UN 5000励磁系统运行手册
UN5000励磁系统运行手册
UN5000励磁系统运行手册
1 控制和显示元件
1.1 概述
1.2 远方控制(在控制室) 1.3 模拟量显示
1.4 状态和报警信息
2 就地控制
2.1 模拟量显示
2.2 故障显示
2.3 显示控制
2.4 打印键
2.5 命令键
2.6维护操作面板（手持屏）
3 系统运行
3.1 通电前的检查
3.2 合闸顺序
3.3 运行中的检查
3.4 停机顺序
3.5 事故紧急停机
1 控制和显示元件
1.1 概述
UNITROL
5000 励磁系统是安装在发电厂的整套设备。
正常情况下它由控制室远控操
作。
直接安装在励磁系统前面板上的就地控制面板仅在调试、试验或紧急控制时选用。
励磁系统的命令还可由发电厂的高层电站控制系统发出。
励磁系统的两种控制方法：
☆从控制室用键盘命令进行远方控制。
命令以开关量形式发往励磁系统。
从控制室用监视器屏幕进行远方控制。
命令以开关量形式或通过现场总线发往励磁系统。
☆使用集成在励磁系统中的就地控制单元(就地控制面板)进行就地控制。
下表列出了常用的远方控制或就地控制命令。
右边的一列(反馈指示) 表示反馈指示是否在控制室显示。
1。
UNITROL_5000简介励磁
© Copyright 2002 ABB - 3 -
© Copyright 2002 ABB - 4 -
UNITROL®5000 – MUB
UNITROL®5000 – MUB
测量单元板 测量机端的 Ug and Ig PSS PT断线和其它监视功能
© Copyright 2002 ABB - 5 -
UNITROL®5000 – FIO
快速输入输出板 COB板与被处理信号接口
16 路开关量输入 18 路开关量输出 4 路模拟量输出 3 路模拟量输入 跨接器电流信号输入 3 路带放大器功能的电流电压信号输入
© Copyright 2002 ABB - 11 -
© Copyright 2002 ABB - 12 -
UNITROL®5000 – CUS
电流传感器 单向差分电流和直流电流测量
© Copyright 2002 ABB - 36 -
UNITROL®5000 – Fieldbreaker
© Copyright 2002 ABB - 37 -
UNITROL®5000 – Fieldbreaker HPB
电阻定义起励电流大小 起励接触器
© Copyright 2002 ABB - 49 -
二极管元件
用于交流起励 直流起励作为反向截止二极管
UNITROL®5000 – Transducers
© Copyright 2002 ABB - 50 -
UNITROL®5000 – Transducers
变送器
Uf If etc.
© Copyright 2002 ABB - 51 -
UNITROL®5000 – Ground Fault Relay
UN5000第四章
UN 5000 用户手册第四章第 1部分系统配置目录:4配置和设定..............................................................................................................................4.1-3 4.1系统配置............................................................................................................................................4.1-44.1.1概述............................................................................................................................................4.1-44.1.2UNITROL系列的型号代码..........................................................................................................4.1-54.1.3励磁系统的结构........................................................................................................................4.1-94.1.3.1由机端供电的励磁系统....................................................................................................4.1-94.1.3.2由辅助电源供电的励磁系统..........................................................................................4.1-104.1.3.3由永磁机供电的励磁系统..............................................................................................4.1-114.1.3.4带电制动的由机端供电的励磁系统..............................................................................4.1-124.1.3.5带电制动由辅助电源供电的励磁系统..........................................................................4.1-134.1.3.6带机组启动励磁的由机端供电的励磁系统..................................................................4.1-144.1.3.7调节器 – 型号: S5......................................................................................................4.1-154.1.3.8调节器 – 型号: D5......................................................................................................4.1-164.1.3.9调节器 – 型号: A5......................................................................................................4.1-174.1.3.10调节器– 型号: Q5x-...................................................................................................4.1-184.1.3.11整流桥 – 型号: E.........................................................................................................4.1-194.1.3.12整流桥 – 型号: T.........................................................................................................4.1-204.1.3.13整流器 – 型号: S.........................................................................................................4.1-214.1.3.14整流器 – 类型: S.........................................................................................................4.1-224.1.3.15灭磁和过电压保护.........................................................................................................4.1-234.1.3.16发电机电压/发电机电流的实际值测量－单通道系统...............................................4.1-254.1.3.17发电机电压/发电机电流的实际值测量－双通道系统...............................................4.1-264.1.3.18发电机电压/发电机电流的实际值测量－自动通道系统...........................................4.1-274 配置和设定本章的第一部分是励磁系统主要部件的说明、ABB UNITROL励磁系统的型号代码以及励磁系统的结构简介。
发电机UNITROL 5000励磁系统简述
发电机UNITROL 5000励磁系统简述发电机静止励磁系统通过可控硅整流桥控制励磁电流，达到调节同步发电机电压和无功功率的目的。
其主要分为四个主要部分：励磁变压器、励磁调节器、可控硅整流器、起励和灭磁单元。
如图3－3所示：图4－1发电机静态励磁系统原理简图1. 励磁变压器我公司励磁变压器采用三相干式变压器，容量为6722kVA，变比为22kV/920V，接线形式为Dyn11。
励磁变提供测温装置，该装置设有提供远方信号的引出接点。
高压侧每相提供2组套管CT，一组用于保护，一组用于测量。
低压侧每相提供1组CT，用于保护和测量。
2.励磁调节器励磁调节器（AVR）采用数字微机型，性能可靠，具有微调节和提高发电机暂态稳定的特性。
励磁调节器设有过励磁限制、过励磁保护、低励磁限制、电力系统稳定器、V/HZ限制器、转子过电压保护和PT断线闭锁保护等单元；其附加功能包括转子接地保护、转子温度测量、串口通讯模块、跨接器（CROWBAR）、DSP智能均流、轴电压毛刺吸收装置等。
AVR采用两路完全相同且独立的自动励磁调节器并联运行，两路通道间能相互自动跟踪，当一路调节器通道出现故障时，能自动无扰切换到另一通道运行，并发出报警。
单路调节器独立运行时，完全能满足发电机各种工况下正常运行，手动、自动电路能相互自动跟踪；当自动回路故障时能自动无扰切换到手动。
AVR中装设无功功率、功率因数等自动调节功能。
自动励磁调节装置能在-10℃～+40℃环境温度下连续运行，也能在月平均最大相对湿度为90%，同时该月平均最低温度为25℃的环境下连续运行。
采用风冷的硅整流装置能在-10℃～+40℃环境温度下连续运行。
AVR柜采用自然通风或强迫通风，能保证AVR正常运行。
3.可控硅整流器功率整流装置的一个功率柜退出运行时能满足发电机强励和1.1倍额定励磁电流运行的要求。
当有2个功率柜退出运行时，能提供发电机额定工况所需的励磁容量，可控硅元件结温（强迫风冷）设计值：90℃。
UNITROL5000型励磁系统分析
励磁调节器
调节器硬件——功率信号接口卡 PSI 用于实现电气隔离，将磁场测量信 号变换后送到测量单元板。测量信 号如下： - 同步电压 - 励磁电压 - 励磁电流（交流侧） - 通过分流器和变送器测励磁电 流（直流侧，为可选项） 励磁电流信号的测量可通过系统电 缆级联到下一块板。
励磁调节器
Windows 界面的调试维护工具CMT
取代LCP进行操作 试验录波 故障录波——显示
COB的故障波形 事故历史记录 显示软件框图 程序修改 参数设定
励磁调节器
整个励磁系统通过 ARCNet、扁线进行内部数据交换
MUB1
Binary I/O's: 16 IN,18 OUT Analog I/O’s: 7 IN, 4 OUT
COB1
Fieldbuscoupler
PSI1
扁线Chan. control
Protection
signals
脉冲总线
ARCNET
Binary I/O's: 16 IN,18 OUT Analog I/O’s: 7 IN, 4 OUT
Fieldbuscoupler
COB2
出错
出错
D5 型 A5 型 A5带独立手动型
励磁调节器
调节器硬件——控制单元 COB
• 励磁系统的大脑
在COB中集成了自动电压调节、各种限 制、保护和控制功能。CPU在32MHZ时 钟下工作。一个专用的集成芯片 （ASIC）负责交换和储存数据，控制 脉冲生成、A/D和D/A转换以及与励磁 系统内的其它装置接口（ARCnet网络 控制器）。
借鸡下蛋，做无米之炊
——UNITROL5000型励磁系统分析
UNITROL5000
UNITROL®5000励磁系统UNITROL®5000系统概述UNITROL®5000是瑞士ABB UNITROL®励磁系统系列中性能最强大的一款产品。
这种基于微处理器的电压调节器融合了当前最先进的技术，凝聚了半导体电压调解器逾40年、微处理器技术逾15年研发经验之精华。
应用领域●静止励磁系统（SES）,用于50Hz、60 Hz或16 2/3Hz的电源，励磁电流从1000A DC至10,000A DC以上不等；●自动电压调节系统（AVR），用于含专用功能的励磁机，电源频率从16 2/3Hz至400Hz不等。
调节器设计亮点调节其附加冗余度●双通道系统，带备用电流调节器。
数字输入处理●三相电压测量。
●三相电流测量。
●采用信号处理器进行输入值数字处理。
附加功能●只需实施软件解决方案—不增加硬件。
附加输入及输出●通过ARCnet®装置便于指定数量要求进行扩展。
●数字、模拟输入输出。
事件与故障记录●提供实时标记。
●可实现远程征询。
功率部分的设计亮点功率整流器冗余度●最多可并联8台功率整流器。
●功率整流器的冗余度完全独立于调节器配置。
功率整流器智能化电子器件●功率整流器之间实现电流动态平衡。
●四象限运行（励磁电流可为负）。
●可控硅电流监测。
●风扇控制与监测。
●熔断器、功率整流器温度及冷却风流监测。
●整流桥电流显示。
对系统的通信●支持上位控制系统最常用的协议。
●控制室可设第二控制面板，最长距离可达数百米。
●ABB服务部可利用PC软件“AVRview”通过因特网实施远程诊断。
UNITROL®5000系统配置UNITROL®5000采用模块化“组块系统”设计。
80%以上的系统由通过型式试验的组件构成，既提升了产品质量，又可缩短交货周期。
功率部分包含一台或多台可控硅功率整流器、交流或直流端磁场断路器、起励电路及带Crowbar跨接器的固态灭磁系统。
ABB Unitrol 5000励磁系统功能说明书.pdf(瑞士ABB)
ABB_Industrie_AG 位于瑞士 Tugi,自 1908 年成功开发世界上第一台电压调节器以来，在设 计制造电压调节器和静态励磁设备方面，已有近 100 年的经验。目前多用途的 UNITROL 系列数字 自动励磁调节器模块，以其卓越的技术、一流的质量和完善的技术服务，每年全球范围内销售业 绩近万台，为世界范围内设计和销售励磁电压调节器和静态励磁系统的中心和第一大供应商。
4.9.1 控制板（COB）的软件功能...................................................................... 30 4.9.2 其它监测和保护功能................................................................................. 33
1 系统概述 ..................................................... 4
2 机械结构设计 .................................................. 7
3 UNITROL® 5000 型励磁调节器 .................................... 10
3.1 总述 ................................................................................................................. 10 3.2 配置和机械设计 ............................................................................................... 10 3.3 主要的控制单元 ............................................................................................... 13 3.4 励磁系统内的通讯............................................................................................ 15 3.5 人-机界面......................................................................................................... 15
ABB公司Unitrol5000系列励磁规程参考样本
5.1 励磁系统的运行5.1.1 系统概述5.1.1.1 励磁系统组成: 本系统主要由机端励磁变压器、可控硅整流装置、自动电压调节器、灭磁和过电压保护装置、起励装置、必要的监测、保护、报警辅助装置等组成。
5.1.1.2 静态励磁控制系统设备是ABB公司生产的Unitrol 5000 系列。
本装置使用ABB生产的型号为：A5S-0/U231-A2500。
其含义如下：A ：双自动通道，每一通道含手动控制5：5000 系列微处理器S:标准设计，即可控硅为N-1冗余0：没有附加功能U2：UNL13300 可控硅桥3：3 个并联可控硅1：可控硅桥臂数为1 ，即每桥无串并联元件A ：励磁变压器低压侧交流开关2500：灭磁开关额定电流2500A5.1.1.3 励磁变压器信号和保护设置1) 绕组温度：(A) 线圈温度I段(130C)过热报警；(B) 线圈温度II段(150 C)过热灭磁停机。
5.1.1.4 励磁电压调节装置(AVR)1) AVR采用双通道数字式微机励磁调节器，具有稳定发电机电压和合理分配无功以及提高电力系统稳定性的作用。
本调节器具有手动和双自动通道，各通道之间相互独立，可随时停用任一通道进行检修。
各备用通道可相互跟踪，保证无扰动切换。
AVR与DCS 接口实现控制室内对AVR的远方操作。
2) AVR采用强迫通风，风机故障时能保证AVR正常运行。
AVR柜为封闭式，进风口有空气过滤器，柜体的保护接地与工作接地分开，以提高设备的抗干扰能力。
3) 电压调节、监测和保护功能：(A) 发电机电压调节给定值调整；有功补偿和无功功率补偿；V/Hz 限制器；软起励；自动跟踪；PID 控制器。
(B) 监视和保护功能a) PT 故障检测；b) 转子温度测量；都具有独立工作能力。
c) 励磁变压器温度测量；d) 反时限过流保护和瞬时过流保护； e) 失励保护( P/Q 保护)； f) 过激磁保护( V/Hz 继电器)； g) 电子控制板自诊断功能； h) 具有下列可控硅整流器监视功能：(a) 电力电子器件具有带熔断报警接点的熔断器； (b) 导通监视；(c) 冷却流量及风机监视； (d) 整流桥温度监视； (e) 整流桥柜门锁闭监视；(f) 交流侧过压保护具有带熔断报警接点的熔断器。
ABB UNITROL5000励磁调节器
ABB UNITROL5000励磁调节器强制启动励磁整流柜冷却风扇操作步骤1、使用“test5”用户名（密码同用户名）先点击在下面所示登陆框中输入用户名点击登录；2、点击操作界面右上角使其变成后，再点击进入下图所示界面3、点击操作界面右下角，进入下图所示界面4、选择参数组8后，点击进入下图所示界面然后选择17，点击操作界面右下角进入改写界面，将原参数10412改成12502后点击。
此时整流柜风扇启动继电器闭合，再将12502改回10412。
5、点击操作界面右下角，进入下图所示界面6、选择参数组5后，点击进入下图所示界面然后选择21，点击操作界面右下角进入改写界面，将原参数0改成9后点击此时选中全部整流柜风扇。
7、点击操作界面右下角，进入下图所示界面8、选择参数组55后，点击进入下图所示界面然后选择11，点击操作界面右下角进入改写界面将原参数12501改成12502后点击此时启动全部整流柜风扇。
9、检查各整流柜风扇运行情况，分别断开运行风扇的电源空开、另一组备用风扇会自动联锁启动；待全部风扇切换至备用风扇后、再分别断开对应电源空开，所有风扇停止运行后再将电源空开合上、所有风扇不启动。
10、点击操作界面中按钮，进入如下界面点击操作界面下方按键复位报警信息后，全部整流柜中一组风扇重新启动。
11、点击操作界面右下角，进入下图所示界面12、选择参数组55后，点击进入下图所示界面然后选择11，点击操作界面右下角进入改写界面将原参数12502改成12501后点击此时全部整流柜运行风扇停止运行。
13、点击操作界面右下角，进入下图所示界面14、选择参数组8后，点击进入下图所示界面然后选择15，点击操作界面右下角进入改写界面将原参数10413改成12502后点击，此时整流柜风扇启动继电器断开，再将12502改回10413。
15、点击操作界面右下角，进入下图所示界面16、选择参数组5后，点击进入下图所示界面然后选择21，点击操作界面右下角进入改写界面，将参数9改成0后点击此时不选中全部整流柜风扇。
嵩屿电厂二期励磁系统(UNITROL
嵩屿电厂二期励磁系统（UNITROLâ 5000）简介原理说明1. 电压调节、监测和保护功能以下是UNITROL® 5000 的主要控制功能介绍。
励磁调节器所包含的功能自动电压调节器AVR 的主要目的是精确地控制和调节同步发电机的端电压和无功功率。
这就要求励磁电压对运行工况的变化作出快速反应，响应时间仅为几个毫秒。
因此，AVR 必须是一个快速控制器，它不断地计算给定值与反馈值的偏差，在尽可能短的时间内完成调节运算，控制可控硅整流桥的触发角度。
UNITROL®5000 型励磁调节器的调节周期相当短，相对于模拟式励磁调节器，其延迟可忽略不计。
调节运算完全由软件实现。
模拟量信号如定子电压和电流，由测量单元板MUB 的模数转换器转换成数字信号。
给定值及其上下限幅功能也是由软件实现的。
发电机电压给定和调节给定值调整(1)可使用开关量输入命令、模拟输入信号或串行通讯线路实现AVR 给定值的增、减或复归。
给定值的上限幅、下限幅以及上下限幅间的运行时间均可分别整定。
有功补偿(2)和无功功率补偿(3)将发电机电压给定值与一个和稳态有功功率和无功功率成正比的信号相加，可补偿单元变压器和/或传输线上由于输送有功或无功功率而引起的压降。
相反，如果将发电机电压给定值减去一个与稳态无功功率成正比的信号，则可保证两台或多台并联发电机组间无功功率的合理分配，实现调差功能。
可调补偿范围为-20%和+20%额定机端电压。
V/Hz 限制器(4)为避免发电机组和励磁变压器铁芯过磁通饱和，调节器内设V/Hz 限制器和特性曲线。
如果发电机电压超过某一频率下的限制值，限制器将自动降低给定值使发电机电压符合特性曲线的要求。
软起励(5)软起励功能用于防止机端电压的起励超调。
励磁调节器接到开机令后即开始起励升压，当机端电压大于10%额定值后，调节器以可设定的速度增加给定值，使机端电压逐步上升到额定值。
自动跟踪每个自动通道的COB 主控板都含有一个自动电压调节器AVR 和励磁电流调节器FCR。
ABBUnitrol5000励磁系统调试（201108版）（1）
UNITROL® 5000励磁系统研讨会2006 成都现场试验讲稿王绪雄修改版（2011年8月）目录：一、调试维护软件CMT的使用二、常规试验三、励磁系统绝缘测试四、开环小电流试验五、励磁变压器试验六、HPB灭磁开关七、发电机短路、空载试验中励磁的操作八、故障处理实例一、 CMT的使用1）菜单介绍CMT的操作由九个菜单组成，见下图："Connect" －连接菜单Connective to Drive 与AVR建立联接；CMT软件启动时会自动与AVR建立联接Dis connect from Drive 与AVR断开联接；"ParSig" －参数菜单open 打开已有的参数文件；Save as 保存参数到电脑硬盘；Compare with file 把CMT参数窗口中的参数与电脑上某一个参数文件中的参数进行比较；"Dlog" －数据记录器（类似于故障录波器）Open 打开已有的录波文件；Save as 保存录波文件：( Graphs) 保存成图形格式；( Numeric) 保存成数字格式；Copy trending channel definition 通道定义成与Trending窗口一样；Common definitions 定义触发条件Upload 把录波从AVR上传至电脑"Trending " －趋势图菜单Set graph sample internval 设置窗口宽度F4 停止/启动录波Step A、Step B 用于定义阶跃；"Faults"－故障菜单Upload Fault logger 把报警和故障记录从AVR上传到电脑。
Save as 保存报警和故障记录。
2）注意事项CMT：笔记本电脑、适配器、通讯卡、光缆和安装光盘；不同CMT硬件，一般其要求的电脑操作系统也不同，因此不要随意更改操作系统。
UNITROL5000励磁调试说明
UNITROL5000励磁调试说明UNITROL5000 型号介绍1、装置硬件设置1.1 COB板（UNS2880a Controller Board）在COB中集成了自动电压调节、各种限制、保护和控制功。
COB所使用的CPU是增强型的微处理器AN80186AM，在32MHZ时钟下工作。
一个专用的集成芯片（ASIC）负责交换和储存数据，控制脉冲生成、A/D和D/A转换以及与励磁系统内的其它装置接口（ARCnet网络控制器）。
COB支持与本地控制单元（LCP）、手持编程器（SPA）和CMT工具的通讯。
此外，它提供串行端口，具有自诊断功能（看门狗）。
为了便于快速诊断和故障查找，COB配有一个七段数码显示管。
此外，COB还配有一个瞬时记录器和故障记录器。
这些记录可通过CMT工具（调试和维护工具）处理。
故障记录器和瞬时记录器还可以与实时时钟保持同步。
Jumper Function Default Project.S2: 1-2 for internal use only, do not change OUT OUTS2: 5-6 for internal use only, do not change OUT OUTS2: 3-4 normal operation IN INS2: 7-8 Exciter frequency 50/60 HzExternal Synchronizer-Impulse from EGC or UNS 2861c to Terminal X5:7 OUTOUTS2: 9-10 normal operation IN IN S3: 1-2 Temperature-Measuring with UNS 2861cAnalog-Input on Plug X12:2OUT OUTS3: 3-4 External current measuring or not used IN IN R6246 + R6249Exciter voltage 50/60 Hz, 3-phase R6246+R6249 = IN (for 16.6 Hz, 1-phase: R6246+R6249=OUT)ININARCnet-Node Setting ：NameNode AddressAddress Setting S2120: LB (Low Byte) S2121: HB (High Byte) Project.COB of Channel 1 01 High Byte = 0, Low Byte = 1 01 COB of Channel 202High Byte = 0, Low Byte = 2021.2 MUB 板（UNS2881a Measuring Unit Board ）测量单元板（MUB ）由数字信号处理器（DSP ）和IntelDSP 56303构成。
发电机励磁系统UN
励磁系统限制器
在过励区域设置有最大励磁电流和感性定子电流两个 过励限制器；在欠励区域设置有容性定子电流、无功 限制（P/Q限制）和最小励磁电流三个欠励限制器。 1最大励磁电流限制器用于防止转子回路过热，它设计 具有反时限特性。限制器有两个限制值：一个是强励 顶值电流限制器，另一个是连续运行允许的过热限制 值。 最小磁场电流限制器的主要任务是防止失磁。这个功 能通常用于水轮发电机组，它有可能在功率图的欠励 侧做深度进相运行，即近于零励磁电流运行
3．提高同步发电机并列运行的稳定性
暂态稳定是指电力系统在受到大扰动，这种情况下的稳定 问题，即在大干扰作用后系统能否在新的平衡状况下稳定 工作，称为暂态稳定问题。 扰动的另一种形式是负荷随机地发生小的变化，即所谓小 干扰。同步发电机在小干扰下的稳定问题,称为静态稳定。 动态稳定则是指电力系统受干扰后（包括小干扰和大干 扰），在考虑了各种自动控制装置的作用情况下，长时间 的稳定性问题。 （阻尼问题） 励磁调节可有效地提高电力系统的静态稳 定性，并在一定程度上改善暂态稳定性 （提高强励顶值倍数） ，但可能引入负阻尼，引发低频振荡。 ������ ������ ������ ������ ������ ������ ������ ������ ������
UNITROL 5000励磁系统
带后备励磁电流调 节器的双通道控制 器。配置最齐全的 一种
UNITROL 5000励磁系统
紧急备用通道的励磁电流调节器自动地跟随主
通道。因此，在主通道发生故障的情况下，自 动地进行无扰动切换。从主通道向紧急备用通 道的手动切换只能由被授权的特殊操作人员进 行。两个调节器的跟随调整使其能够切回到主 通道。 AVR控制方式：叠加控制无功功率调节器（Q） / 功率因数调节器（cosΦ）是电压调节器的上位 调节器，并且在运行中只是缓慢地起作用。
ABB-UN5000励磁系统专题
1 大约 5000x1000x2200mm 2 AVR+2 FCR+2 BFCR 大约1000x1000x2200mm 1 大约 5000kg DC 220V IP54
< 0.1s
DC 220V
额定功耗 (不包括励磁变压器)
防护等级
Max.IP54 9.3A, 2sec 5 22kV 大约800x1000x2200mm Max. 1.33A, 2sec. 835V 缓冲器 大约 1000Kg 5MJ 大约 600Kg 70dB 2 卸放装置 (redundant) > 6%
通电顺序
动作
1 2
显示
控制
励磁开关合上 励磁系统投入
指示灯ON亮 指示灯ON 亮
励磁开关已合上 在5－20秒内建压
发电机空载运行
3
励磁系统准备低负载运行。使用 上升/下降键可以将发电机电压 调整到电网电压。 当电网电压与发电机电压同步时， 闭合发电机的主电路开关。
发电机电压调整到设 定点。 发电机的无功功率接近 于零。
FBC DII ROI
FBC LBI AIO PTI OBI
REF
3
隐极同步发电机
转子下线
大电流集电环
电
刷
8-lines display
就地控制 屏 LCP
Keys for panel operation
Keys for local operation of excitation system
2. 1. 励磁变压器 励磁系统 类型
1 min. UNITROL 5000 20s UNL13300 ABB Switzerland Ltd IP23 ABB Switzerland Ltd CROWBAR SiC 高速单断口直流断路器 1000V PID+PSS AN
ul5000使用手册
ul5000使用手册
UL5000是一款仪器，用于测试和测量电气设备和电力系统的性能。
UL5000使用手册包括了该仪器的操作说明、技术规格、安全注
意事项等内容。
UL5000使用手册通常包括以下内容：
1. 仪器概述，介绍UL5000的基本功能、应用领域和优势特点。
2. 技术规格，包括仪器的技术参数、测量范围、精度等详细信息，用户可以根据这些参数了解仪器的性能特点。
3. 操作说明，详细介绍UL5000的操作步骤，包括开机、设置
参数、连接测试对象、进行测试、读取数据等操作流程，通常会配
有图文并茂的操作指南。
4. 功能介绍，介绍UL5000各项功能的具体作用和使用方法，
例如测量电压、电流、阻抗、功率等功能的操作说明。
5. 数据分析与报告，介绍如何分析测试数据，生成测试报告，
以及数据传输和存储等功能的操作方法。
6. 安全注意事项，包括仪器的安全使用注意事项，避免误操作导致的安全风险，以及仪器的维护保养等内容。
7. 故障排除，介绍常见故障的排除方法和维修注意事项，帮助用户在使用过程中遇到问题时能够及时解决。
总的来说，UL5000使用手册是用户正确、安全、高效使用该仪器的重要参考资料，通过仔细阅读和理解使用手册，用户可以更好地掌握UL5000的操作方法和注意事项，从而更好地完成测试工作。
瑞士ABB公司UNITROL_5000励磁系统励磁PSS功能设计说明
瑞士ABB公司UNITROL5000的PSS功能设计说明UNITROL 5000的数字式励磁调节器的PSS采用IEEE PSS 2A型标准模型，其输入为Δω和ΔPe双输入信号，由发电机机端电压和定子电流采样、软件计算得到。
根据发电机速度偏差Δω与电功率和机械功率偏差的基本方程式的拉普拉斯形式:式中，Δω(s)为速度的变化；ω为速度的标么值；ΔPm(s)为机械功率变化的标么值；ΔPe(s)为电功率同步分量变化的标么值；Ms为惯性常数；D为阻尼系数。
在额定转速时，ω在速度小范围变化时(小于0.01额定转速)，可认为仍保持为1；因惯性常数Ms通常在6～14间，在感兴趣的频率范围0.2～3.0 Hz内D较小，Ms D，D可以忽略不计，则公式 (1)变成：当机械功率恒定时ΔPm(s)=0，速度偏差Δω可单独从电功率变化ΔPe(s)中获得，但如果仅将ΔPe(s)作为稳定器输入信号，当ΔPm(s)变化时将产生一个错误的输出。
为避免导致机端电压异常波动，还应引入机械功率ΔPm(s)。
ΔPm(s)可从等式(2)获得并受限制于一个低通滤波器G(s)，从而一个近似的速度变化可表示为：公式(3)中的第一部分为速度信号和电功率信号的积分所合成的机械功率积分信号，G(s)为斜坡低通滤波器的传递函数，第二部分为电功率的积分。
从式中很容易看出无低通滤波及G(s)=1时，输出为常规的速度信号Δω(s)，而当没有机械功率分量及G(s)=0时，为常规的电功率积分信号。
因为滤波器不在主要稳定性处理环节中，所以它不会限制到稳定器的增益特性。
低通滤波器G(s)的特性必须维持一个足够的通过带宽，使机械功率信号ΔPm(s)最快速的反映实际机械功率变化。
根据公式(3)并配以两级相位超前环节和增益控制构成了图1中的PSS 数字模型。
PSS输入信号为转子角速度的偏差Δω与电功率Pe，输入信号经过两级冲洗器滤过后叠加合成机械功率积分信号。
在机械功率恒定及参数匹配好的情况下，电功率的积分信号与速度信号经两级冲洗器后的值相等，但极性相反。
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1 控制和显示元件 1.1 概述1.2 远方控制(在控制室) 1.3 模拟量显示 1.4 状态和报警信息 2 就地控制2.1 模拟量显示 2.2 故障显示 2.3 显示控制 2.4 打印键 2.5 命令键2.6维护操作面板（手持屏） 3 系统运行3.1 通电前的检查 3.2 合闸顺序 3.3 运行中的检查 3.4 停机顺序 3.5 事故紧急停机1 控制和显示元件 1.1 概述UNITROL �5000 励磁系统是安装在发电厂的整套设备。
正常情况下它由控制室远控操作。
直接安装在励磁系统前面板上的就地控制面板仅在调试、试验或紧急控制时选用。
励磁系统的命令还可由发电厂的高层电站控制系统发出。
励磁系统的两种控制方法：☆从控制室用键盘命令进行远方控制。
命令以开关量形式发往励磁系统。
从控制室用监视器屏幕进行远方控制。
命令以开关量形式或通过现场总线发往励磁系统。
☆使用集成在励磁系统中的就地控制单元(就地控制面板)进行就地控制。
下表列出了常用的远方控制或就地控制命令。
右边的一列(反馈指示) 表示反馈指示是否在控制室显示。
带阴影的就地控制命令只有在就地控制面板上同时按下解锁键时才有效。
后面将详细介绍远控和就地两种控制方式。
1.2 远方控制(在控制室)在控制室有许多控制命令和反馈指示，用于对励磁系统进行有效的远方控制。
此外，还可以用模拟量显示励磁系统和发电机的主要状态。
这些在控制室进行控制所需的命令键、信号灯和显示仪表不是UNITROL �5000 系统的组成部分。
运行人员必须熟悉控制元件的布置和控制命令对励磁系统的作用。
利用这些控制元件，运行人员就可以根据工况变化的需要，使用自动(AUTO)或手动（MANUAL ）方式在励磁侧对发电机进行有效控制。
控制室命令只有励磁系统切换到“远方”时才有效(见7-11页7.1.4.2 条)。
1.2.1 命令和反馈指示下面详述各命令及其对励磁系统和发电机的作用。
磁场开关合闸/分闸 在没有跳闸信号时，合闸命令用于合入磁场开关。
开关闭合后，可进行投励磁操作。
(见下一节“励磁投入/ 退出”)。
分闸命令同时作用于磁场开关分闸和励磁退出(见下一节“励磁投入/退出”)。
将励磁系统中的整流桥切换到逆变方式运行(磁场能量反馈) ，将灭磁电阻与转子绕组并联，发电机经整流桥和灭磁电阻快速灭磁。
远方断开磁场开关操作的条件是发电机主开关在分位(发电机空载运行)。
励磁投入 / 退出励磁投入命令 EXCITATION ON 用于投入发电机励磁。
励磁系统向发电机转子提供励磁电流，发电机迅速升压到额定值。
跳闸信号有效时，励磁投入命令被闭锁。
发出励磁投入命令时，在断开位置的磁场开关将自动闭合。
磁场开关闭合以后励磁投入，励磁电流流通。
完成起励的前提条件： ☆励磁开关在合位。
☆无分闸命令和跳闸信号。
☆发电机转速大于90%额定值。
☆励磁变压器由发电机机端直接供电的励磁系统还需要初励电源。
励磁退出命令EXCITATION OFF 用于立即切断发电机励磁。
励磁系统整流桥切换到逆变运行(磁场能量反馈) ，灭磁电阻与转子绕组并联，发电机通过整流发电机在励磁投入后的典型建压过程如下：1.2.2 通道1 和通道2 之间的切换（双自动通道系统）励磁系统由两个完全独立的调节和控制通道(通道1 和通道2) 组成。
两个通道完全相同，可任选通道1 或通道2 为运行通道。
备用通道(非运行通道) 总是自动地跟踪运行通道。
除下列情况以外，通常可在任何时间进行通道切换： • 在运行通道中检测到故障，自动切换到第二个通道运行。
在故障排除前不能切回到原通道运行。
如果备用通道故障，将闭锁从运行通道到备用通道的人为切换。
通道故障时，发电机电压也可能发生波动。
此时即将自动投入运行的备用通道不应跟踪该扰动。
为此，备用通道应延时跟踪，跟踪速度应相对缓慢。
在人为从运行通道向备用通道的切换时，考虑到跟踪延时的作用，如果切换前瞬间发电机电压有变化，需等待跟踪平衡，即在切换完成前有短暂的延时。
这样，在各种场合下都能实现无扰动切换。
1.2.3 自动/手动方式之间的切换励磁系统的每个通道都包括自动和手动两种调节方式。
在自动方式下，励磁系统自动调节发电机电压，最大限度地维持发电机机端电压恒定。
在手动方式下，励磁系统自动维持发电机恒定励磁 (磁场电流)。
在手动方式运行时，必须根据发电机的负荷变化人为调整发电机的励磁(磁场电流的给定值)，以维持发电机电压恒定。
备用调节方式总是跟随运行调节方式，因此，除非出现下列情况，在任何时侯都可以在不同的运行方式之间进行切换。
如果在自动方式中检测到故障(fi紧急切换到手动方式运行)，在故障排除前不能切回自动方式运行。
• 如果手动方式发生故障，将闭锁从自动方式到手动方式的切换。
• 发电机以自动方式运行于允许的极限范围内，但该工况已经超出手动方式允许的运行范围，手动调节器将无法跟随自动调节器。
在此情况下，反馈指示“自动/手动跟踪平衡”有效，闭锁手动通道的跟踪。
在故障情况下自动切换到手动方式时，应切换到故障前的运行工况。
因此，手动调节器对励磁电流变化的跟踪具有延迟，且跟踪速度相对缓慢。
在人为从自动方式向手动方式切换时，考虑到跟踪延时的作用，如果切换前瞬间发电机励磁电流有变化，需等待跟踪平衡信号“自动/手动跟踪平衡”，即在切换完成前有短暂的延时。
这样，在各种场合下都能实现无扰动切换。
Note手动调节作为特殊运行的调节方式(后备调节方式)，只有励磁电流调节功能 (无发电机电压调节功能)。
在手动方式下，发电机的励磁必须由熟练的运行人员来监视。
当发电机电压和电流互感器信号正常时，在手动方式下低励限制器也能防止发电机危险的低励磁，在极端情况下，低励磁可导致滑极。
此外，在空载及低转速情况下，V/Hz 限制器使励磁电流降低，以防止发电机和与之相连接的变压器过饱和。
实测值如发电机电压、电流和无功功率等必须由运行人员监视，必要时，通过改变励磁电流给定值的办法加以调整。
1.2.4 切换至紧急后备通道（4 通道系统）除两个主通道之外，励磁系统还提供两个独立的紧急后备通道。
与主通道的手动方式相似，紧急后备通道也设有一个励磁电流调节器。
除此之外，紧急后备通道还设有过电压保护和独立于主通道的触发脉冲形成功能。
内置的过电压保护是主通道内置保护功能的冗余措施。
紧急后备通道的励磁电流调节器与主通道励磁电流调节器在作用上是相同的，即紧急后备通道只能调节励磁电流，而不能调节发电机电压。
紧急后备通道的励磁电流调节器自动跟踪主通道，在主通道发生故障的情况下，能自动实现无扰动切换。
从主通道向紧急后备通道的人为切换只能由被授权的专业人员完成。
在调整两个调节器后，才能切回到主通道。
1.2.5 恒无功功率调节/恒功率因数调节的投入/退出在发电机并网及励磁系统自动方式下，可切换到恒无功功率调节(Q)或恒功率因数调节(cosPhi)。
可切换到恒无功功率调节(Q)或恒功率因数调节(cosPhi)是电压调节器的上位调节器（叠加调节），对运行工况变化作缓慢反应。
因此，在电网发生短时故障时，仍然是电压调节器起作用而不是叠加调节器起作用。
自动方式中所有限制器的作用不变：必要时可接管电压调节器，包括叠加调节器。
叠加调节电压调节图恒无功功率调节(Q)或恒功率因数调节(cosPhi)恒无功调节/恒功率因数调节有各自的给定值(给定值积分器)。
在叠加调节退出时，其给定值总是跟踪当前无功功率/功率因数的实测值，即在从电压调节切换到叠加调节瞬间，发电机的运行点不会改变。
只是随后用增磁/减磁命令调整叠加调节器给定值时（见第7.3.2.8节），才能改变无功功率/功率因数。
1.2.6 具有上限/下限反馈指示的增磁/减磁(↑/↓) 命令控制室中的↑/↓命令可控制自动和手动或自动、手动和叠加调节器的给定值。
某个给定值只当其运行方式被选中时才能接受增减磁命令。
a) 自动方式运行在自动方式下，发电机电压的给定值由↑/↓命令来调整。
在空载运行时，改变此给定值可调整发电机电压，在带负载运行时，改变此给定值可调整无功功率。
如果运行点位于发电机定子和/或转子的限制区域，相应的限制器动作，在限制方向上干预和阻止↑/↓命令的作用。
如果发电机电压给定值达到它的上限或下限设定值，"所选调节器在上限位/下限位"信号有效。
如果同时给出↑和↓命令，则给定值不变。
励磁投入时，发电机电压给定值会自动设定到它的标称值。
b) 手动方式运行在手动方式运行时，励磁电流给定值可由↑/↓命令来调整。
在空载运行时，改变此给定值可调整发电机电压，在带负荷运行时，改变此给定值可调整无功功率。
在手动方式下，只有低励磁限制( 防止发电机滑极)和V/Hz 限制( 防止磁路饱和)两个限制器。
与自动方式不同，↑/↓命令不是总能受到限制器的保护。
因此，必须按照功率图小心地确保不超过转子和发电机的运行极限。
如果励磁电流给定值达到它的上限或下限设定值，"所选调节器在上限位/下限位"信号有效。
如果同时给出↑和↓命令，则给定值不变。
励磁投入以及发电机开关断开时，励磁电流给定值会自动设定到空载励磁电流值（I f0）。
c) 无功功率调节器 / 功率因数调节器在调整叠加调节器的设定值时应考虑叠加调节器的缓慢反应，防止设定值调整过度。
要更直观地调整给定值，可在控制室中设恒无功功率/恒功率因数给定值的反馈指示。
如果恒无功功率/恒功率因数给定值到达到它的上限或下限设定值，"所选调节器在上限位/下限位"信号有效。
d) 无功功率调节器 / 功率因数调节器在调整叠加调节的设定值时应考虑叠加调节器的缓慢反应，防止设定值调整过度。
要更好地调整给定值，可在控制室的控制系统中嵌入给定值积分器。
作为远控给定值(例如4… 20mA ) ，给定值积分器的输出直接发送给励磁系统，作为恒无功功率调节/恒功率因数调节的设定值。
远控设定值在超出限制范围时会受到限制。
如果外部给定值超出内部限制范围，就显示"所选调节器在上限位/下限位"信号。
0 mA4 mA LL REF20 mAHL REF-恒无功功率调节/恒功率因数调节的设定值图 无功功率/功率因数的给定点1.2.7 电力系统稳定器PSS 投入/退出（选项）电力系统稳定器(PSS)用于阻尼发电机转子和/或电网的低频振荡。
当发电机有功功率超过可预置的设定值，以及发电机电压在预先设定的范围内(例如在90-110% UGN)时，可人为投入电力系统稳定器PSS 。
电力系统稳定器不需要任何设定。
此工作必须由专业人员完成。
PSS 可以随时人为退出，如果发电机的有功功率或电压超出设定值或者与发电机从电网解列，PSS 会自动退出。
1.2.8 故障退出 (跳闸命令TRIP)在系统发生故障时如发电机保护动作时，励磁系统将自动退出运行，同时励磁开关断开。