1、四川小金川春堂壩水電站 EXC9100型勵(lì)磁系統(tǒng),介紹內(nèi)容,一、系統(tǒng)概述 二、調(diào)節(jié)器 三、功率整流系統(tǒng) 四、滅磁系統(tǒng) 五、基本參數(shù),一、系統(tǒng)概述,主要功能特點(diǎn) 核心技術(shù),功能特點(diǎn) 全數(shù)字化系統(tǒng) CAN總線技術(shù)用于勵(lì)磁系統(tǒng)內(nèi)部互聯(lián) 友好完善的人機(jī)界面 靈活多樣的對外接口方式 完善的調(diào)試軟件，可實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)試 良好的電磁兼容性能 獨(dú)立的三通道,兩種不同的調(diào)節(jié)器組態(tài) 完善的故障檢測系統(tǒng) 功率柜和滅磁柜實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)測及控制 高耐壓的脈沖變壓器 停風(fēng)機(jī)運(yùn)行能力 獨(dú)特的可控硅ECB滅磁系統(tǒng) 完善的通訊功能,一、系統(tǒng)概述,核心技術(shù) 多CPU架構(gòu)技術(shù) PSS2B多變量PSS技術(shù) 主流ARM + 新型FPGA的

2、嵌入式處理技術(shù) 高頻脈沖列觸發(fā)技術(shù) 低殘壓快速起勵(lì)技術(shù) 可控硅整流橋智能均流技術(shù) CAN現(xiàn)場總線技術(shù) 組態(tài)編程技術(shù) 智能控制技術(shù),一、系統(tǒng)概述,二、調(diào)節(jié)器,-系統(tǒng)組成 -硬件配置 軟件設(shè)計(jì) 功能實(shí)現(xiàn) 人機(jī)界面 通信規(guī)約,系統(tǒng)組成,二、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,現(xiàn)場總線,現(xiàn)場總線用于勵(lì)磁系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化 減少柜間接線，節(jié)省安裝空間，提高工藝水平，安裝、運(yùn)行、維護(hù)方便 實(shí)現(xiàn)了分散控制，提高可靠性,二、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,CAN總線,多主總線，無主站從站之分，信息優(yōu)先級先后順序來決定通信次序 自動(dòng)重發(fā) 故障節(jié)點(diǎn)自動(dòng)脫落 通訊速度快，最快可達(dá)1Mbit/s 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，最遠(yuǎn)傳輸距離可達(dá)10k

3、m,二、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,調(diào)節(jié)通道配置,微機(jī)/微機(jī)/模擬三通道,C通道的勵(lì)磁調(diào)節(jié)從實(shí)現(xiàn)的原理和實(shí)現(xiàn)的途徑與數(shù)字式調(diào)節(jié)器完全不同，因而能起到很好的后備作用，顯著提高了調(diào)節(jié)器的安全性和可靠性，還特別方便于發(fā)電機(jī)組和勵(lì)磁的試驗(yàn)和維護(hù)。,二、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,AVR：自動(dòng)電壓調(diào)節(jié) FCR：勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)（手動(dòng)模式）,通道級別,通道狀態(tài)級別定義 3通道在自動(dòng)方式且無異常 2PT故障 1 0機(jī)端電壓大于10%、但無同步信號,二、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,通道在自動(dòng)方式下，正常運(yùn)行情況時(shí)狀態(tài)為3級；當(dāng)出現(xiàn)PT故障時(shí)，切到備用通道，本通道變?yōu)槭謩?dòng)方式并且狀態(tài)變?yōu)?級，該狀態(tài)保持直至PT故障恢復(fù)；機(jī)端電壓大于10%時(shí)，若沒檢測到同步信號，

4、則本通道優(yōu)先級變?yōu)?，表示本通道不可用，同樣保持直至故障恢復(fù)。,由單CPU模式向多CPU模式發(fā)展 ARM處理器完成勵(lì)磁調(diào)節(jié)運(yùn)算、邏輯處理和對外通訊的工作 FPGA同步采集控制、同步交流采樣及算法實(shí)現(xiàn)、頻率補(bǔ)償、同步信號檢測輸出脈沖、脈沖閉鎖 優(yōu)點(diǎn)：（1）內(nèi)部集成了大容量RAM和多路DSP,極大地提高了調(diào)節(jié)器的運(yùn)算速度和響應(yīng)的快速性，提高了系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。 （2）可以運(yùn)行復(fù)雜的控制程序，能滿足電網(wǎng)對勵(lì)磁控制的高性能要求。,調(diào)節(jié)器的硬件多CPU模式,二、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,故障檢測系統(tǒng),可檢測的故障 同步回路故障信號 故障判據(jù)：1.同時(shí)滿足 1）同步電壓比機(jī)端電壓低15%；2）機(jī)端電壓大于40%；3）同步

5、電壓大于20%；4）勵(lì)磁電流大于4.5%。 2.同步相序反接。3.同步消失（機(jī)端電壓大于額定的10%且無同步信號） 以下同步斷相信號，不影響調(diào)節(jié)器正確工作，也不改變調(diào)節(jié)通道的可用狀態(tài)級別：同步原邊斷A相，同步原邊斷B相，同步原邊斷C相同步副邊斷A相，同步副邊斷B相，同步副邊斷C相，同步副邊斷BC相，同步副邊斷AC相，同步副邊斷AB相 PT斷線故障 調(diào)節(jié)器通過機(jī)端PT檢測到的機(jī)端電壓信號將是錯(cuò)誤的降低了30左右，切換到手動(dòng)方式或其他高級別的通道運(yùn)行。 有三種情況判斷：Average = Ug/1.2；（1）情況1： (Ug 10%) 隨著時(shí)間的推移，硅元件的特性有可能發(fā)生變化，功率柜主回路的接觸

6、電阻也有可能發(fā)生變化，這些因素都會(huì)引起電流分配的變化，造成各功率柜輸出電流不平衡。 智能均流技術(shù)可以確保均流系數(shù)大于95%。而且,當(dāng)一個(gè)或多個(gè)功率柜退出后,運(yùn)行的功率柜之間仍可實(shí)現(xiàn)智能均流。,三、功率整流系統(tǒng),阻容保護(hù),防止各種原因產(chǎn)生的交流側(cè)過電壓擊穿可控硅（包括換相過電壓） 換相過電壓：簡單來說，可控硅的導(dǎo)通是有間斷性的，當(dāng)由A相導(dǎo)通換到B相導(dǎo)通時(shí)，由于A相可控硅陰極的突然關(guān)斷將在A相可控硅陽極產(chǎn)生尖峰電壓，這就是換相過電壓。 為什么需要換相？ 因?yàn)閯?lì)磁系統(tǒng)采用的整流橋是三相全控整流橋，為了使輸出直流連續(xù)，就必須要換相，這是整流橋的特性所決定的，而如果采用單相整流橋，那么勵(lì)磁變等附屬設(shè)備的

7、容量將會(huì)要求很大，并不經(jīng)濟(jì)且風(fēng)險(xiǎn)更大。,三、功率整流系統(tǒng),四、滅磁系統(tǒng),滅磁方式 滅磁過電壓保護(hù),滅磁方式,正常停機(jī)逆變滅磁，將能量消耗到交流側(cè)。 事故停機(jī)跳滅磁開關(guān)將能量轉(zhuǎn)移到滅磁電阻進(jìn)行滅磁。 滅磁電阻：ZnO（即壓敏電阻），具有非線性電阻特性，電壓低于閥值，通過電流幾乎為0，電壓超過閥值，通過電流隨電壓的增加而急劇增大。,四、滅磁系統(tǒng),滅磁及過壓保護(hù),四、滅磁系統(tǒng),當(dāng)過壓保護(hù)檢測單元（ECB）檢測到轉(zhuǎn)子過電壓時(shí)，立即控制可控硅V1導(dǎo)通，將能量消耗。 當(dāng)故障時(shí)滅磁開關(guān)跳開，由于轉(zhuǎn)子屬于大電感，殘余電流無法流通會(huì)產(chǎn)生過電壓，這時(shí)通過V2將該能量消耗。,五、基礎(chǔ)參數(shù),額定功率：Pn=18MW 額定定子電壓：Un=10.5KV 額定定子電流：In=1164.4A 額定功率因數(shù)：cos=0.85 額定勵(lì)磁電壓：Ufn=160