EXC9100型励磁系统资料
EXC9100自并励静态励磁系统调试与运行
EXC9100自并励静态励磁系统调试与运行摘要：近年来，随着国家对工厂全面智能化升级，发电机自并励静态励磁系统在汽轮发电机中的应用也越来越普及，说明与过去的励磁方式相比有较大的优越性，下面浅谈自并励静态励磁系统的优缺点以及调试的中应注意的问题。
关键词：自并励静态励磁系统；调试；一、自并励静态励磁系统概况某石化动力中心变电站发电机励磁系统采用型号为EXC9100自并励静态励磁，自并励静止励磁系统是指发电机的励磁电源是通过励磁变压器和整流装置从发电机机端取得的励磁控制系统。
包含励磁调节器单元（调节柜）、功率单元（多个功率柜）、灭磁及过压保护单元（灭磁开关柜、灭磁柜、灭磁电阻柜等）、起励单元、励磁变压器等装置组成。
励磁调节器是励磁反馈控制的核心部分，包括了A/B/C三调节通道、人机界面部分、对外接口（智能IIU）及可选配的特殊功能通讯模块部分；功率单元是由大功率可控硅组成的三相全控整流桥。
启动前由 DC220V 电源作为发电机起励电源，起励正常后切换为自并励磁电源；励磁系统内部的励磁调节通道、人机界面、智能IIU、功率单元、灭磁及过压保护单元之间的数据交换通过现场CAN总线实现。
二、自并励静止励磁系统优点与缺点1、运行可靠性高。
自并励励磁系统为静态励磁，没有旋转部分，运行可靠性高。
2、可提高机组轴系的稳定性。
由于取消了主、副励磁机，缩短了汽轮机一发电机组的轴系长度提高了机组轴系的稳定性、改善了轴系的振动，从而提高了机组安全运行的水平。
3、励磁系统响应快。
自并励励磁系统是一种高起始的快速响应励磁系统。
因而技术指标高，性能参数好。
4、可提高电力系统的稳定水平。
在小干扰稳定方面，自并励静止励磁系统配置电力系统稳定器后，小干扰稳定水平较交流励磁机励磁系统有明显的提高：在大干扰稳定方面，电力系统的计算表明，自并励励磁系统的暂态稳定水平与交流励磁机励磁系统相近或略有提高。
5、可提高电厂的经济效益。
自并励静止励磁系统没有旋转部分，发电机运行可靠性高、调整容易、维护简单、检修工作量小，因而可提高发电效益。
EXC9100励磁系统说明书 1、概述
EXC9100励磁系统说明书第 1 章概述中国电器科学研究院有限公司广州擎天实业有限公司目录1-1前言 (3)1-2适用范围 (4)1-3 适用环境 (4)1-4 主要技术特点 (5)1-5 主要功能 (5)1-6 所遵从的行业励磁标准 (6)1-1 前言EXC9100型全数字式（微机）励磁系统是中国电器科学研究院有限公司/广州擎天实业有限公司开发的第五代微机励磁系统。
其主要设计特点，仍然全面继承了市场上品牌优良的第四代EXC9000微机励磁系统的优势，实现了功能软件化、系统数字化、检测智能化。
本系统的数字化不仅体现在调节器，也体现在功率柜和灭磁柜。
励磁系统的各个部分均能实现智能检测、智能显示、智能控制和信息智能传输。
还充分融入了电磁兼容性设计，并精心选用了低功耗、优质的工业级集成电路芯片，进一步提高了励磁装置的可靠性和工艺水平。
EXC9100型全数字式励磁系统的核心控制单元，采用了主流ARM + 新型FPGA 芯片为核心的精简电路结构。
ARM微处理器采用RISC架构，高速、低功耗，适合完成控制、运算和对外通讯的工作。
新型FPGA内部集成了大容量RAM和多路DSP，可完成多单元并行浮点运算，非常适合做数字信号处理。
核心控制单元充分发挥出ARM和新型FPGA各自的功能特点，使得软件、硬件结构简明，运行效率高，全部调节运算过程（包括PSS计算在内）可达到300次/秒。
EXC9100励磁系统沿袭了在EXC9000励磁系统中成功应用的的高频脉冲列触发技术、低残压快速起励技术、现场总线技术、完善的通讯功能和智能化的调试手段等。
智能化功率柜智能均流技术是我单位的一项发明专利（专利号：ZL_02_1 _52084.4），采用这项技术可以确保并联运行功率柜间均流系数大于95%。
在此技术基础上，EXC9100励磁系统在智能化功率柜中更实现了智能化功率柜间的桥臂均流技术。
EXC9100型励磁调节器采用数字/数字/数字三对等调节通道（A/B/C通道）架构，主/从工作方式，A/B通道间对等冗余、互为主备用，C通道做为为A/B通道的后备备用通道。
EXC9100励磁系统说明书与监控系统的通讯规约
EXC9100励磁系统说明书第4章与监控系统的通讯规约中国***有限公司*****有限公司1目录4-1前言 (3)4-2 串行通讯口的设置 (3)4-3 通讯协议 (4)4-3.1 读取励磁系统状态 (4)4-3.2以当前工况进入恒无功调节 (6)4-3.3退出恒无功调节 (7)4-3.4当前工况进入恒功率因数 (7)4-3.5退出恒功率因数 (8)4-3.6系统电压跟踪投入 (9)4-3.7退出系统电压跟踪 (9)4-3.8 PSS投入 (10)4-3.9 PSS退出 (11)4-3.10 命令列表 (12)4-4 励磁系统输出状态定义表 (13)4-1前言EXC9100励磁系统与监控系统LCU的接口方式非常灵活，既可以是常规的继电器接点方式，也可以是通讯方式，还可通过现场总线以组网方式接入监控系统。
而且，以上几种接口方式还可混用。
用户可根据自身的需要选用其中一种或多种接口方式。
近几来，随着微机励磁调节器的全面进步，和监控系统LCU的连接已越来越多地采用了串行通讯的连接方式。
EXC9100系统中专门配置了一块智能IIU板，配置了专用的可编程芯片，用于处理与监控系统的串行通讯。
根据当前电厂和监控系统的实际需求，我们开发了MODBUS通讯协议配套的专用程序，可以MODBUS通讯规约和监控系统实现串行通讯。
通讯接口硬件方式为性能先进、适用于远距离传输的RS485接口。
4-2 串行通讯口的设置励磁系统与监控系统之间的串行通讯采用Modbus通讯规约。
我公司的通讯协议支持RTU模式。
出厂默认设置如下：⏹电气接口规范：RS485（隔离）⏹站号：1⏹通讯模式：RTU⏹波特率：19200bit/s⏹数据位：8位⏹停止位：1位⏹校验位：偶校验站号、波特率（最大57600bit/s）、停止位、校验位可根据现场要求更改。
4-3 通讯协议具体的通讯协议如下：4-3.1 读取励磁系统状态监控系统可通过下述方式读取励磁系统的基本信息。
三星电厂技术方案9100四柜解剖
1励磁系统技术方案说明前言本方案采用广州擎天实业有限公司生产的EXC9100全数字式静态励磁系统，其主要特点是功能软件化、系统数字化。
本系统的数字化不仅体现在调节器，也体现在功率柜和灭磁柜。
励磁系统的各个部分均能实现智能检测、智能显示、智能控制、信息智能传输和智能测试，极大地提高了装置的可靠性和工艺水平。
该系统吸收了目前数字控制领域先进的研究成果和工艺，增添了新的精巧的解决方案和手段，如DSP数字信号处理技术、可控硅整流桥动态均流技术、高频脉冲列触发技术、低残压快速起励技术、完善的通讯功能和智能化的调试手段等。
现场总线技术也被用于励磁系统的各个部分进行控制和信息交换，使励磁装置成为一个有机的、完整的整体。
EXC9100型励磁调节器具有独立的数字/数字/模拟三通道、两种不同的调节组态。
每个调节通道配有一套独立的智能化故障检测系统，调节器采用多CPU模式协同工作，分工合理、运算速度快、功耗低，可以在全封闭环境里工作，无需散热风扇，采用标准的欧洲卡结构和尺寸及高密度的针—孔连接器，抗冲击、抗振动能力强，调节器平均无故障时间长达17年。
调节器人机界面采用彩色液晶触摸屏，具有多层三维汉化画面，不仅可以直观地显示励磁系统的运行工况，也可用作现场调试工具，实现智能化调试。
调节器对外接口方式灵活多样，通讯规约简单实用，可满足不同监控系统接口的需要。
调节器在电路设计、工艺结构等方面采取了多种抗干扰措施，充分发挥了屏蔽、接地、滤波、布线设计的作用，显著降低了调节器的故障率，并通过了国家级试验室的电磁兼容性检验。
高输出电流、强停风机能力及智能化是我院励磁功率柜的主要特点。
额定输出2000A及以上等级的功率柜已在全国各地150多个电厂（站）投运400多套，最早投运的距今已超过10年。
单柜停风机输出能力为800A/1小时，600A/2小时，为国内之最。
结合三峡子课题——大型机组励磁功率柜的研究，我院还于2001年研制成功单柜额定输出能力达4000A的功率柜。
EXC9000励磁系统介绍教学内容
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CAN总线站号
硬 A套 B套 现地 工 智 1# 2# 3# 4# 灭 件 调 调 控制 控 能 功 功 功 功 磁
节 节 单元 电 I/O 率 率 率 率 柜
器器
脑单柜柜柜柜
元
站 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 号
• 限制功能 V/F限制、过励限制、欠励限制
• 其它功能 智能封脉冲、调节参数在线修改、容错控制（防增、减磁 接点粘连、防并网后误逆变）
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DSP板——APCI5467
• DSP处理器：TMS320VC33-120 • 板内存储器：只读存储器（程序） 128Kx8bit EPROM
定值存储器 8KB串行EEPROM 双口RAM存储器 2Kx16bit双口RAM 非易失性RAM存储器 1Mx16bit NVRAM • 主CPU和DSP可以相互提出中断请求，握手信号方便灵活 • 具有看门狗功能，刷新时间为150ms，600ms，1200ms • 转换器： 分辨率：16bit 输出码制：二进制补码。 通道数：单端34路。 模拟信号输入量程：±5V。 • 多通道同步采集频率: 200/通道数（16位精度）
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DSP板的功能
• 数据采集 机端PT、CT、系统PT、励磁变副边CT PSS试验信号（V1~V4)
• 数据计算 机端PT、CT、系统PT、励磁变副边CT、电压频率、 有功、无功
• 数据传递 将相关数据储存到RAM，供CPU采集
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I/O板——APCI5432
• 32路开关量输入（24路光隔输入/8路TTL电平输 入）、24路开关量输出（8路光隔输出/16路TTL电 平输出）
EXC9100励磁系统说明书 6、调试软件
EXC9100励磁系统说明书第6章调试软件中国电器科学研究院有限公司广州擎天实业有限公司目录6-1．简介 (3)6-1.1编写目的 (3)6-1.2编写背景 (3)6-1.3软件特点 (3)6-2．运行环境 (4)6-2.1硬件环境 (4)6-2.2软件环境 (4)6-3．软件的安装与卸载 (4)6-3.1安装软件 (4)6-3.2卸载软件 (5)6-4．操作指南 (5)6-4.1与调节器联机 (5)6-4.2界面与操作 (6)6-4.3菜单区 (6)6-4.3.1系统 (6)6-4.3.2向调节器下载程序 (8)6-4.3.3参数 (11)6-4.3.4参数修改 (12)6-4.3.5参数的模型修改 (14)6-4.3.6录波 (16)6-4.3.7故障录波 (18)6-4.3.8工具 (18)6-4.3.9帮助 (19)6-4.4示波区 (19)6-4.4.1历史数据缩略图 (20)6-4.4.2光标 (20)6-4.4.3通道标签 (21)6-4.4.4更改通道与模拟量的对应 (22)6-4.4.5工具栏 (23)6-4.4.6曲线平移的快捷键 (23)6-4.5功能区 (23)6-4.5.1参数 (23)6-4.5.2命令 (24)6-4.5.3开关量 (24)6-4.5.4事件记录 (26)6-4.6状态区 (27)6-1．简介6-1.1编写目的本手册适用于调试和维护EXC9100型励磁调节器的工程技术人员，主要介绍调试软件的软、硬件环境要求、调试软件功能、操作。
本手册旨在指导读者正确的操作Debug 软件，达到顺利使用软件对EXC9100型励磁系统进行配置、试验和维护的目的。
6-1.2编写背景本手册描述对象为EXC9100Debug软件Ver1.7.0版，简称Debug，适用于广州擎天实业有限公司生产的EXC9100型励磁系统。
6-1.3软件特点Debug软件使用EXC9100励磁调节器的通讯接口，提供一个与调节器交互的可视化界面，方便用户对调节器进行参数整定和对调节器、励磁系统进行试验。
EXC9100励磁系统说明书 1、概述
EXC9100励磁系统说明书第1章概述中国电器科学研究院有限公司广州擎天实业有限公司目录1-1前言 (3)1-2适用范围 (4)1-3适用环境 (4)1-4主要技术特点 (5)1-5主要功能 (5)1-6所遵从的行业励磁标准 (6)1-1前言EXC9100型全数字式（微机）励磁系统是中国电器科学研究院有限公司/广州擎天实业有限公司开发的第五代微机励磁系统。
其主要设计特点，仍然全面继承了市场上品牌优良的第四代EXC9000微机励磁系统的优势，实现了功能软件化、系统数字化、检测智能化。
本系统的数字化不仅体现在调节器，也体现在功率柜和灭磁柜。
励磁系统的各个部分均能实现智能检测、智能显示、智能控制和信息智能传输。
还充分融入了电磁兼容性设计，并精心选用了低功耗、优质的工业级集成电路芯片，进一步提高了励磁装置的可靠性和工艺水平。
EXC9100型全数字式励磁系统的核心控制单元，采用了主流ARM+新型FPGA 芯片为核心的精简电路结构。
ARM微处理器采用RISC架构，高速、低功耗，适合完成控制、运算和对外通讯的工作。
新型FPGA内部集成了大容量RAM和多路DSP，可完成多单元并行浮点运算，非常适合做数字信号处理。
核心控制单元充分发挥出ARM和新型FPGA各自的功能特点，使得软件、硬件结构简明，运行效率高，全部调节运算过程（包括PSS计算在内）可达到300次/秒。
EXC9100励磁系统沿袭了在EXC9000励磁系统中成功应用的的高频脉冲列触发技术、低残压快速起励技术、现场总线技术、完善的通讯功能和智能化的调试手段等。
智能化功率柜智能均流技术是我单位的一项发明专利（专利号：ZL_02_1 _52084.4），采用这项技术可以确保并联运行功率柜间均流系数大于95%。
在此技术基础上，EXC9100励磁系统在智能化功率柜中更实现了智能化功率柜间的桥臂均流技术。
EXC9100型励磁调节器采用数字/数字/数字三对等调节通道（A/B/C通道）架构，主/从工作方式，A/B通道间对等冗余、互为主备用，C通道做为为A/B通道的后备备用通道。
EXC9100励磁系统说明书 10、电制动功能
EXC9100励磁系统说明书――电制动EXC9100励磁系统说明书第 10 章电制动功能中国电器科学研究院有限公司广州擎天实业有限公司目录1．概述 (3)2．电制动的原理 (3)3．电制动的主回路接线 (4)4．电制动的工作流程 (5)5．励磁系统输出电流的控制 (8)10-1．概述我公司在电气制动装置的研究开发和工程实践上有较深入的认识和丰富的经验，在励磁系统的基础上，结合电制动的使用情况和用户的需求，我们在EXC9100型励磁系统上开发出了由软件实现的电制动功能，称为柔性电制动。
电制动功能，只适用于水轮机组。
10-2．电制动原理发电机解列、灭磁以后，待机组转速下降到额定转速的50%～60%左右，将发电机定子在机端出口三相短路，通过一系列逻辑操作，提供制动电源，励磁调节器转到电制动模式运行，给发电机转子绕组加励磁电流。
因为发电机正在转动，定子在转子磁场的作用下，感应产生短路电流，由此产生的电磁力矩正好与转子的惯性转向相反，起到制动的作用。
电制动有2个显著特点：1. 制动力矩与定子短路电流的平方成正比；2. 制动力矩与机组的转速成反比，在制动过程中，因为定子短路电流基本不变，因此随着转速的下降制动力矩反而加大的，制动力矩的最大值是出现在机组将停止转动前的瞬间；根据以上特点，为了获得最大的制动力矩，应充分利用发电机的定子容量，使定子短路电流约等于额定定子电流，而要获得额定定子电流，根据发电机短路特性，励磁电流应达到发电机空载额定励磁电流值。
电制动一般在60%额定转速以下投入，由监控系统向励磁系统发出电制动投入令。
由励磁系统配置的专用可编程控制器（PLC）完成具体的电制动流程控制。
在电制动过程中，励磁调节器处于手动方式，控制励磁系统向转子绕组输出恒定的励磁电流。
电制动时的电流给定值可通过调试软件设定。
10-3．电制动的主回路接线在实现电制动的过程中，需由外部提供制动电源，而这与励磁系统的主回路结构是密切相关的。
EXC9100励磁系统说明书 2、系统组成及功能
EXC9100励磁系统说明书第2章系统组成及功能中国电器科学研究院有限公司广州擎天实业有限公司目录2-1系统组成部分 (4)2-2励磁调节器单元 (4)2-2.1调节通道 (4)2-2.2励磁调节器硬件及通道配置方案 (5)2-2.2.1主控制板 (7)2-2.2.2模拟量板 (8)2-2.2.3I/O接口板 (9)2-2.2.4开入量板 (9)2-2.2.5开出量板 (9)2-2.2.6智能IIU板 (9)2-2.2.7人机界面――彩色液晶触摸屏 (10)2-2.2.8电源系统 (10)2-2.3励磁调节器软件功能 (11)2-2.3.1调节功能 (11)2-2.3.1.1运行方式及其给定值调节 (11)2-2.3.1.2自动方式AVR和手动方式FCR的数学模型 (11)2-2.3.1.3余弦移相功能 (13)2-2.3.1.4励磁系统放大倍数 (14)2-2.3.1.5电力系统稳定器（PSS）及其数学模型 (14)2-2.3.1.6电制动模式 (17)2-2.3.1.7恒控制角模式 (17)2-2.3.1.8无功调差 (18)2-2.3.1.9软起励控制 (19)2-2.3.1.10通道间的跟踪 (19)2-2.3.2限制功能 (20)2-2.3.2.1励磁电流强励限制 (20)2-2.3.2.3V/F限制 (23)2-2.3.3励磁调节器主环调节模型 (24)2-2.3.4故障处理及信号报警 (26)2-2.3.4.1过励保护 (26)2-2.3.4.2低频保护 (26)2-2.3.4.3同步回路故障信号 (26)2-2.3.4.4PT断线故障 (28)2-2.3.4.5通道故障 (29)2-2.3.4.6低励磁电流 (29)2-2.3.5防错功能 (29)2-2.3.5.1检测容错 (29)2-2.3.5.2控制容错 (29)2-2.3.6跟踪功能 (30)2-2.3.6.1调节通道内部跟踪 (30)2-2.3.6.2系统电压跟踪 (30)2-2.3.6.3通道间跟踪 (30)2-2.3.7其他辅助功能 (31)2-2.3.7.1R631信号 (31)2-2.3.7.2R632信号 (31)2-2.3.7.3恒无功（恒Q）控制 (31)2-2.3.7.4恒功率因数（恒PF）控制 (32)2-2.3.7.5增、减磁操作 (32)2-3励磁系统功率单元 (33)2-3.1智能化功率柜 (33)2-3.1.1功率柜智能控制板 (33)2-3.1.2功率柜主要操作功能 (34)2-3.1.3高频脉冲列形成 (36)2-3.1.4智能均流 (36)2-3.1.6集中式阻容保护 (37)2-3.2常规功率柜 (38)2-4灭磁及过压保护单元 (39)2-4.1灭磁及过压保护回路框图 (39)2-4.2智能化灭磁柜 (40)2-4.2.1灭磁柜智能控制板 (40)2-4.2.2转子绕组温度估算 (41)2-4.2.3BOD板 (41)2-4.3常规灭磁柜 (42)2-5起励单元 (43)2-1系统组成部分EXC9100型励磁系统主要由励磁调节器单元（调节柜）、功率单元（多个功率柜）、灭磁及过压保护单元（灭磁开关柜、灭磁柜、灭磁电阻柜等）、起励单元、励磁变压器等组成。
EXC9100励磁系统说明书 3、人机界面
EXC9100励磁系统说明书第3章人机界面中国电器科学研究院有限公司广州擎天实业有限公司目录3-1简介 (4)3-2调节器HMI (4)3-2.1概述 (4)3-2.2调节器HMI各个画面介绍 (5)3-2.2.1主画面 (5)3-2.2.2多功能选择画面 (7)3-2.2.3开关量画面 (8)3-2.2.4故障显示画面 (11)3-2.2.5运行设置画面 (12)3-2.2.6无功调差率画面 (13)3-2.2.7手动方式切换 (14)3-2.2.8PSS设置画面 (15)3-2.2.9系统设置画面 (17)3-2.2.10起励操作画面 (18)3-2.2.11运行锁定设置画面 (18)3-2.2.12屏幕设置画面 (19)3-2.2.13模拟量监测画面 (20)3-2.2.14运行模式画面 (20)3-2.2.15时间设置画面 (21)3-3智能化功率柜HMI (22)3-3.1概述 (22)3-3.2智能化功率柜HMI画面 (22)3-3.2.1主画面 (22)3-3.2.2系统画面 (23)3-3.2.3运行功能设定 (24)3-3.2.4励磁电流校准 (27)3-3.2.5均流系数校准 (27)3-3.2.6风道温度校准 (28)3-3.2.7风机控制 (28)3-3.2.8屏幕保护 (28)3-4智能化灭磁柜HMI (29)3-4.1概述 (29)3-4.2智能化灭磁柜HMI画面 (29)3-4.2.1主画面 (29)3-4.2.2系统画面 (30)3-4.2.3励磁电流量程选择 (31)3-4.2.4励磁电压量程选择 (31)3-4.2.5励磁电流校准 (31)3-4.2.6励磁电压校准 (32)3-4.2.7转子温度校准 (33)3-4.2.8转子温度报警值设定 (33)3-4.2.9灭磁开关分合闸操作 (34)3-4.2.10当前故障显示画面 (34)3-4.2.11屏幕保护设置 (34)3-1简介人机界面，简称HMI（Human-machine Interface）。
常规新EXC9100双通道现场投运及试验报告(130526)
励磁装置现场试验报告产品型号：用户名称：出厂编号：试验日期：中国电器科学研究院有限公司广州擎天实业有限公司一、机组及励磁系统参数二、装置/单元检查试验1）、确认励磁系统各柜体已按照励磁系统《励磁柜体排列图》的要求安装就位，柜体的布置方向和排列次序正确；确认：2）、拆除所有运输用途的临时紧固件并清洁；确认：3）、主回路电缆、铜排连接的正确性及螺钉的紧固性检查；确认：4）、灭磁电阻及过压保护回路的接线正确性检查；确认：5）、柜间连接线的正确性检查（包括同步变压器原边至功率柜交流母线的接线、CAN总线）；确认：6）、插件、板卡及其它分体运输的元器件安装位置的正确性检查；确认：7）、扁电缆连接的正确性检查；确认：8）、同步变压器的档位正确性检查；确认：9）、按“现场投运必做项目”的要求，检查CT端子和PT端子，确保CT不开路、PT不短路；确认：10）、各智能板跳线码和拨码开关位置检查；确认：11）、测量CAN总线的电阻值应为60Ω左右；确认：12）、检查励磁变压器的标称参数与设计图纸一致；确认：13）、元器件检查是否与图纸一致（包括快熔型号，灭磁开关型号，非线性电阻残压值，线性电阻的电阻值）；确认：14）、检查从其它外部控制单元输入到励磁装置的控制接点必须为无源空接点，否则将烧毁励磁装置内部的元器件；确认：15）、外部输入到励磁柜的交直流电源的电压大小和极性正确性检查；确认：上述检查工作，要由电厂检修人员确认并签字。
电厂人员确认签字：三、电源回路检查初次上电前，应把所有的交直流回路的操作开关以及保险断开，把A、B套调节器的主机板、快速IO扩展板、模拟量板、开关量板、调节器人机界面显示屏、功率灭磁柜智能接口板、通讯转换板的电源插头（扁线）拔下。
确认已检查：初次上电后，在检查完有关交直流回路操作开关的输入侧电压正确（直流回路要检查电压极性）并测量直流220V、24V回路电阻值正常后才能合上这些操作开关。
检查调节器的A、B套主机板、快速IO扩展板、模拟量板、开关量板、调节器人机界面显示屏、功率灭磁柜智能接口板、通讯转换板的24V电源端电压的大小和极性正确，变送器、照明灯、加热器、电源插座、风机的交流电源端电压的大小正确。
EXC9100励磁系统说明书 5、运行操作部分
EXC9100励磁系统说明书第5 章运行操作中国电器科学研究院有限公司广州擎天实业有限公司目录5-1 操作及显示 (4)5-1.1 概述 (4)5-1.2开机前对励磁系统的检查 (4)5-1.2.1开机前对励磁调节器的操作 (4)5-1.2.2开机前对功率柜的操作 (6)5-1.2.3开机前对灭磁柜的检查 (6)5-1.3起励操作 (7)5-1.3.1 起励说明 (7)5-1.3.2 起励建压值 (7)5-1.3.3 发电机起励升压过程 (8)5-1.4励磁调节器通道间跟踪与切换 (9)5-1.4.1 通道间跟踪关系 (9)5-1.4.2 通道跟踪 (10)5-1.4.3 通道切换 (10)5-1.5 励磁调节器的系统电压跟踪 (11)5-1.6 励磁调节器增磁/减磁操作 (11)5-1.7 励磁调节器逆变灭磁 (12)5-1.8励磁调节器调差系数设置 (12)5-1.9 PSS功能投入/退出 (13)5-1.10功率柜的操作 (14)5-1.10.1风机控制 (14)5-1.10.2其他操作 (15)5-1.11灭磁柜的操作 (15)5-1.11.1灭磁开关分、合闸 (15)5-1.11.2其他操作 (15)5-1.12机组并网 (16)5-1.13 人机界面模拟量、状态及报警信息 (16)5-1.13.1模拟量显示 (16)5-1.13.2状态和报警信息 (16)5-2 系统的运行 (18)5-2.1 投入前检查 (18)5-2.2 开机流程 (18)5-2.3 运行中检查 (19)5-2.4 停机流程 (20)5-2.5 紧急停机 (20)本章叙述了励磁系统的运行操作规程，并指出系统无故障运行时需要遵守的事项。
本资料还说明了需要采取的安全预防措施。
5-1 操作及显示5-1.1 概述注：对于运行人员来说，很多操作和显示都是通过励磁系统的人机界面来实现的，因此，在阅读本章之前，必须认真阅读本说明书的第四章《人机界面》中的相关功能和说明，才能更好完成对励磁系统的运行操作工作。
#4发电机EXC9100励磁调节装置运行规程(1)
#4发电机EXC9100励磁调节装臵运行、操作规程（试行）一、装臵概况㈠、EXC9100 型励磁调节器由A、B两个对等调节通道构成，主/从工作方式，A/B 通道间对等冗余、互为主备用，从测量回路到脉冲输出回路完全独立，每个调节通道都含有自动方式/手动方式控制单元。
自动方式为恒机端电压调节，手动方式为恒励磁电流调节。
手动方式是辅助运行方式，不允许长时间投入运行。
励磁调节器上电或复位后，即默认转入自动方式。
㈡、可任意选取 A、B 通道中的一个通道作为运行通道；上电默认A 通道为运行通道、B 通道为备用通道。
A 通道电压测量信号取自发电机ⅠPT，B通道电压测量信号取自发电机ⅡPT。
㈢、通道的可用状态分为4 个级别：0、1、2、3级，3 级最高，表示所有必备的输入和备用输入都正常；0 级表示必备的输入失效，当备用通道优先级比运行通道高时，将自动切换到备用通道。
通道在自动方式下，正常运行情况时状态为 3 级；当出现 PT故障时，切到备用通道，本通道变为手动方式并且状态变为 2级，该状态保持直至 PT故障恢复；机端电压大于10%时，若没检测到同步信号，则本通道优先级变为 0，表示本通道不可用，同样保持直至故障恢复。
㈣、调节器的工作电源采用两路独立电源供电，其中一路取自众和直流系统，另一路由励磁变压器经过降压得到交流电源供电。
两路电源经过隔离后作为调节器的控制和脉冲电源，失去任何一路都不会影响励磁调节器的正常运行。
如果励磁装臵失去厂用直流，其直流操作回路（远方调节）将无法工作，但装臵的励磁输出不会有变化。
㈤、通道跟踪1、调节通道内部跟踪：调节通道（A或B通道）自动方式运行时，手动方式处于跟踪状态；切换到手动方式运行时，自动方式处于跟踪状态。
跟踪条件是：机端电压大于 10％。
2、系统电压跟踪：系统电压跟踪功能，用于在空载状态下机端电压快速跟踪系统电压，便于发电机同期并网。
并网后，系统电压跟踪功能不再起作用。
在人机界面的“运行功能设臵”菜单下，设臵了“系统电压跟踪投入/退出”的软开关，进行此功能的人为投/退操作。
EXC9100励磁系统说明书 7、安装指南
EXC9100励磁系统说明书第7章安装指南中国电器科学研究院有限公司广州擎天实业有限公司目录7-1．概述 (4)7-1.1安全指导 (4)7-1.2验收 (4)7-1.3运输包装好的设备 (5)7-1.4储存 (5)7-1.4.1储存条件 (5)7-1.4.2存储期间的检查 (6)7-1.5开箱 (6)7-1.5.1打开包装箱的框架 (6)7-1.5.2设备和柜体的运输 (7)7-2．柜体的安装 (9)7-2.1概述 (9)7-2.2柜体排列定位 (10)7-2.3检查 (10)7-2.4基础固定 (10)7-3．电气接线 (11)7-3.1电气连接线 (11)7-3.2连接铜排 (11)7-3.3接地连接 (12)7-4．密封 (12)7-5．结束工作 (13)7-6．检查 (13)7-7．特别说明 (13)7-8．油漆损坏的修复 (14)7-1．概述本章节包括有关励磁系统储存、运输和安装的说明。
这些说明是为有资格进行电气设备安装人员编写的。
安装人员必须熟悉这些文件和电厂安装意外事故的防范规程！安装工作开始之前必须仔细的阅读下列安全说明！7-1.1安全指导在整个安装、调试和维护工作期间都必须遵循有关的安全指导。
在系统开始进行任何工作之前必须阅读安全指导和下列标志的内容。
7-1.2验收交货时所有的装箱都要检查，在开箱之前，先检查一下包装箱外部是否有损坏。
如果有损坏，那么就要在保险公司和制造商在场的情况下开箱检查设备。
外部损坏情况必须立即记录在有关运输的文件中！开箱后发现的损坏必须在一周内向保险公司和制造商报告！7-1.3运输包装好的设备设备需用行吊、铲车或叉车小心地从运输工具上卸下来。
当卸包装箱的时候，必须按照箭头指示的方向吊起，包装箱上的一系列符号是根据国家相关标准的规定标记的。
当用铲车提升和搬运包装箱时，铲车的叉子必须平行地插入包装箱的底部。
为避免包装箱歪倒，必须注意包装箱的重心（专门有符号标记）。
EXC9000励磁培训资料
河口电站EXC9000系统培训讲义王晓光一、励磁系统简介1、励磁系统的作用：维持发电机电压为额定给定水平，实现并联运行的发电机之间无功功率的合理分配，事故情况下快速实现灭磁。
提高系统运行的稳定性。
2、励磁系统的组成调节器、励磁变、功率柜、灭磁柜、转子、电流互感器、电压互感器3、励磁系统的原理图简介EXC9000系统主要由调节器、人机界面、对外接口、功率柜、灭磁及过压保护、励磁变压器等组成。
二、励磁调节器的介绍1、EXC9000励磁调节器为双微机三通道调节器，其中A、B通道为微机通道，其核心控制器件是32位总线工控机，C通道为模拟通道。
其中A通道为主通道，测量信号通过机端第一套电压互感器BV1和电流互感器BA1取得；B通道为第一备用通道，测量信号通过机端第二套电压互感器BV2和电流互感器BA2取得；从励磁变副边采集的三相同步电压信号供三个通道公用，从励磁变副边电流互感器取得的励磁电流信号也供三个通道公用。
三通道调节器采用微机/微机/模拟三通道双模冗余结构，由两个自动通道（A、B）和一个手动通道（C）组成，这三个通道从测量回路到脉冲输出回路完全独立。
三通道以主从方式工作，正常方式为A 通道运行、B通道备用，B通道及C通道自动跟踪A通道。
可选择B通道或C通道作为备用通道，B通道为首选备用通道。
当A通道出现故障时，自动切换到备用通道运行。
C通道总是自动跟踪当前运行通道；同样，当B通道投入运行后出现故障，自动切换到C通道运行。
三通道之间的结构关系如下图所示：调节通道配置图2、人机对话界面调节器的人机界面是实现调节器和运行操作人员人机交流的主要工具，具有以下功能：（1）显示：人机界面具备机组运行参数显示、运行状况显示功能，并有故障报警指示；（2）操作：通过人机界面的触摸按键，可以实现机组参数设定、起励、残压起励功能投退、通道跟踪、系统电压跟踪、调差率设定等操作。
（3）报警：当励磁系统出现故障时，可以提供报警画面。
EXC9100励磁系统说明书 8、试验规程
EXC9100励磁系统说明书第 8 章试验规程中国电器科学研究院有限公司广州擎天实业有限公司目录8-1．概述 (3)8-2．安全条件 (3)8-3．对调试人员的要求 (4)8-4．紧急事件的说明 (5)8-5．试验环境 (5)8-6．适用标准及规范 (6)8-7．调试大纲 (6)附录一、EXC9100励磁系统出厂试验大纲 (7)一、调试的必要条件 (7)二、机组及励磁系统参数 (8)三、电源回路检查 (8)四、校准试验 (10)五、操作回路及信号回路检查 (11)六、开环试验 (14)七、空载闭环试验 (17)八、负载闭环试验 (21)九、大电流试验 (23)十、出厂设定参数 (27)十一、整组试验后检查 (31)十二、绝缘及耐压试验 (31)附录二、EXC9100励磁系统现场试验大纲 (32)一、调试的必要条件 (32)二、操作回路及信号回路检查 (33)三、开环试验 (37)四、发电机短路试验 (40)五、发电机它励空载升压试验 (46)六、空载闭环试验 (47)七、负载闭环试验 (53)八、电力系统稳定器（PSS）投运试验 (58)九、投运参数 (64)8-1．概述本试验规程详细介绍了EXC9100型励磁系统的出厂调试和现场调试方法及调试步骤以及相关的安全指南。
该试验规程主要面向电站设备维护人员，要求维护人员具备较好的电气工程方面的知识和与励磁系统密切相关的专业知识。
8-2．安全条件励磁系统要在一个受保护的环境中运行，操作人员必须严格遵循国家制定的有关安全规则。
不遵循安全规则将引起下列后果：如果不遵循安全规则，将会引起人身的伤害和设备的损坏。
如果调试工作没有按要求去做，或者是部分的按要求做了，都可能引起损坏，而这种损坏带来的维修成本是很高的。
若整流器积满灰尘和污垢，则可能产生很高的放电电压，这是非常危险的。
8-3．对调试人员的要求•调试人员必须熟悉励磁系统用户手册和“各种功能”•必须熟悉本文•必须熟悉励磁系统的控制元件、运行和报警显示，还要熟悉励磁装置就地操作和主控室远控操作（见用户手册）。
EXC9000励磁培训资料
河口电站EXC9000系统培训讲义王晓光一、励磁系统简介1、励磁系统的作用：维持发电机电压为额定给定水平，实现并联运行的发电机之间无功功率的合理分配，事故情况下快速实现灭磁。
提高系统运行的稳定性。
2、励磁系统的组成调节器、励磁变、功率柜、灭磁柜、转子、电流互感器、电压互感器3、励磁系统的原理图简介EXC9000系统主要由调节器、人机界面、对外接口、功率柜、灭磁及过压保护、励磁变压器等组成。
二、励磁调节器的介绍1、EXC9000励磁调节器为双微机三通道调节器，其中A、B通道为微机通道，其核心控制器件是32位总线工控机，C通道为模拟通道。
其中A通道为主通道，测量信号通过机端第一套电压互感器BV1和电流互感器BA1取得；B通道为第一备用通道，测量信号通过机端第二套电压互感器BV2和电流互感器BA2取得；从励磁变副边采集的三相同步电压信号供三个通道公用，从励磁变副边电流互感器取得的励磁电流信号也供三个通道公用。
三通道调节器采用微机/微机/模拟三通道双模冗余结构，由两个自动通道（A、B）和一个手动通道（C）组成，这三个通道从测量回路到脉冲输出回路完全独立。
三通道以主从方式工作，正常方式为A通道运行、B通道备用，B通道及C通道自动跟踪A通道。
可选择B通道或C通道作为备用通道，B通道为首选备用通道。
当A通道出现故障时，自动切换到备用通道运行。
C通道总是自动跟踪当前运行通道；同样，当B通道投入运行后出现故障，自动切换到C通道运行。
三通道之间的结构关系如下图所示：调节通道配置图2、人机对话界面调节器的人机界面是实现调节器和运行操作人员人机交流的主要工具，具有以下功能：（1）显示：人机界面具备机组运行参数显示、运行状况显示功能，并有故障报警指示；（2）操作：通过人机界面的触摸按键，可以实现机组参数设定、起励、残压起励功能投退、通道跟踪、系统电压跟踪、调差率设定等操作。
（3）报警：当励磁系统出现故障时，可以提供报警画面。
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通道故障
对调节器中各调节通道（A或B或C通道）内部的通讯故障、电源系统故障、软件故障、ARM芯片故障 及FPGA芯片故障，都是影响主控制板运行的严重故障，必须完成实时监视。一旦出现故障，由逻辑 监视单元立即封锁此通道的输出、退出本通道运行，自动切换到其他通道并报“通道故障”信号。
低励磁电流故障
低励磁电流，相当于励磁系统失磁状况的检测。 判断条件为： 本通道运行 && 定子电流大于10％ && 励磁电流小于低励磁电流限制值。
返回
二、励磁调节器
调节器软件
•程序结构优化，实现多流程控制 •采用结构化程序语言
•功能完善
调节器的功能
二、励磁调节器
按机端电压调节的自动方式
按励磁电流调节的手动方式 恒触发角运行方式
残压起励
软起励 零起升压（最低为机端电压的 10%） 通道自动跟踪 系统电压跟踪（空载时有效的 快速起励，建立机端电压，并 网不再跟踪）
二、励磁调节器
调节通道配置
微机/微机/模拟三通道
A
AVR
AVR：自动电压调节
FCR
FCR：励磁电流调节（手动模式）
B
AVR
FCR
Manual
C
C通道的励磁调节从实现的原 理和实现的途径与数字式调节器完 全不同，因而能起到很好的后备作 用，显著提高了调节器的安全性和 可靠性，还特别方便于发电机组和 励磁的试验和维护。
二、励磁调节器
通道级别
通道状态级别 3 2 1 0
定义
通道在自动方式且无异常 PT故障 ―― 机端电压大于10%、但无同步信号
通道在自动方式下，正常运行情况时状态为3级；当出现PT故障时，切到备用通道，本通 道变为手动方式并且状态变为2级，该状态保持直至PT故障恢复；机端电压大于10%时， 若没检测到同步信号，则本通道优先级变为0，表示本通道不可用，同样保持直至故障恢 复。
• 过励反时限限制 • 低励限制（ 5 点拟合， 木坡仅2点拟合） • 定子电流限制（V/F） • 恒无功功率调节 • 恒功率因数调节 • 无功调差 • 电力系统稳定器PSS • 转子温度估算
二、励磁调节器
调节器的保护
• 过励保护
• 正常强励情况下，励磁电流限制在 2.0倍 以内。如果励磁电流达到 3.0倍以上时， 判断为“过励保护”动作，发“过励保 护”信号来自跳灭磁开关，联跳出口断路 器。
--系统组成
--硬件配置
软件设计 功能实现 人机界面 通信规约
系统组成
二、励磁调节器
二、励磁调节器
现场总线
现场总线用于励磁系统内部进行数据交换，实现 了全数字化
减少柜间接线，节省安装空间，提高工艺水平，安装、运 行、维护方便 实现了分散控制，提高可靠性
二、励磁调节器
CAN总线
多主总线，无主站从站之分，信息优先级先后顺序来决定通信次序 自动重发 故障节点自动脱落 通讯速度快，最快可达1Mbit/s 可靠性高，抗干扰能力强，最远传输距离可达10km
四川小金川春堂坝水电站 EXC9100型励磁系统
介绍内容
一、系统概述
二、调节器
三、功率整流系统
四、灭磁系统 五、基本参数
一、系统概述
主要功能特点 核心技术
一、系统概述
功能特点
全数字化系统 CAN总线技术用于励磁系统内部互联 友好完善的人机界面 灵活多样的对外接口方式 完善的调试软件，可实现智能化调试 良好的电磁兼容性能 独立的三通道,两种不同的调节器组态 完善的故障检测系统 功率柜和灭磁柜实现智能化监测及控制 高耐压的脉冲变压器 停风机运行能力 独特的可控硅ECB灭磁系统
完善的通讯功能
一、系统概述
核心技术
多CPU架构技术 PSS2B多变量PSS技术
主流ARM + 新型FPGA的嵌入式处理技术
高频脉冲列触发技术 低残压快速起励技术 可控硅整流桥智能均流技术 CAN现场总线技术 组态编程技术 智能控制技术
二、调节器
二、励磁调节器
PT断线故障
调节器通过机端PT检测到的机端电压信号将是错误的降低了30％左右，切换到手动方式或其他高级 别的通道运行。 有三种情况判断：Average = Ug/1.2；（1）情况1：[ (Ug > 10%) && ( (Ua < Average) || (Ub < Average) || (Uc < Average) ) ] && [同步与PT不相关 ] 2）情况 2：(Ug + 10% < Utb) && ( Utb > 20%) && [同步与PT相关]3）情况3：----相当于PT信号消失( Ug < 5%) && (IL > 20%)
控制容错
包括过励限制动作闭锁增磁，欠励限制动作闭锁减磁，防 止空载误强励，过励/欠励优先权判断，PSS输出限幅等。
二、励磁调节器
调节器的硬件—多CPU模式
•由单CPU模式向多CPU模式发展 •ARM处理器完成励磁调节运算、逻辑处理和对外通讯的工作 •FPGA同步采集控制、同步交流采样及算法实现、频率补偿、 同步信号检测输出脉冲、脉冲闭锁 优点：（1）内部集成了大容量RAM和多路DSP,极大地提高了 调节器的运算速度和响应的快速性，提高了系统的调节精度。
• 低频保护
• 发电机空载状态、机端电压大于10％ ， 当机端电压频率低于45Hz时，低频动作， 励磁调节器进行逆变灭磁，同时发出 “低频”信号。当机端电压频率大于 47.5Hz时，低频信号复归。
二、励磁调节器
容错控制
检测容错
包括模拟量检测容错和开关量检测容错等，如对PT断线的 检测、对PT相序和CT相序的检测，增、减磁接点防粘连， 油开关信号容错，开停机信号容错等。
（2）可以运行复杂的控制程序，能满足电网对励磁控制的高性 能要求。
故障检测系统
可检测的故障
同步回路故障信号
故障判据： 1.同时满足 1）同步电压比机端电压低 15%；2）机端电压大于40%；3）同步电压大于 20%；4）励磁电流大于4.5%。 2.同步相序反接。3.同步消失（机端电压大于额定的10%且无同步信号） 以下同步断相信号，不影响调节器正确工作，也不改变调节通道的可用状态级别：同步原边断 A相， 同步原边断B相，同步原边断C相同步副边断A相，同步副边断B相，同步副边断C相，同步副边断BC 相，同步副边断AC相，同步副边断AB相