SEC1005型 小型发电机微机静止励磁装置科大创新股份有限公司科聚分公司公公司司简简介介科大创新股份有限公司是中国科技大学、中国科学院等离子体物理研究所、中国科学院智能机械研究所等单位于 1999 年联合创办的股份制有限公司，坐落于景色优美的合肥国家高新技术产业开发区科大创新股份有限公司是国家认定的高新技术企业和经国务院授权批准的博士后工作站公司依托中国科技大学和中国科学院的科技优势和人才优势，主营电力、电子与工业过程自动化等方面的软件、设备、器械以及新型化工材料等产品，于 2002 年在上海证券交易所挂牌上市科大创新公司科聚分公司前身是中科院等离子体物理研究所电器设备厂，创立于 1986 年，1994 年改制为合肥科聚高技术有限责任公司科聚公司是国内最早利用国家自然科学基金和国家攻关项目的支持，对氧化锌压敏材料科学和工艺进行研究与开发应用的单位，在国内率先将高能氧化锌非线性电阻用于大中型发电机转子灭磁及过电压保护，并持续研究、开发了多代产品，为新型氧化锌移能灭磁技术在国内的推广应用做出了巨大贡献公司曾承担了国家重大科技攻关项目“三峡水轮发电机灭磁及过电压保护”等多项研究课题，共获国家和省部级成果及科技进步奖 14 项，专利 11 项。
经过多年持续不懈的努力，科聚公司又开发出富有特色的发电机励磁功率整流装置和大中小型发电机励磁调节器系列产品，其技术、性能和生产工艺均居国内领先水平，并取得了可喜的应用业绩，为发电机励磁业界所瞩目科聚分公司位于合肥高新技术开发区科学大道 G-1 区，占地面积12000m2，厂房 8600m2公司拥有国内独一无二的发电机转子 1:1 灭磁模拟试验室，具有 5800 安培功率柜温升试验系统和全套发电机励磁调节器的静态调试设备，可进行容量至 60 万 kW 发电机组的全套励磁设备的出厂试验科大创新科聚分公司拥有一支高素质的员工队伍现有员工 100 余名，其中研究员 2 人，高级工程师 8 名，工程师 19 名75%以上员工具有大专以上学历，并拥有一支以多名博士和硕士为主要力量组成的研发队伍，致力于新技术、新材料、新产品的研究开发科聚的产品已遍及全国各地，部分产品销往国外高性能、高可靠的产品得到了国内外电力界朋友的长期支持和厚爱，使科聚持续取得娇人的业绩并得以迅速成长今天的科聚，正以创新的面貌和创新的风采展现在世人面前，坚持求实创新，服务社会和不断发展的理念，以更加先进优质的产品，更加满意周到的服务，回报长期支持科大创新和科聚电气事业发展的朋友和业界同仁！顾顾客客满满意意是是我我们们永永恒恒的的目目标标！！科大创新 科聚电气1产品说明书1. 产品概述产品概述SEC1005 型微机励磁装置是科大创新 SEC1000 系列发电机励磁产品中的一员，主要用作小型同步发电机的励磁及其自动调节。
它和 SEC2000 等用于大中型同步发电机的励磁装置具有相同的核心控制单元，属高端的微机励磁产品SEC1000 系列产品采用单通道微机励磁调节器，主要针对中小型发电机组设计，适合 50MW 及以下的汽轮发电机和 100MW 及以下的水轮发电机的励磁系统SEC1005 型微机励磁装置专为 15MW 及以下小型同步发电机组励磁系统设计产品以静止自并激励磁方式为主，适合额定励磁电流不超过 500A，额定励磁电压不超过 500V 的各种机组本产品同样可以用于励磁电流和励磁电压不超过上述范围的同步电动机的励磁，和用于发电机的产品略有差异当产品应用于同步电动机时，产品的型号为 SEC1005/SM产品通过参数的适当调整，也可适用于大中小各型同步发电机组的交流励磁机、直流励磁机和无刷励磁系统2. 产品的主要技术性能产品的主要技术性能2.1 产产品品满满足的技足的技术术条件条件GB/T 7409-1997 同步电机励磁系统GB 10585-1989 中小型同步电机励磁系统基本技术要求DL/T 583-1995 大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件GB 3797-89 电控设备第二部分：装有电子器件的电控设备GB/T 7894-2001 水轮发电机基本技术条件2.2 产产品技品技术术指指标标 发电机容量适用范围：15MW 及以下 发电机励磁方式：可控硅静止自并激励磁 额定励磁电流：500 A 额定励磁电压：500 V 强励顶值倍数：2 倍 强励允许时间：20 秒 励磁调节方式：AVR 和 FCR 两种运行方式可选 励磁调节算法：全数字式 PID+PSS 电压调节范围：10% ~ 140%科大创新 科聚电气2产品说明书 电压调差范围： +15% ~ -15%，每级0.33%可调； 电压调节精度：误差 < 0.5% 电压响应时间： 上升 0.1 秒，下降 0.15 秒 频率特性： 频率每变化 1%，机端电压变化不大于 0.25% 功率整流方式：三相可控硅全控整流桥 功率桥冷却方式：自冷 + 辅助风冷 灭磁方式：逆变灭磁 + 灭磁开关快速移能灭磁 过电压保护：交流侧三相阻断型阻容吸收 + 直流侧氧化锌非线性电阻限压吸能 系统强迫停机率：< 0.1%以上参数中，额定励磁电压、额定励磁电流、强励顶值倍数、强励允许时间等均指产品所具有的额定输出能力。
产品出厂时，将根据机组的实际运行要求在微机控制器内设定与机组相匹配的额定参数，保证机组的正常运行2.3 产产品品应应用的用的环环境条件境条件海拔高度： 2500 m环境温度：0C ~ +40C空气相对湿度： 90%，无冷凝空气成分：不含腐蚀性气体空间环境：户内，无淋水，无强烈的基础震动地震烈度： 8 度及以下地区3. 产品的主要功能与特点产品的主要功能与特点3.1 产产品品电电气气结结构原理构原理SEC1005 型静止微机励磁装置内含微机励磁调节器、硅整流桥、灭磁电路、起励电路以及二次控制电路、脉冲触发电路等，置于一个尺寸为 800 800 2200 的屏体内产品的功率整流电路一般为三相可控硅全控整流桥电气原理如图 1 所示对于励磁电流不超过 300A 的励磁系统，如 1MW 容量以下的水轮发电机的励磁和大中型发电机的交、直流励磁机的励磁等场合，另一种可选的方案是采用大功率半导体开关进行励磁电流的调节如图 2 所示为三相二极管功率整流桥加 IGBT 开关装置的励磁主电路励磁调节器的 PWM 输出直接驱动 IGBT 大功率管进行开关式励磁调节，可省去灭磁开关 QF（注：因具体设计不同，实科大创新 科聚电气3产品说明书际供货产品可能略有差异）。
图 1 励磁屏主电路原理图GS：主发电机 GCB：发电机出口断路器 TE：励磁变压器 TA：电流互感器 TV1、TV2：电压互感器 TS：同步变压器 AVR：励磁调节器 SCR：可控硅整流桥 FV：过电压保护 QF：灭磁开关 Rm：灭磁电阻 PA、PV1、PV2：表计3.2 励磁励磁调节调节器介器介绍绍3.2.1 高性能的硬件集成系统高性能的硬件集成系统SEC1005 型励磁装置的核心硬件系统，是采用工业控制上先进的高性能MCU + DSP 芯片构建的系统级励磁调节器专业处理内核，实时完成励磁系统的信号采集、处理、调节算法、控制保护、移相脉冲生成、通讯、人机接口、通道切换和故障自诊断等多项任务核心电路采用多层电路板设计，表面贴装工艺精心的设计，实现了现代数字励磁调节器先进的设计理念和高可靠运行要求的完美结合整个微机励磁控制器由 3 块电路板构成：系统板、信号采样板和脉冲功放板，集成安装在在一个很小的控制机箱内，构成了一个小体积、高集成的励磁图 2 使用 IGBT 开关的励磁主电路科大创新 科聚电气4产品说明书控制器控制器可直接与系统 PT、CT 相连，通过直接对三相交流电气参量的高速连续采样，直接测量发电机的各种电气运行参数，通过核心调节软件直接输出 6 路可控硅移相触发脉冲或 1 路用于开关式励磁调节的 PWM 斩波信号，可直接驱动三相可控硅全控整流桥或 IGBT 开关，不需专用的移相脉冲形成电路。
人机接口采用 LCD 液晶大屏幕，下拉式菜单，全汉字信息显示，五键式操作的方式，直观易用全系统的高集成设计，凸显微电子技术和现代控制理论的高度结合每套控制器均独立装设 RS232/485 通讯接口和工业现场总线 CAN 总线，可方便地与发电机监控系统(LCU)以及 DCS 系统相连，可实现远程计算机的自动控制硬件、软件系统在设计上采用了多重抗干扰技术，可适应恶劣电磁污染的工业环境，使之能在发电机现场轻松运行系统设有机端电压调节的自动通道（AVR）和用于磁场电流调节的手动通道（FCR），FCR 可自动跟踪 AVR 的调节参数，实现从自动到手动的无扰动切换励磁控制器的电源系统，采用交直流双套电源供电，提高了电源的可靠性3.2.2 稳定可靠的软件控制算法稳定可靠的软件控制算法励磁调节器采用数字式 PID 控制算法，算法稳定可靠，满足并超过励磁标准规定的各项精度指标方便易用的人机操作界面，可通过 LCD 液晶面板定制调节算法中的各个可调参数，并可将控制算法灵活配置成 P、PI、PD 和 PID调节器，适合各种不同应用场合的需要SEC1005 的控制器可根据用户需要，设定以下任一种运行方式：恒机端电压的闭环 PID 调节(AVR 方式或称自动方式)恒励磁电流的闭环 PID 调节（FCR 方式或称手动方式）给定可控硅触发角的开环运行方式（用于调试）产品用于同步电动机励磁时，还可以选定以下任一种运行方式：恒输出无功的闭环 PID 调节 恒功率因数的闭环 PID 调节控制软件支持-15% ~ +15%范围内的电压调差，调差率大小任意可调，可直接通过屏幕操作设定。
电力系统稳定器 PSS 作为内附的全软件产品固化在励磁控制器内，用户可根据发电机的运行要求，通过软件或外部切换开关将其投入或切除当 PSS 投入时，调节器的控制算法为 PID + PSS软件支持交流采样算法和直接移相脉冲生成技术CPU 通过对机端三相电压，定子电流的多点连续测量，计算出系统的 U、I 有效值，有功功率 P，无功科大创新 科聚电气5产品说明书功率 Q，功率因数 cos和频率 f 等量，进行 PID 调节运算和处理控制器还通过对三相同步信号的直接采样，自动生成三相可控硅功率桥所需的六路移相触发脉冲，省去了普通控制器必需的移相脉冲生成电路软件的 I/O 处理节省了大量的硬件电路，算法简单独特，不仅提高了控制响应速度和测量精度，也避免了复杂硬件电路可能产生的故障，提高了可靠性软件还支持逆变灭磁功能（只对可控硅全控桥励磁系统），逆变灭磁可避免灭磁开关直接分断励磁电流，减少触头烧蚀，从而提高了产品的可维护性，延长了产品寿命3.2.3 励磁调节器的主要附加功能励磁调节器的主要附加功能励磁限制保护器：最大励磁电流瞬时限制强励反时限限制欠励限制过磁通限制(V/F 限制器)机端过电压限制励磁系统检测与自诊断： PT 断线检测整流桥触发脉冲检测调节器电源异常或故障检测操作容错诊断智能调试辅助功能：自动录波功能操作时间自动记录功能操作员密码锁功能3.2.4 起励起励SEC1005 励磁装置设计了独特的发电机起励方式。
调节器接受开机命令后，首先尝试残压起励的方式，这在一般情况下，均可成功建压而顺利进入运行状态装置还专门设计了一套依靠直流 220V 电源的起励电路当发电机残压起励不成功时，将直接接通外部起励电路起励方式可选零起升压、软起励或 100%全压起励的方式，适合于各种机组起励的需要，灵活可靠3.3 三相功率整流三相功率整流桥桥励磁电源的功率整流部分采用三相全控桥式整流电路（较小的机组亦可选科大创新 科聚电气6产品说明书用半控整流桥或不可控整流桥+IGBT 开关），大功率半导体整流元件均选用优质大规格元件，设计裕量较大功率桥的冷却方式采用自冷+辅助风。