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1、水轮发电机智能控制柜一、概述我公司根据低压机组的特点和全智能化无人值守的要求，专门为提高低压机 组发电质量及自动化程度而设计的，本着高品质高性价比的原则，研发了三合一 智能柜EPC-3000系列低压水轮发电机组智能控制系统产品。本系统具有结构简单、设计新颖、综合自动化程度高、产品应用最新、集成 度高、最新的网络技术等优点，在一套系统中包含水机控制、功率智能控制、发 电机保护、同期、发电机温度巡检、转速检测、微机励磁、调速器控制等单元。其中机组控制环节采用“傻瓜式”智能控制设计理念，一键开停机、智能停 机，实现电站无人值守，少人值班的全自动化封闭式运行管理。本系统的核心控制部分 EPC-3000
2、 系列低压机组智能控制系统是一种实用、 安全、可靠、投资经济的具有免现场维护特点的控制柜，适合于低压小型水轮发 电机组，特别是农村小水电机组的新建或改造的高智能化要求的项目。本系统硬件、软件采用模块化、结构化，既便于设备的扩充，又利于功能的 增加和系统扩大规模，本系统包含下列功能：1）、一键式自动开机并网发电，按水位自动开、停机，低功率智能停机；2）、远程开停机智能控制，事故及紧急停机；3）、运行/停机智能在线监测，实现自动化无人值守（电气部分）4）、自动或手动调频、调功、增磁、减磁、同期并网；5）、最优化智能运行方式，可确保发电机处于最优化运行状态；6）、微机励磁控制，可实现恒压、恒无功、恒
3、功率因数智能运行方式；7）、调速器自动控制；8）、高精度发电机电量和非电量检测（三相电压、三相电流、有功功率、无 功功率、频率、COS、有功电度、转速、发电机温度、网压、网频等）；9）、保留常规手动操作及常规仪表；10）、温度巡检（016路可选），标准配置 8 路巡检功能11）、参数密码及智能越线保护，防止随意或失误修改造成设备不正常运行 或误动作12）、本系统是具有完整的独立控制功能，配上后台，可组成网络，完成电站的集中管理、集中控制、数据记录、查询打印等，多个电站可接受调度中心的远距离控制与调度，实现无人值守或少人值守。1.1主要技术指标发电机输出电压发电机输出电流 励磁输出电压 励磁输出
4、电流 温度测量精度 A/D转换： A/D转换速率： 电源适应性： 功率消耗：400V10%（三相交流）04000A0300V0500A8路输入，分辨率16位。100K/S。电源电压变化范围20V200W。1.2使用环境1）、自然环境 安装地点：室内；环境温度：-5C+45C；贮存温度：-10C+ 55C；海拔高度：W2500米；相对湿度：W90%，无凝露；安装倾斜角度：W10；允许振动条件为10150Hz时，振动加速度不大于5m/s2；地震设防烈度：WWI级；地面水平加速度0.2g ；地面垂直加速度0.1g； 使用环境的周围介质无爆炸危险，不应含有腐蚀性气体，所含导电尘埃的浓度不应使绝缘水平降
5、低到允许极限值以下。无线电干扰：电磁干扰（EMI）W1V/m ；电磁兼容性（EMC）10V/m 当海拔高度超过1000米时，最高温度的相应规定如下表：海拔高度（米）hW10001000hW15001500hW2000200020A需外置功率单元）10130优于 0.03616位300 次/秒优于 0.5小于 5小于 1.5 次小于 5 秒10%130%Ue （或 0%100%IFe）正调差，纵差为0.1，可设定频率变化 1 %，机端电压变化小于额定的不高于1 %每秒，不低于0. 1 %每秒0.1%给定调节速度：2.5.4 控制及调节功能2.5.4.1自动PID控制数字PID技术是将测量到的发电
6、机电压与给定值求差，再经线性放大，再进 入超前滞后校准环节，使系统具有快速的响应能力，保证系统稳态精度并使系统 稳定运行。2.5.4.2 手动控制手动控制是一种备用控制方式，当自动控制故障时自动切换到手动运行。手 动控制在调试和故障时会用到。手动控制以发电机转子电流作反馈量，经过PI校正后输出控制量。手动控制和自动控制互相自动跟踪。手动控制调节范围5%130%额定励磁电流（电压）。2.5.4.3 运行方式 恒机端电压闭环运行方式； 恒励磁电流闭环运行方式； 恒无功闭环运行方式； 恒功率因数运行方式；2.5.4.4 调差为保持多台机组并联运行，实现机组之间无功的稳定分配，调节器设置正调 差功能；
7、另一方面为缩短单元接线机组与系统的电气距离，补偿主变的阻抗压降， 设置负调差功能；考虑到低压机组的特点，本装置只配设正调差功能，单元接线 机组，则将调差系数设小或为零，范围为+15，整定步长为 0.01%。2.5.4.5 自诊断、容错、自恢复对于自动通道和手动通道，当发生反馈、命令信号丢失，参数、命令错误等 故障时，首先采取智能容错处理（运行参数的多组存储、运行参数的智能限幅、 工作曲线的智能限幅等等），保证发电机安全运行，并启动自恢复功能，恢复正 常的命令和参数信息；如恢复失败，发出报警信号，然后根据状态选择是否紧急 停机。2.5.5 控制器保护的原理及组成2.5.5.1 过励保护为防止励磁
8、装置由于软硬件故障导致的误强励而设置的保护功能，该保护为 不可自恢复型。2.5.5.2 断线保护由于采用了交流单相独立测量技术，单相的机端输入电压的断线不会导致励 磁装置核心控制单元的无法工作，但因其可能会影响到装置对有无功的检测，从 而影响到恒无功、恒功率因数调节，调差、低励限制等功能的正常工作，故设此 保护功能，当断线故障消除后，信号自动复归。2.5.5.3 强励限制当发电机端出现短路或冲击负荷使机端电压下降时，调节器将增大励磁输 出，以维持机端电压的稳定，促使保护快速，但为了防止过大励磁造成对发电机 的造成的损害，需要对强励进行限制，故设此限制功能。励磁电流低于限制动作 值，自动复归。2
9、.5.5.4 过励限制过励限制单元是根据磁场绕组的热稳定要求对励磁电流进行限制，具有与发 电机转子绕组发热特性匹配的反时限特性。当励磁电流小于 1.1 倍额定励磁电流 时，本限制功能不起作用。当励磁电流大于 1.1倍时，则按反时限曲线经过设定 时间自动将励磁电流限制在 1.1 倍额定励磁电流。在设定的电流复归既转子降温 时间内，若励磁电流又一次超过 1.1 倍，则立即加以限制。2.5.5.5 低励限制在发电机输出一定的有功功率 P 时，其允许输出的最大滞相无功，受到允许 的额定励磁电流和允许的额定定子电流两方面的限制。特别是当发电机高于额定 功率因数运行时，输出的最大滞相无功 Q 受允许的额定
10、定子电流的限制。为保证 发电机的安全运行，根据发电机的 PQ 特性曲线，限制发电机在一定的有功功率 P下的输出的滞相无功负荷Q；其限制曲线与发电机功率特性曲线中的励磁电流 限制曲线配合。2.5.5.6 低频保护根据发电机电压、频率的大小，调整励磁电流，使发电机电压不超过由频率 电压关系所确定的数值。V/F限制特性是与发电机及主变压器铁芯的过励磁特性 相匹配，保证发电机在一定频率范围内（一般为45HZ55HZ）能稳定机端电压； V/F 保护也称低频保护主要用来防止发电机和主变压器低频过激磁。2.5.5.7 过电压保护 为防止过电压对发电机造成的损害，装置设置了过电压保护。2.5.5.8 失磁保护 为防止励磁电流过小发电机长期运行造成的损害，装置设置了失磁保护。2.5.6 功率单元的组成和原理
