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1、GE Company ProprietaryGE的数字式控制系统，具有最大的可靠性，而且(rqi)设计灵活，操作方便。GEEX2100MB励磁系统由调节屏（AVR）、可控硅整流屏（SCR），交流进线屏和直流出线屏组成。第1页/共24页第一页，共25页。调节器（AVR）调节器的硬件采用三重冗余的控制器，在双通道M1、M2的基础上增加了C监控( jinkn)通道，增加了系统的可靠性。 控制器中的各板件通过底板的高速通讯母线控制器中的各板件通过底板的高速通讯母线ISBUSISBUS相互连接进行通讯。相互连接进行通讯。控制器控制器C C监控监控M1M1、M2M2的状态。的状态。励磁系统独立的的电源励磁
2、系统独立的的电源(dinyun)(dinyun)模块为每模块为每一个控制器一个控制器M1,M2,CM1,M2,C单独提供电源单独提供电源(dinyun)(dinyun)。励磁系统的输入电源励磁系统的输入电源(dinyun)(dinyun)为三路电源为三路电源(dinyun)(dinyun)并联，提高了可靠性。并联，提高了可靠性。第2页/共24页第二页，共25页。DPMACLEControlModuleM1DSPXM1Simplex ControlRedundant ControlACLEControlModuleM2DPMDSPXM2DSPXCEthernet Data Highway (Et
3、hernet Global Data, Modbus)ISBus - (Communication Across VME Backplane)M1: Control Module Master 1M2: Control Module Master 2C: Control Module ProtectionDPM: Dual-Ported MemoryEGD: Ethernet Global DataDesignedforMaximumReliability三冗余控制(kngzh)模式第3页/共24页第三页，共25页。发电机磁场接地( jid)检测装置采用了三冗余的方式，解决了接地( jid)检
4、测不能实现冗余的技术难题。 接地检测接地检测(jin c)(jin c)装置采用低频对地方波电压监测流过高阻抗接地电装置采用低频对地方波电压监测流过高阻抗接地电阻上的电流。可以判断交、直流侧接地并通过软件计算可以测出直流阻上的电流。可以判断交、直流侧接地并通过软件计算可以测出直流侧接地点的位置，使检修人员快速查找出转子接地点并及时处理，减侧接地点的位置，使检修人员快速查找出转子接地点并及时处理，减少停机时间。少停机时间。 Versamax PLCVersamax PLC为励磁系统提供与为励磁系统提供与远方远方DCSDCS所需要信号的所需要信号的I/OI/O结点。结点。结点容量大，可以满足各种结
5、点容量大，可以满足各种( ( zhn)zhn)不同需要的设计。不同需要的设计。第4页/共24页第四页，共25页。 就地操作员接口（就地操作员接口（KEYPADKEYPAD）直接安装在）直接安装在EX2100EX2100的控制柜上，可以进行的控制柜上，可以进行(jnxng)(jnxng)控制和维修操作控制和维修操作起动起动/ /停机停机调节器切换和调节器选择调节器切换和调节器选择 显示系统显示系统(xtng)(xtng)状态状态 发电机的发电机的 MW MW 和和 MVARS MVARS励磁电流和电压励磁电流和电压调节器平衡调节器平衡诊断显示诊断显示 报警历史报警历史应用数据应用数据I/O I/
6、O 接口状态接口状态测试和调整显示测试和调整显示第5页/共24页第五页，共25页。 控制(kngzh)员操作界面（COI）为发电机励磁装置提供方便的彩色的触摸屏接口。人机界面友好，可以在较直观的图形程序框图中进行整定。COICOI通过光纤与通过光纤与AVRAVR相互通讯，相互通讯，AVRAVR除了除了接收运行指令外，还将各种报警故障信号接收运行指令外，还将各种报警故障信号(xnho)(xnho)上传至主控室，便于运行人员及上传至主控室，便于运行人员及时了解运行中的故障。时了解运行中的故障。第6页/共24页第六页，共25页。 起励模块：起励模块：起励模块采用两相起励模块采用两相380V AC38
7、0V AC电压经过整流后并滤波（或直流电源），电压经过整流后并滤波（或直流电源），通过起励继电器的接点，将电压加到发电机的励磁回路。通过起励继电器的接点，将电压加到发电机的励磁回路。起励继电器由控制器上起励继电器由控制器上EMIOEMIO板的驱动器进行控制。板的驱动器进行控制。在起励过程中，起励模块为发电机转子绕组提供在起励过程中，起励模块为发电机转子绕组提供15%-20%15%-20%的的AFNLAFNL（空载励磁电流）（空载励磁电流）当发电机电压上升到规定值时，起励回路自动当发电机电压上升到规定值时，起励回路自动(zdng)(zdng)退出退出 。第7页/共24页第七页，共25页。 可控硅
8、整流柜可控硅整流柜可控硅整流柜包括整流元件、脉冲触发放大板可控硅整流柜包括整流元件、脉冲触发放大板（EGPAEGPA）、桥臂电感线圈和缓冲器（）、桥臂电感线圈和缓冲器（SNUBERSNUBER）等。等。可控硅整流桥采用可控硅整流桥采用N+1N+1冗余设计，采用冗余设计，采用4 4英寸大功英寸大功率整流管，单桥出力可达到率整流管，单桥出力可达到3000A3000A。应用的并联整。应用的并联整流桥支路数减少，均流效果好。流桥支路数减少，均流效果好。 目前目前GEGE公司已经有公司已经有111111套采用套采用100MM100MM可控硅的整可控硅的整流设备在全球运行。其它公司目前还没有。流设备在全球
9、运行。其它公司目前还没有。对于对于600MW600MW机组，设计为机组，设计为3 3桥并联，当一个整流桥桥并联，当一个整流桥因故障退出，其余两桥可以满足因故障退出，其余两桥可以满足(mnz)(mnz)发电机包发电机包括强励在内的所有工况。括强励在内的所有工况。第8页/共24页第八页，共25页。 冷却风机冷却风机可控硅整流桥采用强迫可控硅整流桥采用强迫(qing p)(qing p)风冷。每个整流柜安风冷。每个整流柜安装一台风机，风机由装一台风机，风机由380V AC380V AC电源供电，可以在励磁电源供电，可以在励磁系统运行时方便地在线更换。系统运行时方便地在线更换。触发脉冲放大板（触发脉冲
10、放大板（EGPAEGPA）脉冲板从控制器中的脉冲板从控制器中的ESELESEL板获得导通命令对板获得导通命令对6 6个可控个可控硅发出触发脉冲。同时它也是导通电流反馈、整流桥硅发出触发脉冲。同时它也是导通电流反馈、整流桥通风和温度监测信号的接口。通风和温度监测信号的接口。五极开关五极开关整流桥加装五极开关，使得其交直流两侧具有明显的整流桥加装五极开关，使得其交直流两侧具有明显的分断点，使检修人员能方便地在线更换故障整流桥的分断点，使检修人员能方便地在线更换故障整流桥的故障元件。故障元件。 第9页/共24页第九页，共25页。 灭磁及过电压保护装置灭磁及过电压保护装置正常停机时，系统采用逆变灭磁。
11、正常停机时，系统采用逆变灭磁。事故状态下，控制器发出闭锁脉冲命令，然后发送跳闸信事故状态下，控制器发出闭锁脉冲命令，然后发送跳闸信号给灭磁开关，同时也发送给灭磁模块的触发回路。号给灭磁开关，同时也发送给灭磁模块的触发回路。灭磁模块将线性灭磁电阻接入灭磁，再经过灭磁模块将线性灭磁电阻接入灭磁，再经过20ms20ms后灭磁后灭磁开关动作。开关动作。励磁系统的最大灭磁开断容量为励磁系统的最大灭磁开断容量为100KA100KA。可以保证发电机。可以保证发电机在机端短路、空载误强励等极端的情况下快速可靠的灭磁。在机端短路、空载误强励等极端的情况下快速可靠的灭磁。每个灭磁模块上设有两个独立每个灭磁模块上设
12、有两个独立(dl)(dl)的霍尔效应导通传感的霍尔效应导通传感器回路。当任何一个回路导通或者当可控硅阳极对阴极电器回路。当任何一个回路导通或者当可控硅阳极对阴极电压超过过电压整定值时，灭磁模块将灭磁电阻接入进行灭压超过过电压整定值时，灭磁模块将灭磁电阻接入进行灭磁。磁。GERAPID6007第10页/共24页第十页，共25页。 励磁调节器的软件励磁调节器的软件软件是从软件是从GE TOOLBOX GE TOOLBOX 下载励磁调节器上的，并储存于控制器中。下载励磁调节器上的，并储存于控制器中。该软件具有诊断，趋势变化和逻辑强制能力。该工具盒也包括应用软件、该软件具有诊断，趋势变化和逻辑强制能力
13、。该工具盒也包括应用软件、I/OI/O口分配、口分配、参数整定所用的编辑器。参数整定所用的编辑器。各种数学功能块和动态数据分析。动态数据分析不需要将附加的试验设备连接到各种数学功能块和动态数据分析。动态数据分析不需要将附加的试验设备连接到EX2100EX2100就能进行就能进行AVRAVR，FVRFVR，OELOEL和和UELUEL及及PSSPSS各种功能的频率响应分析。各种功能的频率响应分析。软件操作界面友好，可以查看运行信号，进行系统参数修改软件操作界面友好，可以查看运行信号，进行系统参数修改(xigi)(xigi)，设置简单、方，设置简单、方便。便。多重的保护和限制功能确保励磁装置、发电
14、机组和电力系统的安全、稳定、经济的多重的保护和限制功能确保励磁装置、发电机组和电力系统的安全、稳定、经济的运行。运行。第11页/共24页第十一页，共25页。 模拟器（Simulator）励磁系统软件中含有一个精确的发电机模型。它可以配置成很近似地描述发电机的实际运行状态。在机组初次启动之前或机组停运时，可以用它对调节器、限制器和保护功能进行校验，节约(jiyu)了整组启动时的调试时间。另外可以用该软件对运行人员进行现场调试的培训，节约(jiyu)培训时间及培训费用。第12页/共24页第十二页，共25页。第13页/共24页第十三页，共25页。电力系统稳定器（电力系统稳定器（PSSPSS）GE E
15、X2100MBGE EX2100MB励磁控制系统采用基于加速功率积分的原理全集励磁控制系统采用基于加速功率积分的原理全集成的数字式成的数字式PSSPSS，可以有效地抑制电力系统的低频震荡，避免了，可以有效地抑制电力系统的低频震荡，避免了传统的传统的PSSPSS存在的有功反调现象。存在的有功反调现象。PSSPSS采用采用IEEE PSS2BIEEE PSS2B模型，具有三阶模型，具有三阶 超前一滞后超前一滞后 校正，增校正，增加了系统的鲁棒性。加了系统的鲁棒性。PSSPSS采用自身的白噪声信号，调试方便，减少了试验采用自身的白噪声信号，调试方便，减少了试验(shyn)(shyn)中中的接线工作。
16、的接线工作。第14页/共24页第十四页，共25页。第15页/共24页第十五页，共25页。通讯(tngxn)通过ETHERNET采用光纤与远方的COI进行通讯(tngxn)。通过通过Modbus RTU直接与用户的DCS（分布式控制系统）相连接，增加了灵活性。 系统内部各控制器及其他单元之间采用ISBUS总线进行数据交换和通讯(tngxn)。 第16页/共24页第十六页，共25页。控制器由以下板卡构成控制器由以下板卡构成(guchng):(guchng): DSPX DSPX数字信号处理器控制板（数字信号处理器控制板（DSPXDSPX） ACLE ACLE应用控制层模块应用控制层模块 （ACLE
17、ACLE） EISB EISB励磁装置励磁装置ISIS母线板母线板 （EISBEISB） EMIO EMIO励磁装置主励磁装置主I/OI/O板板 （EMIOEMIO） ESEL ESEL励磁装置选择器板励磁装置选择器板 （ ESEL ESEL） DSPXDSPX板是主控制器，它提供板是主控制器，它提供(tgng)(tgng)逻辑控制、信号处理和接口的功能，逻辑控制、信号处理和接口的功能，并与并与ACLEACLE分担控制任务。分担控制任务。DSPXDSPX板包含有一个高性能数字信号处理器（板包含有一个高性能数字信号处理器（DSPDSP），标准存储组件，），标准存储组件，以及一块特殊用途集成电路（
18、以及一块特殊用途集成电路（ASICASIC），此电路可以执行定制的逻辑功能），此电路可以执行定制的逻辑功能 。CPUCPU的型号为的型号为TMS320C31TMS320C31，时钟频率为，时钟频率为60MHZ60MHZ。具有四个外部中断。具有四个外部中断第17页/共24页第十七页，共25页。 DSPXDSPX板是主控制器，它提供逻辑控制、信号处理和接口的功能，并与板是主控制器，它提供逻辑控制、信号处理和接口的功能，并与ACLEACLE分担控制任务。分担控制任务。DSPXDSPX板包含有一个高性能数字信号处理器（板包含有一个高性能数字信号处理器（DSPDSP），标准存储组件，以及），标准存储组件
19、，以及一块特殊用途集成电路（一块特殊用途集成电路（ASICASIC），此电路可以执行定制的逻辑功能），此电路可以执行定制的逻辑功能 。DSPDSP型号为型号为TMS320C31TMS320C31，时钟频率为，时钟频率为60MHZ60MHZ。具有四个外部中断：具有四个外部中断：堆栈溢出（堆栈溢出（INT0INT0）内部循环负载脉冲（内部循环负载脉冲（INT1INT1）两个可配置输入（两个可配置输入（INT2INT2、INT3INT3）DSPXDSPX控制板上提供有以下类型的存储器控制板上提供有以下类型的存储器 ：闪存（闪存（FLASHFLASH），用于存储），用于存储DSPDSP的引导图像、代码
20、执行和可配置项目的引导图像、代码执行和可配置项目(xingm)(xingm)，例如系统的历史记录。，例如系统的历史记录。随机存储器（随机存储器（RAMRAM），用于数据存储和代码执行。），用于数据存储和代码执行。非易失随机存取存储器（非易失随机存取存储器（NVRAMNVRAM），用于存储非易失性的数据。），用于存储非易失性的数据。附加存储器，用于标识控制板的修改记录。附加存储器，用于标识控制板的修改记录。 第18页/共24页第十八页，共25页。 DSPXDSPX提供的功能包括：提供的功能包括：整流桥触发回路控制、整流桥触发回路控制、I/OI/O处理、以及内部环路处理、以及内部环路(hun l)
21、(hun l)调节：调节：励磁电压调节器（励磁电压调节器（FVRFVR）励磁电流调节器（励磁电流调节器（FCRFCR）送至送至ESELESEL板的板的SCRSCR触发信号。触发信号。起动起动- -停机功能停机功能起励控制起励控制报警和跳闸逻辑报警和跳闸逻辑发电机测量仪表处理发电机测量仪表处理发电机模拟发电机模拟第19页/共24页第十九页，共25页。ACLE板Pentium P5 266MHz的中央处理器单元（CPU）ACLE提供(tgng)与汽轮机控制、LCI和HMI的以太网通讯，并运行如下的外部环路控制功能。自动电压调节器 （AVR）电力系统稳定器 （PSS）低励磁限制调节器 （UEL）VA
22、R/功率因数调节器 （VAR/PF） 第20页/共24页第二十页，共25页。EISB板励磁装置IS母线板（EISB）是M1、M2和C控制模块之间的特殊通讯接口板。EISB是高速通讯母线，用于提供在M1、M2和C中的3个DSPX之间的通讯。EISB通过底板连接器，接收并发送光缆反馈信号。它通过控制底板将它们发送到DSPX控制器，并利用RS-232C在DSPX和工具（tool）以及键盘（Keypad）端口之间进行通讯。通过前面板上的6个光缆接口，利用EDCF板，接收从发电机磁场(cchng)来的电流和电压信号，并接收和发送信号到接地检测模块（EGDM）。EMIO板EMIO板管理从EPCT、ECTB
23、、EACF和EXTB端子板来的I/O。该I/O包括PT和CT信号，节点输入、输出继电器驱动器和跳闸控制继电器的驱动。通过底板，它也送出逻辑电平的触发脉冲信号到ESEL板，ESEL将它们送到功率整流柜中的EGPA。 第21页/共24页第二十一页，共25页。ESEL板励磁装置选择器板ESEL从与它相对应EMIO接收逻辑电平的6个触发脉冲信号。这些脉冲信号分配到励磁装置触发脉冲放大器板（EGPA）。二个ESEL板，其中一个由M1驱动，另一个由M2驱动。工作的ESEL由控制器C选择，由它将所需的控制信号送到EGPA板 。如果控制器C出现故障，那么系统(xtng)默认M1为主控制器进行工作。 第22页/
24、共24页第二十二页，共25页。 GE EX2100MB励磁系统在中国市场的业绩1. 国电电力山西大同第二发电(fdin)厂 2600MW 已投入商业运行 2. 河北大唐王滩发电(fdin)厂 2600MW 调试中3. 内蒙古上都发电(fdin)厂 2600MW4. 江苏太仓发电(fdin)厂 2600MW5. 广东汕头发电(fdin)厂 1600MW 调试中6. 福建大唐宁德发电(fdin)有限责任公司 2600MW7. 广东大唐潮州发电(fdin)有限责任公司 2600MW8. 武汉华中华能发电(fdin)有限责任公司 2600MW9. 华能珞璜电厂三期扩建工程 2600MW10.华电包头发
25、电(fdin)有限公司 2600MW11.四川广安电厂三期工程 2600MW12.四川泸州川南发电(fdin)有限责任公司 2600MW13.国电电力庄河发电(fdin)厂 2600MW14.北方联合电力鄂尔多斯发电(fdin)厂 2600MW 15.内蒙古京隆发电(fdin)有限责任公司 2600MW16.河南信阳发电(fdin)有限责任公司 2600MW17.江苏大唐国际吕四港发电(fdin)有限责任公司 2600MW第23页/共24页第二十三页，共25页。感谢您的观赏(gunshng)第24页/共24页第二十四页，共25页。内容(nirng)总结GE Company Proprietary。励磁系统的输入电源为三路电源并联，提高了可靠性。接地检测装置采用低频对地方波电压(diny)监测流过高阻抗接地电阻上的电流。在起励过程中，起励模块为发电机转子绕组提供15%-20%的AFNL（空载励磁电流）。灭磁模块将线性灭磁电阻接入灭磁，再经过20ms后灭磁开关动作。当任何一个回路导通或者当可控硅阳极对阴极电压(diny)超过过电压(diny)整定值时，灭磁模块将灭磁电阻接入进行灭磁。感谢您的观赏第二十五页，共25页。
