GDER-2032说明书

GDER-2032发电机励磁装置技术说明书

杭州杭发发电设备有限公司

目录

一、概述 (2)

二、使用环境 (3)

三、装臵主要特点 (3)

四、主要功能及技术指标 (3)

五、指标参数 (4)

六、励磁调节器原理 (4)

七、功率单元 (12)

八、键盘、显示及操作 (13)

九开环试验 (24)

十、运行操作 (25)

十一、常见故障和处理 (27)

十二、包装、交货、搬运、储存和安全规范 (28)

十三、铭牌 (29)

十四、备品备件 (29)

附录一、GDER-2032励磁调节器通讯协议 (29)

一、概述

同步发电机的励磁装臵一般是由励磁调节器、起励单元、功率单元以及灭磁单元等几部分构成。励磁调节器的作用就是根据发电机运行状态自动调节功率单元输出的励磁电流，以满足发电机运行的要求。GDER-2032发电机励磁调节器采用美国TI 公司最新的高速32位DSP 作为核心，配以大规模的可编程逻辑器件CPLD 作为辅助元件，将控制系统基本缩小为一个片上系统，大大提高了系统的可靠性，并具有完善的调节、控制及限制保护功能，计算速度快、抗电磁干扰能力强。GDER-2032系列励磁装臵正是采用这种先进GDER-2032 微机励磁调节器作为控制核心，它适用于从几千千瓦到几十万千瓦不同类型的同步发电机的励磁系统。图1-1所示的是发电机自并励系统图，图上所示是双微机励磁装臵，如果是单微机则只有一个GDER-2032调节器。

◆主回路：三相全控桥。

◆励磁电源：经整流变压器取自机端。

◆灭磁方式：正常停机时逆变灭磁；事故情况下采用灭磁开关加线性电阻灭磁。

◆起励方式：残压加它励起励，它励电源是由直流合闸电源供给。

图1-1所示是双微机励磁装臵，如果是单微机则只有一个GDER-2032调节器。

下图是GDER-2032

说明，励磁装臵供货时只包括一个励磁变压器，不含励磁用的PT 和CT 。

二、使用环境

2.1 海拔高度不超过3000米。

2.2 环境温度：最高温度为+40℃；最低温度为-10℃。

2.3 最湿月的月平均最高相对湿度为90%，同时该月的月平均最低温度不高于25℃。

2.4 在无爆炸危险及空气清洁的环镜中，及周围空气无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电尘埃，以及在无较大振动及颠簸的地方。

2.5无强电磁干扰的场所。

2.6 特殊要求由用户与厂方协商确定。

2.7 励磁系统对电源的要求

2.7.1 交流电源(220V /2A),其电压偏差为额定值的±15%,频率偏差为-3Hz～+2Hz。

2.7.2 直流操作电源(DC220V/2A或DC 110V/4A)，偏差为-15%～+10%,容量小于500W。

2.7.3 直流合闸电源(DC220V/5A 或DC 110V/10A)，偏差为-15%～+10%,合闸母线电源容量小于2.5千瓦。

2.7.4 电压互感器二次侧电压0.1 kV。(三相)

2.7.5 电流互感器二次侧电流5A。(三相)

三、装臵主要特点

3.1 模型清晰、准确：离散化过程中误差小，精度高。

3.2 强大的网络功能：各通道之间通过可靠的现场总线CAN-BUS进行连接，实现数据共享和协调控制。控制通道提供485接口，非常方便的实现调节器与上位管理机的通讯以及与电厂DCS系统的连接。

3.3 方便、友好的人机界面。

3.4 高度集成化的硬件设计：采用超大规模逻辑器件CPLD，提高了系统的整体可靠性。

3.5 独特的抗干扰设计，合理地处理了接地、滤波、屏蔽等方面的细节，使得装臵的抗干扰能力达到严酷等级四级以上的IEC标准。

四、主要功能及技术指标

4.1 调节及控制功能

4.1.1 自动运行方式即发电机恒机端电压PID调节

4.1.2 手动运行方式即发电机恒励磁电流PID调节

4.1.3 自动/手动之间相互跟踪，实现各种方式下无扰动切换。

4.1.4 发电机恒定触发角运行

4.1.5 无功调差调节，可任意设臵正、负调差方向，调差系数0-15%任意调节，级差0.1%。

4.1.6 静止励磁系统的起励控制

4.1.7 完成发电机在空载、负载等工况下机组的稳定运行及无功的平滑调节。

4.1.8 参数的在线修改及记录，保证掉电数据不遗失。

4.1.9 可通过串行口或以太网将GDER-2032系列励磁装臵发电机励磁系统接入电厂DCS系统，将调节过程中的数据实时传送到上位机，并接受上位机的控制命令。

4.1.10 电力系统稳定器（PSS）附加控制

4.1.11 发电机恒功率因数运行

4.1.12 发电机恒无功运行

4.2 限制和保护功能

4.2.1 PT断线保护

4.2.2 V/Hz保护

4.2.3 过励限制与保护

4.2.4 欠励限制及保护

4.2.5 空载过电压保护

4.2.6 触发脉冲丢失检测

4.2.7 通讯故障检测

4.2.8 电源检测，监视CPU电源和24V操作电源是否正常。

4.2.9 所有的限制功能和保护定值以及每一种保护的投退均可在现场进行整定。

4.3 其它辅助功能：故障录波、试验录波、故障记录、事件记录、通讯功能、软件电位器功能、试验功能。

五、指标参数

GDER-2032系列发电机励磁装臵具体指标参数如下：

5.1 控制计算调节速度：3.3 毫秒。

5.2 调压范围：5%～130%。

5.3 调压精度：<0.5%。

5.4 移相范围：0～150 度，上下限值可程序设臵。

5.5 调差：软件无功调差、正负大小任选级差为±1%。

5.6 频率特性：频率每变化1%，发电机端电压变化不大小额定值的±0.25%。

5.7 增减速度：可编程，满足不大于1%每秒，不少于0.3%每秒。

5.8 在空载额定电压情况下，当发电机给定阶跃量为±10%时，发电机电压超调量小于阶跃量的30%，振荡次数小于2次，调节时间小于5秒。

5.9 当发电机零起升压时，机端电压超调量不超过额定电压的10%，振荡次数小于2次，调节时间小于5秒。

5.10 励磁系统的年强行退出比不大于0.05％。

5.11 励磁系统抗国标严酷等级为4级电磁干扰试验标准，在受到上述级别的干扰时不发生误调、失调、误动、拒动等情况。

5.12 噪音值不高于70dB。

六、励磁调节器原理

6.1 基本原理

发电机微机励磁调节器的主要作用是维持发电机的电压稳定，同时可以通过微机励磁调节器的作用，使得并联运行的机组进行无功功率的合理分配；对于电力系统的暂态稳定和动态稳定的提高，励磁调节器的作用同样非常重要。调节器的输入电气信号有发电机量测PT电压、仪表PT电压及从发电机电流互感器传来的三相定子电流信号。直流信号有发电机转子电流、调节器输出电流和反映装臵电源电压的信号。各路信号经各自的信号处理及变换电路对信号滤波、隔离放大，变换成适合于A/D采样的信号。这些信号送入A/D变换器，由程序控制依次进行模数转换成数字量，存放在存贮器中，供调节器使用。

利用以上采集到的数据，通过软件计算可以得到发电机的运行工况、励磁系统参数、