 励磁装置软件 励磁装置的软件是从工具箱(Toolbox)下载和配置，并存在于控制器中。软件在工具箱的屏幕上以连接起来的表示信号流的功能块表示出来。图2-10是显示主控制功能的简化励磁装置控制总图。发电机励磁和定子的电流和电压都被测量，并输入到控制系统中。在正常运行时，是选择交流调节器。图2-11是显示主控制功能块的简化的软件功能块图。 从PT(电压互感器)和CT(电流互感器)来的发电机的电压和电流，被连接到EPCT板，EPCT板的作用是对信号进行隔离和规格化。调整后的信号被送到控制器。软件变换算法使用这些信号计算出系统变量，供调节器、限制器和保护功能使用。这些软件计算的输出包括以下各项。 , 从PT得出发电机的电压幅值和频率 , 从CT得出发电机的电流幅值 , 发电机的功率，P , 发电机的无功功率(VARs)，Q , 从加速功率的积分计算出转子速度的变化，一般它是被用作可选的电力系统稳定器(PSS)的 输入。 , 发电机的有功和无功电流。 , 发电机的磁通(V/HZ)值。 , 从线路PT得出线路侧的电压。 , 从线路PT得出线路侧的频率 , 从发电机和线路PT得出的发电机与线路之间的相角关系。 17 图2-10 控制 18 图2-11 软件功能块图 控制软件的输出是触发命令，它被送到整流桥以产生励磁电流。各功能块的功能将在以下各节中讨论。 19 自动参考值——AUTO REF AUTO REF功能块，根据用户提供的参数和条件，为自动电压调节器(AVR)生成一个自动(或自动控制交流)整定值。输入到AUTO REF的Raise/Lower(升/降)信息来自数据高速网上的其他设备，例如汽轮机控制或HMI。变化率积分器将生成在预先整定的限值内的整定值输出。该整定值与WXASP功能块中的其他辅助的稳定和保护信号结合起来，形成AVR功能块的参考值。 AVR整定点——EXASP EXASP功能块综合一系列的功能，生成AVR的整定值(参考值输入)和跟踪值。EXASP的输入为如下各项。 , 从PSS功能块来的稳定信号 , 从AUTO REF功能块来的输出 , 外部测试信号 , UEL功能块生成的保护信号 , 无功电流输入(反馈) , 电压幅值输入(反馈) , 频率输入(反馈) 向AVR功能块输出的是AVR的整定值和跟踪值。 自动电压调节器——AVR AVR功能块保持着发电机的端电压。其整定值来自EXASP功能块，而反馈是发电机的端电压。它们的差值被送到一个带积分终端限制的比例积分调节器，该调节器产生的一个输出信号。图2-12表示该功能块图。当AVR投入运行时，AVR的输出，穿越跟踪输入，直接到达励磁电压调节器(FVR)的输出。 20 图2-12 自动电压调节器功能块 手动参考值——MANUAL REF MANUAL REF功能块，根据用户提供的参数和条件，为FVR或FCR生成一个手动整定值。输入到MANUAL REF 的升/降信息，来自数据高速网上的其他控制设备，例如汽轮机控制或HMI。 励磁电压和励磁电流调节器——FVR,FCR 励磁电压调节器(FVR)作为典型手动调节器提供给大多数应用，它采用发电机励磁电压作为反馈输入。虽然FVR 确实允许励磁电流作为励磁绕组电阻的函数而变化，但FVR使手动调节器完全独立于过励磁限制器。FVR采用发电机励磁电压作为反馈，在其整定值是从MANUAL REF功能块而来。带有积分终端限制的PI(比例加积分)调节器生成其输出。在运行于AVR方式时，AVR的输出，不带任何条件，直接送到FVR的输出。在发电机组运行 21 在内部励磁电压调节器环路时，例如复励和某些高顶值电压励磁，FVR要么从AVR要么从MANUAL RER功能块获取整定值，而且不论是运行于手动方式还是自动方式，这总是可以选择的。 励磁电流调节器(FCR)是手动调节的一种特殊应用，它用发电机励磁电流作为反馈输入。除了在发电机容量范围之内稳定运行以外，FCR一般通过在高、低限之间切换其电流整定值以提供瞬时强励能力。一般情况下其整定值要比预期的励磁电流大一点，而且积分预定值是可选的。FCR的输出被保持在顶值，直到enable(可能值)变为true(实际值)，这使得其输出可以跟随P+I(比例加积分)调节器。整流桥的触发命令是FVR和FCR输出中较小的一个。当需要在励磁绕组温度变化时保持励磁电流恒定时，FCR不是标准的手动调节器。 低励限制器——UEL UEL功能块是一种辅助控制，以限制自动电压调节器在低励磁时降低无功电流(或无功功率)。UEL防止发电机的励磁电流降低到超过小信号(静态)稳定极限或定子铁芯端部发热极限的水平。其功能由确定限制器在发电机出力曲线上的动作范围来详细说明。UEL由定值给定部分和调节部分组成，两个关键输入是发电机的端电压和有功功率。 电力系统稳定器——PSS PSS功能块为自动调节器提供一种附加输入，以改善电力系统动态性能。有多种不同量可用作PSS的输入，例如发电机轴的转速，频率，同步电机的电功率，加速功率，或以上各项的某种组合。本励磁装置采用的PSS是采用多输入，它采用同步电机电功率和内部频率(它近似于发电机转子转速)，以得到一个正比于发电机转子转速的信号。它是由加速功率的积分而得出的，并且对轴系扭振信号又大大地衰减掉了。该输入信号完全是由发电机端测量的信号得出来的，不需要发电机轴转速变送器。它不需要任何外部附加硬件。 22 运行人员界面 运行人员和工程师工作站，例如HMI(人机界面)和工具箱(Toolbox)人机界面包括励磁 与励磁装置进行通讯。这使得运行人员可以监测和控制励磁装置，并对调节和汽轮机控制 系统诊断和控制功能块的配置进行工程访问。 的图形显示 汽轮机控制HMI(人机界面) 对具有Mark? 汽轮机控制的汽轮发电机组，励磁装置与汽轮机控制人机接口可以装在 共享人机界面(HMI)。该HMI基于Windows NT?，具有CIMPLICITY控制台上或桌面上。 运行人员显示软件和数据高速网的通讯驱动。运行人员可以从HMI发布 命令，并在CIMPLICITY图形显示上查看实时数据和报警信息。HMI可冗余电缆运行是可以配置为一个服务器或浏览器，并可以包含工具和有用的程序。 选的，如果提供了该 功能，那么即使在电单元数据高速网 (UDH) 将励磁装置与 HMI 或 HMI/Data Server 缆故障时装置仍可连接起来。该网络是10 Base T以太网，并采用单独供电的网络交换机。 对于更长距离的通信，可以采用光缆。 继续运行 控制系统工具箱(toolbox) 工具箱是用于励磁装置的配置和维护。控制功能块和控制图，可以 用配置的的方法进行修改并下载到控制器。当励磁装置在线，实时数据， 包括故障处理用的控制系统诊断信息，可以从工具箱屏幕上得到。工具 箱软件可运行于一个HMI服务器，或UDH网上的单独的PC。 通过控 制架底板上的工具端口(Tool Port)，它还可以直接连到控制器的DSPX 板上。 23 第3章 印刷电路板简介 简述 本章说明EX2100的印刷电路板及其运行。它们分为4个功能组:控制架板，包括控制器板 和I/O处理器;I/O端子板;整流桥控制和保护模块;以及电源板。 本章编排如下: 节 页 控制板 ----------------------------------------------------------3-2 EBKP底板 ------------------------------------------------3-2 DSPX板 ----------------------------------------------------3-2 ACLA板 ----------------------------------------------------3-4 EISB板 ------------------------------------------------------3-4 EMIO板 -----------------------------------------------------3-4 ESEL板 ------------------------------------------------------3-4 I/O端子板 --------------------------------------------------------3-5 EPCT板 ------------------------------------------------------3-5 ECTB板 ------------------------------------------------------3-5 EXTB板 ------------------------------------------------------3-5 EDCF板 ------------------------------------------------------3-6 EACF板 ------------------------------------------------------3-6 整流桥、保护板及模块 ----------------------------------------------3-7 EGPA板 ------------------------------------------------------3-7 EXCS板 ------------------------------------------------------3-7 EDEX板 ------------------------------------------------------3-7 EGDM模块 ----------------------------------------------------3-7 EXAM模块 ----------------------------------------------------3-8 电源板 -------------------------------------------------------------3-9 EPDM模块 -----------------------------------------------------3-9 EPBP底板 ----------------------------------------------------3-9 EPSM模块 ------------------------------------------------------3-9 DACA—AC至DC整流器 -----------------------------------------3-10 有关的发行板--------------------------------------------------------3-11 1 控制板 控制板都布置在控制模块中。该模块由励磁装置底板(EBKP)和容纳各插板的金属机座所组成(参看图3-1)。各控制插板如下: , IS200 DSPX数字信号处理器控制板(DSPX) , IS215 ACLA应用控制层模块(ACLA) , IS200 EISB励磁装置IS母线板(EISB) , IS200 EMIO励磁装置主I/O板(EMIO) , IS200 ESEL励磁装置选择器板(ESEL) EBKP底板 EBKP为各控制板提供底板。并为各I/O端子板的电缆提供接口。EBKP为M1、M2和C三个控制器分为三个区。每一个区有它自己的独立电源。控制器M1和M2都有ACLA、DSPX、EISB、EMI0和ESEL板。C区只有DXPX、EISB、和EMI0板。顶部二台风扇冷却这些控制器。 底板的上半部具有用于插入控制板的DIN接口。底板的下半部具有用于I/O接口电缆的D-SUB接口、用于键盘(Keypad)接口电缆的圆形DIN接口、电源插头和试验环。在图3-1中各接口的标签参照电缆所连接的设备和板。更详细的信息请参看第四章和GEI-100460 DSPX板 DSPX板是主控制器，并与ACLA分担控制任务。它是一个单槽宽、3U高的模块。布置在控制架上ACLA的旁边。它提供的功能包括如下所述的整流桥触发回路控制、I/O处理、以及内部环路调节: , 励磁电压调节器(FVR) , 励磁电流调节器(FCR) , 送至ESEL板的SCR触发信号。 , 起动--停机功能 , 起励控制 , 报警和跳闸逻辑 , 发电机测量仪表处理 , 发电机模拟 更详细的信息请参看第4章和GEI-100267 2 图3-1 控制模块图 3 ACLA板 ACLA板是双槽宽，3U高模块，布置在DSPX板的旁边。ACLA提供与汽轮机控制、LCI和HMI的以太网通讯，并运行如下的外部环路控制功能。 , 自动电压调节器(AVR) , 电力系统稳定器(PSS) , 低励磁限制调节器(UEL) , VAR/功率因数调节器(VAR/PF) 更详细的信息请参看第四章和GEI-100434 EISB板 励磁装置IS母线板(EISB)是M1、M2和C控制模块之间的特殊通讯接口板。IS母线是一项专利，高速通讯母线，用于许多GE系统中。EISB用于提供在M1、M2和C中的3个DSPX之间的通讯。EISB通过底板连接器，接收并发送光缆反馈信号。它通过控制底板将它们发送到DSPX控制器，并利用RS-232C在DSPX和工具(tool)以及键盘(Keypad)端口之间进行通讯。EISB是一个单槽宽、3U高的模块，布置在控制架上DSPX板的下面。它通过前面板上的6个光缆接口，利用EDCF板，接收从发电机励磁来的(如果需要，也可以从励磁装置来的)电流和电压信号，并接收和发送信号到接地检测模块(EGDM)。更详细的信息请参看第四章和GEI-100454。 EMIO板 EMIO板是一个单槽宽、双倍高度的VME型板，它管理从EPCT、ECTB、EACF和EXTB端子板来的I/O。该I/O包括PT和CT信号，接点输入、输出继电器驱动器和跳闸控制继电器的驱动。通过底板，它也送出逻辑电平的触发脉冲信号到ESEL板，ESEL将它们送到功率整流柜中的EGPA。更详细的信息请参看第四章和GEI-100453。 ESEL板 励磁装置选择器板ESEL从与它相对应EMIO接收逻辑电平的6个触发脉冲信号。这些脉冲信号驱动最多6组电缆，这些电缆分配到励磁装置触发脉冲放大器板(EGPA)。EGPA板是安装在功率整流柜中。如果是冗余控制，则使用二个ESEL板，其中一个由M1驱动，另一个由M2驱动。工作的ESEL由控制器C选择，由它将所需的控制信号送到EGPA板。 为了支持更高的冗余水平，也可以用3组ESEL板。ESEL H1包含一个单桥驱动器。ESEL H2包含3桥驱动器，而ESEL H3包含6桥驱动器。更详细的信息请参看第四章和GEI-100456。 4 I/O端子板 励磁装置的端子板有如下几种 , IS200 EPCT 励磁装置PT/CT板(EPCT) , IS200 ECTB励磁装置接点端子板(ECTB) , IS200 EXTB励磁装置端子板(EXTB) , IS200 EDCF励磁装置直流反馈板(EDCF) , IS200 EACF 励磁装置交流反馈板(EACF) EPCT板 对于至关重要的发电机电压和电流的测量，EPCT板中包含有隔离变压器。两组三相发电机PT电压输入被接到EPCT。两路发电机CT电流输入，其电流水平为1A或5A，被接入。再者，一路模拟量输入，它可以是0-10V或4-20mA，也被接入EPCT。所有的信号都有与EMIO板的接口。更详细的信息请参看第四章和GEI-100459。 ECTB板 ECTB板支持励磁的接点输出和接点输入。有两种版本。ECTBG1板仅用于冗余方式，而ECTBG2板仅用于简单的方式。每块板都包含2个驱动用户停机的接点输出，4个由EMIO板控制的通用C型继电器接点输出。6个辅助接点输入都在ECTB板上加上70V电压(变湿)。再者52G和86G接点输入也都在ECTB板上加上电压并被监测。在冗余的情况下，70V电源来自M1和M2的电源。更详细的信息请参看第四章和GEI-100457。 EXTB板 EXTB板支持控制继电器的接点输出，接点输入和信号整理回路。EXTB通过EBKP底板用电缆接到EMIO。 用于断路器/接触器41合闸、起励接触器53A和53B的控制继电器都布置在该板上，板上还有用于跳闸继电器41T和灭磁继电器KDEP的控制继电器。从EDEX板来的跨接器(Crowbar)状态信号和灭磁状态信号都在EXTB板处理后送到EMIO。3个从41、 53A和 53B来的接点输入都在EXTB板上加上70V直流电压(变湿)。接点变湿的电源是从M1和M2的电源供电(冗余)，而得出的状态信号都被送到控制器架上的EMIO。对于控制励磁回路中的断路器或接触器，EXTB有不同的分组。其分组定义在表3-1中。更详细的信息请参看GEI-100458。 表3-1 EXTB板的分组 41T用 41用 冗余型式 板号 控制方式 跳闸继电器 合闸继电器 EXTB-G1 冗余控制 接触器 无 有 EXTB-G3 冗余控制 断路器 有 有 EXTB-G2 简单控制 接触器 无 有 EXTB-G4 简单控制 断路器 有 有 5 EDCF EDCF板在SCR整流桥处测量励磁电流和励磁电压，并通过高速光缆链路与控制屏中的EISB板接口。光缆提供了二个板之间的电压隔离和避免高噪音的影响。励磁电流的测量是利用直流励磁回路中的一个分流器，励磁电压反馈回路提供7个选择器整定值，以量测整流桥的电压，其选择到决于应用的整流桥的型式。更详细的信息请参看第四章和GEI-100464。 EACF板 EACF板测量励磁装置PPT(功率整流变压器)的交流电压和电流。EACF端子板包含一个三相电压测量的变压器组，和两组磁通/空芯线圈(Flux/Air core)端子。电压和电流回路的引出，扇形分开至3个DB9接头，以便用电缆接到控制器M1、M2和C。这些电缆最长可达90m。该板有二种版本。EACFG1是用于输入电压有效值最高为480V，和EACFG2是用于输入电压有效值最高为1000V。更详细的信息请参看第四章和GEI-100465。 6 整流桥、保护板和模块 励磁装置的整流桥和保护板如下: , IS200 EGPA励磁装置触发脉冲放大器板(EGPA) , IS200 EXCS导通传感器板(EXCS) , IS200 EDEX励磁装置灭磁板(EDEX) , IS200 EGDM励磁装置励磁回路接地检测器模块(EGDM) , IS200 EXAM励磁装置衰减器模块(EXAM) , Crowbar(跨接器)模块 EGPA EGPA板将控制器与功率整流桥连接起来。EGPA从ESEL取得6个门命令，并控制整流桥上多达6个SCR的触发。它也是电流导通反馈，整流柜通风和温度监测的接口。 从EPDM来的额定125V直流电源，供给板上的一个DC/DC变换器，在输入电源电压全范围，提供SCR触发电源。LED灯为输出触发状态，输入整流桥的电流，触发电源，线电压滤波器，冷却风机旋转和整流桥的温度，以及报警或故障状态，提供可见的指示。更详细的信息请参看第四章和GEI-100461。 EXCS板 EXCS板有4个导通传感器。它被用于检测母线中是否有电流。其输出是一个逻辑信号。 EDEX板 EDEX是灭磁模块中的主板。EDES提供灭磁SCR触发，导通感应反馈，以及在电源故障时保证工作的电压保持功能。EMIO起动EXTB板上的灭磁。EXTB板断开41直流接触器(41A/41B)或断路器，然后用它的辅助接点发送灭磁信号到EDXE上的SCR触发回路。有两种型式的EDEX板，G1板是为SCR灭磁而设计的。G2是为二极管灭磁而设计的。更详细的信息请参看第四章和GEI-100466。 EGDM模块 EGDM是一个双槽宽，双倍高度系数(6U)的板子，安装在励磁装置电源底板架(EPBP)上。在简单的系统中，只有一个EGDM，而在冗余的系统中则有3个。EGDM检测发电机励磁回路中任何地点的，不论是在交流则还是在直流侧，对地泄漏电阻。励磁回路接地检测器施加一个低频方波至连接在励磁回路上的测量电阻上。布置在辅助屏上的衰减器模块EXAM读出接地电阻器上的电压，并将该信号通过一根9芯电缆送到EGDM。 7 M1)，和主控制器2(M2)。在冗余的系统中，三个EGDM板被配置给控制器(C)，主控制器1( 每一个EGDM的配置是受P2接头上的一组程序针所控制。控制器C接收从工作的DSPX来的信号，在该DSPX上，主EGDM应当向衰减器模块中的测量电阻器提供驱动信号。工作的主控制器通过光缆链路接收一个振荡信号，它转变为?50V的信号，它被加到衰减器模块中的测量电阻的一端。 信号整理器从测量电阻器接收到一个衰减的了(10:1)的差动信号。它是一种具有高共模抑制比的简单一致增益的差动放大器，其后再接一个模/数变换器(VCO电压控制的振荡器)。它接到一个光缆发送器，用光缆接到EISB。信号整理器电路由隔离的电源供电，以保证对人身和设备的安全，因为在测量电阻上有很高的共模电压。更详细的信息请参看第四章和GEI-100467。 EXAM模块 EXAM安装在辅柜中。它包含一个测量电阻。该测量电阻连接到跨接于励磁回路上的电阻网络上。EXAM向测量电阻器的一端施加一个来自EGDM的低频?50V的方波信号。由此而形成的电流在电阻器上生成一个电压，该电压被送回到EGDM。 在冗余的系统中，测试信号可从M1或M2来。EXAM有一个继电器，它在控制器C的控制下，在二者之间进行切换。在EGDM和EXAM之间，一根信号电缆承载着控制信号和读出的电压信号。更详细的信息请参看第四章和GEI-100467。 8 电源板 励磁装置的电源板如下: , IS200 EPDM励磁装置配电模块(EPDM) , IS200 EPBP励磁装置电源底板(EPBP) , IS200 EPSM励磁装置电源模块(EPSM) , DACD模块 EPDM模块 EPDM为控制板、I/O板和保护板提供电源。它布置在EPBP的旁边。它接受一路从电厂蓄电池来的125V 直流电源和一路或两路115V 交流电源。所有的电源输入都经过滤波。每一路交流电源都在交流--直流整流器(DACA)中整流成125V直流。所得到的两路或三路直流电压都通过二极管连接到一起，形成一个直流电源，指定为P125V和N125V。由于其中心点接地，它们正常的对地电压为+62.5V和-62.5V。 对励磁装置的各输出电源都配以熔丝。它们都有一个on/off拨动开关和一个绿色的LED指示灯，以显示供电的可用性。这些输出供给多达3个EGPA板，EXTB板和3个分别向三个控制器供电的EPSM模块。为便于配电，所有的输出都接到EPBP电源底板。更详细的信息请参看第四章。 EPBP底板 EPBP底板卡上有3个电气上隔离的电源模块(EPSM)向M1、M2和C三个控制器供电的。它还容纳了3个EGDM。EPBP从相邻的EPDM接受125V直流电源，并从3个EPSM向3个控制器送出逻辑电平的电源。在EPDM上，每一个电源都有一个独立的on/off开关。EPSM模块通过DIN接口与底板相连。 70V 直流和24V 直流电源从底板的顶部的带闭锁的接头，向端子板供电。参看图3-2。更详细的信息请参看第四章和GEI-100463。 EPSM模块 EPSM将从EPDM来的125V 直流变换为控制系统所要求的电压。有3个独立的电源分别向M1、M2和C控制器供电。这些电源布置在电源模块中，安装在控制柜内控制架的下面。 EPSM向控制器提供+5V 直流、?15 V 直流和+24 V 直流电源。它也向如下控制架外部的模 块供电。 , ?24V 直流电源供给EDEX灭磁模块、跨接器(Crowbar)模块、EGDM和EDCF。 , 隔离的+70V电源供给EXTB和ECTB板，用于接点变湿。 更详细的信息请参看第四章和GEI-100462 9 图3-2 励磁装置电源底板 DACA——AC至DC整流器 DACA是一个AC至DC的整流器，它由115V交流电源供电并产生125V直流。DACA和蓄电池电源，为EPDM提供了125V直流的冗余电源。如果需要更大的供电可靠性，可用两个DACA可连接到EPDM。 10 有关的发行板 若需要板子电路和应用数据更详细的说明，请参看下列文件。 , GEI-100460 IS200 EBKP 励磁装置底板 , GEI-100267 IS200 DSPX 数字信号处理器板 , GEI-100434 IS215 ACLA H1 应用控制层板 , GEI-100454 IS200 EISB 励磁装置IS母线板 , GEI-100453 IS200 EM10 励磁装置主I/O板 , GEI-100456 IS200 ESEL 励磁装置选择器板 , GEI-100459 IS200 EPCT 励磁装置PT/CT板 , GEI-100457 IS200 ECTB 励磁装置接点端子板 , GEI-100458 IS200 EXTB 励磁装置端子板 , GEI-100464 IS200 EDCF 励磁装置直流反馈板 , GEI-100465 IS200 EACF 励磁装置交流反馈板 , GEI-100461 IS200 EGPA 励磁装置触发脉冲放大器板 , GEI-100466 IS200 EDEX 励磁装置灭磁板 , GEI-100467 IS200 EGDM 励磁装置接地检测模块 , GEI-100463 IS200 EPBP 励磁装置电源底板 , GEI-100462 IS200 EPSM 励磁装置电源模块 11 第4章 端子板I/O和设备的连接 简述 本章说明用户的设备连接，和通过端子板接线可以得到的输入和输出(I/O)。提供所需 功能的系统电缆连接也在本章中说明。本章编排如下: 节 页 电源的连接和模拟量I/O -----------------------------------------------4-2 功率整流变压器输入 ----------------------------------------------4-3 电压互感器和电流互感器输入 --------------------------------------4-3 模拟量输入 ------------------------------------------------------4-3 用户接点I/O ---------------------------------------------------------4-4 电源输入 ------------------------------------------------------------4-6 线电压滤波器的连接 --------------------------------------------------4-7 励磁装置内部I/O -----------------------------------------------------4-8 励磁装置交流反馈 ------------------------------------------------4-8 励磁装置直流反馈 ------------------------------------------------4-8 灭磁 ----------------------------------------------------------------4-11 跨接器(Crowbar)----------------------------------------------------4-14 励磁回路接地检测器 --------------------------------------------------4-14 起励 ----------------------------------------------------------------4-16 直流起励整定 -----------------------------------------------------4-16 起励控制顺序 -----------------------------------------------------4-16 轴电压抑制器 --------------------------------------------------------4-18 数据高速连接 --------------------------------------------------------4-19 控制系统工具箱连接---------------------------------------------------4-20 1 电源的连接和模拟量I/O 图4-1表示一个励磁系统通常的电力模拟量I/O的典型接线图 图4-1 励磁装置交流电源和PT/CT的接线 2 功率整流变压器输入 在EX2100励磁系统中，三相交流电源输入被整流为可控的直流输出。其输入可以是几种电源中的一种。最为普遍的是连接在发电机机端的一台Y/?接线的功率整流变压器。其中一次和二次电压以及容量的额定值都是由特定的应用来决定的。从厂用电母线向PPT(功率整流变压器)供电也是普遍采用的。在工业系统中，在大型电动机起动时需要强励的情况下，可以使用一种复合源(电流和电压)输入。交流输入连接到功率整流桥柜中的母线上并用41AC1设备进行隔离,以便检修。交流电压输入由控制系统通过EACF板进行监控。 电压互感器和电流互感器输入 用户提供的三相PT和CT，如图4-1所示，都被接到控制柜中的开关上。这些开关被连接到EPCT。对EPCT的所有输入信号，在靠近信号输入点处，都提供了高频噪音的抑制。在该板上，二组发电机三相电压输入，额定电压115V 交流，都被接到PT互感器。二个发电机CT(A相和C相)，二次侧为1A或5A，都被接到CT互感器。所得到的低电压互感器的输出，都用电缆接到控制架上的EMIO板。 发电机电压测量 从发电机PT来的#12AWG的电缆长度可达1000英尺。 PT的二次侧输出额定电压有效值为115V，50/60Hz，并用熔丝保护。在EPCT板上，二组PT互感器都构成三线开口角电压测量，对有效值为115V的输入得到有效值为1.533V的输出。 在简单系统的情况下，电压信号通过J305接口送到M1控制器的EMIO板。在冗余系统的情况下，这些信号扇形展开，接到J305，J308和J315接口，并送到控制器M1、M2和C。 项目 PT输入 CT输入 输入数目 2、3相 / 每组 2相，A相和C相 有效值10-200V，额定115v 0- 2A，额定1A 电压、电流 有效值 0-10A，额定5A 频率 50/60 Hz额定 50/60Hz额定 负载 小于1VA 额定回路负载6.25VA 发电机电流测量 从CT来的二个发电机电流输入被接到非--插拔式端子块。TB2和TB3支持环形端子。CT的二次侧没有熔丝，从CT到EPCT板的电缆长度可以达到1000ft，而线规可以到#10AWG。经EPCT处理后的CT电流信号，通过与电压信号相同的接头被送到EMIO板。 模拟量输入 EPCT板提供一个用户使用的模拟量输入。该输入用跳线可以选择为?10V 直流或4-20mA。EMIO对该输入采样每秒2000次，其精度优于全量程的1%。 3 用户接点I/O 用户的接点输入和继电器的接点输出都被接到ECTB板。 除6个通用的接点输入之外，有二个专用的接点输入，并由励磁装置来的70V 直流变湿，它们是: , 86G接点输入，用作正常运行时的停机 , 52G接点输入，给出发电机的并网状态。 ECTB提供4个由EMIO控制的，通用C型接点输出，它们被用于94EX，30EX和其他输出。对于每一个继电器，其线圈电流和一个辅助接点被监控着。这些反馈都用电缆送到控制器中的EMIO。请参看图4-2和表4-1。 表4-1 通用继电器的接点特性 项目 说明 用户电源 125V 直流额定(24V 直流最小) 电阻负载 2A 28 V 直流 0.5A 125V 直流 继电器开断特性 感性负载 1A 28 V 直流 0.007 s(L/R) 0.1A 125V 直流 0.007 s(L/R) 抑制措施 由用户在电感负载上提供外部抑制措施 ECTBG1是ECTB的冗余控制版。它把输入扇形分开接到3个接口J405，J408和J418，它们都用电缆连接到三个控制器。对于继电器的控制，该板进行三取二的投票，其70V 直流和24V直流输入都有冗余。 4 图4-2 连接到ECTB简单板的用户I/O 5 电源输入 用户的交流和直流输入都接到励磁装置的配电模块(EPDM)，它布置在励磁装置电源底板的左侧。图4-3表示用于125V直流蓄电池电源、115V 交流电源AC1的螺栓接头。备用交流电源AC2也可从此接入。 图4-3 电源线与EPDM的连接 6 线电压滤波器的连接 600V的滤波器连接到熔丝板LFU1。1000V的滤波器有两个滤波回路，并连接到熔丝板LFU1和LFU2。滤波器布置在辅助柜的顶部。滤波器的连接表示在图4-4中。 图4-4 交流反馈和线电压滤波器 7 励磁装置内部I/0 励磁装置交流反馈 EACF板测量励磁装置交流电源的电压和电流。该端子板上有一个三相PT端子和两个单相CT端子。EACF和EBKP控制底板之间的电缆长度可以达90米。电缆屏蔽与机架接地的螺栓端子布置在输入螺栓端子(当采用这种方式时)附近3吋以内。该电路板有两种版本，EACFG1用于有效值高达480V的输入，EACFG2用于有效值高达1000V的输入。请参看图4-4。 励磁装置直流反馈 EDCF板测量SCR整流器输出的励磁电压和励磁电流，并通过高速光纤与控制器中的EISB相接。光纤提供了两板之间的电压隔离并避免高噪音。回路的框图请参看图4-5。励磁电压的反馈提供了7个选择器整定，以根据应用选择整流桥电压测量的是量程。 图4-5 励磁电压和电流的测量 8 励磁电流反馈 励磁电流的测量是通过测量SCR整流器出口的直流分流器上的电压来实现的。它产生额定为100 mV的电压信号。该信号被送到差动放大器，其输出电压的范围是-5V到+5V。VOC(电压控制的振荡器)产生一个0,2MHz的线性比例的频率，其精度是满刻度读数的1 % 。这些脉冲驱动与光缆结合的光隔离器中的LED 励磁电压反馈 励磁电压通过测量整流桥的负端子和分流器正端子之间的电压来实现。在用跳线选择电阻规范化该电压以后，该信号输入到一个差动放大器。它控制一个VOC(电压控制的振荡器)。该VOC产生一个0,2MHZ的线性比例的频率，其精度是满刻度读数的1 % 。这种脉冲驱动与光缆结合的光隔离器中的LED。 9 图4-6 励磁回路直流接触器及其控制板 10 灭磁 在发电机的停机过程中，发电机励磁绕组电感中储存的能量必须耗散掉。在EX2100励磁装置中，这是EDEX灭磁模块和磁场放电电阻或电感线圈(当采用时)的功能。 标准的灭磁是由惯性二极管提供的。为得到更好的应用性能，灭磁模块由安装在大散热器上的一个晶闸管(53mm或77mm的元件规格)和缓冲网络组成。 EDEX板上设有霍尔效应导通传感器，这些传感器安装在板上环形铁芯的气隙中，它们测量流过该晶闸管的磁场放电电流所产生的磁场。装置有两个独立的传感器回路。当任何一个控制输入为真，或者当SCR的阳极对阴极的电压超过某一定值时，EDEX将SCR触发。板上两个触发控制回路由单独的电源供电，并采用单独的导通传感器，以使它们相互独立。 实际采用的控制逻辑输入，取决于应用的情况。当励磁停运时，一个P24V的触发控制信号送到这两个灭磁模块的触发控制回路。两个触发控制回路都送出触发脉冲，使灭磁SCR触发。在这一点上，励磁主回路的电压极性已经反转，使得SCR阳极对阴极的电压为正，因此该SCR导通，通过磁场放电设备，耗散发电机磁场储存的能量 从任何一个导通传感器来的反馈信号，证实放电回路已经成功地动作。如果两个独立的触发控制回路都没有能够触发SCR，则当阳极对阴极的电压超过所选择的水平时，该SCR将由阳极触发回路触发。 对于大型励磁装置，可以将多个灭磁模块连接在一起，而将其中一个EDEX板配置为主板，而其他的配置为从板。在这种情况下，送到主板的触发控制信号，被传递到从板，同时触发所有的模块。 EXTB控制励磁回路中的主断路器或接触器。当它断开时，其辅助接点引起EDEX立即发出灭磁命令。在接触器和断路器方式中，由EXTB控制的灭磁分别表示在图4-7和图4-8中。 在励磁回路中，41A直流接触器的位置表示在图4-6中，接触器41B是可选的，这两个接触器都布置在功率整流柜中，并且都是由EXTB板上的合闸控制继电器来驱动。几个辅助接点被用于提供对控制的状态反馈，和对EDEX灭磁板发出触发命令。 对41A和41B接触器的一个替换方式是在励磁交流电源回路中或直流回路中使用断路器。该断路器通常是一台直流磁场断路器，能在断开整流器输出的同时以其常闭触点投入放电电阻。但是，也可以采用一台带SCR灭磁模块的交流断路器，它有两个辅助线圈:41合闸和41跳闸，其辅助接点则用于灭磁控制。图4-8表示，断路器是如何与EXTB控制板和EDEX灭磁板连接的。 11 图4-7 直流接触器的控制和至灭磁板的接线 12 图4-8 交流或直流断路器的控制和至灭磁板的接线 13 跨接器(Crowbar) 可选的跨接器(Crowbar)子系统，限制在滑极(失步)期间，可能感应出的作用于功率整流桥(PCM)的反向高电压。像灭磁模块一样，跨接器(Crowbar)能根据所选择的转子电压限值自动触发。它包括一个放电电阻器，当跨接器(Crowbar)与灭磁模块一同提供时，该电阻可以与灭磁功能共用。跨接器(Crowbar)一般仅提供给凸极机(水轮发电机)应用中。 励磁回路接地检测器 发电机的励磁回路是一个不接地的系统。励磁回路接地检测器(EGDM)检测发电机励磁回路中任何点与地之间的泄漏电阻值。在图4--9中所示的接地检测系统，采用一个低频对地方波电压，并监测流过一个高阻抗接地电阻上的电流。该方波为 50V直流，频率为0.2Hz 。如果PRV电阻存在，系统中任何一点，从PPT(功率整流变压器)的二次侧到发电机励磁回路中任何一点，的接地都能被检测出来，即使励磁装置没有启动。 接地检测器的反馈电压通过光纤送到DSPX，由它进行监测和报警。DSPX通过一根相邻的光纤，控制振荡器的电压。在冗余控制的情况下，如果M1控制器失效，按照控制器C的命令，M2通道中的振荡器将取代它。 在电源底板中，一个或三个EGDM被安装在电源板的旁边。 14 图4-9 励磁回路接地检测器 15 起励 起励继电器53A和53B，都是通过EXTB上的控制继电器，由EMIO板上的驱动器进行控制。在冗余的控制中，三个驱动器信号激活EXTB板上的控制继电器。它们的接点进行投票后，输出一个信号电压。这些输出激活辅助柜中的53A和53B继电器。53A和53B的接点将从电厂蓄电池来的直流电压，加到发电机的励磁回路，如图4-1所示。在起励过程中，起励模块向发电机的励磁绕组提供大约15-20%的AFNL(空载励磁电流) 对于交流起励，交流电压经二极管桥整流后并滤波，其起励顺序和逻辑是相同的。 直流起励整定 起励屏用于提供一种宽范围的起励电流。如果起励控制失效，它就会让起励电流继续下去。需要在控制模块中配置一个发电机起励电流的最大和最小允许值。 根据提供的信息，其电流值在工厂内预先整定好。这些值规定了电流的上下限。在起励顺序中，磁滞式的起励控制使励磁电流保持在该范围以内。 起励控制顺序 起励命令由运行人员发出。励磁回路接触器(可选)闭合，随后是53B，然后是53A。当励磁电流达到最大允许的起励电流值(一般是15-20%的AFNL)时，接触器53A断开。励磁电流将通过惯性二极管衰减。如果在励磁电流衰减到最小起励电流的整定值(一般是10%AFNL)之前，起励控制未被取代，起励顺序就将重复。如果起励电流值超过大约25%AFNL，或控制系统在某一固定延时之后还没有取代起励，起动就被停止，并发出诊断的报警。 16 图4-10 从EMIO和 EXTB对起励的控制 17 轴电压抑制器 励磁系统，它通过静态整流过程，从交流电源得到直流电压。励磁装置的输出电压中含 有纹波和尖峰电压。由于反复的快速上升和快速下降，这些电压从励磁绕组容性耦合到转子 本体上。这会在轴与地之间产生一个电压，如果控制不当，可能损伤轴颈和轴承。轴电压抑 制器是一个滤波器，将感应电压的高频分量引导入地，并将由晶闸管换流引起的轴电压限制 在峰值小于7V。关于它与励磁回路的连接，请参看图4-11 图4-11 轴电压抑制器，晶闸管，和跨接器(Crowbar) 18 数据高速网的连接 EX2100励磁装置，通过同一数据高速网与Mark? 汽轮机控制和HMI通讯。励磁装置的冗余单元数据高速(UDH)网的一个典型连接方式如图4-12所示。它表示带有ACLA的冗余控制的连接，该UDH网采用商用快速以太网交换机来实现。 10Base-T电缆是用于控制器与T交换机，和任何就地的HMI之间的短距离连接。在ACLA中的10Base-T端口和T交换机的端口都是RJ-45接头，以10Mbps就地通讯。采用非屏蔽双绞线的最大距离是100m 。 100Base-FX光缆可用于现地控制器和中央控制室之间较长距离的通讯。在T交换机和以太网交换机中的100Base-FX端口是SC型光缆接头，以100Mbps通讯。采用10Base-FX光缆的最大距离是2km 。通过用两台互联的T交换机以获得冗余。 图4-12 单元数据高速网的连接 19 控制系统工具箱的连接 在励磁装置底板上的工具箱接头支持RS232C电缆。它将外部计算机与DSPX板连接起 来。这种连接是为了维修目的。布置在J303B、J310B和J313B处的三个9针接头，支持与控 M2和C之间的通讯(参看图4-13)。 制器M1、 使用ACLA上的以太网端口，UDH可以提供一个工具箱接口。它是一个10Base-T端口， 采用一个RJ-45接头，用于非屏蔽双绞线。 图4-13 工具箱的连接 20 第5章 诊断接口—键盘 简述 本章提供诊断接口的操作指南。诊断接口更普遍的称呼为键盘(Keypad)。该键盘是在门 上安装的现地控制单元。它使您可以: , 监测频率、电流和电压 , 起动和停止励磁装置 , 整定和调整配置的参数 , 故障状况的检查和复位 本章编排如下: 节 页 接钮的使用 --------------------------------------------------------5-2 显示屏的阅读 ------------------------------------------------------5-5 改变显示单位 --------------------------------------------------5-7 调整显示对比度 ------------------------------------------------5-7 状态屏幕 -----------------------------------------------------------5-8 表计的阅读 -----------------------------------------------------5-8 更换状态屏幕(显示I/O)---------------------------------------------5-8 菜单的使用 ---------------------------------------------------------5-9 故障的查阅和复位 ---------------------------------------------------5-9 参数的编辑 ---------------------------------------------------------5-10 参数的备份 -----------------------------------------------------5-11 固件和硬件信息 -----------------------------------------------------5-13 键盘的密码保护 -----------------------------------------------------5-14 保护密码的修改 -------------------------------------------------5-14 1 按钮的使用 该键盘包括触摸型按钮，用以访问励磁装置内的数值和控制励磁装置。表5-1和表5-2 定义了Menu Navigation(菜单导引)和Exciter Control(励磁装置控制)的按钮功能(见图 5-1)。 按钮 显示 按功能组编排 Status屏提供表示励磁装置功能和数据的 Navigation使用菜单的按钮 模拟量和数字量 Menu屏提供对参数、向导，和故障的文 Exciter Control励磁装置控制 本式访问。 按钮 Run和Stop 运行和停止按钮 图5-1 诊断接口——键盘 2 -1 Navigation(导引)按钮 ，表5 按钮 功能 显示默认的状态屏幕，它以数字或棒图表示8个参数。一组Health Icons(健 康图标)提供附加的励磁装置状态信息(参看(Exciter Health And State Icons)。 如果在显示菜单屏幕时按下(参看Menu Selection(菜单选择))，则显示主菜单。如果在显示状态屏幕时按下，则显示最近一次的菜单屏幕。如果按住不放，则用上、下箭头调整屏幕的对比度。 Menu Navigation(菜单引导):用于加亮(反像)选项菜单中的某一项。 如果按住Menu键不放，则可调节对比度。 输入数字参数:在编辑某一参数时，用于指出(0--9，.,-)等所有的数字。 输入选项参数:用于指出1-n项选择(参看参数配置)。 Menu Navigation(菜单引导):右箭头按钮显示在菜单树中的下一级菜单。左箭头按钮显示在菜单树中的上一级菜单。 输入参数:在编辑某一参数时，用于选择数字。 输入选项参数或执行命令:无此功能。 Menu Navigation(菜单引导):显示在菜单树中的上一级菜单。 输入参数:显示参数表 Menu Navigation(菜单引导):显示在菜单树中的下一级菜单。 输入参数:接受正在编辑的参数。 3 -2 Exciter Control (励磁装置控制)按钮 表5 按钮 功能 故障复位 快速访问常用命令表 选择自动方式(AC调节器或AVR) 选择手动式(直流调节或FVR) 增加电压，无功(VAR)和功率因数(PF) 降低电压，无功(VAR)和功率因数(PF) 运行 停止 4 显示屏的阅读 键盘以文本和模拟图形来显示信息。它有两种形式的屏幕内容，通过按动相应的Navigation(导航)按钮:Status(状态)和Menu(菜单)来选择。 Status(状态)屏幕(图5-2)是默认的屏幕，励磁装置上电以后，它显示在初始化屏幕之后。它采用模拟的表计和相应文本来显示励磁装置的运行参数。也可以访问其它的状态屏幕(参看Status(状态)屏幕) 图5-2 Status(状态)屏幕举例 Menu(菜单)屏幕(图5-3)提供以菜单功能为基础的，对调整参数，运行向导，和查看故障(参看Menu(菜单)选择)等的访问和列表。 图5-3 Menu(菜单)屏幕举例 励磁装置的Health and State(健康和状态)图标，连续地显示在显示屏的右侧。它们指出励磁装置是否功能正常，并显示它的运行状态。这些图标如下所示，以5个功能组进行显示。 如果需要，您可以改变显示单位和显示对比度。 5 -3 励磁装置Health and State(健康和状态)图标 表5 功能组 图标 指示 说明 Heart beat 通讯正常 活动的线(它的中心上升和下降)表明在键盘与 心跳 励磁装置之间存在通讯。 通讯未建立 活动的节拍图标表明，键盘正试图与励磁装置建 立通讯，但是还没建立。 Control 自动方式 调节发电机端电压 控制 手动方式 调节励磁电压 测试方式 励磁装置正进行诊断测试 Fault State 励磁装置OK 当不显示图标时，励磁装置运行正常 故障状态 不正常 当某些参数被超过时，显示出来。 报警状态 当报警状态出现时显示出来。 跳闸 当故障状态出现时显示出来 Status 停止 励磁装置被停止运行 状态 运行 励磁装置正在运行 限制 励磁电压调节器输出大于励磁电流调节器，或者 是V/HZ或UEL限制已动作。 离线 励磁装置离线 在线 励磁装置在线 6 改变显示单位 , 改变所显示的测量单位型式 1、 从主菜单选择General Setup(一般设置) 2、 选择Display Units(显示单位) 3、 选择显示单位参数，进行编辑(见下图) 4、 加亮，然后选择适用的显示单位 调整显示对比度 , 调整显示对比度 1、 从主菜单，选择General Setup(一般设置) 2、 然后选择 a、 Keypad(键盘) b、 Keypad Function(键盘功能) c、 Adjust Screen Contrast(调整屏幕对比度) 这时显示如下屏幕: 3、 按Escape(退出)按钮，以保存该对比度值，并返回以前的菜单。 7 状态屏幕 Status(状态)屏幕显示多达8个变量(参数)。前两个参数是以文本和模拟表计来显示。表5-4规定了这些参数的棒图特性。 表计的阅读 当一个变量大于+100%或小于-100%时，它的棒图表示为Over Range(超范围)。超范围的标记是用棒图上在+100%和-100%处的重直线来表示。 表5-4 状态屏幕上模拟表计特性(默认) 棒图变量 数字显示 在棒图中的单位 直流母线电压 直流母线电压幅值(FVR反馈) 直流电压标幺值的百分数(V DC-PU) 交流线电流 交流线电流幅值(I-Mag-Fil) 交流源最大额定电流的百分数(I-PU) 状态屏幕切换(I/O显示) 键盘具有一个Alternate状态屏幕，它是用于显示一般输入、输出量的状态。要在主状态屏幕和I/O状态屏幕之间进行切换，按任何一个箭头按钮。 在每一个标号下的圆圈指明相应的I/O点的状态，如下所示: , ?=真 , ?=假 8 菜单的使用 可以从键盘的主菜单屏幕进入到其它菜单屏幕，在这些菜单屏幕上，可以检查并修改数 据。 可以从任何屏幕访问主菜单，其操作如下: , 如果已经在菜单屏幕，按下Menu(菜单)按钮 , 如果是在状态屏幕，按下Menu按钮一次或二次。 说明: 不同产品可能有不同主菜单选择 使用Navigation(引导)按钮，在菜单，选择项目，和调整值之间移动: , 按动向上或向下箭头按钮，在菜单项目之间加亮和移动。 , 按下Enter按钮，以选择一个加亮的项目。 , 要返回到以前的菜单屏幕，按Escape按钮，左箭头按钮或按屏幕上的指导进行 , 当一个菜单占有多于一个屏幕时: — 加亮所显示的屏幕上的最后一项，然后再一次按动向下箭头按钮，以移到下一页屏幕。 — 如果最后的菜单项目已经到达，按动向下箭头，将转回到该菜单上的第一项。 故障的检阅和复位 当屏幕指示某一跳闸故障或某一报警事件(参看显示屏的阅读)，您可以查阅信息和复位(清除)当前的故障，其操作如下: 1、 从主菜单中选择Fault List(故障列表)，然后选择Display Active Faults(显示现存故障)。 如下的屏幕将显示出来。 参阅GEH-6633故障处理，预防和在线检修中的故障列表。 9 2、 要查阅某一特定的详细情况，选择该故障(列在Active Fault Display屏幕上)。 如下屏幕将显示出来 3、 以如下二种方法，使故障信号复位。 — 选择故障显示屏幕中的Reset Fault now(现在复位故障) — 按下Reset Fault(复位故障)按钮 , 要查阅励磁装置的故障历史(一张以前已清除的故障和故障复位的记录表) , 从主菜单中选择Fault List(故障列表)，然后选择Display Fault History(显示故障历史) 参数的编辑 有两种类型的参数，可以用键盘进行修改: , 供您选择的选项参数表中的项目。例如True/False是一个选项参数。 , 数字参数表中，供您选择以形成某一数量的有效数字。 , 某一参数的编辑 1、 从励磁装置的参数屏幕中，选择要修改的参数。 不论是选项参数或者是数字参数，在这种显示中，都具有New Value(新值)的加亮线。 10 、 对于某一选项参数: 2 a、 使用向上或向下箭头按钮来选择新参数值。 b、 按下Enter按钮以接受修改值，或按下Escape按钮以退出和保持原先值。 3、 对于某一数字参数 a、 使用左箭头或右箭头去加亮要修改的数字。 如果在达到编辑区的最左边的数字之后，继续按下左箭头按钮，编辑区将全部变 为空白。当整个数字都是空白时，按下Enter，保存的是(No Value)(无参数值)。 b、 使用向上和向下箭头，以查找有效数字(0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、e.,-)。 在数字选择中的e表示科学符号的指数的开始，如果采用了e，在e的右边的所 有的数字则是其指数。 4、 当所有的数字都修改以后，按下Enter以接受新值，或是按下escape按钮，以退出和保 留原值。 参数的备份 对励磁装置的工作参数配置保持一个备份，是一种很好的作法。以后你可以在需要时恢复该文件。也可以将它与重新配置的文件进行比较，找出它们之间的差别。 , 保存工作的参数 1、 从主菜单中选择Parameter Backup Function(参数备份功能)，然后选择Save Parameters To Backup(保存参数作为备份) 11 2、 按下Enter进行参数的备份复制。按下Escape按钮将它删除。 , 从备份恢复参数 1、 停止励磁装置(本功能不能在励磁装置运行时使用) 2、 从主菜单中选取Parameter Backup Functions(参数后备功能)，然后选择Restore Parameters From Backup(恢复备份参数)。 3、 按下Enter以恢复备份参数，或按下Escape按钮将它删除。 从备份文件恢复参数将覆盖当前工作的参数值，当前工作的参数无 法再恢复 , 将工作的参数整定值与备份的参数整定值进行比较 1、 从主菜单中选择Parameter Backup Function(参数后备功能)，然后选择 Compare Current Para meters To Backup(当前参数与备份比较) 2、 使用向上和向下箭头按钮，以滚动翻转备份差异表 3、 按下Escape钮，返回到以前的菜单。 12 固件和硬件信息 , 要查看DSPX板和键盘的固件版本，从主菜单选择 1、 General Setup 2、 Firmware Version And Hardware Info 3、 Display Firmware Version 下面的屏幕显示出来 , 要查看励磁装置的硬件信息，从主菜单选择 1、 General Setup 2、 Firmware Version And Hardware Info 3、 Display Hardware Information 下面的屏幕将显示出来。 13 键盘的保护 为保护励磁装置以防未授权的操作或重新配置，键盘有两级安全控制:密码和特权级别。 密码(Password)是一个5位数字，它保护密码和特权级别不被未授权的人员所改变。默认的密码是00000。 特权级别(Privilege Level)规定哪些操作和配置功能，从键盘是不可用的。它分为三级。 , Read Only(只读)。励磁装置的控制和配置功能两者都不可用。运行人员只能查阅，但 不能编辑参数。 , Operate And Read Only(只读和操作)。励磁装置的控制功能可用，但配置功能不可用。 运行人员可以查阅，但不能编辑参数。 , Configure And Operate(配置和操作)。励磁装置的控制和配置功能两者都可用。这是 默认的整定方式。 如果您试图执行某一在当前特权级别下不可用的功能，键盘将显示如下的错误信息。 保护的修改 , 修改密码和特权级别 1、 从主菜单选择 a、 General Setup b、 Keypad c、 Keypad Security 如下的屏幕将显示出来 14 2、 按以下方式输入密码 a、 用向上和向下箭头按钮查找需用的有效数字(0到9) b、 用向右和向左箭头按钮去移动光标到要编辑的数位 — 按下Enter以接受该密码 — 如果所输入的密码与被保存的密码一致，然后您就能修改特权级别或密码。 如果它们不一致，键盘将显示如下错误信息。 3、 用向上和向下箭头按钮去选择特权级别或密码。 4、 按下Enter以编辑参数(参看参数的编辑) Note 当您修改键盘密码时，一定要选择Save Parameters To backup(保存参数到备份)。否则，储存在工作参数中的密码，将与备份参数组不一致。这将引起Compare Current Parameters To backup(当前参数与备份进行比较)认定键盘的密码参数不一致。 15 附录A 部件的保证和更新 简述 当为GE的励磁系统订购某一替换部件时，用户需要知道: , 如何准确地确认该部件 , 该部件是否在保证期内 , 如何提出该订单 这些信息使得GE能准确地，尽快地处理该订单。 当需要检修时，为了减少系统的停运时间，GE推荐用户手头应保持有一组备件。 在更新部件价格表中推荐了有关部件 本手册的附录A提供的信息，可以帮助用户确认和得到更换部件。其编排如下。 节 页 部件确认 ---------------------------------------------------------------------------------A-2 备件列表--------------------------------------------------------------------------A-2 部件编号结构-----------------------------------------------------------------------A-2 保证条款------------------------------------------------------------------------------------A-4 如何订购部件------------------------------------------------------------------------------A-5 数据铭牌------------------------------------------------------------------------------A-5 ML编号-------------------------------------------------------------------------------A-5 A-1 部件的确认 励磁装置的一个元件，是由分配给它的部件编号和说明来确认的。部件编号一般是在该元件的铭牌上。其说明是在系统的备件列表中。 备件列表 备件列表是一个单独的文件，它列出的了一个完整的系统中的部件。该表在设备交运时，特别加于为用户特定应用的设备中(按正式申请)。它包括: , 部件编号和说明 , 使用的数量 , 推荐的手头应保持的备件 , 得到每一部件的正常交货周期 GE与励磁装置用户指南一起提供备件列表。如果该文件遗失，请与最近的GE销售办公室或服务代表处联系，以得到一个代替的复印本。您须提供如下信息(参看图A-4)以便正确地确认该系统: , 正式申请号 , 型式编号 部件编号结构 GE部件编号的结构化安排使得编号的不同部分指明设备的类型和制造厂的位置。部件分类为四种类型中的一种: , Order-specific assemblies(订制装置)— 主要的装置或项目，它构成一个由通用的部件 构成的特定装置。 , Common assemblies(通用装置)— 用在许多GE励磁装置产品中的组件，而不仅仅是某 一特定的励磁装置。 , Components(元件)— 组成装置的单独部件 , Printed wiring boards(印刷电路板) 这些类型和它们的部件编号的构成，都在《订制装置》之下进行定义。 A-2 订制装置(Order specific assemblies) 这些部件构成该特定励磁装置。为此订单而特别获得的其它项目也可以采用相似的部件 编号结构，它提供了关于设备的信息。 3V AAA 123 **### 单位和顺序编号 顺序号/工程 唯一的要求编号 订单生产线 指明制造商为GE系统，Salem工厂 订制装置的部件编号举例 通用装置(Common assemblies) 通用装置是用作订制装置中的元件的组件。通用装置不是为特定的励磁装置而设计的， 而是在其它GE产品中提供某一功能。 例如:36C774524AAG48B是一根电缆的部件编号 元件(Components) 元件是构成装置基本部件。它们代表一个系统的最低的可分离的水平。元件的部件编号 是字母数字的组合，它明确了分类和特定的条款。编号的一个例子如下所示: 104X 109 1ADO38 条款或额定值(500V，3.2A FNQ) 元件型号(熔丝) 元件 元件的部件编号举例 A-3 印刷电路板 一块印刷电路板是用打印在靠近其边缘的一个字母数字的部件编号来确认的。一块印刷电路板的部件编号的结构的说明如下所示。 Note 当订购替换任何印刷电路板时，所有的数字都是重要的。 工厂根据可用性和设计的进展，可能用后来的板子的版本进行替换。 然而，GE Industrial Systems保证与被替换的板子兼容。 IS 200 DSPX G# A A A 1 工艺级版本 1 功能性版本 2 功能性版本 组别(可改变，G或H) 功能字首缩写 3 装置水平 制造厂(GE在Salem，VA的DS或IS) 1向下兼容 2不向下兼容 3 200指明是基本板 215指明是高级的或附加的元件(例如PROM) 印刷电路板的部件编号的举例 保证条款 GE的《条款和条件》的小册子介绍了有关产品的保证信息，它包括Warranty Period(保证期) 和Parts And Service Coverage(部件和维修范围)。该小册子包括在用户文件中。它也可以从就近的 GE销售公司或授权的GE销售代表处单独取得。 Note 标准的保证期是从运输开始的18个月，或从第一次通电起12个月，按其中最先 到期的为准。 A-4 如何订购部件 在保证期内的部件可以直接从工厂取得: GE Industrial Systems Product Service Engineering 1501 Roanoke Blvd. Salem, VA 24153-6492 USA Phone: +1 800 533 5885(美国，加拿大，墨西哥) +1 540 378 3280(国际) Fax: +1 540 378 8606(都适用) 更新部件(备件或不在保证期的部件)应从最近的GE销售公司或维修部门订购。订购时一 定要包括: , 在备件列表中的完整的部件编号 , 部件名称 , 在它的铭牌上的励磁装置的型式 数据铭牌 数据铭牌是设在柜门的背面。它提供了在订购部件或联系得到GE协助时所需要的信息。 ML编号 每一套GE的装置，柜(屏/箱)和核心单元，都有一个唯一的确认用的目录编号，它也 称为Part or Material list (ML)Number(部件或材料表编号)。该编号的结构是为了提供 设备的有关信息，该目录号将设备与它的订货要求、图纸、材料、规范条款和运输文件联系 起来。 3V AAA 123 XX### 元件的单位和顺序编号 CA## = 盒装设备 CD## = 核心的直流驱动的控制 CI ## = 核心的交流驱动的控制器 LU## = 整套的多箱的设备 PN## = 屏装置 RL## = 申请要求水平的装置 顺序号/工程的 订单的月/年/生产线 唯一的订购编号 指明制造商为GE Industrial Systems，Salem，VA 励磁装置ML(目录)编号的举例 A-5 附录B 额定值和规范 实际的设备额定值在您的励磁装置的铭牌 上。本附录只是指出产品可能提供的范围， 并不是您的励磁设备的能力所必须的。 Ex2100的规范 说明 功率整流模块(PCM) 1000和2000A 直流，当电压最高为交流1000V时 单桥额定值 8000A直流，当电压最高达交流1500V时，最多为6桥 并联桥额定值 在40?时以150%设计电流(EDA)持续30秒。 强励要求 电源 厂用母线 PCM的电源—电压源 发电机机端 复合源 600或1000V版本 3251KVA (1000V版本) PCM的电源—VA(容量) 3相 50/60Hz，?5% PCM的电源—频率 10A 有效值，125V 交流 单相电源 冷却风机电源(3) 125-250V直流电源，在最大电流200A时持续时间不小于起励电源 10秒 380-480V 交流，50/60Hz，单相厂用电源 二个交流电源，或一个交流电源和一个直流电源 控制电源(2桥冗余，热备用) 额定120V 交流 ?15%，带有一个DACA，最大10A有效值。 125V直流电源，80-140V交流，最大直流电流10.6 A 10KW对于一个2000A，1000V 交流 PCM。 单个PCM柜中的热耗 B-1 输入/输出 数量 电压互感器(PT) 2 3相标准的，单相可用 120 V 交流额定 1VA 额定负载 电流互感器(CT，1A或5A) 2 任何二相，单相可用 1VA 额定负载 86G专用接点输入 1 跳闸后断开 52G专用接点输入 1 并网后闭合 跳闸额定的接点输出 2 在125V 直流下，继电器断开特性为: 电阻性负载 0.5A 电感性负载 0.2A 通用接点输入 6 用户的接点，70V直流由ECTB提供 通用C型接点输出 4 在125V 直流下，继电器断开特性为: 电阻性负载 0.5A 电感性负载 0.1A ?10V差动放大器输入 1 控制 比例加积分，软件实现 自动交流电压调节器 ?0.25%在全电压范围内 手动直流电压调节器 比例加积分，软件实现 ?2.0%在全电压范围内 保护特性 低励磁限制器(UEL) 过励磁保护(76) 发电机励磁回路接地检测(64F) 发电机过电压保护(24G) 失磁保护(40) V/Hz限制(24)和跳闸(24T) 整流桥超温(26) 励磁绕组温度(49) 相不平衡(22) PT故障(60) 环境控制和保护 在0-40?周围环境下连续运行 基本控制柜 在0-40?周围环境下，5-95%相对湿度不结露，连续运行 基本功率桥和辅助柜 --40?—+70? 储存温度 5-95%湿度，不结露 湿度 0-1000m正常运行，高于1000m时，每增加1000m减少6%海拔 输出 冷却 PCM柜要求强迫通风冷却 污染，耐受10PPB的以下物质 活性硫、活性氯、硫化氢、二氧化硫、二氧化氯、硫酸、盐 酸、氯化氢、氨。 振动 通用建筑法规(UBC)—地震法规2312节4区 地震 在0.3G 有效值，4-16Hz，72小时 运输 15G，2ms脉冲，对所有三个方向，3次冲击。 运行/安装现场 1.0G水平，0.5G垂直，在15-150Hz下。 B-2 柜体尺寸和重量 由三个柜组成的，具有双PCM 宽141.74in (3600mm) 冗余整流桥的一套设备 高104.32in (2650mm) 深31.5in (800mm) 整流桥柜的重量 3600 lbs (1632.7Kg) 5600 lbs (2539.4Kg) 整套总重(整流柜、控制柜和辅助柜) NEMA 1 (IEC IP20)，对流冷却 柜型:控制柜和辅助柜 NEMA 1 (IEC IP20)，强迫风冷 柜型:功率整流柜 从顶部和/或底部进入 电源和控制电缆通道 可靠性 简单系统25000h MTBF—故障之间的平均时间 冗余系统175000h MTTR—检修平均时间 任何子系统4h 音响 PCM柜大约75dB 产生音频噪音(初步) 法规和标准 UL 508C 工业控制设备安全标准 CSA 22.2 No.14 工业控制设备 UL 796 印刷电路板装置 ANSI IPC 导则 IEC801-2:1991 静电放电敏感性 ENV50140:1993 抗无线电频率辐射 EN50082-2:1994 抗工业环境的一般干扰 IEC801-4 电气快速瞬变的敏感性 IEC1000-4-5 抗涌浪 IEC1000-4-6 抗无线电频率传导 ENV55011:1991 ISM(工业安全手册)设备放射 EN61010-1 电气设备的安全、工业机械 IEC529 侵扰保护法规/NEMA 1/IP20 IEEE421.1 同步电机励磁系统的标准定义 IEEE421.2 励磁控制系统的动态性能的鉴定，测试，评估导则 IEEE421.3 励磁系统的高电压试验要求 IEEE421.4 励磁系统规范的准备导则 IEEE421.5 励磁系统关于电力系统稳定研究推荐的方法 EN50178/LVD/EMC GE Compliance IEEE C57.12.01 干式配电和电力变压器的一般要求 IEEE C57.110 提供非正弦负荷电流时确定变压器容量推荐的方法 IEEE C57.116 直接与发电机连接的变压器的IEEE导则 IEEE C37.90.1 保护继电器和继电保护装置的冲击耐受能力(SWC)试验 IEEE C57.18.10 半导体电力整流变压器的要求和操作规程 B-3