ex2100励磁系统说明

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1、g GE工业系统集团工业系统集团 GE 工业系统 GE 技术规范 No Revision 0 GE 技术规范技术规范 EX2100MB 多桥励磁系统多桥励磁系统 g GE工业系统集团工业系统集团 GE 工业系统 GE 技术规范 No Revision 0 第一章 第四节 目 录 1 前言前言1 1 1 多桥励磁系统概况多桥励磁系统概况3 2 EX2100 的额定值和硬件说明的额定值和硬件说明4 2 1遵守的规范遵守的规范4 2 2环境规范环境规范5 2 3外壳外壳6 2 4控制模块控制模块7 2 5冗余的控制系统冗余的控制系统8 2 6在线检修特性在线检修特性 选项选项 8 2 7功率整流桥功

2、率整流桥9 2 8直流磁场断路器直流磁场断路器11 2 9励磁装置的电源模块励磁装置的电源模块12 2 10励磁装置的电源励磁装置的电源14 2 11灭磁模块灭磁模块14 2 12屏体加热器屏体加热器14 2 13轴电压抑制器轴电压抑制器14 2 14起磁装置起磁装置14 2 15PT 和和 CT 隔离开关隔离开关14 2 16励磁装置接点端子排励磁装置接点端子排14 2 17励磁装置端子排励磁装置端子排15 2 18控制人员接口 控制人员接口 COI 选项选项 16 2 19VERSAMAX 远程远程 I O 控制部件控制部件17 2 20电力系统稳定器电力系统稳定器17 3 EX2100

3、的软件功能的软件功能18 3 1 概述概述18 3 2 软件变送器软件变送器19 3 3 自动电压调节器 自动电压调节器 AUTO REF 19 3 4 手动调节器参考值 手动调节器参考值 MANUAL REF 19 3 5 自动和手动给定值跟踪 自动和手动给定值跟踪 TRACKING 跟踪 跟踪 20 3 6 励磁装置励磁装置 AVR 的给定值 的给定值 EXASP 21 3 7 低励磁限制器 低励磁限制器 UEL 21 3 8 无功电流补偿 无功电流补偿 RCC ARCC 21 3 9 电压互感器熔丝故障检测 电压互感器熔丝故障检测 PTFD 21 g GE工业系统集团工业系统集团 GE

4、工业系统 GE 技术规范 No Revision 0 3 10 发电机转子绕组的温度计算发电机转子绕组的温度计算21 3 11 运行人员控制模拟器运行人员控制模拟器22 3 12 电压电压 频率限制器 频率限制器 V HZ LIM 22 3 13 自动电压调节器 自动电压调节器 AVR 22 3 14 手动调节器 手动调节器 FVR 或或 FCR 22 3 15 过励磁限制器 过励磁限制器 OEL 23 3 16 手动范围限制器手动范围限制器23 3 17 无功功率无功功率 VAR 功率因数功率因数 PF 控制控制23 3 18 单元数据高速接口 单元数据高速接口 UDH 23 3 19DCS

5、 接口 接口 MODBUS 24 3 20 电压电压 频率频率 V HZ保护 保护 24G 24 3 21 过励磁保护 过励磁保护 OET 24 3 22 发电机过电压跳闸 发电机过电压跳闸 59G 24 3 23 电压互感器熔丝熔断检测 电压互感器熔丝熔断检测 PTFD 24 3 24 励磁装置相不平衡 励磁装置相不平衡 EUT 25 3 25 空载过励磁保护 空载过励磁保护 OLOT 25 4 EX2100 的远方和就地的控制的远方和就地的控制 指示指示26 4 1 诊断接口键盘诊断接口键盘26 5 EX2100 的通讯接口的通讯接口27 5 1 单元数据高速接口 单元数据高速接口 UDH

6、 27 5 2DCS 接口 接口 MODBUS 27 6EX2100 编程和维修工具编程和维修工具28 6 1 编程工具编程工具28 7EX2100 的试验的试验29 7 1 工厂试验工厂试验29 7 2顾客见证试验顾客见证试验29 8 文件文件30 8 1 电子媒体电子媒体30 8 2 资料资料30 9 备件备件31 g GE工业系统集团工业系统集团 GE 工业系统 GE 技术规范 No Revision 0 10 对用户的要求对用户的要求32 11X2100 和和 PPS 的的 IEEE 模型模型33 11 1EX2100 的的 IEEE 模型模型33 11 2EX2100 中中 PSS

7、的的 IEEE 模型模型34 参考文献 GEH 6414 配置 EX2100 励磁控制的控制系统工具箱 PDF GEA S1028EX2100 励磁控制销售简介 PDF GEH 6632 EX2100 数字式励磁装置用户指南 GEH 6633 EX2100 维修 零件更换 故障处理指南 第一章 第四节 GE 工业系统 GE 技术规范 No Revision 0 1 1 前言前言 EX2100 励磁系统是 GE 的最新的控制技术发展成果 可用于汽轮发电机 燃气发电机 和水力发电机的新建和改造工程 GE 公司在最近的 40 年中 在 70 多个国家已经提供了 6000 多套静态励磁系统 EX210

8、0 是 GE 的第三代数字励磁系统 这种励磁系统提供的主要优点是 在更快的响应 更好的调节 和没有热漂移等方面的性能都得到了改进 在通电时自检测 故障显示 和广泛的整流桥监测等方面有更好诊断技术 更高的可靠性 保护性能得到了改进 以生动图表 屏幕显示 改进了用户界面 更便于查看运行中的系统信息 EX2100 可以有几种配置 为全静态励磁系统提供实用的灵活性 这些系统可用于电 势源 只有电压 或复合源 有电压和电流 EX2100 的硬件包括一个控制块 电源块 用户界面子系统 操作员界面屏 控制电 源输入模块和功率整流模块 功率整流模块是由整流桥界面子系统 功率整流桥 交流和 直流过滤网络 和交流

9、和 或直流隔离设备等所组成 EX2100 支持 EthernetTM以太局域网 LAN 与以下设备进行通讯 控制系统工具箱 TOOLBOX Mark VI 汽轮机控制系统和采用以太网全球数据 EGD 规约的 HMI 人机接口 静态启动器 GE OnSiteTM 远程诊断中心 在没有 HMI 的人机接口的情况下 EX2100 也可以支持一个 RS 232 或以太网 ModBus 接口 接到用户的 DCS 分布式控制系统 EX2100 含有一个强大的诊断系统和一个控制模拟器 以支持快速安装 控制参数的 调整和进行人员培训 在下一页中的图 1 是一张简化的单线图 它说明一个典型的 EX2100MB

10、系统 本建议是秘密的提供给买方作为评估用 其内容是 GE 公司的专利 当接收本文件时 买方同意 除买方组织内必须对它评估的人员之外不泄漏它的内容 在没有 GE 的事先的 书面同意 本文件不能被复制 本文件中所列设备是以初步设计为基础 在最终完成设计 时 将会有所改变 根据 GE 的书面要求 本文件将收回 第一章 第四节 GE 工业系统 GE 技术规范 No Revision 0 2 Generator AC Load Active Field Ground Detector Deexcitation Shaft Voltage Suppression PT Customer I O Curre

11、nt Voltage Bridge I O Unit Data HighwaySupplies Power Control DCAC Keypad Interface Diagnostic I O M1 Control Gating Selector To Bridge Firing PPT AC Bus Line Filter Power Conversion Modules Bridge 1 Flashing Control AC DC CB Shunt PT CT CB I O PPT Potential Transformer Current Transformer Circuit B

12、reaker Input Output Power Potential Transformer CT New Control M2 Control C DC Bus New DC Isolation Switch 5 Pole Conversion Bridge 2 3 Modules Power New Isophase Bus CT 50 51 51 50 CT 5 极隔离开关为选项 图 1 EX2100MB 多桥励磁系统典型单线图 第一章 第四节 GE 工业系统 GE 技术规范 No Revision 0 3 1 1多桥励多桥励磁系统概况磁系统概况 EX2100MB 是一种数字式 电势源

13、的静态励磁系统 它采用了最新的硬件和软件科技 成果 为满足用户和运行的需求 该产品具有完整的控制和保护功能 EX2100 可以配置多达 4 个三相全波的可逆变的可控硅整流桥 为主交流发电机的励 磁绕组提供励磁功率 所有的控制和保护功能都是由系统软件来完成 它没有移动部件 例如在老式励磁系统中的由电动机操作的整定器 数字技术结合 GE 的超过 45 年的静态励 磁设计经验 使得 EX2100 具有 99 98 的可用率 EX2100MB 的基本配置是由冗余的控制器和与之相连的多个整流桥 或称为功率变换 模块 PCM 所组成 冗余的控制器设计为 M1 M2 和 C 在基本的系统中 控制器 M1 被

14、 称为 Master 1 主站 1 控制器 M2 被称为 Master2 主站 2 而控制器 C 被称为主站监 视器 Master Control Monitor 并由它决定是否应当进行主站的切换 由于 M1 或 M2 都 可以是工作的主站 Master 而 C 是主站监视器 Monitor 发电机电压和电流的测量信 号都被连接到这三个控制器中的每一个 工作中的主站 Master 承担整个励磁系统的控制工作 备用的主站在功能上与工作 中的主站是相同的 只是在备用状态下 它不对可控硅整流桥发送任何触发命令 它的自 动电压调节器 AVR 回路不停的跟踪发电机的端电压 而手动电压调节器 FVR 则跟

15、 踪发电机的励磁电压 这样做是为了保证从某一主站到另一主站的平稳切换 在工作主站 和备用主站中 AVR 之间和 FVR 之间分别进行自动跟踪 由于这种冗余的配置 当一个主站 Master 或一个监视器 Monitor 故障而退出 运行时 该励磁系统可以继续工作 当有在线 On line 维修选项时 故障的控制设备可 以拆下来 进行修理后 再转为在线 On line 而不必使整个励磁系统停运 采用在线 On line 维修选项 每一个整流桥 PCM 控制器 Controller 都有一套手动的隔离 装置 可以隔离该装置的交直流电源 第一章 第四节 GE 工业系统 GE 技术规范 No Revis

16、ion 0 4 2 EX2100 的额定值和硬件说明的额定值和硬件说明 该励磁系统的连续输出电流是 ADC 连续输出电压是 VDC 其强励能力为 发电机额定励磁电压的 倍 2 1遵守的规范遵守的规范 EX2100 是按表 1 所列的标准的约束和条件来设计和执行的 表 1 EX2100 遵守的规范 ANSI IEEE 标准 421 1 同步电机励磁系统的标准定义 421 2 励磁控制系统的动态性能的标识 测试和评估导则 421 3 同步电机励磁系统高电压试验的要求 421 4 励磁系统规范的准备导则 421 5 励磁系统关于系统稳定研究推荐的方法 C57 12 01 干式配电和电力变压器的一般要求 包括固态浇注和 或树脂灌封的绕组 C57 110 提供非正弦负荷电流时确定变压器容量推荐的方法 C57 116 直接与发电机连接的变压器的 IEEE 导则 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 C57 18 10 半导体电力整流变压器的要求和操作规程 其它标准 UL 508A 工业控制设备的安全标准 UL 50BC 功率变换设备的标准 CSA 22 2 NO