GE励磁系统介绍
同步发电机的励磁系统基础知识讲解
由条件①、②共同得出：
（R k）I EE
LEE
dI EE dt
E0
时间常数为：
Tse
LEE Rk
二、交流励磁机系统 1、他励的交流励磁机系统
特点：容量较小，只占同步发电机容量的0.3%～0.5%；响应速度快；一 般
主励磁机的频率为100Hz或更高。 GE（100Hz）—— 主励磁机； MFG（500Hz）—— 付励磁机（中频发电机）； AEEL —— 付励磁机励磁绕组。
E
Tt
I EE R
2）、自励直流励磁机的时间常数
①、由自励直流励磁机等效电路得：
I EE R LEE
dI EE dt
Ue
②、根据自励直流发电机端电压的建立过程
虚线（EEL的磁化曲线）上任何一点的 励磁机电动势为：
UeBiblioteka E0Ue E0 I EE.1
I EE
E0
kIEE
E0 —— 剩磁电势； Ue —— 励磁机工作电压。
完全不考虑励磁机的时间常数，励磁电压的建立速度快，时间常数小， 但对其容量要求较大。
2）、自励的交流励磁机系统之二
时间常数大，对其容量要求较小。 他励与自励系统均属静止励磁，只有通过滑环才能送入励磁回路。
3、无刷励磁系统 1）、可控硅不旋转系统（响应速度较慢）
2）、可控硅旋转系统
中频付励磁机MFG（书中ALG）→EEL供电，PG（脉冲触发器）的q、 d合成磁场在空间和时间上作着相角和大小的不同变化，从而达到控制励磁 机送至转子绕组的励磁电流的变化。
起励电源：解决交流励磁机的磁路经过交流电枢后，剩磁不如直流励 磁机那样高，不足以可靠的起动可控硅。中频发电机（MFG）可靠工作 后，退出。
GEX 2000励磁装置使用介绍
GEX 2000励磁装置使用介绍gex-2000励磁装置使用介绍Gex-2000型自并励励磁系统第一节正常开停机操作一、本地正常启动操作1、当发电机转速升至3000r/min恒定转速，发电机具备升压并列后遗症2．合上励磁屏励磁刀闸yk3.关闭励磁面板的电源开关1Qs、2qs、3qs和4qs4，通过就地按钮或主控制面板上的按钮关闭#2发电机的灭磁开关Mk7，并使用调节面板就地升压发电机：确认2qk主控/就地开关在就地位置，（我们励磁操作系统只有一套，即只能投就地位置，任何情况不得做就地/中控位置切换。
）3qk运行方式开关，在恒电压位置。
1qk投退开关位于通道a或通道b投入位置。
按起励按钮sb3，电压升至30%额定，操作4qk增磁升压。
或按住置位按钮，电压自动升至90%。
8.通过增加和减少励磁按钮，调整#2发电机电压与系统电压一致，然后进行并网操作。
9.并网后#2发电机的无功功率可通过增磁和退磁按钮进行调节。
10、励磁装置在恒电压运行方式下，可通过切换开关连片来选择运运行模式，如恒定功率因数运行、恒定无功功率运行和恒定励磁电流运行。
采用“零起升压”方式时，调节器自动升至90%额定（90%额定电压下减磁无效）。
然后通过增、减磁按钮电网连接。
调节器装置提供四种操作模式来调节电压择：1.自动运行模式（恒端电压调节）2、手动运行方式（恒励磁电流调节）：此方式主要用于调试时，或者当AVR故障（如Pt故障）时，作为备用控制模式使用。
并网后，机组的正常运行通常不允许采用这种方法。
3、恒功率因数运行方式：此方式只在有功为正时才能投入，有功为负自动退出时。
恒定功率因数运行模式的目标值可通过增加和减少磁性按钮来设定。
4、恒无功运行方式：恒无功运行方式的目标值可通过增、减磁按钮来设置二、正常停机操作注1。
联系汽轮机将#2发电机有功功率降至零，无功负荷接近零；2、拉开#2发电机主油开关将机组与系统解列，发电机进入空载运行；3、按减磁按钮将发电机电压减到最低，1qk投退开关打到切除位置；4、拉开灭磁开关mk5.打开励磁控制面板的电源开关1Qs、2qs、3qs和4qS三、紧急停机直接跳闸灭磁开关MK；四、冷却风机励磁装置的冷却风扇为自动温度控制。
GEC-300励磁控制系统
GEC-31X励磁系统配置
4、600MW机组自并励配置
GEC-31X励磁系统配置
4、600MW机组自并励配置
● 励磁变压器 采用一台三相环氧树脂干式变压器。 型号为：SCB10-5500kVA/20kV/0.80kV。
● 励磁调节器 采用GEC-300型全微机双通道励磁调节器，具有完全独 立的两个电压调节通道(AVR)和两个独立的励磁电流调节 (FCR)通道。 AVR控制采用：PID+PSS2A
GEC-31X励磁系统配置
4、600MW机组自并励配置
● 电气制动柜及变压器(水电系统)
● 灭磁开关柜 采用GEMC-6000A灭磁开关柜，柜内装设起励回路等，同时转子加装 集中阻容吸收装置、非全相及大滑差保护。 灭磁开关选用瑞士赛雪龙HPB60M 82S产品，2000V/6000A。 建弧电压4000V，保证在任何工况可靠完成移能灭磁。 起励回路采用单相双半波整流，抑制二极管整流桥并联问题。 起励回路退出采用机端电压、励磁电流双重逻辑。
● 励磁调节器ECU界面
GEC-31X励磁系统配置
3、300MW机组自并励配置
● 励磁调节器元件
GEC-31X励磁系统配置
3、300MW机组自并励配置
GEC-31X励磁系统配置
3、300MW机组自并励配置
● 智能大功率整流柜
采用三台GEKL系列智能整流柜并列运行，整流柜额定输出电流为2000A， 双柜满足包括发电机短时强励等工况在内的所有运行工况的要求，实际 考虑较大安全裕度，配置三台整流柜。 智能大功率整流柜配置智能控制单元(IPU)，可以脱离AVR独立运行（恒 同步电压），励磁系统整体控制通道为2AVR+3IPU方式，增加了系统的可 靠性。 可控硅采用瑞士ABB公司5STP18H 4200器件，2075A/4200V； 风机采用德国EBM低噪音免维护风机，电容采用德国ELECTRONICON产品。 脉冲变压器采用15000V耐压产品。 交流刀闸上海金工1000V/2000A；直流刀闸上海金工1000V/2500A。 快熔采用西整RS8 1000V/1400A。
ex2100励磁系统说明资料
GE 技术规范EX2100MB多桥励磁系统第一章第四节目录1.前言11.1多桥励磁系统概况32.EX2100的额定值和硬件说明42.1遵守的规范4 2.2环境规范5 2.3外壳6 2.4控制模块7 2.5冗余的控制系统8 2.6在线检修特性(选项) 8 2.7功率整流桥9 2.8直流磁场断路器11 2.9励磁装置的电源模块12 2.10励磁装置的电源14 2.11灭磁模块14 2.12屏体加热器14 2.13轴电压抑制器14 2.14起磁装置14 2.15PT和CT隔离开关14 2.16励磁装置接点端子排14 2.17励磁装置端子排15 2.18控制人员接口（COI）(选项) 16 2.19V ERSAMAX 远程I/O控制部件17 2.20电力系统稳定器173.EX2100的软件功能183.1概述18 3.2软件变送器19 3.3自动电压调节器（AUTO REF）19 3.4手动调节器参考值（MANUAL REF）19 3.5自动和手动给定值跟踪（TRACKING跟踪）20 3.6励磁装置A VR的给定值（EXASP）21 3.7低励磁限制器（UEL）21 3.8无功电流补偿（RCC/ARCC）21 3.9电压互感器熔丝故障检测（PTFD）213.10发电机转子绕组的温度计算21 3.11运行人员控制模拟器22 3.12电压/频率限制器（V/H Z L IM）22 3.13自动电压调节器（A VR）22 3.14手动调节器（FVR或FCR）22 3.15过励磁限制器（OEL）23 3.16手动范围限制器23 3.17无功功率V AR/功率因数PF控制23 3.18单元数据高速接口（UDH）23 3.19DCS接口（M OD B US）24 3.20电压/频率V/H Z保护（24G）24 3.21过励磁保护（OET）24 3.22发电机过电压跳闸（59G）24 3.23电压互感器熔丝熔断检测（PTFD）24 3.24励磁装置相不平衡（EUT）25 3.25空载过励磁保护（OLOT）254.EX2100的远方和就地的控制/指示264.1诊断接口键盘265.EX2100的通讯接口275.1单元数据高速接口（UDH）27 5.2DCS接口（M OD B US）276EX2100编程和维修工具286.1编程工具287EX2100的试验297.1工厂试验29 7.2顾客见证试验298文件308.1电子媒体30 8.2资料309.备件3110.对用户的要求32 11X2100和PPS的IEEE模型3311.1EX2100的IEEE模型33 11.2EX2100中PSS的IEEE模型34参考文献GEH-6414 配置EX2100励磁控制的控制系统工具箱（PDF）GEA-S1028EX2100励磁控制销售简介（PDF）GEH-6632 EX2100数字式励磁装置用户指南GEH-6633 EX2100 维修，零件更换，故障处理指南1.前言EX2100励磁系统是GE的最新的控制技术发展成果，可用于汽轮发电机、燃气发电机和水力发电机的新建和改造工程。
EX2100励磁系统简介
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，节约培训 时间及培训费用。
GE Energy Control Systems
电力系统稳定器（PSS）
GE Energy Control Systems
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）。
CPU的型号为TMS320C31，时钟频率为60MHZ。具有四个外部中断
GE Energy Control Systems
DSPX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ACLE分担控制任务。 DSPX板包含有一个高性能数字信号处理器（DSP），标准存储组件， 以及一块特殊用途集成电路（ASIC），此电路可以执行定制的逻辑 功能 。 DSP型号为TMS320C31，时钟频率为60MHZ。 具有四个外部中断： 堆栈溢出（INT0） 内部循环负载脉冲（INT1） 两个可配置输入（INT2、INT3）
GE Energy Control Systems
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厂
2×600MW
2. 河北大唐王滩发电厂
EX2100励磁系统介绍
ΞEX2100励磁系统介绍李浩锋(浙江省镇海发电有限责任公司,浙江 宁波 315208)摘 要:EX 2100励磁系统是GE 公司的第三代数字式静态励磁系统,应用于GE 公司的新型汽轮机、燃气轮机、水轮机,本文对其系统结构及硬件进行了介绍。
关 键 词:EX 2100;数字式;励磁中图分类号:T M331 文献标识码:B 文章编号:1009-2889(2005)01-0038-051前言EX2100励磁系统是GE 公司继EX2000之后推出的第三代数字式静态励磁系统,主要用于GE 公司的新型汽轮机、燃气轮机、水轮机的励磁调节,如GE 公司9F 燃气轮机就采用EX2100与MK VI (透平控制系统)配套。
随着我国对GE 公司9F 燃气轮机的大量引进,EX2100励磁系统也将得到广泛的应用。
2系统结构2.1励磁功率单元2.1.1接线方式:a.励磁电源取自发电机机端,经励磁变(PPT )降压,再经三相全控桥式整流的自并励方式。
b.励磁电源由电压源与电流源叠加而成,再经三相全控桥式整流的自复励方式。
c.励磁电源由厂用电经励磁变(PPT ),再经三相全控桥式整流的它励方式。
由于9F 燃气轮机采用发电机作电动机运行的变频启动方式,因此一般以6kV 厂用电供电的它励方式为主。
2.1.2整流电路采用三相桥式全控整流,其单桥形式最大额定电流达2000A ,并可根据用户需要配备多桥并列,最多6套,额定电流可达8000A 。
2.2励磁调节器励磁调节器可选择单套或冗余的微机系统,采用E thernet LAN 通讯方式与Mark VI (透平控制系统)、H MI (操作员界面)、C ontrol System T oolbox (GE 控制系统工具软件)、LCI Static Starter (变频启动装置)、就地控制中心连接,并可通过RS -232M odBus 接口与用户DCS 连接。
每套微机系统包括自动调节器FVR (以发电机机端电压为调节对象,PI 调节,调压精度±0.25%)、手动调节器FVR (以发电机励磁电压为调节对象,PI 调节,调压精度±2.0%)。
GE集团 EX2100励磁控制器
定停机计划，最大程度缩短停工时间 • 使用方便，数据质量高，根据设备性能制定完善的决策 • 快速识别和纠正系统错误，优化性能和可用性 • 透平发电机组操作和维护更为简单，大大减少了对操作人员
进行的运行培训
调节器 ALTERREX* <600 Vac <450 Adc
无刷 <600 Vac <400 Adc
预防性维护服务
产品概述
特性
• 从小型调节器到大型静态励磁系统的全系列产品线 • 单一和三重在线冗余控制器 • 冗余的控制器、风扇和整流桥组件在线维修（可选） • 提供仅改造控制器的方案 • 电力系统稳定器软件 • 先进的转子接地保护 • 以太网现地和远程操作员站可读取数据和高分辨率的时间纪录 • 基于Windows®的维护工具，拥有高级诊断、组态、编辑和分
注释：所有系统均有单一或冗余组态规格。 多桥系统只有冗余规格。
SCT-PPT <280 Vac <35 Adc
直流整流
<280 Vac
<35 Adc
GE Energy 1800 Nelson Road Longmont, Colorado 80501, USA +1.303.678.2600 / 1-800.835.5182
GE能源集团
EX2100*励磁控制器
产品概述
EX2100*励磁系统是我们推出的全新尖端控制产品，适用 于新建的和改造的蒸汽、燃气或水电励磁。作为发电机励磁解 决方案市场中的领袖，GE已经在过去的40多年时间里为全世界 客户提供了6,000多套静态励磁系统产品。
GE提供最大励磁电流达8,000A的全系列解决方案。GE拥 有庞大的装机数量和丰富的装机经验，并建立了大量的数学模 型，EX2100平台将这些丰富的经验与现代技术相结合，通过集 成这些经验和技术为客户提供具有卓越控制性能的产品；同时 还为客户提供各种解决方案，从而实现GE和非GE励磁系统的改 造。EX2100为满足当前各种高水准励磁需求提供了一套多功能 系统产品。
EX2100励磁系统常见故障及处理方法
EX2100励磁系统常见故障及处理方法［摘要］介绍了EX2100励磁控制系统及其常见故障情况，分析了故障发生的原因及处理方法与程序，并提出了装置的定期清扫项目，日常检查需要关注的问题及检修时需要完成的常规励磁试验。
［关键词］励磁系统；告警；励磁试验；故障处理1 EX2100励磁系统简介美国GE公司生产的EX2100励磁装置是一个灵活的模块系统，主要用于GE 公司的汽轮机、燃气轮机、水轮机的励磁调节。
它可以组合起来，以提供一定范围的输出电流和几级系统冗余。
励磁装置的电源，取自连接在发电机端子上的功率整流变压器。
发电机的定子电压、电流都是励磁装置的主要的反馈输入量，直流电压和电流是输出到发电机的励磁绕组的被控量。
某发电公司2台660MW汽轮机组采用了EX2100励磁系统，配置了过励限制 (OEL)保护、V／Hz限制保护、低励磁限制（UEL）保护及励磁回路接地保护等功能。
该励磁系统自动化程度较高，其检修维护、调试试验工作一直是继电保护人员的工作难点。
2常见故障情况及处理2.1 灭磁板卡误导通触发报警2014年该公司某机组励磁系统在运行中触发“灭磁联跳告警”至发变组保护装置，使得机组非计划停运。
机组掉闸后检查励磁调节柜记录，装置报警的第一条记录信息是编码为100的报警信息：TripDex（即De_excitation Trip），意为在运行状态下灭磁设备被检查为导通。
保护设计原理为一旦灭磁设备被检查为导通，灭磁开关就会马上跳闸，同时触发“灭磁联跳告警”。
进一步分析发现，事发时，该机组的UPS装置先发生了晶闸管炸损的严重故障，而励磁装置有一路控制电源就取自该UPS。
综合分析认为，引起此次机组跳闸停机的原因是由励磁系统误发“灭磁开关跳闸”命令导致。
造成“灭磁开关跳闸”的原因是，由于在停机前UPS故障，大量的高次谐波通过励磁UPS控制电源耦合到励磁控制电源系统中，而灭磁板卡中光耦驱动功率较小，致使其中光耦因霍尔传感器灵敏度高开入回路误动，致使调节器检测到跳闸信号，误发跳闸灭磁命令。
GE EX2100励磁系统简介
GENERREX ALTERREX
DC Rotating 1950
Digital 数字
5/ GE Proprietary – For Customer Use Only
EX2100——全球化的励磁产品
截至2008年12月底
39 169 48 16 19 94 160 43 37 7 47 609
Africa Australia Canada Caribbean China Europe Far East Korea Mexico Middle East South America USA
作用：利用三冗余技术，可靠地对励磁系统发生意外接地提供
了监测和保护。 原理：系统加一个低频低压信号，同时监测流过一个高阻抗电 阻的电流检测磁场回路中任何一点对地的泄漏电阻。即可检 测即使在停机时，发电机磁场中任何一点的接地均能被有效 监测。 监测范围：从励磁变低压側线圈开始，覆盖EX2100,到发电机磁 场线圈的 整个范围。并能判断出接地的位置与接地电阻值。
22 / GE Proprietary – For Customer Use Only
EX2100限制器功能
• V/Hz限制器 • • • • • • 发电机磁场电流负载过励限制器 发电机磁场电流空载过励限制器 欠励限制器 手动限制器 定子电流限制器 环境温度偏移补偿
23 / GE Proprietary – For Customer Use Only
6/ GE Proprietary – For Customer Use Only
EX2100系列产品
0 35 励磁电流等级 150 500 1200 1700 2300 3000 8000
Regulators/ 调节器 Gas, Small Steam,and Hydro
GEC300 励磁控制系统
GEC-300励磁控制系统是北京四方吉思 电气有限公司和清华大学电机工程系联 合研制的新一代微机励磁控制系统
GEC-300励磁控制系统主要功能特点：
全数字化智能化控制
从输入通道的交流采样到控DSP芯片
AVR采用32位DSP+片上系统技术（SoC）
GEC-300 励磁控制系统采用五大核心 技术:
分层的多处理器技术
SoC系统芯片技术 IPU智能功率单元与反馈均流技术
TFA高精度高速度交流采样技术
网络发布与远程维护技术
主要技术指标
ECU:Windows操作系统
图形化编程语言（G语言） CPU：PIII-500MHz/256M RAM或更高 串行口：3×RS232+RS485/422 网络：10/100兆网络端口
AVR:150MIPS SoC（内含32bitDSP）
储存器
IPU: CPU:20MHz
SEDC功能
具有发电机附加励磁阻尼控制抑制次同步揩振（SEDC)功能
广域PSS功能
更高的可靠性
N-1（系统中任何一个重要部件故障）均不影响系统的控制性能 N-2（2个重要部件同时故障，如2AVR、2整流柜故障）仍能发电机的励磁 无扰动投退和切换/完备的保护限制功能/完善的自检、自诊断和自恢复功能 完善的防止过励磁措施
更高的抗干扰能力
采用总线不出芯片的单片机技术，抗干扰能力达IEC-61000-4国际标准
通过国家重点实验室EMC抗干扰测试，胜任现场恶劣工业环境
CAN总线技术
现场控制总线CAN（Controlle Area Network)，实现IPU与AVR之间实时、可靠的信 息交换。CAN的应用大大的减少了IPU与AVR之间的联线电缆，可以实现独立布置， 必要时可以采用光纤通讯。
EX2100介绍
发电部
LOGO
GE EX2100
励磁系统的作用与要求.
励磁系统及其作用
同步发电机的励磁系统一般由励磁功率单元 和励磁调节器两部分组成。励磁功率单元向 发电机转子提供直流励磁电流以产生磁场； 而励磁调节器则根据输人信号和给定的调节 准则控制励磁功率单元的输出，整个励磁控 制系统是由励磁调节器、励磁功率单元和发 电机共同构成的一个反馈控制系统。
励磁功率单元实质上是一个可控的直流电 源，它具有一定的独立性和可靠性，不受 电网运行工况变化的影响。起励方式力求 简单方便。
发电部
LOGO
GE EX2100
励磁系统的作用与要求.
对励磁系统的基本要求
对大容量发电机励磁系统的要求
a. 保证发电机在各种可能运行方式下对励磁 的要求，励磁装置的额定电流应为发电机 转子额定电流的1.1 倍。
发电部
LOGO
GE EX2100
励磁系统的组成与原理
概述
励磁调节器的工作控制电源采用二路交流、 一路直流电源供电，三冗余电源模块保证控 制器工作电源的安全可靠。
EX2100软件是在原EX2000的基础上进一步完 善而来，除实现正常的励磁调节及保护功能 外，还具有功能齐全的自诊断系统及模拟器 用于快速的安装调试与故障处理。此外，其 操作界面也更加友好、方便。下面以冗余控 制的EX2100励磁系统为例，对其硬、、软件 进行介绍。
发电部
LOGO
GE EX2100
励磁系统的组成与原理
概述
EX2100控制系统采用冗余的控制器，M1、M2 和C控制器，三个控制器同时对输入的信号 进行计算并且比较。C控制器对M1和M2进行 监控，来决定M1和M2哪一个控制器做为主控 制器工作。冗余系统的应用增加了系统的可 靠性。该系统包含自动调节器AVR(以发电机 机端电压为调节对象，PI调节)、手动调节 器FCR(以发电机励磁电流为调节对象，PI调 节)。手、自动调节器切换有自动、人工两 种方式，两者互相跟踪，确保无扰切换；PT 故障时将自动切至手动调节器并闭锁。
GES6000励磁系统
GES6000励磁系统是我公司新一代励磁系统，它是在前几代励磁系统的基础上，进行升级换代和完善提高，体现了当代微机控制系统的高速、互联通讯、总线结构、图形化编程等特点。
该励磁系统适用于大型水火电励磁系统。
调节器的其主要特点：∙完全独立的三通道三模冗余结构，含有两个独立的自动通道和一个独立的手动通道，通道间互为备用，独立手动作为最后的备用通道。
备用通道自动跟踪运行通道，故障后自动实现无扰动切换，实现高可靠性。
∙调节器控制器由国际品牌公司提供，组态灵活，可为用户提供多种选择。
∙调节器设计采用多CPU模式、电路表面贴装工艺和无风扇结构。
∙采用FPGA实现交流采样和脉冲形成。
∙具有完善的故障检测功能，检测范围覆盖电源系统、硬件系统、软件系统，自检与互检相结合确保可靠的故障检测和通道切换。
∙内部应用网络技术，提高了励磁系统数字化程度、可靠性和工艺水平。
∙灵活多样的对外接口，实现与电站控制系统连接。
∙采用快速脉冲列技术，实现残压起励。
∙具有非常友好的人机界面，采用大屏幕液晶触摸屏，全中文界面，具有在线帮助系统、故障记录、故障追忆、智能测试和参数修改等功能。
∙调节器设计采用多种抗干扰措施，满足国家标准对电磁兼容性的要求。
∙控制算法基于IEEE Std. 421-2A型的带加速功率和频率输入信号的电力系统稳压器（PSS）。
∙采用所见即所得的图形化程序语言。
功率整流装置的特点：∙模块化整流柜组合，单柜额定输出能力1500A和3000A可选。
∙采用ABB高性能参数的可控硅整流元件。
可控硅元件的du/dt高达1000V/ms，di/dt指标高达200A/ms。
∙单桥单柜安装，具有独立的风道结构和冷却系统，强迫风冷，正压通风。
∙冷却风机由国际品牌公司提供，优良的风道设计，散热效果好。
∙双风机双电源配置，循环主备用方式工作，可实现故障自动切换。
∙专用微机控制器实现监测、通讯、脉冲形成和故障检查以及智能均流。
∙智能动态均流技术，确保均流系数大于98%。
ge 6b励磁方式
ge 6b励磁方式GE 6B燃气轮机是通用电气公司生产的一种高效率、可靠性高的燃气轮机，被广泛应用于发电、工业生产等领域。
在GE 6B燃气轮机中，励磁方式是一个非常重要的技术参数，影响着整个燃气轮机的性能表现。
下面我们将详细介绍GE 6B燃气轮机的励磁方式。
GE 6B燃气轮机采用的励磁方式为静止励磁方式，也称为恒磁励磁方式。
在静止励磁方式中，励磁绕组与转子绕组分开，励磁绕组静止不动，而转子绕组随着转子一起旋转。
静止励磁方式的优点在于结构简单、可靠性高、维护方便，能够满足燃气轮机的稳定运行需求。
GE 6B燃气轮机的励磁方式采用气隙励磁。
气隙励磁是一种常见的励磁方式，通过在励磁绕组和转子绕组之间设置气隙，利用磁场感应原理，使得励磁绕组能够产生磁场，进而励磁转子绕组。
气隙励磁方式具有励磁效率高、能量损失小、控制方便等优点，适用于燃气轮机等大功率设备。
静止励磁方式的励磁系统主要由励磁绕组、励磁电源和励磁控制系统组成。
励磁绕组是励磁系统的核心部件，通过电流产生磁场，励磁转子绕组。
励磁电源提供励磁绕组所需的电能，励磁控制系统则控制励磁绕组的电流大小，确保燃气轮机励磁稳定、可靠。
在GE 6B燃气轮机的励磁系统中，励磁控制系统采用先进的数字控制技术，能够实现励磁电流的精确控制，确保燃气轮机在各种工况下都能够稳定运行。
励磁控制系统还能够实现励磁的自动调节，提高燃气轮机的效率和可靠性，减少维护成本，延长燃气轮机的使用寿命。
总的来说，GE 6B燃气轮机采用的静止励磁方式是一种高效、可靠的励磁方式，能够满足燃气轮机的励磁需求，保证燃气轮机的稳定运行。
励磁系统的优化设计和控制技术的不断提升，将进一步提高燃气轮机的性能表现，推动燃气轮机在能源领域的广泛应用。
GEC-300励磁控制系统技术说明书
GEC-300励磁控制系统技术说明书清华大学电机工程系北京吉思电气有限公司2004年10月目录第一部分系统概述------------------------------- 31 概述(3)2 核心技术(5)2.1 分层的多处理器体系结构(5)2.2 SoC系统级芯片技术(6)2.3 IPU智能功率单元与反馈均流技术(7)2.4 TFA高精度高速度交流采样技术(8)2.5 网络发布与远程维护技术(9)3 高可靠性设计原则(10)4 用户价值(10)5 主要技术指标(12)6 适用范围与使用环境(13)第二部分软件功能------------------------------- 151 功能规范(15)2 软件的可靠性设计(16)2.1 结构化软件设计的重要性(17)2.2 结构化编程原则(18)2.3 软件测试(19)3 励磁控制(20)4 软件流程(22)5 ADC采样技术(24)6 控制规律(25)6.1PID控制(25)6.2 电力系统稳定器PSS(26)7 限制与保护(26)7.1V/F限制(26)7.2 低励限制(28)7.3 瞬时/延时过励磁电流限制(28)7.4 PT断线(30)8、切换逻辑(30)8.1 主从切换(30)8.2 自动/手动切换(31)9 智能反馈均流(31)第三部分硬件配置------------------------------- 331 基本配置(33)2 调节器柜(34)2.1 扩展通讯单元ECU(34)2.2 自动电压调节单元AVR(35)2.3 AVR与外部接口(36)3 智能功率柜IPU(39)第一部分系统概述1 概述GEC-300励磁控制系统是清华大学电机工程系和北京吉思电气有限公司联合研制的新一代微机励磁控制系统。
该系统集成了分层的多处理器体系结构、SoC系统级芯片技术、CAN现场总线技术、智能反馈均流技术、网络远程发布及维护等一系列领先技术。
GEC-300励磁控制系统技术说明书
GEC-300励磁控制系统技术说明书清华大学电机工程系北京吉思电气有限公司2004年10月目录第一部分系统概述------------------------------- 31 概述(3)2 核心技术(5)2.1 分层的多处理器体系结构(5)2.2 SoC系统级芯片技术(6)2.3 IPU智能功率单元与反馈均流技术(7)2.4 TFA高精度高速度交流采样技术(8)2.5 网络发布与远程维护技术(9)3 高可靠性设计原则(10)4 用户价值(10)5 主要技术指标(12)6 适用范围与使用环境(13)第二部分软件功能------------------------------- 151 功能规范(15)2 软件的可靠性设计(16)2.1 结构化软件设计的重要性(17)2.2 结构化编程原则(18)2.3 软件测试(19)3 励磁控制(20)4 软件流程(22)5 ADC采样技术(24)6 控制规律(25)6.1PID控制(25)6.2 电力系统稳定器PSS(26)7 限制与保护(26)7.1V/F限制(26)7.2 低励限制(28)7.3 瞬时/延时过励磁电流限制(28)7.4 PT断线(30)8、切换逻辑(30)8.1 主从切换(30)8.2 自动/手动切换(31)9 智能反馈均流(31)第三部分硬件配置------------------------------- 331 基本配置(33)2 调节器柜(34)2.1 扩展通讯单元ECU(34)2.2 自动电压调节单元AVR(35)2.3 AVR与外部接口(36)3 智能功率柜IPU(39)第一部分系统概述1 概述GEC-300励磁控制系统是清华大学电机工程系和北京吉思电气有限公司联合研制的新一代微机励磁控制系统。
该系统集成了分层的多处理器体系结构、SoC系统级芯片技术、CAN现场总线技术、智能反馈均流技术、网络远程发布及维护等一系列领先技术。
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功率及灭磁单元介绍
功率整流桥器件布置 图
功率及灭磁单元介绍
下图表示一个典型的EX2100系统，该可逆整流桥提供正向和反向强 制电压。正向和反向顶值电压能在25毫秒以内达到。在甩负荷和灭 磁中，反向强制电压提供快速响应。每一个晶闸管桥都有晶闸管保
护回路，例如缓冲器、过滤器和熔丝（如下图所示）。
功率及灭磁单元介绍
励磁调节单元介绍
其他辅助单元
ISBus卡（EISB）：ISBus是GE专利的高速数据总线，用 于M1、M2、C各模块内部数据传输及与EDCF、EGDM 卡之间的数据交换以及负责与就地按键式操作界面、工具 软件的通讯。
其他辅助单元
励磁调节单元介绍
主输入输出卡（EMIO）：将来自EPCT、EACF、EXTB、 ECTB等输入信号进行处理并根据主控指令输出灭磁开关、 起励接触器等分合信号及触发脉冲指令。
功率整流桥
在SCR交流桥臂中设置电感线圈，以保证多桥之间的电流平衡 。缓冲器是并联在SCR正极、负极之间的RC回路。SCR的缓冲器 ，线-线之间缓冲器，以及线路中的电感线圈，结合起来完成以下功 能，以保证SCR的正常运行。限制通过SCR的电流变化率。限制跨 于SCR上的电压变化率，并在SCR的换流过程中，限制SCR上出现 的反向电压。功率整流桥的额定值，对于本工程的应用，按照规范 要求，在10秒内提供200%的励磁电流和250%励磁电压的强励。整 流桥还设有风机运行监视、可控硅导通及可控硅温度监视，并将这 些信号通过脉冲放大板（EHPA）传送到控制器中。
功率及灭磁单元介绍
可控硅、快熔元件
脉冲触发板
功率及灭磁单元介绍
SCR缓冲器组件
功率及灭磁单元介绍
导通传感器
功率及灭磁单元介绍
风机组件
功率及灭磁单元介绍
功率及灭磁单元介绍
功率整流桥五级刀闸开关
功率及灭磁单元介绍
灭磁及过电压保护装置
通过灭磁可控硅及灭磁电阻，对发电机转子进行灭磁。该灭磁可控硅的触发 控制由灭磁控制模块（EDEX）实现，该模块有两路相互独立的控制回路（包括 控制电源），该控制回路以灭磁开关辅助接点、整流桥工作状态、电气主保护等 作为判据，任一路控制回路动作都将输出触发脉冲，保证灭磁模块的可靠投入。 若两路控制回路都意外失灵，还有转子反向过电压作为灭磁可控硅的触发控制， 保证发电机的安全。同时灭磁控制模块（EDEX）通过霍尔元件监测灭磁回路的 电流信号并送至主控模块作为灭磁模块动作的反馈。
功率整流装置配置原则
控制系统有三个控制站和三个冗余的电源，每一个电源用于一个控制 站。冗余的控制功能提供了一个冗余的主站，与冗余的SCR（半导体可控 硅整流器）整流桥相结合，显著的提高了系统的可靠性。如果工作的（ ACTIVE主站故障，工作的（ACTIVE）主站控制器将自动地把控制 作用 切换到备用的（BACKUP）主站。运行人员可以选择M1或M2的任何一个 作为工作的主站。由于整流桥的（n+1）冗余，和建立在励磁系统中的控制 的冗余，本励磁系统在任何一个整流桥或任何一个控制主站退出运行时， 能够满足包括发电机强励在内的所有运行工况。
核心控制单元通讯
励磁调节单元介绍
励磁调节单元介绍
EX2100核心控制单元
核心控制单元ACLE
励磁调节单元介绍
励磁调节单元介绍
EX2100核心控制单元
数字量处理卡 （DSPX）： 负责实现手动 调节器（FVR ）、励磁电流 调节器（FCR ）、可控硅触 发控制、励磁 启停控制、起 励控制、报警 跳闸逻辑、发 电机参数处理 、发电机模拟 器功能。
EPCT：采集发电机极端电压、电流。 ECTB：开关量采集及控制指令输出。 EXTB：开关量采集及控制指令输出。 EDCF：采集励磁电压、电流。 EACF：采集励磁变低压侧电压、电流。
I 励磁系统概述 II 励励磁磁专调业节发器展单理元念介绍 III 功率及灭磁单元介绍 IV 软件功能介绍
功率及灭磁单元介绍
功能模块介绍-机组参数
软件功能介绍
功能模块介绍-仿真器
软件功能介绍
功能模块介绍-PT、CT
软件功能介绍
功能模块介绍-内环控制
软件功能介绍
功能模块介绍-跳闸功能
软件功能介绍
ACL外环功能函数-自动参考函数
软件功能介绍
ACL外环功能函数-求和点模块
软件功能介绍
ACL外环功能-手动运行参考值模块
软件功能介绍
简化励磁软件控制总图
软件功能介绍
软件功能介绍 EX2100型励磁调节器PID数学模型
软件程序主界面
软件功能介绍
软件功能介绍
软键盘
确认M1、M2和C控制器上的故障显示灯熄灭。绿色的状态指示灯做顺时针 点动。如有故障和告警无法复归要及时查明原因，并清除所有故障和告警信 号。试验时可以观察所需发电机的各个物理量。
其他辅助单元
励磁调节单元介绍
触发控制选通卡（ESEL）：将EMIO来的触发脉冲送至触 发脉冲放大卡（EGPA），其选通与否由C卡控制。
其他辅助单元
励磁调节单元介绍
I/O终端卡：EX2100有五种不同的I/O终端卡（EPCT、 EDCF、EACF、ECTB、EXTB）用于数据采集和控制指 令执行。
励磁调节单元介绍
励磁调节单元介绍 电源模块分配卡EPDM
励磁调节单元介绍
EX2100核心控制单元
冗 余 方 式 的 主 控 模 块 由 三 套 相 互 独 立 的 主 控 模 块 M1 ， M2 ， C 组 成 ， 插 在 主 板 （EBKP）的三个独立分区内，各分区皆由控制电源模块独立供电。
其中M1、M2的结构完全一致，用于实现各项调节、控制功能，一般一个工作，一 个备用，操作员可以通过HMI界面对M1、M2进行选择、切换。C的结构略有不同， 它的主要功能是监控M1、M2的工作，发现问题就发令切换至备用。所有的输入输 出信号均经三者表决。 均经三者表决三者表决。
软件功能介绍
ACL外环功能-电压自动调节器
软件功能介绍
ACL外环功能-V/Hz限制
软件功能介绍
ACL外环功能-V/Hz保护
软件功能介绍
ACL外环功能-定子电流限制
软件功能介绍
ACL外环功能-欠励限制功能
软件功能介绍
ACL外环功能-失磁保护功能
软件功能介绍
ACL外环功能-失磁保护功能曲线
励磁系统总体布置图
励磁系统概述
励磁系统概述
I 励磁系统概述 II 励励磁磁调专业节发器展单理元念介绍 III 功率及灭磁单元介绍 IV 软件功能介绍
励磁调节单元介绍
励磁调节单元介绍
调节器器件布置图
励磁装置电源模块总览
励磁调节单元介绍
励磁电源模块
励磁调节单元介绍
励磁调节单元介绍
电源模块分配卡 EPDM
辅助柜器件布置图
功率及灭磁单元介绍
交流线路滤波器
功率及灭磁单元介绍
RC 滤 波 回 路 及 MOVS 组 成 ， 用 于 过 滤 励磁变低压侧交流电压尖端脉冲并防止 外部高压窜入损坏可控硅。
轴电压抑制器
功率及灭磁单元介绍
通过RC滤波回路滤掉励磁电压中的高 频分量，把转子大轴感应电压限值在7V 以下，避免对发电机轴承造成损害。
功率及灭磁单元介绍
转子接地检测器
该模块由励磁接地监测卡（EGDM）、信号衰减及采样模块（EXAM）组 成，图为冗余方式的励磁接地检测模块，主控模块M1、M2、C分别拥有独立 的接地监测卡（EGDM M1，M2，C）。其工作原理是：由EGDM M1或 EGDM M2（由主控模块C选择）产生一个±50VDC，0.2Hz的方波电源，经信 号衰减及采样模块（EXAM）叠加在发电机转子线圈正负端与地间，当励磁变 低压侧至发电机转子线圈间任一点发生接地时，电流通路即构成，经过采样电 阻，主控模块即可测得该回路一点接地，而该回路的绝缘电阻亦可根据流经采 样电阻的泄漏电流计算而得。EGDM M1，M2，C都对该泄漏电流进行实时采 样并送至各自主控模块，计算结果与设定值比较后输出报警或跳闸信号，并经 三取二后出口。。
软件功能介绍
ACL外环功能-欠励限制功能曲线
软件功能介绍
ACL外环功能-PSS功能
பைடு நூலகம்
软件功能介绍
ACL外环功能-自带PSS试验扫频功能
软件功能介绍
谢 谢
GE励磁系统介绍
国电南瑞科技股份有限公司
I 励磁系统概述 II 励励磁磁调专业节发器展单理元念介绍 III 功率及灭磁单元介绍 IV 软件功能介绍
励磁系统概述
某电厂EX2100励磁系统如下图，系统由十面机柜组成，左边6面机 柜源产地为美国GE公司的Salem工厂，右边4台机柜由南京南瑞集
团公司生产。
功率及灭磁单元介绍
交流进线柜器件布置图
功率及灭磁单元介绍
直流出线柜器件布置图
I 励磁系统概述 II 励励磁磁专调业节发器展单理元念介绍 III 功率及灭磁单元介绍 IV 软件功能介绍
软件功能介绍
软件系统
装置的软件是从工具箱（Toolbox）下载和配置，并存在于 控制器中。软件在工具箱的屏幕上以连接起来的表示信号流的功 能块表示出来。发电机励磁和定子的电流和电压都被测量，并输 入到控制系统中。在正常运行时，是选择交流调节器。