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1、WKKL2000微机励磁 调节器简介 WKKL2000微机励磁 调节器简介 WKKL2000微机励磁 调节器简介 WKKL2000微机励磁 调节器简介 中国电力科学研究院王亮等中国电力科学研究院王亮等中国电力科学研究院王亮等中国电力科学研究院王亮等 概述概述 WKKLWKKL- - - -2000 2000 微机励磁调节器为中国电力科学研究院研制、开微机励磁调节器为中国电力科学研究院研制、开微机励磁调节器为中国电力科学研究院研制、开微机励磁调节器为中国电力科学研究院研制、开 发并生产的第二代微机励磁调节器。随着全国联网的不断深入，我国发并生产的第二代微机励磁调节器。随着全国联网的不断深入，我国
2、发并生产的第二代微机励磁调节器。随着全国联网的不断深入，我国发并生产的第二代微机励磁调节器。随着全国联网的不断深入，我国 电力系统规模越来越大，励磁系统对提高电力系统动态稳定性的作用电力系统规模越来越大，励磁系统对提高电力系统动态稳定性的作用电力系统规模越来越大，励磁系统对提高电力系统动态稳定性的作用电力系统规模越来越大，励磁系统对提高电力系统动态稳定性的作用 也更加突出。也更加突出。也更加突出。也更加突出。 WKKLWKKL- - - -20002000将电科院几代专家多年电力系统稳定器（将电科院几代专家多年电力系统稳定器（将电科院几代专家多年电力系统稳定器（将电科院几代专家多年电力系统稳定
3、器（ PSSPSSPSSPSS）研究的成果进行了产品化，国内首次成功开发了采用改进研究的成果进行了产品化，国内首次成功开发了采用改进研究的成果进行了产品化，国内首次成功开发了采用改进研究的成果进行了产品化，国内首次成功开发了采用改进型型型型 PSSPSSPSSPSS- - - -2A2A2A2A模型的电力系统稳定器（模型的电力系统稳定器（模型的电力系统稳定器（模型的电力系统稳定器（PSSPSSPSSPSS）功能，完全解决了采用单一电功能，完全解决了采用单一电功能，完全解决了采用单一电功能，完全解决了采用单一电 功率信号的功率信号的功率信号的功率信号的PSSPSSPSSPSS- - - -1A1
4、A1A1A模型带来的模型带来的模型带来的模型带来的“ “反调反调反调反调” ”问题。问题。问题。问题。 WKKLWKKL- - - -20002000适用于从三机励磁到自并励等各种方式的励磁系统适用于从三机励磁到自并励等各种方式的励磁系统适用于从三机励磁到自并励等各种方式的励磁系统适用于从三机励磁到自并励等各种方式的励磁系统 ，是现代大、中型同步发电机理想的励磁调节装置。，是现代大、中型同步发电机理想的励磁调节装置。，是现代大、中型同步发电机理想的励磁调节装置。，是现代大、中型同步发电机理想的励磁调节装置。特别适用于特别适用于特别适用于特别适用于 200200200200MwMwMwMw600
5、Mw600Mw600Mw600Mw三机励磁系统励磁调节器的改造。三机励磁系统励磁调节器的改造。三机励磁系统励磁调节器的改造。三机励磁系统励磁调节器的改造。 一、技术特点一、技术特点 1. 遵于标准，高于标准遵于标准，高于标准 全面满足国标和行标及发电公司的安全稳定性评价要求，性能指 标全面优于标准。 全面满足国标和行标及发电公司的安全稳定性评价要求，性能指 标全面优于标准。 2. 采用经典PID+PSS控制方式采用经典PID+PSS控制方式 对于交流励磁机励磁系统采用转子电压硬负反馈提高励磁系统的 动态响应速度，励磁系统性能指标全面满足国标和行标要求。 对于交流励磁机励磁系统采用转子电压硬负反
6、馈提高励磁系统的 动态响应速度，励磁系统性能指标全面满足国标和行标要求。 3. 模型清晰、准确模型清晰、准确 采用高精度浮点离散化算法，计算误差小，精度高。采用高精度浮点离散化算法，计算误差小，精度高。PID及及PSS 频率特性（包括幅频和相频特性）计算机仿真和动态信号分析仪实 测结果比较，在 频率特性（包括幅频和相频特性）计算机仿真和动态信号分析仪实 测结果比较，在010Hz范围内相角误差小于范围内相角误差小于0.1，增益误差小于 0.5%。 ，增益误差小于 0.5%。 4. PSS- -2A型电力系统稳定器（型电力系统稳定器（PSS），完全解决），完全解决“反调反调”问题。问题。 改进型改
7、进型PSS-2A电力系统稳定器模块在电力系统稳定器模块在WKKL-2000微机 励磁调节器应用，开创了国内调节器的先河。 微机 励磁调节器应用，开创了国内调节器的先河。 5. 测量精度高测量精度高 每周波24点交流采样，快速傅立叶变换，完全消除零漂 等对测量精度的影响。14位高速A/D变换器，保证了测量通 道的精度和快速性。 每周波24点交流采样，快速傅立叶变换，完全消除零漂 等对测量精度的影响。14位高速A/D变换器，保证了测量通 道的精度和快速性。 6. 强大的网络功能强大的网络功能 具有强大的通讯功能，双通道及调节器及功率柜之间通 过可靠的现场总线CAN-BUS进行连接，实现数据共享和协
8、调 控制。每个控制通道都提供两个独立、并进行隔离的RS232 和485接口。非常方便的实现调节器与上位管理机的通讯以 及与电厂DCS系统的连接。 具有强大的通讯功能，双通道及调节器及功率柜之间通 过可靠的现场总线CAN-BUS进行连接，实现数据共享和协调 控制。每个控制通道都提供两个独立、并进行隔离的RS232 和485接口。非常方便的实现调节器与上位管理机的通讯以 及与电厂DCS系统的连接。 7.方便、友好的人机界面方便、友好的人机界面 大屏幕液晶显示器，树型菜单结构，方便直观，支持在线 参数整定，测量显示，试验控制等操作，能显示试验波形和故 障波形，以及故障类型和事件 大屏幕液晶显示器，树
9、型菜单结构，方便直观，支持在线 参数整定，测量显示，试验控制等操作，能显示试验波形和故 障波形，以及故障类型和事件SOE。 8. 方便实用的上位机管理软件方便实用的上位机管理软件 ESM-V1.0为为WKKL-2000微机励磁调节器专门配套使用的 上位机管理软件，支持励磁系统实时数据的的显示，参数整定 ，故障记录，故障波形显示，定值报告，试验报告的自动生成 系统及打印输出。 微机励磁调节器专门配套使用的 上位机管理软件，支持励磁系统实时数据的的显示，参数整定 ，故障记录，故障波形显示，定值报告，试验报告的自动生成 系统及打印输出。 9. 高度集成化硬件设计高度集成化硬件设计 WKKL- -20
10、00 采用超大规模逻辑器件采用超大规模逻辑器件CPLD，该器件通过灵 活编程能实现传统的数十个芯片组合才能完成的功能，一个芯 片即完成了 ，该器件通过灵 活编程能实现传统的数十个芯片组合才能完成的功能，一个芯 片即完成了CPU的所有外围电路。大大提高了系统的可靠性。的所有外围电路。大大提高了系统的可靠性。 10. 国际先进的体系结构设计，控制器国际先进的体系结构设计，控制器 + 可控硅可控硅 = 励磁调节器励磁调节器 WKKL- -2000 采用标准的采用标准的6U机箱，背插结构，使得信 号流流向一致，减少了信号交叉的影响，提高了系统的抗干 扰能力，机箱采用全封闭结构，机箱内集成了除可控硅外励
11、 磁调节器全部元件，结构简洁、紧凑。主要板件全部采用多 层板，表面贴装工艺。 机箱，背插结构，使得信 号流流向一致，减少了信号交叉的影响，提高了系统的抗干 扰能力，机箱采用全封闭结构，机箱内集成了除可控硅外励 磁调节器全部元件，结构简洁、紧凑。主要板件全部采用多 层板，表面贴装工艺。 11. 超强抗干扰能力，超强抗干扰能力，100%消除软故障消除软故障 通过精心的电路设计，合理的处理接地、滤波、屏蔽等 方面的细节，使得装置的抗干扰能力达到严酷等级级以上 的标准。 通过精心的电路设计，合理的处理接地、滤波、屏蔽等 方面的细节，使得装置的抗干扰能力达到严酷等级级以上 的标准。 12. 运行方式灵活
12、多样运行方式灵活多样 WKKL- -2000 可以工作在双柜均流工作方式，也可以工 作在主备用工作方式。用户可根据具体情况选择。 可以工作在双柜均流工作方式，也可以工 作在主备用工作方式。用户可根据具体情况选择。 二、主要功能二、主要功能 1. 调节及控制功能调节及控制功能 1.1 自动运行方式即发电机恒机端电压自动运行方式即发电机恒机端电压PID调节调节 1.2 手动运行方式即发电机恒励磁电流手动运行方式即发电机恒励磁电流PID调节调节 1.3 自动手动之间相互跟踪，实现各种方式下无扰动切换自动手动之间相互跟踪，实现各种方式下无扰动切换 1.4 通道之间相互跟踪，实现通道之间无扰动切换通道之
13、间相互跟踪，实现通道之间无扰动切换 1.5 发电机恒定触发角运行发电机恒定触发角运行 1.6 无功调差调节，可任意设置正、负调差方向，调差系数无功调差调节，可任意设置正、负调差方向，调差系数0- 15%任意调节，级差任意调节，级差1% 1.7 完成发电机在空载、负载等工况下的机组稳定运行及无功 的平滑调节 完成发电机在空载、负载等工况下的机组稳定运行及无功 的平滑调节 1.8 参数的在线修改及记录，保证掉电数据不遗失参数的在线修改及记录，保证掉电数据不遗失 1.9 可通过串行口或以太网将可通过串行口或以太网将WKKL-2000发电机励磁系统接 入电厂 发电机励磁系统接 入电厂DCS系统，将调节
14、过程中的数据实时传送到上位机 ，并接受上位机的控制命令 系统，将调节过程中的数据实时传送到上位机 ，并接受上位机的控制命令 1.10、电力系统稳定器（、电力系统稳定器（PSS）附加控制）附加控制 为了抑制系统的低频振荡，本调节器具有电力系统稳定器功 能，采用改进型的 为了抑制系统的低频振荡，本调节器具有电力系统稳定器功 能，采用改进型的PSS-2A电力系统稳定器的模型，完全解决了 单一采用电功率信号的 电力系统稳定器的模型，完全解决了 单一采用电功率信号的PSS-1A模型带来的反调问题。目前这一 技术已经在三峡水力发电厂成功投入运行，取得了明显的效果， 深得三峡电厂和国调公司的好评。 模型带来
15、的反调问题。目前这一 技术已经在三峡水力发电厂成功投入运行，取得了明显的效果， 深得三峡电厂和国调公司的好评。 PSS具有下列辅助功能：具有下列辅助功能： a)自动投切；自动投切； b)手动投切；手动投切； c)输出限幅，限幅值为发电机电压标么值的输出限幅，限幅值为发电机电压标么值的5%10%； d)故障时自动退出运行。故障时自动退出运行。 e) 自动电压调节器有自动电压调节器有PSS输出信号的模拟量测量口以及输出信号的模拟量测量口以及PSS相 加点模拟量信号输入口，方便测量整定 相 加点模拟量信号输入口，方便测量整定PSS特性。特性。 2.限制和保护功能限制和保护功能 2.1 PT断线保护断
16、线保护 通过两组通过两组PT间进行比较，或同一间进行比较，或同一PT不同相之间的电压比 较判断 不同相之间的电压比 较判断PT断线，励磁断线，励磁PT断线切手动，仪表断线切手动，仪表PT断线发信号。断线发信号。 2.2 V/Hz保护（压保护（压/频保护）频保护） VHz是为了防止发电机及其出口变压器出现磁饱和。限 制和保护的原则是： 是为了防止发电机及其出口变压器出现磁饱和。限 制和保护的原则是： (a) 当当 VHz设定值时，闭锁增磁设定值时，闭锁增磁,发过发过 V/Hz信号，限制 增磁。 信号，限制 增磁。 (b) 当当 VHz(设定值时设定值时+0.05)，面板，面板 VHz故障指示灯亮 ，过 故障指示灯亮 ，过V/Hz继电器动作，励磁调节器转为手动方式运行。切手 动 继电器动作，励磁调节器转为手动方式运行。切手 动1S后，如果后，如果V/Hz仍然动作，则本通道退出运行。仍然动作，则本通道退出运行。 (c ) 当频率大于当频率大于45Hz，小于，小于47.5Hz，等比例减小自动运行给 定值。 ，等比例减小自动运行给 定值。 (d) 当频率低于
