励磁U5000

上海发电设备成套设研究所 上海科达机电控制有限公司 编译 ABB 版所有，保留技术上修改权利 Unitrol 5000 功能说明-new 3BHS110389 E 第 1 页 共 37 页 ABB UNITROL 5000 双通道数字式静态励磁系统 功功能能说说明明 上海发电设备成套设计研究所 上海发电设备成套设研究所 上海科达机电控制有限公司 编译 ABB 版所有，保留技术上修改权利 Unitrol 5000 功能说明-new 3BHS110389 E 第 2 页 共 37 页 ABB UNITROL®F/5000 数字式励磁调节器简介 ABB_Industrie_AG 位于瑞士 Tugi,自 1908 年成功开发世界上第一台电压调节器以来，在设 计制造电压调节器和静态励磁设备方面，已有近 100 年的经验。目前多用途的 UNITROL 系列数字 自动励磁调节器模块，以其卓越的技术、一流的质量和完善的技术服务，每年全球范围内销售业 绩近万台，为世界范围内设计和销售励磁电压调节器和静态励磁系统的中心和第一大供应商。 1997 年，为了引进和消化国外的先进技术进行高起点的发展，上海发电设备成套设计研究所 （SPERI）与瑞士 ABB 公司签订协议进行紧密合作，派遣多批工程技术人员赴瑞进行技术培训， 全面掌握了 ABB 最先进的 UNITROL®系列励磁系统的软硬件、工程设计 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 和现场调试方法。根据 双方协议，SPERI 作为 ABB 励磁调节器在中国大陆地区的工程中心和合作生产基地，引进 ABB UNITROL®系列励磁调节器全套模块部件在上海总装生产（就 UNITROL® F 而言，国产件占总价不 超过 3％，主要为柜体和接线端子等），其制造 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 和质量控制均经过瑞士 ABB 发电机励磁调节 器设计生产部门（ABB IAR）的认可，产品主要供应国内和东南亚市场。目前，国内的 ABB 励磁 调节系统，不论是原装还是双方合作生产产品，均由 SPERI 的经 ABB 考核认可的工程技术人员承 担现场调试和售前售后服务，可使用户得到便捷可靠的技术支持。 UNITROL® F 和 UNITROL® 5000 型号双通道微机励磁调节器采用了 ABB 目前最先进技术，应用 广泛。在火电机组中，UNITROL® F 适用于国内 600MW 及以下机组的三机励磁方式和 135MW 及以下 机组的静态励磁方式（自并励系统），而 200MW 及以上机组的静态励磁装置则采用 UNITROL® 5000 系统。UNITROL® F/5000 双通道微机励磁调节器具有很高的可靠性,其最高平均无故障时间 为 45 年，N-1 自并励系统的平均无故障时间为 25 年。另外，SPERI 建立有 ABB UNITROL 系列励 磁系统完整的备品备件库。 UNITROL® F/5000 双通道微机励磁调节器具有响应速度快，调节精度高，调节和保护功能完 善，结构紧凑，抗干扰能力强，调试运行维护简便（数字化的免维护特性，系统内无一个可调整 电位器），可靠性高等特点。性能指标全面达到并超过 GB/T7409.3 标准和 IEC2A 标准要求，发 电机自动零起升压过程可做到电压基本无超调、无振荡，并具备下列四种运行方式：机端恒压运 行方式、恒励磁电流运行方式、恒无功功率运行方式、恒功率因数运行方式。 现在，ABB 的 UNITROL 系列励磁调节器在国内已有一百多台套的投运业绩，而 SPERI 和 ABB 合作生产的励磁调节器，订货 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 已经超过 100 多套，投运超过 50 多套。例如在山东十里泉、 上海石洞口一厂、深圳妈湾电厂、浙江镇海电厂、广西桂林电厂、山东邹县电厂、安徽马鞍山万 能达电厂、河南姚孟电厂、新乡电厂等几十余家电厂投运至今，最长已经安全运行超过 3年。 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 上海发电设备成套设研究所 上海科达机电控制有限公司 编译 ABB 版所有，保留技术上修改权利 Unitrol 5000 功能说明-new 3BHS110389 E 第 3 页 共 37 页 目 录 ABB UNITROL®F/5000 数字式励磁调节器简介 ............................ 2 1 系统概述 ..................................................... 4 2 机械结构设计 .................................................. 7 3 UNITROL® 5000 型励磁调节器 .................................... 10 3.1 总述 .................................................................................................................10 3.2 配置和机械设计 ...............................................................................................10 3.3 主要的控制单元 ...............................................................................................13 3.4 励磁系统内的通讯............................................................................................15 3.5 人-机界面.........................................................................................................15 3.5.1 手持编程器（SPA） ....................................................................................15 3.5.2 现地控制面板（LCP） .............................................................................15 3.5.3 CMT——调试和维护工具.............................................................................16 3.5.4 远程诊断...................................................................................................18 3.6 与电站控制系统的接口 ....................................................................................18 3.6.1 常规 I/O 接口方式（利用光电耦合输入和继电器输出） ............................18 3.6.2 串行通讯方式............................................................................................19 4 电压调节、监测和保护功能....................................... 20 4.1 概述 .................................................................................................................20 4.2 发电机电压给定和调节 ....................................................................................22 4.3 限制器功能 ......................................................................................................23 4.4 由温度决定的励磁电流限制器..........................................................................27 4.5 叠加的无功功率或功率因数控制器...................................................................28 4.6 电力系统稳定器（PSS） .................................................................................29 4.7 APSS-自适应电力系统稳定器（可选项） ........................................................29 4.8 手动控制 ..........................................................................................................30 4.9 监测和保护功能 ...............................................................................................30 4.9.1 控制板（COB）的软件功能......................................................................30 4.9.2 其它监测和保护功能 .................................................................................33 5 可控硅整流器 ................................................ 34 5.1 电力电子元件...................................................................................................34 5.2 双配置结构 ......................................................................................................35 5.3 N-1 配置结构 ...................................................................................................35 5.4 整流器接口单元（CIN） ..................................................................................35 5.5 门极驱动接口单元（GDI） ..............................................................................36 5.6 电流传感器（CUS）........................................................................................36 5.7 整流器显示单元（CDP） ................................................................................36 6 灭磁........................................................ 36 7 起励........................................................ 37 上海发电设备成套设研究所 上海科达机电控制有限公司 编译 ABB 版所有，保留技术上修改权利 Unitrol 5000 功能说明-new 3BHS110389 E 第 4 页 共 37 页 功能说明 前言 UNITROL 5000 是 UNITROL 系列的第五代励磁调节器，用于同步发电机静止励磁系统。 UNITROL 5000 不仅包含了它的前两代励磁调节器 UNITROL F 和 UNITROL P 的核心技 术，同时还吸收了目前数字控制领域内最先进的研究成果和工艺，如 DSP 数字信号处理 技术。UNITROL 5000 系统由 UNITROL F 和 UNITROL P 平台升级而成，增添了新的精巧 的解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 和手段, 例如: 可控硅整流桥动态的、智能化的均流、低残压快速起励、以及 完善的通讯功能和多种调试手段，如 Windows 界面的应用程序编程（GAD 开发工程工 具）的软件包以及 CMT 调试和维护工具包。UNITROL P 的 ARCnet 网络技术也被移植到 UNITROL 5000 中，用于励磁系统内各个部分的串行通讯。 1 系统概述 静态励磁系统利用可控硅整流器通过控制励磁电流来调节同步发电机的端电压无功功 率根据图一所示的 UNITROL 5000 励磁系统的框图，整个系统可以分成四个主要的功能 块： • 励磁变压器( -T02 ) • 两套相互独立的励磁调节器（-A10，-A20） • 可控硅整流器单元 –G31 … -G33 • 起励单元（-R03，-V03，-Q03）和灭磁单元（-Q02，-F02，-R02） 在静态励磁系统（常称自并励或机端励磁）中，励磁电源取自发电机机端。同步发电 机的磁场电流经由励磁变压器 –T02、磁场断路器 –Q02 和可控硅整流器 G31…G33 供 给。励磁变压器将发电机端电压降低到可控硅整流器所要求的输入电压、在发电机端电 压和场绕组之间提供电绝缘、与此同时起着可控硅整流器的整流阻抗的作用。可控硅整 流器 G31…G33 将交流电流转换成受控的直流电流 If。 在起励过程开始时，充磁能量来源于发电机端残压。可控硅整流器的输入电压达到 10V~20V 后，可控硅整流器和励磁调节器就可以正常工作了。随之而来的是 AVR 控制的 软起励过程。UNITROL 5000 的这种新的起励机理和设计，将在第七章中给以更详细的说 明。 并网后，励磁系统可以在 AVR 模式下工作，调节发电机的端电压和无功功率，或者可 以在一种叠加的模式下工作，如恒功率因数调节、恒无功调节等。此外，它也可以接受 电厂的成组调节指令。 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 上海发电设备成套设研究所 上海科达机电控制有限公司 编译 ABB 版所有，保留技术上修改权利 Unitrol 5000 功能说明-new 3BHS110389 E 第 5 页 共 37 页 灭磁设备的作用是将磁场回路断开并尽可能快地将磁场能量释放掉。灭磁回路主要由 磁场断路器-Q02、灭磁电阻 R02 和晶闸管跨接器 F02（以及相关的触发元件）组成。在第 六章中还将详细介绍交流灭磁技术。 根据系统的要求，励磁调节器可以采取单通道（-A10）的结构或者双通道（-A10 和- A20）的结构。一个通道主要由一个控制板（COB）和测量单元板（MUB）构成，形成一个 独立的处理系统。每个通道含有发电机端电压调节、磁场电流调节、励磁监测/保护功能 和可编程逻辑控制的软件。在单通道结构中，利用一个被称为扩展的门极控制器（EGC） 的分离单元作为备用通道，也就是一个手动通道。除励磁调节器外，一些接口电路如快 速输入/输出（FIO）模块和功率信号接口模块（PSI）也被用来提供测量和控制信号的电 隔离。此外，每个可控硅整流桥都配备一套整流器接口电路包括整流器接口单元 （CIN）、门极驱动接口单元（GDI）和整流器显示单元（CDP）。 UNITROL 5000 还具有强大的串行通讯功能。一方面，它可以通过串行通讯实现与电 站监控系统的接口，支持 Modbus, Modbus+ 和 Profibus 等协议。 另一方面，在励磁系 统内，控制和状态信号的交换是通过 ARCnet 网实现的。磁场断路器跳闸回路还附加了硬 件回路。 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 上海发电设备成套设研究所 上海科达机电控制有限公司 编译 ABB 版所有，保留技术上修改权利 Unitrol 5000 功能说明-new 3BHS110389 E 第 6 页 共 37 页 图 1 UNITROL®5000 静态励磁系统原理图 -G 31 EX C IT A TI O N TR AN S FO R M ER A R C N ET FI EL D B U SU B AT T. -R 06 -R 02 -G 32 -T 02 M U B C O B FI O 2 P SI 1 P SI 2 EX TE R N AL I/ O A D M U B C O B IN TE R N AL I/ O A D -F 04 -C 04 -C 05 PU LS E B U S -G 33 -G 34 FI O 1 3 LC P R EF -F 75 SP A -F 02 M O PT IO N : C M T TO O L W IT H F IB R E C A B LE -T 05 24 V D C S U PP LY B U S -F 05 -G 05 D C -G 15 -Q 15 -Q 05 A C 70 Ad va nt C on tro lle r 7 0 A IO An al og In pu t O ut pu t In te rfa ce C D P C on ve rte r D is pl ay C IN C on ve rte r I nt er fa ce C O B C on tro l B oa rd C U S C ur re nt S en so r D II D ig ita l I np ut In te rfa ce E G C Ex te nd ed G at e C on tro lle r FB C Fi el db us C ou pl er FC Fi el d C om m un ic at io n In te rfa ce FI O Fa st I/ O G D I G at e D riv er In te rfa ce LB I Lo ca l B us In te rfa ce LC P Lo ca l C on tro l P an el M BA M od bu s A da pt er M BP M od bu s P lu s Ad ap te r M U B M ea su rin g U ni t B oa rd O B I O pt ic al B us In te rfa ce PB A Pr of ib us A da pt er P SI Po w er S ig na l I nt er fa ce P TI PT 10 0 In te rfa ce R O I R el ay O ut pu t I nt er fa ce S PA Se rv ic e P an el LE G EN D : O R -A 20 -A 10 -Q 80 AC B U S D C B U S DC -C 71 -C 72 -R 04 -R 05 U A U X. -Q 90 A C A U X. B U S T G D I C IN C D P O R PS I2 -F 04 -V 03 -Q 03 -R 03 D II FB C FB C O B I A IO P TI R O I LB I -Q 02 M BA M B A 上海发电设备成套设研究所 上海科达机电控制有限公司 编译 ABB 版所有，保留技术上修改权利 Unitrol 5000 功能说明-new 3BHS110389 E 第 7 页 共 37 页 2 机械结构设计 总体 UNITROL 5000 励磁系统结构紧凑，它以 ABB 的模块化的低压配电系统 OJALA 为基 础,它的功能单元完全模块化，并根据磁场电流的额定值和顶值参数而将其标准化, 通过 引入智能化均流方法而方便了标准化的设计工作。整套设备由模块化的单元组成，这些 模块化的单元根据预测在库存中储备。一个典型的励磁系统包括一个励磁调节器柜、一 个交流开关柜、多个功率柜和一个灭磁柜等。见图二所示。 智能化均流对机械设计的影响 直到最近，多个并联的可控硅整流桥间的电流分配仍然还是一个问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。没有任何一个 实际的方法是完全有效的，如交流开关位置的设计，在每个桥臂的交流侧套上磁环或用 长分布电缆等。在实践中，最好的结果是各个整流桥的电流分配偏差小于额定励磁电流 的 10%。由于采取了智能化均流措施，近乎相等的电流流经各个整流桥，若额定励磁电流 较大，就可以省去一个整流桥，因为不必考虑均流不平衡的问题。此外，交流开关柜的 位置无须特别的设计处理，这是因为不必考虑整流变次级线圈到整流桥的接线对均流的 影响。因此，整流桥交流侧可以采用标准化的母排连接，简化了工艺，由于设计的标准 化，材料的采购和制造变得越来越容易、生产周期越来越短。 防护等级 面板的防护等级符合 IEC529 及 DIN 400 50 标准。通常采用的防护等级有 IP21 和 IP31。对于热带气候条件，设计时还特别考虑了柜体发热、表面防护和密封板等。 柜体结构 柜体包括钢底架、框架和包覆板。在柜的长度方向有独立的钢轨，以便可以移动柜 体。柜体的框架是由 2 毫米厚的 C 型电镀槽钢构成的，具有足够的强度。框架上包覆 1.5 毫米厚的钢板，其作用是隔离和屏蔽（如防尘）。 表面涂漆 在装配前，柜框架和钢板的表面要经过全面的涂漆处理： • 前处理包括去油脂、冲洗、电镀及高压蒸气清洗； • 用烘烤磁漆涂底漆； • 用 RAL7032 光亮漆涂面漆 涂层的总厚度达 55±5µ（底漆+第一道和第二道面漆），而最外面的面漆是光滑的。 更高一些的涂层厚度可根据要求提供。 门把手 门把手采用双销槽形式。作为可选件，可以提供带园柱形锁和双销的 T型把手。 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 附注 上海发电设备成套设研究所 上海科达机电控制有限公司 编译 ABB 版所有，保留技术上修改权利 Unitrol 5000 功能说明-new 3BHS110389 E 第 8 页 共 37 页 主回路 从交流输入到磁场断路器，包括整流桥间的相互连接，一直到直流输出回路都采用母 排的形式。 导线 采用符合 IEC 228 等级 5 的标准的镀锡铜导线。导线的绝缘是阻燃的，不含 PVC。 这就意味着，即使在燃烧情况下，导线绝缘也不会产生有毒气体。各个印刷电路板之间 采用扁平电缆连接。 导线线径 标准导线线径如下： • 控制回路： 1.0 mm2 • 测量回路： PT 回路： 2.5 mm2 CT 回路： 2.5 mm2 • 辅助电源： 2.5 mm2 • 电力回路：符合相关国际标准的要求。 导线颜色 蓝色的电缆用于直流控制回路和及其衍生支路。黑色的电缆用于所有其它回路。接地 线采用用黄/绿相间的导线。 导线标号 在接口端子处提供标号。 端子 测量和电源回路采用凤凰 PHOENIX（或魏德米勒）断开式端子，最大线径为 2.5mm2。 控制和信号回路采用凤凰/魏德米勒接线端子，线径为 2.5 mm2。 部件的标识 部件的标识符合标准 IEC 750 和 DIN 40719 第二部分。 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 上海发电设备成套设研究所 上海科达机电控制有限公司 编译 ABB 版所有，保留技术上修改权利 Unitrol 5000 功能说明-new 3BHS110389 E 第 9 页 共 37 页 图 2：柜布置示意图 Converter Electronics C U S Th yr is to r C on ve rt er 1 Converter Electronics Th yr is to r C on ve rt er 1 A VR C ha nn el II MUB MUB C O B C O B FIOFIOPSI PSI A C /D C D C /D C LC P SP A A VR C ha nn el I PT's & CT's Measurements Control I/O Pu ls e B us A R C ne t F ie ld bu s 24 V Su pp ly bu s Fi el d fla sh in g Fi el d s up pr es si on DC-Outlet Converter Electronics C U S Th yr is to r C on ve rt er N A C F ie ld B re ak er C on tr ol E le ct ro ni cs AC-Field Breaker A C -In le t CT CT C U S M C U S M C U S M U sy n C D P C D P C D P 上海发电设备成套设研究所 上海科达机电控制有限公司 编译 ABB 版所有，保留技术上修改权利 Unitrol 5000 功能说明-new 3BHS110389 E 第 10 页 共 37 页 3 UNITROL® 5000 型励磁调节器 3.1 总述 UNITROL 5000 型励磁调节器是基于微机控制的数字式控 制系统，主要用于大型静态励磁系统的控制和调节。UNITROL 5000 的控制电路以 UNITROL F 和 UNITROL P 平台为基础，增 添了新的精巧的解决方案和手段, 例如: 可控硅整流桥动态 的、智能化的均流方法、残压起励、以及完善的通讯功能和多 种调试手段。UNITROL 5000 还可用于供电电源频率为 162/3Hz 的励磁装置和供电电源取 自于频率高达 500Hz 的交流励磁机的励磁装置。 3.2 配置和机械设计 UNITROL 5000 型励磁调节器的核心是一块被称作 COB 的控制板。所有的调节和控制 功能以及脉冲生成等均由 COB 实现。此外，还有一块带数字信号处理器（DSP）的测量单 元板（MUB），用于快速处理实际的测量值。这两块板按上下层结构安装，并装入一个金 属箱中，形成一个独立的调节通道。在这样的配置中，利用一个扩展的门极控制器（结 构上是独立的 EGC ）作为备用通道，用于磁场电流调节。另外一种配置是采用两套调节 器组成一个完全冗余的系统。两个通道是完全独立的，可以在线维护。每个通道可以控 制一个或多个并联的整流桥，输出励磁电流可高达 10000A。 采用了诸如快速 I/O 卡和功率柜接口板（CIN）等接口装置，用于电气隔离和信号转 换。这些接口装置一般都放置在信号源相近的位置，比如功率柜接口板（CIN）安装在功 率柜内。励磁系统内的信号处理，若无需实时处理，则通过 ARCnet 网执行。 基于 UNITROLR5000 的励磁系统配置灵活，用户有多种选择，如图 3 至图 9 所示。图 上的缩写如下： AVR ——自动电压调节器 FCR ——励磁电流调节器 BFCR ——备用励磁电流调节器 UG ——发电机端电压的测量信号 IG ——发电机端电流的测量信号 IF ——发电机场电流的测量信号 控制器的两种状态是“on-line”（在线）和“stand-by”（备用）。 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 上海发电设备成套设研究所 上海科达机电控制有限公司 编译 ABB 版所有，保留技术上修改权利 Unitrol 5000 功能说明-new 3BHS110389 E 第 11 页 共 37 页 图 3：D5E 型 ——带一 个整流器的单通道控制 器 图 3 表示了一种最 少配置的 UNITROLR5000 系统。主控制器，即控 制板（COB），提供所有 调节和控制功能（包括磁场电流调节功能）。备用调节器--即扩展的门极控制器 （EGC），跟踪主控制器并在主控制器故障时自动取代主控制器。在这种配置中采用无 冗余的一个可控硅整流桥。 图 4：D5T 型——带全 冗余双整流器的单通道 控制器 在这种配置中，即 所谓的双配置，采用两 个全冗余整流器。其中 任何一个都可被选为 “在线”整流器，而另一个则处于备用“状态”。这种配置通常用于额定输出电流小于 2000A 的系统。 图 5：D5S 型——整流器 n-1 型配置，调节器为单 通道 如图 5 所示，在 D5S 配置中，所有整流桥都同 时工作。在其中一个整流 桥故障的情况下，该桥被 自动截止，由其余的桥平 稳地承接负载。可控硅整 流器被设计成，在一个整 流桥故障时，能够支持所 有的工作条件而无任何限制，被称作是 n-1 配置。 AVR FCR BFCR UG IG IF IF BLOCK THYRISTOR CONVERTERCOB EGC AVR FCR BFCR UG IG IF IF BLOCK BLOCK THYRISTOR CONVERTERCOB EGC AVR FCR BFCR UG IG IF IF BLOC K 1 2 n THYRISTOR CONVERTERCOB EGC dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 上海发电设备成套设研究所 上海科达机电控制有限公司 编译 ABB 版所有，保留技术上修改权利 Unitrol 5000 功能说明-new 3BHS110389 E 第 12 页 共 37 页 图 6：A5E 型——带单个 整流器的全冗余双通道控 制器 图 7：A5T 型——带双 整流器的全冗余双通道 控制器 图 8：A5S 型——整流 器 n-1 型配置，调节器 为双通道 在图 6 至图 8 所示 配置中，均采用了全冗 余双通道控制器。每个 通道都可以是“在线” 或“备用”模式。除自 动电压调节功能之外， 每个通道还具有 PSS、 各种限制、保护、监控 及手动控制等软件功 能。 BLOCK AVR FCR UG IG IF AVR FCR UG IG IF BLOCK THYRISTOR CONVERTERCOB 1 COB 2 BLOCK AVR FCR UG IG IF AVR FCR UG IG IF n 2 1 THYRISTOR CONVERTER COB 2 COB 1 BLOCK AVR FCR UG IG IF AVR FCR UG IG IF THYRISTOR CONVERTERCOB 1 COB 2 dingchen 高亮 上海发电设备成套设研究所 上海科达机电控制有限公司 编译 ABB 版所有，保留技术上修改权利 Unitrol 5000 功能说明-new 3BHS110389 E 第 13 页 共 37 页 图 9：Q5S 整流器 n-1 型 配置，带备用磁场电流调 节器的全冗余双通道控制 器 这种配置冗余度最 高。每个调节通道的配置 也最为齐全，包括独立的 磁场电流调节器等许多功 能。 3.3 主要的控制单元 • 控制板（COB） 在 COB 中集成了自动电压调节、各种限制、保护和控 制功。COB 所使用的 CPU 是增强型的微处理器 AN80186AM， 在 32MHZ 时钟下工作。一个专用的集成芯片（ASIC）负责 交换和储存数据，控制脉冲生成、A/D 和 D/A 转换以及与 励磁系统内的其它装置接口（ARCnet 网络控制器）。COB 支持与本地控制单元（LCP）、 手持编程器（SPA）和 CMT 工具的通讯。此外，它提供串行端口，具有自诊断功能（看门 狗）。为了便于快速诊断和故障查找，COB 配有一个七段数码显示管。 典型的双通道配置如图 10 所示。 此外，COB 还配有一个瞬时记录器和故障记录器。这些记录可通过 CMT 工具（调试和 维护工具）处理。故障记录器和瞬时记录器还可以与实时时钟保持同步。系统的特殊功 能和优点在本说明书的各个部分中加以说明。 • 测量单元板（MUB） 测量单元板（MUB）由数字信号处理器（DSP）和 IntelDSP 56303 构成。它能提供对实际测量值的快速处理、电气隔离以及信号 转换。在测量单元板（MUB）上能实现下述功能： - 滤波和数字化交流采样 BFCRIF BFCRIF AVR FCR UG IG IF AVR FCR UG IG IF n 2 1 THYRISTOR CONVERTER COB 2 COB 1 EGC 1 EGC 2 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 上海发电设备成套设研究所 上海科达机电控制有限公司 编译 ABB 版所有，保留技术上修改权利 Unitrol 5000 功能说明-new 3BHS110389 E 第 14 页 共 37 页 - 计算磁场电流和电压、可控硅整流器的输入电流和电压、有功和无功功率、功率 因数和发电机的频率 - 以加速功率和频率输入信号的电力系统稳压器（PSS），其控制算法以 IEEE Std. 421-2A 型为基础 - 自适应电力系统稳压器（替代 PSS） • 扩展的门极控制器（EGC）（可选项） 扩展的门极控制器（EGC）在单通道配置中作备用通道，并在额定频率不同于 50/60Hz 的系统中用于生成脉冲。在后者情况中，它的典型应用是配合供电电源频率高达 500Hz 的励磁装置生成脉冲。此外，它还用于铁路电网中发电机（16 2/3Hz）的励磁装 置。EGC 连同 COB、MUB 一起安装在金属箱中，但结构上是独立的。 EGC 还具有下述功能： - 磁场电流调节 - 通道跟踪，以便在 COB 故障时实现平稳的切换 - 备用瞬时过电流保护继电器（ANSI 50） - 备用反时限过电流继电器（ANSI 51） - 直流短路保护 - 根据波形监测原理进行可控硅整流器导通监视 - 自带电源 • 功率信号接口（PSI） 功率信号接口（PSI）用于电气隔离，以及在磁场测量 信号被送到测量单元板（MUB）之前将它们转换。 • 励磁调节器的电源 所有的电路板的供电电源取自于 24V 直流母线。24V 直流 母线源自于两个全冗余电源组： 1: 由直流源供电的 DC/DC 电源组 2: 由励磁变压器的副边供电的 AC/DC 电源组 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 上海发电设备成套设研究所 上海科达机电控制有限公司 编译 ABB 版所有，保留技术上修改权利 Unitrol 5000 功能说明-new 3BHS110389 E 第 15 页 共 37 页 3.4 励磁系统内的通讯 励磁系统内的通讯是通过 ARCnet 网实现的,例如：这个内部的通讯线路被用于交换来 自于或传递到可控硅整流器的控制和状态信号。此外，测得的数值和现地控制面板 （LCP）的报警以及本地控制的命令也通过这条通讯线路发送。 3.5 人-机界面 3.5.1 手持编程器（SPA） 多功能的手持编程器（SPA）用于服务和维护的目的。这个面板具有 现地操作、设定参数以及应用程序编程的功能。励磁系统的数据（如： 发电机端电压、场电流和电压）参数设定和报警可显示出来。此外，它 也具有故障记录仪的功能。报警是实时显示的。面板是通过薄膜键来控 制的。通过光纤电 缆 将 其 与 控 制 板 （COB）连接起来。 3.5.2 现地控制面板 （LCP） 现地控制面板 （LCP）具有优良的 人机界面，可用于 对励磁系统进行现 地操作和监视。也 可将其安装于电站 中控室内，用于远 方控制。 面板提供下述 功能： • 显示分辨率为 240*64，可同时显 示 8*40 个字符。 MUB C O B (C on tro l B oa rd ) (Measuring Board) FI O Ba si s C M T AC 70 / N xx A LC P FI O Ex te ns io n A R C ne t D I/D O S er vi ce P an el S ta tio n Fi el d B us Lo ca l C on tro l P an el SP A Fi el d C ur re nt R eg ul at or P ro te ct io n M on ito rin g AV R Lo gi c C on tro l (E xt en de d G at e C on tro lle r) EG C (O pt io n) C on ve rte r D is pl ay G 31 C IN C on ve rt er El ec tr on ic s GD I (G at e D riv er In te rfa ce ) (C on ve rte r I nt er fa ce ) C O N VE R TE R 1 C O N VE R TE R 2 C O N VE R TE R 3 C O N VE R TE R 4 AR C ne t Fi el d Bu s FI EL D F LA SH IN G FI EL D S U PP R ES SI O N SM A VR - C ha nn el I A VR - C ha nn el II U c dingchen 高亮 dingchen 高亮 上海发电设备成套设研究所 上海科达机电控制有限公司 编译 ABB 版所有，保留技术上修改权利 Unitrol 5000 功能说明-new 3BHS110389 E 第 16 页 共 37 页 图 13 用 CMT 模拟现地控制面板（LCP） 它可同时显示 8 个模拟量信号，或者以棒图的形式同时显示 4 个模拟量信号（显示比 例从 0 到 120%）。在 LCP 上可显示多达 32 个信号。通过功能键可设置显示模式，通过滚 动键或翻页键进行信号选择，用光标键可选中某个显示量。 • 报警通知 在出现警报的情况下，励磁系统的报警显示先于测量信号的显示。所显示的报警内容 包括报警序号和 40 个字符的警报描述正文，LCP 可按时间先后顺序同时显示 8 个报警信 息。如果出现 8 个以上的报警，可通过操作滚动键来显示。最多可以显示 80 个报警信 息。在报警功能键上有一个报警指示灯，每次发生报警时它就闪烁。按确认键之后，若 警报还存在，指示灯始终发亮。警报消失后，报警指示灯自动熄灭。 • 信号和报警信息的打印 • LCP 内存储的信息可通过其串行接口 RS-232 打印出来。 • 所选模式的指示 • 每个被选模式键都配有一个指示灯，用以指示该模式被选中。 • 现地操作 • LCP 上有 16 个功能键用于操作，每个键都配有一个 LED 用以指示该键的状态。 3.5.3 CMT——调试和维护工具 CMT 是基于 Windows 专用调试软件，用于 UNITROL 5000 系统的测试、调试和维护。 CMT 可作为一个单独的软件包来购买，也可以装入 PC 机中（最好是手提电脑）。随同该 软件一并提供一块 PCMCIA 卡和一条光纤电缆，用于连接到控制板（COB）。 CMT 具有以下功能： z 模拟现地控制面板对调节器进行操作，参见图 13。 ●提供录波功能，用于调 试过程中的波形记录和调 整 AVR 的调节参数。 事实上，它取代了常 规的测试设备如示波器、 录波仪等。CMT 可同时显 示 6 个测试信号的波形， 包括提供信号的缩放比例 以及它们的扫描速度。所 有的波形可储存、打印。 ● 配合调节器控制板 （COB）提供故障录 波功能，记录故障瞬时测量信号的变 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 dingchen 高亮 上海发电设备成套设研究所 上海科达机电控制有限公司 编译 ABB 版所有，保留技术上修改权利 Unitrol 5000 功能说明-new 3BHS110389 E 第 17 页 共 37 页 化过程，以便于事后更好的分析。CMT 可同时记录 6 个测量信号（6 个通道），类似 于图 13 所示的录波功能。 每个通道的采样数量为 1000 个，记录时间取决于扫描速度。故障录波功能可以由故 障本身触发，或者当触发信号达到设定值之后才触发。采样信号随后被保存到控制板 （COB）的缓冲存储器中。触发事件、触发信号电平、故障前时间以及故障后时间等都可 通过 CMT 设置。触发时间被记录在时间轴上，这个时间是由一个精确的内部石英定时器 来确定的，该定时器是控制板（COB）的一个组成部分。通过每小时外部给予的一个脉 冲，使石英定时器可以与外界时钟保持同步 。 • 配合调节器控制板（COB）提供事故记录功能，可记录多达 100 个事故及时间。也可 通过手持编程器（SPA）来获取事故记录。