雙模冗余容錯(cuò)型雙微機(jī)勵(lì)磁機(jī)調(diào)節(jié)器

 

雙模冗余容錯(cuò)型雙微勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是我公司為滿足大、中型汽輪發(fā)電機(jī)組高可靠性勵(lì)磁要求而設(shè)計(jì)的數(shù)字勵(lì)磁裝置。

 

技術(shù)特點(diǎn)

1 采用雙模冗余容錯(cuò)結(jié)構(gòu)

兩套微機(jī)構(gòu)成了雙通道勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)，每一通道均可完全獨(dú)立地工作。雙機(jī)之間相互診斷、相互切換，互為備用。在切除和投入的過程中，汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓和機(jī)組無功功率不會(huì)發(fā)生波動(dòng)。

2 具有較強(qiáng)的通用性和系統(tǒng)靈活性

調(diào)節(jié)器主機(jī)采用32位80486處理器的PC總線規(guī)范工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，為開放式結(jié)構(gòu)，功能完善，計(jì)算迅速。由于外部接口電路已成系列，維護(hù)、更換、升級都十分方便，具有較強(qiáng)的通用性和系統(tǒng)靈活性。

3 采用高速交流采樣和實(shí)時(shí)在線自診斷功能

發(fā)電機(jī)的狀態(tài)反饋?zhàn)兞坎捎酶咚俳涣鞑蓸臃绞浇Y(jié)合實(shí)時(shí)快速富理葉變換直接獲取，省去了相應(yīng)的無功、有功、頻率變送器等硬件。此外，軟件中設(shè)有實(shí)時(shí)在線自診斷功能，每個(gè)控制周期內(nèi)，CPU均檢測該部分的硬件狀態(tài)，并根據(jù)診斷結(jié)果迅速判斷所獲反饋?zhàn)兞空_與否，以決定是否采用。

4 冗余信息交換迅速

冗余信息的交換采用性能優(yōu)良的ARCNET令牌總線式工業(yè)局域網(wǎng)完成。傳送速率2MB，16位CRC循環(huán)校驗(yàn)，無數(shù)據(jù)瓶頸制約，無誤碼。輸出驅(qū)動(dòng)帶無源隔離變壓器，可帶電拔插，傳輸介質(zhì)為同軸電纜。

5 硬件模塊少

勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制規(guī)律、各種限制和冗余信息的交換及雙機(jī)互相診斷、互相切換等功能的實(shí)現(xiàn)均由80486DX CPU完成，硬件模塊相對減少。計(jì)算速度快、控制周期短，能有效保證整個(gè)調(diào)節(jié)器的控制功能。

6 邏輯控制回路簡單而可靠

微機(jī)調(diào)節(jié)器充分簡化了勵(lì)磁裝置的內(nèi)部操作回路，采用網(wǎng)絡(luò)或串口通訊技術(shù)來實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁裝置各柜間龐大的開關(guān)量信息交換，由主處理器80486DX CPU利用勵(lì)磁裝置內(nèi)部、外部輸入的開關(guān)量信息通過軟件完成所有邏輯控制計(jì)算，并通過網(wǎng)絡(luò)通訊進(jìn)行冗余備份。

7 采用全數(shù)字方式形成觸發(fā)脈沖

晶閘管整流橋的觸發(fā)脈沖，采用全數(shù)字方式形成，且不采用任何外部硬件中斷。硬件上也采用了冗余容錯(cuò)技術(shù)，能有效地容忍元件級的故障。脈沖輸出部分設(shè)有脈沖丟失及脈沖異常檢測電路，當(dāng)觸發(fā)脈沖出現(xiàn)異常時(shí)，能迅速切除故障脈沖。

8 全軟件實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁調(diào)節(jié)及保護(hù)限制功能

全軟件方式實(shí)現(xiàn)機(jī)組各種工況下的恒機(jī)端電壓控制、恒磁場電流控制、恒功率因數(shù)控制、恒無功功率控制的勵(lì)磁調(diào)節(jié)及各種保護(hù)限制功能。

9 提供與電廠上位計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)各種形式的接口

10 設(shè)有運(yùn)行人員接口和維修人員接口

微機(jī)調(diào)節(jié)器人機(jī)接口設(shè)計(jì)成運(yùn)行人員接口和維修人員接口兩部分。運(yùn)行人員接口采用圖形液晶顯示器來顯示勵(lì)磁控制系統(tǒng)運(yùn)行的各種電氣參量、狀態(tài)信息及故障信息，直觀、明了；維護(hù)人員接口為外掛微型計(jì)算機(jī)，用菜單修改調(diào)節(jié)器參數(shù)。試驗(yàn)過程中，調(diào)試軟件可記錄數(shù)據(jù)和波形。

10 具有良好的抗干擾性能

勵(lì)磁調(diào)節(jié)器全面地采用了微機(jī)抗干擾技術(shù)。各通道微機(jī)系統(tǒng)與外界信號系統(tǒng)之間采用全浮隔離技術(shù)，采用各自獨(dú)立的電源供電，通道與通道間在電氣上相互隔離；軟件上采用兩級WATCHDOG技術(shù)，即使出現(xiàn)程序飛溢，也能及時(shí)恢復(fù)現(xiàn)場繼續(xù)正常程序的執(zhí)行。

 

功能

1 微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的主要功能

勵(lì)磁調(diào)節(jié)器可使機(jī)組實(shí)現(xiàn)下列四種運(yùn)行方式：

——恒機(jī)端電壓運(yùn)行方式
——恒勵(lì)磁電流運(yùn)行方式
——恒無功功率運(yùn)行方式
——恒功率因素運(yùn)行方式

默認(rèn)方式為恒機(jī)端電壓運(yùn)行方式。

2 微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的輔助及限制功能

勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采用軟件實(shí)現(xiàn)下列輔助及勵(lì)磁限制功能：

——欠勵(lì)磁瞬時(shí)限制功能
——瞬時(shí)/延時(shí)過勵(lì)磁限制功能
——定子電流過流反時(shí)限制功能
——伏/赫限制功能
——TV斷線檢測和保護(hù)功能
——空載過電壓保護(hù)功能
——在線自檢功能，當(dāng)有故障出現(xiàn)時(shí)，能迅速發(fā)出報(bào)警信號
——脈沖丟失及脈沖異常檢測功能
——斷口自恢復(fù)式的軟硬件雙重WATCHDOG功能

3 人機(jī)接口

勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的人機(jī)接口是為方便運(yùn)行人員在機(jī)組運(yùn)行過程中觀察整個(gè)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀況而設(shè)計(jì)的。裝設(shè)在勵(lì)磁調(diào)節(jié)柜上的圖形液晶顯示器，通過圖形界面和文字內(nèi)容可直觀地反映、顯示勵(lì)磁控制系統(tǒng)運(yùn)行的各種參量、狀態(tài)信息及故障信息。

 

技術(shù)數(shù)據(jù)

1 微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的主要技術(shù)指標(biāo)

——自動(dòng)電壓調(diào)整范圍：20%~110%
——自動(dòng)電壓調(diào)整精度： ＜+0.5%
——調(diào)差整定范圍: +15%范圍內(nèi)任意設(shè)定
——頻率特性：當(dāng)發(fā)電機(jī)頻率每變化1%時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓變化小于+0.25%
——發(fā)電機(jī)零起升壓：建壓時(shí)間2~4s，超調(diào)小于2%
——10%階躍響應(yīng)特性：超調(diào)量小于2%，振蕩次數(shù)小于2次，調(diào)節(jié)時(shí)間小于3s
——發(fā)電機(jī)電壓給定速率：可調(diào)，出廠時(shí)設(shè)定為每秒變化0.5%UGN
——調(diào)節(jié)器響應(yīng)時(shí)間：上升：＜0.08s；下降：＜0.15s
——控制周期：3.3ms

2 電源系統(tǒng)

調(diào)節(jié)器內(nèi)各微機(jī)均具有獨(dú)立的雙開關(guān)電源系統(tǒng)，采用外部交流和直流對其供電，交流電源一路來自發(fā)電機(jī)機(jī)端，另一路來自電廠用電。直流電源為廠用直流蓄電池電源。

3 反饋信號接口參數(shù)

——機(jī)端電壓：3φ 額定值 100V
——定子電流：3φ 最大值 5V
——?jiǎng)?lì)磁電流：3φ 最大值 5V
——系統(tǒng)電壓：1φ 額定值 100V

4 使用環(huán)境

——海拔高度不大于2500米
——環(huán)境溫度為0°C~+40°C
——環(huán)境相對濕度不大于90%
——使用環(huán)境的周圍介質(zhì)應(yīng)無爆炸危險(xiǎn)，不應(yīng)含有腐蝕性氣體，所含導(dǎo)電塵埃的濃度不應(yīng)使絕緣水平降到允許極限以下。