大型发电机励磁系统介绍剖析

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任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对生 命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。
2、电磁干扰(electromagnetic interference) 电磁骚动引起的设备 、传输通道或系统的性能下降。
3、电磁兼容性(electromagnetic compatibility)(EMC) 设备或系统在其所处的电磁环境中能正常工作且不对
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励磁介绍
提高调节器的可靠性指标(电磁兼容)
高频阻尼振荡波抗扰度试验
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提高调节器的可靠性指标(电磁兼容)
射频场感应的传导骚扰的
抗扰度试验
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该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰
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电磁干扰造成的恶性事故案例
1971年美国发射殴巴罗2号火箭,因静电放 电干扰计算机,进而失控而炸毁。
运输中的导弹距离雷达过近,意外点火发射。
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电磁干扰造成的恶性事故案例
沙溪口电站四台机同时甩满负荷; 宁夏石嘴山电厂300MW发电机1个月内跳机10多 次 准葛尔电厂300MW发电机多次跳机 电磁干扰造成开关跳闸; 有功、无功负荷大幅度波动; 调节器失稳;
励磁介绍
1、多点交流采样
优点: 1、无可调电位器 2、响应速度快 3、测量精度不受波
形畸变的影响
提高调节器的可靠性指标(设计方面)
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提高调节器的可靠性指标(设计方面)
指标:14位8路并行AD转换器,每周期采样36点
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励磁介绍
1983年颁布首份电磁兼容国家标准 GB3907-83 《无线电抗干扰基本测量方法》
1986年成立全国无线电干扰标准化技术委员会 至今已颁布四十余项电磁兼容国家标准
1992年颁布与工业电子控制设备关系最密切的标准是 GB/T 13926 《工业过程测量与控制装置的电磁兼容性》
1998年颁布电力系统第一个电磁兼容标准 GB/T15153.1《远动设备及系统:电源及电磁兼容性》
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提高调节器的可靠性指标(电磁兼容)
电源电压波动试验
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提高调节器的可靠性指标(电磁兼容)
高频阻尼振荡波抗扰度试验
来源:发电厂、变电站高压母线的开关操作出现重 燃以及隔离刀闸的合、分操作引起的陡波瞬态
1MHz和100KHz衰减振荡波波形
l 300MW以上容量: 超过140套
l 投入PSS的台数: 超过50台
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励磁介绍
最大装机容量
在运行机组:
绥中
800MW
2套
扬州第二发电厂 660MW
2套
山西神头二电厂 500MW
2套
国华盘山 500MW
2套
伊敏
500MW
2套
已订货机组:
长江三峡右岸 700MW
12套
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提高调节器的可靠性指标(试验验证)
南瑞公司的电磁兼 容实验室
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提高调节器的可靠性指标(试验验证)
标准3米法暗室
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提高调节器的可靠性指标(试验验证)
EMS、EMI自动测试系统
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静电放电试验
提高调节器的可靠性指标(电磁兼容)
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提高调节器的可靠性指标(电磁兼容)
快速瞬变电脉冲群干扰试验
来源:切断电感负载、继电器触点弹跳、磁场断路 器投退、高压电动开关切换等 特点:低能量、高频率、前沿陡峭的脉冲串
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提高调节器的可靠性指标(电磁兼容)
静电放电(ESD)
路径:外壳端口
静电在向附近导体的放电产生很大的局部瞬态电 流,这个电流通过电感公共阻抗耦合到设备中产生 感应电流。静电放电产生几十安培的纳秒级瞬态电 流,通过复杂的路径经过设备流到大地,如果它流 过数字设备时,很可能使数字电路发生误动作。放 电路径在更大程度上是由杂散电容、机壳搭接和导 线电感决定的。这些路径一般会是PCB地线在某些 局部、寄生电容、外部设备,或暴露的电路等,感 应的瞬态对地电位之差会导致电路的误操作。
提高调节器的可靠性指标(设计方面)
2、数据及地址总线不出板技术
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励磁介绍
提高调节器的可靠性指标(设计方面)
3、32位DSP+FPGA接口电路
1、计算速度快 2、接口电路简单,
可编程 3、功耗低,无需另
加散热风机
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提高调节器的可靠性指标(设计方面)
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励磁介绍
提高调节器的可靠性指标(电磁兼容)
SAVR-2000
三级电磁兼容试验项目
•静电放电(ESD)干扰试验 •快速瞬变电脉冲群干扰试验 •浪涌冲击抗扰度试验 •电源电压突降和中断试验 •电源电压波动试验 •高频阻尼振荡波抗扰度试验 •射频场感应的传导骚扰的抗扰度试验
SC77A和SC77B两个分技术委员会的研究方向
连接至公用低压电网系统设备的电磁兼容
其它非公用(电网)系统设备的电磁兼容
公共电源网络上的系统设备的电磁兼容:
谐波 电压波动 电压突降 暂态测量 瞬变敏感度
美国军用标准(MIL-STD)
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励磁介绍
我国电磁兼容的发展
1966年颁布的部标准JB854-66 《船用电气设备工业无线电干扰端子电压测法及允许值》

蔽---机箱 机壳 屏蔽网 垫板 密封材料

线---导线种类 线径 长短 走线方向 捆扎 屏蔽

地---安全地 基准地 保护地 系统地
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励磁介绍
电磁兼容技术
提高调节器的可靠性指标(电磁兼容)
分布式电源技术; 高品质、宽带军用电源滤波器; 高效散热、全屏蔽机箱; 双孔磁珠、磁环; 数据线滤波器; 光电隔离技术(数字和模拟); 防静电的芯片; 无感电容技术; 抗干扰软件算法;
励磁介绍
励磁调节器研发的目标:
1、提高调节器的可靠性指标 2、方便用户操作、维护,提升
人机对话的平台 3、完善原有调节器的功能
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励磁介绍
提高调节器的可靠性指标(工艺方面)
1、表面贴装(SMT)工艺
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表面贴装生产线
集成电路测试系统
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提高调节器的可靠性指标(试验验证)
电磁兼容是在世界 工业领域的惨痛教 训中发展起来的一 门实验性科学
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励磁介绍
提高调节器的可靠性指标(试验验证)
电磁兼容的定义
1、电磁骚动(electromagnetic disturbance)
励磁介绍
2、欧洲插头
提高调节器的可靠性指标(工艺方面)
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励磁介绍
提高调节器的可靠性指标(工艺方面)
3、全封闭插箱式结构
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自动喷涂生产线
励磁介绍
4、框架式插件
提高调节器的可靠性指标(工艺方面)
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励磁介绍
试验波形:每个瞬变脉冲有5ns上升时间、50ns脉冲 宽度、4mJ能量。这些瞬变的主要特点是上升时间
快、持续时间短、能量低、重复频率高。脉冲重复 频率为5KHz/2.5KHz,脉冲周期为300ms,脉冲持 续时间为15ms,即在每个300ms内,仅有75个脉冲 (5KHz)或37.5个脉冲(2.5KHz)。试验时间是1 分钟,约有15,000(7,500)个瞬变脉冲。
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励磁介绍
控制系统的电磁兼容发展水平
国际水平:全面的电磁兼容工程的做到预先分析、 设计、检验等一系列完整方法。 国内的情况是比较落后且水平参差不齐: 1. 根本不进行的; 2. 执行一般的抗干扰试验; 3. 执行全面的电磁兼容设计与控制
SAVR-2000发电机励磁调节器
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励磁介绍
提高调节器的可靠性指标(设计方面)
6、屏蔽:三重屏蔽
7、布线:
8、电路:如光电耦合、施密 特触发器、旁路电容、隔离变 压器
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励磁介绍
提高调节器的可靠性指标(设计方面)
9、软件的可靠性:
•600多台套的运行软件经验
•容错控制
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提高调节器的可靠性指标(电磁兼容)
快速瞬变电脉冲群干扰试验
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励磁介绍
提高调节器的可靠性指标(电磁兼容)
浪涌冲击抗扰度试验
来源:开关瞬态和雷电瞬态(由于高额定值熔断器、电网中切换 现象、电网故障以及雷击等现象)过电压引起的浪涌(冲击)
励磁介绍
大型发电机励磁系统
南京南瑞集团公司 2004年12月
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联合国采购供应商证书
励磁介绍
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励磁介绍
截至2004年12月,南瑞公司的微机励磁产品统计:
l 销售总台数:
超过750台套
l 运行总台数:
超过650台套
l 已装机总容量: 超过100000MW
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励磁介绍
提高调节器的可靠性指标(电磁兼容)
励磁系统外部干扰源的分析
发电机组环境 开关站及线路 电源系统 电动机及其驱动 接触器开关等动作器件 PT.CT等二次回路 公用接地网络
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励磁介绍
提高调节器的可靠性指标(电磁兼容)
控制干扰的策略
提高调节器的可靠性指标(工艺方面)
5、机柜的无风扇计
无风扇设计要点: •选用低功耗芯片 •CPU等芯片上采用导热硅胶+铝散热器 •CPU的主频采用40MHz 优点:特别适用于火电厂
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提高调节器的可靠性指标(工艺方面)
6、分布式隔离电源系统
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励磁介绍
国外电磁兼容标准发展
国际无线电干扰特别委员会(CISPR)
40年代 建立最早的电磁兼容标准
国际电工委员会(IEC)
TC18制订
《船舶电气电子设备的电磁兼容性》
TC65制订 《工业过程测量和控制装置的电磁兼容性》
TC77制订《电气设备(包括网络)之间的电磁兼容性》
试验波形:浪涌试验包括10/700us电压/电流浪涌、1.2/50us(电 压)及8/20us(电流)浪涌。
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提高调节器的可靠性指标(电磁兼容)
浪涌冲击抗扰度试验
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励磁介绍
提高调节器的可靠性指标(电磁兼容)
电源电压突降和中断试验
AVR+FCR 限制及保护
自诊断 容错控制 逻辑控制
MBD204 脉冲放大板
脉脉 冲冲 放回 大读 输检 出测
MBD203 开关量输入输出板 与工控机通讯 与上位机通讯 逻辑信号处理
继电器
逻辑控制信号输出 逻辑控制信号输入
Modbus Profibus Canbus 以太网
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4、加装电磁兼容器件
(1)磁珠 (2)电源滤波器 (3)专用有源PT及CT (4)穿心电容
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电源滤波器
提高调节器的可靠性指标(设计方面)
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5、接地
提高调节器的可靠性指标(设计方面)
(1)柜体、插箱、屏蔽板接地
(2)数字地、模拟地、信号地、控制地、电 源地和安全地分开,采用一点接地、多点接 地和混和接地
原则:主动预防、整体规化、“对抗”和“疏 导”
相结合
手段: • 常规的抑制干扰的方法 • 回避和疏导的技术处理:如空间方位分离
频率划分与回 避
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提高调节器的可靠性指标(电磁兼容)
抗干扰设计一般措施
电路/器件---滤波电路பைடு நூலகம்压敏电阻 结分电路 光电隔离

波---低通 高通 带通 带阻 谐振 有源滤波器
汽轮发电机励磁 600MW
11套
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励磁介绍
调 节 器 原 理 框 图
LB
AC220V DC220V
AVR2 AVR1
MBD205 系统电源板
MBD207 双路供电板
MBD206 脉冲电源板
MBD201 模拟信号板
多快 点速 交 FFT 流变 采换 样
MBD202 CPU板
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