EX2100励磁系统简介

GE Energy Control Systems
可控硅整流柜
可控硅整流柜包括整流元件、脉冲触发放大板 （EGPA）、桥臂电感线圈和缓冲器（SNUBER） 等。 可控硅整流桥采用N+1冗余设计，采用4英寸大功 率整流管，单桥出力可达到3000A。应用的并联整 流桥支路数减少，均流效果好。
目前GE公司已经有111套采用100MM可控硅的整 流设备在全球运行。其它公司目前还没有。 对于600MW机组，设计为3桥并联，当一个整流桥 因故障退出，其余两桥可以满足发电机包括强励 在内的所有工况。
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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） DSPX控制板上提供有以下类型的存储器 ： 闪存（FLASH），用于存储DSP的引导图像、代码执行和可配置项目， 例如系统的历史记录。 随机存储器（RAM），用于数据存储和代码执行。 非易失随机存取存储器（NVRAM），用于存储非易失性的数据。 附加存储器，用于标识控制板的修改记录。
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控制员操作界面（COI）为发电机励 磁装置提供方便的彩色的触摸屏接口。 人机界面友好，可以在较直观的图形 程序框图中进行整定。
COI通过光纤与AVR相互通讯，AVR 除了接收运行指令外，还将各种报 警故障信号上传至主控室，便于运 行人员及时了解运行中的故障。
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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. 河北大唐王滩发电厂 3. 内蒙古上都发电厂 4. 江苏太仓发电厂 5. 广东汕头发电厂 6. 福建大唐宁德发电有限责任公司 7. 广东大唐潮州发电有限责任公司 8. 武汉华中华能发电有限责任公司 9. 华能珞璜电厂三期扩建工程 10.华电包头发电有限公司 11.四川广安电厂三期工程 12.四川泸州川南发电有限责任公司 13.国电电力庄河发电厂 14.北方联合电力鄂尔多斯发电厂 15.内蒙古京隆发电有限责任公司 16.河南信阳发电有限责任公司 17.江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司 2×600MW 2×600MW 2×600MW 2×600MW 1×600MW 2×600MW 2×600MW 2×600MW 2×600MW 2×600MW 2×600MW 2×600MW 2×600MW 2×600MW 2×600MW 2×600MW 2×600MW 已投入商业运行 调试中
软件操作界面友好，可以查看运行信号，进行系统参数修改，设置简单、 方便。
多重的保护和限制功能确保励磁装置、发电机组和电力系统的安全、稳 定、经济的运行。
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模拟器（Simulator） 励磁系统软件中含有一个精确的发电机模型。它可以配置成很 近似地描述发电机的实际运行状态。 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。
Versamax PLC为励磁系统提供与远 方DCS所需要信号的I/O结点。 结点容量大，可以满足各种不同需 要的设计。
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就地操作员接口（KEYPAD）直接安装在EX2100的控制柜上，可以 进行控制和维修操作 起动/停机 调节器切换和调节器选择 显示系统状态 发电机的 MW 和 MVARS 励磁电流和电压 调节器平衡 诊断显示 报警历史 应用数据 I/O 接口状态 测试和调整显示
励磁系统独立的的电源模块为每一个控制器 M1,M2,C单独提供电源。 励磁系统的输入电源为三路电源并联，提高 了可靠性。
Designed for Maximum Reliability
三冗余控制模式
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Ethernet Data Highway (Ethernet Global Data, Modbus)
GERAPID6007
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励磁调节器的软件
软件是从GE TOOLBOX 下载励磁调节器上的，并储存于控制器中。
该软件具有诊断，趋势变化和逻辑强制能力。该工具盒也包括应用软件、 I/O口分配、参数整定所用的编辑器。 各种数学功能块和动态数据分析。动态数据分析不需要将附加的试验设 备连接到EX2100就能进行AVR，FVR，OEL和UEL及PSS各种功能的频率 响应分析。
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DSPX提供的功能包括： 整流桥触发回路控制、I/O处理、以及内部环路调节： 励磁电压调节器（FVR） 励磁电流调节器（FCR） 送至ESEL板的SCR触发信号。 起动--停机功能 起励控制 报警和跳闸逻辑 发电机测量仪表处理 发电机模拟
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GE Energy Control Global Systems
GE EX2100MB 励磁控制系统
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
GE 的数字式控制系统，具有最大的可靠性，而且设计灵活，操作方便。 GE EX2100MB励磁系统由调节屏（AVR）、可控硅整流屏（SCR），交流 进线屏和直流出线屏组成。
PSS采用自身的白噪声信号，调试方便，减少了试验中的接线 工作。
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通讯 通过ETHERNET采用光纤与远方的COI进行通讯。 通过通过Modbus ® RTU直接与用户的DCS（分布式控制系 统）相连接，增加了灵活性。 系统内部各控制器及其他单元之间采用ISBUS总线进行数 据交换和通讯。
EISB板
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）。
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。
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电力系统稳定器（PSS）
GE EX2100MB励磁控制系统采用基于加速功率积分的原理全 集成的数字式PSS，可以有效地抑制电力系统的低频震荡，避 免了传统的PSS存在的有功反调现象。 PSS采用IEEE PSS2B模型，具有三阶‘超前一滞后’校正， 增加了系统的鲁棒性。
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控制器由以下板卡构成: DSPX数字信号处理器控制板（DSPX） ACLE应用控制层模块 （ACLE） EISB励磁装置IS母线板 （EISB） EMIO励磁装置主I/O板 （EMIO） ESEL励磁装置选择器板 （ ESEL）
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 。 CPU的型号为TMS320C31，时钟频率为60MHZ。具有四个外部中断
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起励模块： 起励模块采用两相380V AC电压经过整流后并滤波（或直流电 源），通过起励继电器的接点，将电压加到发电机的励磁回路。 起励继电器由控制器上EMIO板的驱动器进行控制。 在起励过程中，起励模块为发电机转子绕组提供15%-20%的 AFNL（空载励磁电流） 当发电机电压上升到规定值时，起励回路自动退出 。
ESEL板 励磁装置选择器板ESEL从与它相对应EMIO接收逻辑电平的6个触发脉 冲信号。这些脉冲信号分配到励磁装置触发脉冲放大器板（EGPA）。 二个ESEL板，其中一个由M1驱动，另一个由M2驱动。工作的ESEL由 控制器C选择，由它将所需的控制信号送到EGPA板 。 如果控制器C出现故障，那么系统默认M1为主控制器进行工作。
ACLE DSPX M1
ACLE
Control Module M1 DPM
DSPX M2
Control Module M2 DPM Redundant Control
DSPX C
Simplex Control
ISBus - (Communication Across VME Backplane)
M1: M2: C: Control Module Master 1 Control Module Master 2 Control Module Protection DPM: EGD: Dual-Ported Memory Ethernet Global Data
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发电机磁场接地检测装置采用了三冗余的方式，解决了接地检测 不能实现冗余的技术难题。 接地检测装置采用低频对地方波电压监测流过高阻抗接地电阻上 的电流。可以判断交、直流侧接地并通过软件计算可以测出直流 侧接地点的位置，使检修人员快速查找出转子接地点并及时处理， 减少停机时间。
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冷却风机 可控硅整流桥采用强迫风冷。每个整流柜安装 一台风机，风机由380V AC电源供电，可以在 励磁系统运行时方便地在线更换。 触发脉冲放大板（EGPA） 脉冲板从控制器中的ESEL板获得导通命令对6 个可控硅发出触发脉冲。同时它也是导通电流 反馈、整流桥通风和温度监测信号的接口。 五极开关 整流桥加装五极开关，使得其交直流两侧具有 明显的分断点，使检修人员能方便地在线更换 故障整流桥的故障元件。
EMIO板 EMIO板管理从EPCT、ECTB、EACF和EXTB端子板来的I/O。该I/O包括 PT和CT信号，节点输入、输出继电器驱动器和跳闸控制继电器的驱动。 通过底板，它也送出逻辑电平的触发脉冲信号到ESEL板，ESEL将它们 送到功率整流柜中的EGPA。
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ACLE板
Pentium P5 266MHz的中央处理器单元（CPU）
ACLE提供与汽轮机控制、LCI和HMI的以太网通讯，并运行如下的外部 环路控制功能。 自动电压调节器 电力系统稳定器 低励磁限制调节器 VAR/功率因数调节器 （AVR） （PSS） （UEL） （VAR/PF）
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灭磁及过电压保护装置 正常停机时，系统采用逆变灭磁。 事故状态下，控制器发出闭锁脉冲命令，然后发 送跳闸信号给灭磁开关，同时也发送给灭磁模块 的触发回路。 灭磁模块将线性灭磁电阻接入灭磁，再经过20ms 后灭磁开关动作。 励磁系统的最大灭磁开断容量为100KA。可以保 证发电机在机端短路、空载误强励等极端的情况 下快速可靠的灭磁。 每个灭磁模块上设有两个独立的霍尔效应导通传 感器回路。当任何一个回路导通或者当可控硅阳 极对阴极电压超过过电压整定值时，灭磁模块将 灭磁电阻接入进行灭磁。
GE Company Proprietary
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调节器（AVR） 调节器的硬件 采用三重冗余的控制器，在双通道M1、M2的基础上增加了C监控 通道，增加了系统的可靠性。 控制器中的各板件通过底板的高速通讯母线 ISBUS相互连接进行通讯。
控制器C监控M1、M2的状态。