勵(lì)磁系統(tǒng)(ABB)培訓(xùn)教材

1、ABB勵(lì)磁系統(tǒng)unitol5000技術(shù)培訓(xùn)教材第一部分：基本原理和硬件介紹一、發(fā)電機(jī)的電磁機(jī)理基本說明：1、應(yīng)用電磁理論，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)（電壓）：=BLV（B：磁場(chǎng)強(qiáng)度，L：導(dǎo)體長(zhǎng)度，V：切割速度）。簡(jiǎn)單的講就是：導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁力線運(yùn)動(dòng)，就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)形成閉合回路時(shí)，就會(huì)感生出電流。2、對(duì)于發(fā)電機(jī)：轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)切割定子線圈，在定子線圈上產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)（電壓），如右圖，由=BLV可以理解：1、導(dǎo)體長(zhǎng)度L相當(dāng)于匝數(shù)乘單圈長(zhǎng)度，固定不變；2、假定轉(zhuǎn)速不變，切割速度V=R也可以理解為不變；3、電動(dòng)勢(shì)（機(jī)端電壓）只與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比，其他基本不變。U2U1W2V1

2、W1V23、對(duì)于載流導(dǎo)線的磁場(chǎng)：任一載流導(dǎo)線在點(diǎn) P 處的磁感強(qiáng)度: ，電流IPCD*PCDIB在直導(dǎo)線周圍P產(chǎn)生的磁場(chǎng)，無限長(zhǎng)載流導(dǎo)體的磁感強(qiáng)度：，當(dāng)轉(zhuǎn)子本身固有特性不變時(shí)，轉(zhuǎn)子電流磁場(chǎng)在定子導(dǎo)線處感生的磁場(chǎng)強(qiáng)度B=KI，其中，I是勵(lì)磁電流值，K系。 IBX4、綜上所述可以理解為發(fā)電機(jī)定子產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)（機(jī)端電壓）：U=BLV=KI（K：綜合比例系數(shù)，I：勵(lì)磁電流），電動(dòng)勢(shì)U與勵(lì)磁電流I的大小成正比。5、電動(dòng)勢(shì)與機(jī)端電壓有區(qū)別，電動(dòng)勢(shì)等于機(jī)端電壓加定子線圈內(nèi)阻抗的壓降，當(dāng)發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，定子電流為0，內(nèi)阻抗的壓降也為0，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)也等于機(jī)端電壓，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，直接作用于調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)

3、的機(jī)端電壓；當(dāng)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，定子線圈與負(fù)載組成閉合回路，由于定子兩端電動(dòng)勢(shì)的作用在閉合回路中產(chǎn)生定子電流，內(nèi)阻抗的壓降等于定子電流乘以內(nèi)阻抗，機(jī)端電壓等于發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)減去內(nèi)阻抗的壓降，向外傳遞電功率。6、由電磁理論可知，電流流過定子線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，而定子電流的磁場(chǎng)又反作用于轉(zhuǎn)子上，對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁場(chǎng)力作用，可以正交分解為定子有功電流磁場(chǎng)力和定子無功電流磁場(chǎng)力2個(gè)作用力，其中定子有功電流磁場(chǎng)力對(duì)轉(zhuǎn)子的機(jī)械扭力起平衡作用，定子無功電流磁場(chǎng)力對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子電流磁場(chǎng)力平衡作用，最終達(dá)到平衡狀態(tài)，下面在發(fā)電機(jī)的基本原理中將詳細(xì)講述。二、發(fā)電機(jī)的基本原理說明：1、發(fā)電機(jī)的基本原理應(yīng)用到電磁理論，電生磁，磁生電，

4、并且電和磁之間又有磁場(chǎng)力的作用，那就是電樞反應(yīng)，有功電流產(chǎn)生電磁力，并形成電磁轉(zhuǎn)矩，無功電流產(chǎn)生電磁力，不形成電磁轉(zhuǎn)矩，理論比較抽象，講起來比較難懂，這里用簡(jiǎn)單的左右手法則來講述發(fā)電機(jī)的基本原理，首先介紹一下左右手法則。2、左手法則：確定載流導(dǎo)線在外磁場(chǎng)中受力方向的定則，即與力有關(guān)，又稱電動(dòng)機(jī)定則。左手平展，大拇指與其余4指垂直，若磁力線垂直穿過手心，4指指向電流方向，則大拇指所指方向即為載流導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的方向，如右圖。3、右手定則：主要判斷的是與力無關(guān)的方向。右手平展，使大拇指與其余4指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)。把右手放入磁場(chǎng)中，若磁力線垂直進(jìn)入手心，大拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)方向，則4指

5、所指方向?yàn)閷?dǎo)線中感應(yīng)電流的方向，如右圖。右手定則還可以判斷電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向，如右圖。BI4、判斷原則：關(guān)于力的用左手，其他的（與力無關(guān)，如電流方向、磁場(chǎng)方向等）用右手定則，簡(jiǎn)單而形象地記憶法則：“力”字向左撇，就用左手；而“電”字向右撇，就用右手。5、轉(zhuǎn)子電流（勵(lì)磁電流）IL產(chǎn)生的磁場(chǎng)B1，大小與轉(zhuǎn)子電流IL成正比，B1 =K1I（常數(shù)K1綜合比例系數(shù)），方向與力無關(guān)，利用右手定則，判定方向如圖1的B1，代表進(jìn)入紙面方向，代表出紙面向外方向，以下同，隨著轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，磁場(chǎng)B1也跟著逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。6、定子線圈在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)B1內(nèi)切割磁力線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，與力無關(guān)，應(yīng)用右手定則，判定電動(dòng)勢(shì)方向如圖

6、1的Uf，當(dāng)定子線圈與轉(zhuǎn)子線圈空間垂直（如位置90度或270度）時(shí)，如圖1位置，切割的磁力線密度最大，感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)數(shù)值最大；當(dāng)定子線圈與轉(zhuǎn)子線圈空間水平（如位置0度或180度）時(shí)，如圖2位置，運(yùn)動(dòng)方向與磁力線平行，不切割磁力線，感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)Uf數(shù)值為0。7、實(shí)際上，定子線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角的余弦值有關(guān)：即Uf= LRB1COS（轉(zhuǎn)子線圈旋轉(zhuǎn)角度），其中=t，t為時(shí)間（秒），以圖1為起點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。B1=K1I（常數(shù)K1綜合比例系數(shù)）。可以理解為發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)（空載為機(jī)端電壓，負(fù)載為機(jī)端電壓加內(nèi)阻電壓）：Uf= LRK1I COSt，與勵(lì)磁電流I成正比，是時(shí)間t的余弦函數(shù)。d軸q軸 A軸A

7、XZBCYFfNS8、在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)之后，在閉合回路中，由感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)Uf帶負(fù)載R在定子線圈中產(chǎn)生定子電流If，假定電動(dòng)勢(shì)Uf固定不變的話，忽略定子線圈的內(nèi)阻，定子電流If大小與負(fù)載（有功功率和無功功率）有關(guān)，定子電流的方向與功率因數(shù)有關(guān)，即電流If滯后電動(dòng)勢(shì)Uf的角度即為功率因數(shù)角，可以理解為定子電動(dòng)勢(shì)Uf在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)t=/后才產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的定子電+900Fa流。即如圖1的狀態(tài)變?yōu)槿鐖D3。9、定子電流If產(chǎn)生的磁場(chǎng)B2，由于定子線圈的固有特性，磁場(chǎng)B2的大小與定子電流If成正比，即B2=K2If（常數(shù)K1綜合比例系數(shù)），方向與力無關(guān)，利用右手定則，判定方向如圖3的B2，為便于分析，把B2正交分解為相

8、對(duì)于轉(zhuǎn)子0度的磁場(chǎng)B2d=E2COS（= K2If COS）和90度的磁場(chǎng)B2q=E2SIN（= KIf sin）兩個(gè)磁場(chǎng)，如圖3。10、B2d磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子2線圈電流IL的作用力fB2d（與力有關(guān)，用左手法則判斷方向如圖3），大小與轉(zhuǎn)子電流IL和磁場(chǎng)B2d成正比，方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，穩(wěn)定狀態(tài)下B2d磁場(chǎng)力與轉(zhuǎn)子的扭力fn平衡。11、轉(zhuǎn)子電流IL在兩個(gè)線圈的電流流向相反，如圖3，用右手法則判斷轉(zhuǎn)子1線圈電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)順時(shí)針方向，并且轉(zhuǎn)子1磁場(chǎng)作用在轉(zhuǎn)子2線圈電流上，用左手法則判斷轉(zhuǎn)子1磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子2上的作用力fIL方向向外，大小與勵(lì)磁電流IL的平方值有關(guān)，同理轉(zhuǎn)子2電流磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子1上的作用力方向

9、也向外，大小也與fIL相等，因此轉(zhuǎn)子電流IL在兩個(gè)線圈之間產(chǎn)生的力fIL相斥（如圖3方向）。12、而B2q磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子2電流IL的作用力fB2q（與力有關(guān)，用左手法則判斷方向如圖3），大小與轉(zhuǎn)子電流IL和磁場(chǎng)B2q成正比，方向與轉(zhuǎn)子2上的轉(zhuǎn)子1作用力fIL方向相反，穩(wěn)定狀態(tài)下B2q磁場(chǎng)力fB2q與轉(zhuǎn)子1電流磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子2上的作用力fIL平衡。13、當(dāng)調(diào)節(jié)主汽門大小，只改變了轉(zhuǎn)子扭力fn的大小，勵(lì)磁電流不變，轉(zhuǎn)子線圈間磁場(chǎng)力fIL的大小不變，由牛頓力的平衡定律，如果保持轉(zhuǎn)速不變，轉(zhuǎn)子線圈平面垂直方向受力平衡，磁場(chǎng)力fB2d的大小要改變，但磁場(chǎng)力fB2q的大小不變，即產(chǎn)生磁場(chǎng)力fB2d的大小要改變，由

10、B2d=E2COS（= K2If COS）可以看出，也就是調(diào)節(jié)主汽門可以改變定子電流If相對(duì)于電動(dòng)勢(shì)的If COS分量，即有功電流要改變，無功電流（If SIN）基本不變。14、相同理論，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流大小，轉(zhuǎn)子扭力fn不變，轉(zhuǎn)子線圈間磁場(chǎng)力fIL的大小改變，相應(yīng)改變磁場(chǎng)力fB2q的大小，由B2q=B2 SIN（= K2If SIN）可以看出，也就是調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流可以改變定子電流If相對(duì)于電動(dòng)勢(shì)的If SIN分量，即無功電流要改變，有功電流（If COS）基本不變。15、物理教科書上有關(guān)描述：當(dāng)發(fā)電機(jī)定子電流與電動(dòng)勢(shì)同相位，定子磁勢(shì)軸線與勵(lì)磁磁勢(shì)軸線互相垂直，稱交軸電樞反應(yīng)，定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)互相作用，

11、形成電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，發(fā)電機(jī)從原動(dòng)機(jī)取得機(jī)械能，轉(zhuǎn)化為電能輸送出去。當(dāng)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行于功率因數(shù)滯后時(shí)，定子磁勢(shì)中一部分正好與勵(lì)磁磁勢(shì)方向相反，起直軸去磁作用，當(dāng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行于功率因數(shù)超前時(shí)，定子磁勢(shì)中一部分正好與勵(lì)磁磁勢(shì)方向相同，起直軸助磁作用。電樞反應(yīng)的去磁（助磁）作用將會(huì)影響發(fā)電機(jī)端電壓有下降（上升）的趨勢(shì)，為了保持端電壓不變，必須相應(yīng)地增加（減少）勵(lì)磁電流。16、結(jié)論：發(fā)電機(jī)在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)中發(fā)電，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)前（空載），調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，作用于調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，作用于調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的無功負(fù)荷（無功電流），有功不變，調(diào)節(jié)主汽門作用于有

12、功功率（有功電流）的變化，與勵(lì)磁電流的大小無關(guān)。三、勵(lì)磁系統(tǒng)硬件框圖說明1、勵(lì)磁系統(tǒng)主要作用是為發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁電流，如上圖，勵(lì)磁電流取自發(fā)電機(jī)G，經(jīng)勵(lì)磁變-T02降壓和整流柜-EG1-5整流后輸出可調(diào)的直流電流，經(jīng)滅磁開關(guān)直接送至發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子回路，提供可調(diào)的勵(lì)磁電流。2、勵(lì)磁系統(tǒng)主要包括：功率元件整流橋（上圖EG1-5）、采樣模塊（上圖MUB）、邏輯編程和計(jì)算的主板模塊（上圖COB）、輸入輸出控制模塊（上圖FIO1-2）、脈沖形成模塊（上圖EG1-5的CIN和GDI）、滅磁（上圖Q02）和冷卻（上圖E01）等回路。3、勵(lì)磁系統(tǒng)主要功率調(diào)節(jié)元件整流橋（上圖EG1-5）的原理：如下圖（全波整流），

13、整流橋是由6只可控二極管組成的十二橋整流回路，輸入三相電源（上圖勵(lì)磁變-T02低壓側(cè)電源）。上圖為全波整流（控制角a=0°），在不同的控制角下，輸出的電流（勵(lì)磁電流）也不同，當(dāng)控制角a<90°時(shí)，輸出平均電壓Ud為正，三相全控橋工作在整流狀態(tài)，將交流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?，平均電壓Ud等于交流線電壓在（-p/6+a）至（p/6+a）的平均值：當(dāng)a>90°時(shí)，三相全控整流橋工作在逆變狀態(tài)，整流橋輸出平均電壓Ud為負(fù)值，即將直流轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣?。三相全控橋在逆變工作狀態(tài)時(shí)的反向直流平均電壓： 對(duì)于單相逆變?nèi)鐖D:4、對(duì)于勵(lì)磁系統(tǒng)整流橋（上圖EG1-5），在整流狀態(tài)時(shí)，其輸出電

14、流I=1.35U/Rcos=KUcos，K=1.35/R是比例系數(shù)，當(dāng)整流橋輸入電壓（勵(lì)磁變低壓側(cè)電壓）基本不變時(shí)，整流橋的直流輸出電流與控制角的余弦值成正比，當(dāng)角增大時(shí)，cos值減小，整流橋輸出電流（勵(lì)磁電流）也減小，反之亦然；只有在逆變滅磁時(shí)角取135度，大于90度。5、結(jié)合勵(lì)磁系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)原理圖（上圖），我司勵(lì)磁系統(tǒng)的主功率回路：發(fā)電機(jī)輸出的電壓除了到主變外，還經(jīng)過勵(lì)磁變（上圖T02），送至整流橋（上圖EG1-5），在可控硅的控制角（上圖EG1-5的CIN和GDI輸出控制角）控制下，整流橋（上圖EG1-5）直接輸出整流后的直流電流到滅磁開關(guān)Q02，滅磁開關(guān)閉合，直流送至發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子線圈

15、，作為發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，在滅磁開關(guān)后有轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù)F02和R02，在滅磁開關(guān)前有起勵(lì)回路Q03和A03。6、結(jié)合勵(lì)磁系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)原理圖（上圖），我司勵(lì)磁系統(tǒng)的采樣控制回路：發(fā)電機(jī)出口電壓PT和電流CT經(jīng)端子排直接送至測(cè)量模塊MUB采樣和計(jì)算，送入主模塊COB；勵(lì)磁變低壓側(cè)電壓和電流（勵(lì)磁電流）經(jīng)端子排直接送至PSI模塊，由PSI模塊采集后分別送至EGC和COB，進(jìn)行采樣和計(jì)算；控制和信號(hào)經(jīng)端子排直接送至快速輸入輸出模塊FIO1和FIO2，直接送入主模塊COB進(jìn)行邏輯控制；U11、U12、U03、U13為變送器，輸出勵(lì)磁電流和電壓；LCP調(diào)節(jié)器屏面板顯示，CDP整流柜面板顯示，SPA手操器，

16、T15整流柜風(fēng)扇電源，T05控制電源，Q15直流110V主電源，Q25直流110V滅磁開關(guān)第二路跳閘電源，G15、G05調(diào)節(jié)器直流24V電源模塊等。7、勵(lì)磁系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)其實(shí)是一種恒電壓模擬量的閉環(huán)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)器測(cè)量模塊MUB采集發(fā)電機(jī)的實(shí)際機(jī)端電壓（上圖Ug1或Ug2），與設(shè)定值比較，根據(jù)電壓偏差量，計(jì)算整流橋的控制角，送至COB板的脈沖形成模塊，產(chǎn)生相應(yīng)控制角的觸發(fā)脈沖，送至整流橋的CIN和GDI板，進(jìn)行監(jiān)測(cè)和放大，放大后的脈沖直接控制可控硅，調(diào)整勵(lì)磁功率元件整流橋（上圖EG1-5）的控制角，改變整流橋的電流輸出，改變勵(lì)磁電流，保持機(jī)端電壓相對(duì)穩(wěn)定。8、如機(jī)端電壓低于設(shè)定值，調(diào)節(jié)器計(jì)算

17、獲得一個(gè)負(fù)的電壓偏差U，使整流橋的控制電壓Uc減小，從而使整流橋的控制角也減小，整流柜的直流輸出I=Kcos，因此整流柜的直流輸出電流I增加，使發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓升高，直至機(jī)端電壓相對(duì)穩(wěn)定。9、反之，機(jī)端電壓高于設(shè)定值，產(chǎn)生正的電壓偏差，增加控制電壓，增大控制角，減小整流橋直流輸出，降低發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓。10、勵(lì)磁系統(tǒng)手動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)際也是一種恒勵(lì)磁電流模擬量的閉環(huán)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，原理與自動(dòng)調(diào)節(jié)一樣，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流（上圖勵(lì)磁變低壓側(cè)電流-T11和-T13）經(jīng)PSI模塊，送至調(diào)節(jié)器的EGC板和COB板，采集的勵(lì)磁實(shí)際電流，與設(shè)定值比較，根據(jù)勵(lì)磁電流偏差量，計(jì)算整流橋的控制角，送至COB板的產(chǎn)生相應(yīng)控制角的

18、觸發(fā)脈沖，調(diào)整勵(lì)磁功率元件整流橋（上圖EG1-5）的電流輸出，保持勵(lì)磁電流相對(duì)穩(wěn)定。11、在自動(dòng)調(diào)節(jié)中有許多限制器和保護(hù)器，主要有定子過流（定子電流）、過勵(lì)磁（轉(zhuǎn)子電流）、過V/Hz（定子電壓）、低勵(lì)磁（有功功率和無功功率）等限制器和保護(hù)器，采集相應(yīng)的模擬量與設(shè)定值比較，產(chǎn)生偏差，具備條件時(shí)參與調(diào)節(jié)控制，如果調(diào)節(jié)限制未能限制住，超過保護(hù)定值，保護(hù)器動(dòng)作，向DCS和發(fā)變組保護(hù)發(fā)報(bào)警和跳閘。12、過勵(lì)磁電壓（轉(zhuǎn)子電壓）和轉(zhuǎn)子接地（轉(zhuǎn)子對(duì)大軸電壓）僅有保護(hù)和報(bào)警，轉(zhuǎn)子接地一般不投，采集相應(yīng)的模擬量與設(shè)定值比較，產(chǎn)生偏差，超過保護(hù)定值，保護(hù)器動(dòng)作，向DCS和發(fā)變組保護(hù)發(fā)報(bào)警和跳閘。其他還有冷卻系統(tǒng)、整

19、流柜設(shè)備、調(diào)節(jié)器板件故障等自檢設(shè)備故障報(bào)警，設(shè)備故障達(dá)到跳閘條件向DCS和發(fā)變組保護(hù)發(fā)報(bào)警和跳閘。13、勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)計(jì)有滅磁開關(guān)和滅磁回路，由遠(yuǎn)方和就地2種控制方式，遠(yuǎn)方主要由DCS、同期、AVC、發(fā)變組保護(hù)等裝置。14、有1套完善的控制回路，控制起勵(lì)、增減磁、投退勵(lì)磁和滅磁開關(guān)等操作，并有人機(jī)接口與設(shè)備進(jìn)行通訊和操作。四、勵(lì)磁系統(tǒng)的主要設(shè)備（現(xiàn)場(chǎng)都能看到，不再詳述）1、勵(lì)磁變：油變、測(cè)溫元件、呼吸器等。2、整流柜：有可控硅（控制電流）、保險(xiǎn)（短路）、阻容保護(hù)（?？煽毓柽^壓）、霍爾傳感器（直流電流測(cè)量）、整流冷卻風(fēng)機(jī)（散熱）、脈沖隔離放大板（脈沖能量）、接口板（測(cè)量、脈沖、控制、顯示等智能控制）

20、和電流表（故障顯示）等。3、電源轉(zhuǎn)接柜：交流母線接線、起勵(lì)回路、自用電隔離變壓器、同步電源隔離變壓器、勵(lì)磁電流測(cè)量CT等。4、滅磁開關(guān)柜：滅磁開關(guān)、滅磁電阻、轉(zhuǎn)子過壓檢測(cè)控制板、轉(zhuǎn)子過壓可控硅、勵(lì)磁電流和直流電壓測(cè)量等。5、調(diào)解器：輸入輸出接口板、測(cè)量板（MUB）、主控板（COB）、后備緊急手動(dòng)板（EGC）、變送器、電源模塊、控制回路等。第二部分：軟件框圖和操作說明一、勵(lì)磁系統(tǒng)軟件框圖說明1、勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)器主要作用是精確地控制和調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的端電壓或勵(lì)磁電流，它必須是一個(gè)快速控制器，不斷地計(jì)算給定值與反饋值的偏差，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完成調(diào)節(jié)運(yùn)算，控制可控硅整流橋的觸發(fā)角度。2、調(diào)節(jié)運(yùn)算完全由軟件

21、實(shí)現(xiàn)。模擬量信號(hào)和控制量信號(hào)由測(cè)量單元或開關(guān)量輸入輸出板轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后送入控制計(jì)算單元。3、在如下軟件框圖中，主功率回路：發(fā)電機(jī)SM出口電能經(jīng)勵(lì)磁變送至整流橋可控硅，由可控硅控制后輸出直流勵(lì)磁電流經(jīng)閉合的滅磁開關(guān)送入轉(zhuǎn)子線圈，即勵(lì)磁電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)勵(lì)磁電流磁場(chǎng)，切割發(fā)電機(jī)定子。4、自動(dòng)（端電壓）調(diào)節(jié)控制回路：發(fā)電機(jī)SM出口PT經(jīng)測(cè)量模塊MUB測(cè)量形成數(shù)字量送入自動(dòng)比例積分微分單元AVR-PID的加法器上，此加法器的另一路輸入為機(jī)端電壓的給定值，與給定值計(jì)算后輸出偏差值經(jīng)限制參數(shù)選擇（10）、PID計(jì)算（11）和手自動(dòng)切換選擇（20）后直接輸出到門極控制單元（12），按控制角形成觸發(fā)脈沖控制整流

22、橋輸出。5、自動(dòng)通道的給定值：由給定操作FIO經(jīng)運(yùn)行方式選擇送至AVR給定值單元（1），經(jīng)給定值積分器（1）累計(jì)后送入調(diào)差單元的加法器上，此加法器的另兩路輸入為有功補(bǔ)償（2）和無功補(bǔ)償（3）的補(bǔ)償系數(shù)（調(diào)差系數(shù)），經(jīng)調(diào)差補(bǔ)償后輸出給定值經(jīng)V/Hz限制器限幅（4）和軟起勵(lì)（5）控制（僅起勵(lì)時(shí)用）后直接送至比例積分微分單元AVR-PID的加法器輸入端，與機(jī)端實(shí)際采樣電壓進(jìn)行偏差計(jì)算，輸出控制電壓、控制角和觸發(fā)脈沖。（上段已講述）6、手動(dòng)（恒勵(lì)磁電流）調(diào)節(jié)控制回路：勵(lì)磁變低壓側(cè)電流（勵(lì)磁電流）經(jīng)測(cè)量模塊PSI和MUB測(cè)量形成數(shù)字量送入手動(dòng)比例積分單元PI（18）的加法器上，此加法器的另一路輸入為勵(lì)磁

23、電流的給定值，與給定值比較后輸出偏差值經(jīng)手動(dòng)PI計(jì)算（18）、手自動(dòng)切換選擇（20）直接輸出到門極控制單元（12），按控制角形成觸發(fā)脈沖控制整流橋輸出。7、手動(dòng)通道的給定值：由給定操作FIO經(jīng)運(yùn)行方式選擇送至手動(dòng)給定值單元（17），經(jīng)手動(dòng)積分器（17）累計(jì)后直接送至手動(dòng)比例積分單元AVR-PID（18）的加法器輸入端，與勵(lì)磁電流實(shí)際采樣值進(jìn)行偏差計(jì)算，輸出勵(lì)磁電流偏差經(jīng)手動(dòng)PI（18）計(jì)算，再輸出控制電壓、控制角和觸發(fā)脈沖。8、其他兩種運(yùn)行方式：恒無功功率（15）和恒功率因數(shù)（16）調(diào)節(jié)原理與自動(dòng)調(diào)節(jié)類似，根據(jù)實(shí)際采樣值與設(shè)定值（來自給定操作FIO）偏差，送至AVR給定單元（1）的積分累計(jì)，輸

24、出控制與自動(dòng)調(diào)節(jié)的其他回路公用，輸出控制電壓、控制角和觸發(fā)脈沖，控制整流橋輸出。9、自動(dòng)運(yùn)行手動(dòng)跟蹤：自動(dòng)PID的控制電壓輸出與手動(dòng)PI的控制電壓輸出都輸入到跟蹤單元（6）的加法器上，如果有偏差，如自動(dòng)5V，手動(dòng)4V，經(jīng)加法器（6）計(jì)算后偏差1V，此偏差值直接送入手動(dòng)給定單元（17）的積分回路，在原控制基礎(chǔ)上增加1V的控制電壓，手動(dòng)PI輸出控制電壓增加到5V為止，此時(shí)自動(dòng)5V，手動(dòng)也5V，加法器（6）計(jì)算后偏差0V，跟蹤平衡；相反，如果自動(dòng)5V，手動(dòng)6V，經(jīng)加法器（6）計(jì)算后偏差-1V，此偏差值直接送入手動(dòng)給定單元（17）的積分回路，在原控制基礎(chǔ)上減少1V的控制電壓，手動(dòng)PI輸出控制電壓減少到

25、5V為止，此時(shí)自動(dòng)5V，手動(dòng)也5V，加法器（6）計(jì)算后偏差0V，跟蹤平衡。10、手動(dòng)運(yùn)行自動(dòng)跟蹤：與上述跟蹤原理一樣，手自動(dòng)控制電壓經(jīng)加法器（6）計(jì)算后偏差，直接送入AVR自動(dòng)給定單元（1）的積分回路，在原控制電壓基礎(chǔ)上再增加偏差的控制電壓，使自動(dòng)PID和手動(dòng)PI輸出控制電壓相等，加法器（6）計(jì)算后偏差0V，跟蹤平衡。11、通道1運(yùn)行通道2跟蹤：通道1的控制電壓輸出（20）送至通道2的跟蹤單元（7），與通道2的控制電壓輸出（20）都輸入到通道2的跟蹤單元（7）的加法器上，如果有偏差，如通道1為5V，通道2為4V，經(jīng)通道2跟蹤單元的加法器（7）計(jì)算后偏差1V，此偏差值直接送入通道2的手動(dòng)給定單元

26、（17）和自動(dòng)給定單元（1）的積分回路，通道2的給定值增加，在原控制基礎(chǔ)上增加1V的控制電壓，經(jīng)控制方式選擇（20）后輸出控制電壓，再與通道1送過來的控制電壓比較，直到加法器（6）計(jì)算后偏差0V，通道2跟蹤平衡；相反，如通道1為5V，通道2為6V，通道2跟蹤單元的加法器（7）計(jì)算后偏差-1V，通道2給定減少，輸出的控制電壓減小，通道2加法器（7）計(jì)算后偏差0V，通道2跟蹤平衡。12、通道2運(yùn)行通道1跟蹤：與上述跟蹤原理一樣，兩通道控制電壓經(jīng)通道1加法器（6）計(jì)算后偏差，直接送入通道1的給定單元積分回路，改變給定值，使兩個(gè)通道的輸出控制電壓相等，跟蹤平衡。四、操作說明和應(yīng)急操作1、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器顯示

27、屏的操作說明。調(diào)節(jié)器顯示屏測(cè)量顯示：在按按鈕，顯示屏將顯示8個(gè)模擬量主要在就地外顯示屏上查看：在光標(biāo)處，用上（下）翻鍵（、）一條一條地查看所有實(shí)時(shí)顯示量，用快上（下）翻鍵（、）可以快速隔十條查看所在條的實(shí)時(shí)顯示量。故障及報(bào)警信息查看和復(fù)歸（復(fù)歸前記錄完整報(bào)警或故障信息、整流柜信號(hào)等）：在故障或報(bào)警時(shí)，報(bào)警按鈕上發(fā)光二極管會(huì)閃爍，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)顯示故障報(bào)警信息，第一個(gè)故障報(bào)警總是顯示在第一行，繼發(fā)故障報(bào)警按編號(hào)顯示在后續(xù)行，可以按按鈕顯示最近的8個(gè)故障報(bào)警信息，在復(fù)歸信號(hào)之前記錄故障信息和5個(gè)整流柜電流表上顯示的信息。點(diǎn)按按鈕復(fù)歸信號(hào)，如果故障消失了，發(fā)光二極管滅；如果故障還存在，發(fā)光二極管會(huì)常亮；

28、如果再次發(fā)生故障，發(fā)光二極管會(huì)再次閃爍；按解鎖鍵（RELEASE）+就地LOCAL按鈕，切換到就地，再按按鈕2.5秒以上復(fù)歸內(nèi)存的故障報(bào)警。2、勵(lì)磁系統(tǒng)報(bào)警或故障時(shí)運(yùn)行人員現(xiàn)場(chǎng)采取的應(yīng)急處理：在DCS或顯示控制面板LCP上有勵(lì)磁報(bào)警或故障時(shí)，運(yùn)行人員通知技術(shù)部專責(zé)同時(shí)，首先要盡量準(zhǔn)確和詳實(shí)記錄報(bào)警故障信息，包括整流柜信息，并進(jìn)行初步判斷是否通道切換、整流柜是否有退出、是否由于柜門未關(guān)好報(bào)警等。如果勵(lì)磁故障進(jìn)行了通道切換，然后按上述方法進(jìn)行信號(hào)復(fù)歸，點(diǎn)按按鈕一次，如果復(fù)歸不掉，再按解鎖鍵（RELEASE）+就地LOCAL按鈕，切換到就地，按按鈕2.5秒以上，如果信號(hào)復(fù)歸掉，進(jìn)行增減磁操作等，檢查

29、正常后等30秒以上，再進(jìn)行一次通道切換，切回原通道運(yùn)行，再進(jìn)行增減磁操作等檢查，無異常觀察運(yùn)行；如果信號(hào)復(fù)歸不掉，不再進(jìn)行其他操作，觀察運(yùn)行。按解鎖鍵（RELEASE）+遠(yuǎn)方RAMOTE按鈕，切回遠(yuǎn)方，等技術(shù)支持部處理。如果勵(lì)磁故障有1面或2面整流柜退出運(yùn)行，首先打開退出的整流柜的柜門或?yàn)V網(wǎng)，檢查風(fēng)機(jī)是否正常運(yùn)行，如果風(fēng)機(jī)停運(yùn)，采取增加風(fēng)機(jī)強(qiáng)制冷卻措施后，關(guān)好柜門，再按上述方法按解鎖鍵+就地按鈕，切到就地，按按鈕2.5秒以上復(fù)歸信號(hào)，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，系統(tǒng)恢復(fù)正常；如果為其他故障，信號(hào)復(fù)歸不掉或不能恢復(fù)運(yùn)行，不再進(jìn)行其他操作，只能觀察運(yùn)行，等技術(shù)支持部處理。如果未進(jìn)行通道切換或整流柜未退出運(yùn)行，僅報(bào)故

30、障或報(bào)警，首先判斷是否柜門未關(guān)好，如僅Start-up blkd extern，146信號(hào)，經(jīng)常由于柜門未關(guān)好而報(bào)警，檢查所有柜門后信號(hào)會(huì)自動(dòng)消失，如果其他故障和報(bào)警，記錄詳細(xì)報(bào)警信息和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)后，按上述復(fù)位方法信號(hào)復(fù)歸一次（直接點(diǎn)按一次，復(fù)歸不掉切到就地，按按鈕2.5秒以上），信號(hào)復(fù)歸掉觀察運(yùn)行，如果信號(hào)復(fù)歸不掉，不再進(jìn)行其他操作，觀察運(yùn)行，等技術(shù)支持部處理。注：一般不太重要的報(bào)警信號(hào)，直接點(diǎn)按按鈕一次，可以復(fù)歸；如果重要故障報(bào)警信號(hào)，必須先按解鎖鍵+就地按鈕，切到就地，再按按鈕2.5秒以上，才能復(fù)歸內(nèi)存的故障報(bào)警信息；如果還不能復(fù)歸，不能多次或不停地復(fù)位操作，切回遠(yuǎn)方，等技術(shù)支持部處理

31、，及時(shí)通知熱控專業(yè)對(duì)DCS系統(tǒng)信息進(jìn)行備份。第三部分：自動(dòng)勵(lì)磁原理詳解首先回顧一下上次講課中有關(guān)主要內(nèi)容：發(fā)電機(jī)由旋轉(zhuǎn)的勵(lì)磁電流產(chǎn)生磁場(chǎng)切割定子線圈產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，并網(wǎng)后產(chǎn)生定子電流，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，向外輸出電功率，在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)前（空載），調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，作用于調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，作用于調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的無功負(fù)荷（無功電流），調(diào)節(jié)主汽門作用于調(diào)節(jié)有功功率（有功電流）。自并勵(lì)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流是其輸出的電能經(jīng)勵(lì)磁變和整流橋控制整流輸出的直流電流，合滅磁開關(guān)后送至轉(zhuǎn)子上，如下圖。如上圖，自動(dòng)調(diào)節(jié)軟件框圖的控制邏輯，DCS增減磁命令經(jīng)FIO快速輸入，再經(jīng)自動(dòng)選擇，

32、輸入到自動(dòng)調(diào)節(jié)給定單元（1），經(jīng)設(shè)定增減磁和積分器累加計(jì)算后輸出給定值，此給定值經(jīng)調(diào)差系數(shù)補(bǔ)償（有功（2）和無功（3）補(bǔ)償加法器1計(jì)算調(diào)整）后經(jīng)V/Hz限制（4）、軟起勵(lì)（5）再送入PID的比較器（2加法器），與來自MUB板的機(jī)端電壓Ug比較計(jì)算，2加法器輸出主偏差值，再與各限制器（13、14）比較選擇，由參數(shù)選擇（10）選擇合適的PID參數(shù)和偏差值，經(jīng)加法器3再加入PSS的補(bǔ)償偏差值，3加法器輸出的偏差值由PID計(jì)算器（11）計(jì)算對(duì)應(yīng)偏差值的控制角和控制電壓，輸出的控制電壓經(jīng)手自動(dòng)選擇（20）到門極控制器（12）產(chǎn)生控制脈沖控制整流橋的輸出。整流橋輸出勵(lì)磁電流大小與控制角的余弦值成正比，當(dāng)角

33、增大時(shí)，cos值減小，整流橋輸出電流（勵(lì)磁電流）也減小，反之亦然；大于90度整流橋逆變滅磁，逆變滅磁的控制角角取135度。下面主要針對(duì)自動(dòng)調(diào)節(jié)器結(jié)合上述框圖和原理詳細(xì)講解：1、運(yùn)行方式切換及增減磁等開關(guān)量輸入硬件圖：集控室DCS接點(diǎn)（手自動(dòng)及疊加控制切換開關(guān)量操作）經(jīng)電纜，在硬件圖901（67頁(yè)）端子排X10-5，55（自動(dòng)）、X10-6，56（手動(dòng)）、X10-7，57（疊加投入）和X10-8，58（疊加退出）的常開節(jié)點(diǎn)輸入到FIO板U70：5、6、7和8（DI05-DI08），在硬件圖901（67頁(yè)）端子排X11-1，51（功率因數(shù)）、X11-2，52（恒無功）的常開節(jié)點(diǎn)輸入到FIO板U71

34、：1（DI01）和2（DI02）。開關(guān)量輸入如上圖U70（901）：集控室DCS接點(diǎn)（增減磁開關(guān)量操作）經(jīng)電纜，在硬件圖901（67頁(yè)）端子排X10-3，53（增磁）和X10-4，54（減磁）的常開節(jié)點(diǎn)輸入到FIO板U70：3（DI03）和4（DI04）。在硬件圖450（58頁(yè)）中，上述輸入的開關(guān)量在快速輸入輸出FIO模塊上被定義為U70：38（DI03DI08）和U71：1（DI01）、2（DI02），由對(duì)應(yīng)扁平電纜X31、41和X32、42分別送入通道1和通道2的主控板COB。在硬件圖410（56頁(yè)）、420（57頁(yè)）的A10和A20調(diào)節(jié)器主控板COB模塊，上述開關(guān)量輸入轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)量進(jìn)入C

35、PU，在軟件圖SP148（4頁(yè)）和SP149（5頁(yè)）中被定義為相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行分析處理。上述這幾個(gè)開關(guān)量在軟件圖SP148（4頁(yè)）和SP149（5頁(yè)）中分別被定義為10703（增磁）、10704（減磁）、10705（自動(dòng)）、10706（手動(dòng)）、10707（疊加投入）、10708（疊加退出）和10801（恒功率因數(shù)）、10802（恒無功）參數(shù)，如下圖，只要外部接點(diǎn)輸入的開關(guān)量，原理和硬件圖都相似，可以自己舉例子查看，如滅磁開關(guān)合跳（10805、10806）。2、運(yùn)行方式切換：由上述硬件圖U70（901、450和410、420頁(yè)）、軟件圖SP148（4頁(yè)）、軟件圖SP149（5頁(yè)）知道：DCS手自動(dòng)

36、及疊加控制操作命令由端子排經(jīng)快速FIO和扁平電纜送至COB主板，參數(shù)被定義為10705（自動(dòng)）、10706（手動(dòng)）、10707（疊加投入）、10708（疊加退出）和10801（恒功率因數(shù)）、10802（恒無功）。前兩個(gè)參數(shù)10705、10706在軟件圖SP76（16頁(yè)）中為輸入量，分別被傳遞賦值給5306（ON-AUTO-CMD，投自動(dòng)）和5307（ON-MAN-CMD，投手動(dòng)），模塊SP76（16頁(yè)）根據(jù)各邏輯條件判斷確定輸出10310（自動(dòng)）或10311（手動(dòng)）方式。同樣其他參數(shù)10707、10708、10801、10802在軟件圖SP79（18頁(yè)）中也為輸入量，分別被傳遞賦值給5310（

37、ON-IMP-CMD，疊加投）、5311（OFF-IMP-CMD，疊加退）、5313（SEL-COSPHI-CTRL，選功率因數(shù)）、5312（SEL-Q-CTRL，選恒無功控制）參數(shù)，模塊SP79（18頁(yè)）根據(jù)各邏輯條件判斷輸出選擇10315（恒功率因數(shù)）或10316（恒無功）運(yùn)行方式。運(yùn)行方式控制參數(shù)：自動(dòng)10310、手動(dòng)10311、恒功率因數(shù)10315、恒無功功率10316，用于其它模塊的運(yùn)行方式切換命令。如下面將講述的自動(dòng)方式控制參數(shù)10310，在軟件圖SP77（17頁(yè)）中用于增減磁選擇輸出到自動(dòng)給定值單元模塊。下圖為運(yùn)行方式切換的總結(jié)：DCS手自動(dòng)、疊加控制投退、恒功率因數(shù)或恒無功操作

38、命令經(jīng)FIO快速輸入，送入主控板COB，定義為相應(yīng)的參數(shù)1070310708和1080110802，再經(jīng)運(yùn)行方式控制的邏輯條件判斷，選擇輸出相應(yīng)的運(yùn)行方式，如下面將詳細(xì)講述：選擇輸出自動(dòng)方式運(yùn)行10310，應(yīng)用在增減磁命令環(huán)節(jié)中，將命令選擇輸入到自動(dòng)調(diào)節(jié)給定單元（1），經(jīng)給定單元的積分累計(jì)輸出給定值11901。3、自動(dòng)給定值的設(shè)定：由上述硬件圖U70（901、450和410、420頁(yè)）、軟件圖SP148（4頁(yè)）知道：DCS增減磁操作命令由端子排經(jīng)快速FIO和扁平電纜送至COB主板，參數(shù)被定義為10703（增磁）和10704（減磁）。這兩個(gè)參數(shù)在軟件圖SP77（17頁(yè)）中為輸入10703（530

39、4）和10704（5305），由運(yùn)行方式切換命令選擇自動(dòng)、手動(dòng)和疊加的增減磁操作的命令（如自動(dòng)10319、10320；手動(dòng)10321、10322，恒功率因數(shù)10323、10324；恒無功功率10325、10326），分別控制相應(yīng)給定值的增加或減少（在以后的內(nèi)容中將詳細(xì)描述）。在軟件圖SP155（8頁(yè)）、SP77（17頁(yè)）中10364（5345）和10365（5344）為模擬輸入信號(hào)或串行通訊線路實(shí)現(xiàn)AVR 給定值在就地控制（SP155（8頁(yè)）、SP77（17頁(yè)）中10377：LOCAL）的增、減或復(fù)歸操作，不常用，具體也不再詳述，下面講一下給定值的限幅，如下圖SP78（17頁(yè)）。在軟件圖SP7

40、8（17頁(yè)）中，根據(jù)控制方式（手自動(dòng)或疊加控制）分別選擇相應(yīng)的給定值的上限幅10312、下限幅10313、實(shí)際給定值10353，并可以根據(jù)各自的參數(shù)設(shè)定分別整定，對(duì)于自動(dòng)控制方式，上限1901（HL REF AVR：110.0 %）、下限1902（LL REF AVR：90.0 %）、上下限爬行時(shí)間1905（RAMP TIME1 REF A：60.0 s），其他控制方式不再詳述。在軟件圖SP77（17頁(yè)）中，自動(dòng)方式參數(shù)10310（下面將詳述），使DCS增減磁操作命令選擇輸出到自動(dòng)給定值單元模塊（1），讓DCS增減磁操作（10703、10704）選擇自動(dòng)給定值操作（10319、10320）命令

41、，在軟件圖SP43（21頁(yè)），自動(dòng)增減磁操作命令（10319：6901、10320：6902）選擇積分器INT輸入增加或減少一個(gè)偏差量（+10000或-10000），積分器INT輸出相應(yīng)的給定值11901。下圖為自動(dòng)給定值的設(shè)定總結(jié)：DCS增減磁命令經(jīng)FIO快速輸入，送入主控板COB，定義為相應(yīng)的參數(shù)10703、10704，再經(jīng)自動(dòng)方式選擇，增減磁命令選擇輸入到自動(dòng)調(diào)節(jié)給定單元（1），經(jīng)給定單元的積分累計(jì)輸出給定值11901。4、自動(dòng)給定值的補(bǔ)償和保護(hù)上面已講述，DCS增磁命令經(jīng)運(yùn)行方式選擇自動(dòng)給定值的增減磁命令，選擇自動(dòng)給定值單元積分器INT輸出給定設(shè)定值11901參數(shù)，下面具體講一下積分器

42、INT作用。軟件圖SP43（21頁(yè)）中，當(dāng)增磁（10319）或減磁（10320）命令來時(shí)，分別動(dòng)作相應(yīng)的開關(guān)，增加或減少一個(gè)數(shù)值（10000）輸入給多路選擇開關(guān)模塊SEL（0：默認(rèn)正常，1：空載或疊加，2：跟蹤），多路選擇開關(guān)SEL輸出后經(jīng)最大最小限制，傳遞給積分器INT的輸入I，進(jìn)入積分環(huán)節(jié)，積分器的作用就是在原數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上按時(shí)間常數(shù)增加或減少一個(gè)數(shù)據(jù)，經(jīng)積分器后輸出給定值被定義為參數(shù)11901（即輸出給定的數(shù)值被傳遞賦值給參數(shù)11901，形象的比喻就是11901房間內(nèi)放的數(shù)據(jù)為給定值）。在積分器INT中，其他輸入如11708（6904）、10314（6903）為疊加控制輸入（恒無功或功率）

43、和12112、12115為自動(dòng)跟蹤輸入，在積分器INT的輸入端還有積分時(shí)間TI（由1901、1902、1905、1906、1908、1907和6905等參數(shù)計(jì)算而得）、最大限幅OHL（1901）、最小限幅OLL（1902）、預(yù)設(shè)值BALREF（由1903、1904和6906等參數(shù)決定）和預(yù)置投入條件BAL，輸出除給定的數(shù)值為11901外還有最大限幅O=HL（11902）、最小限幅O=LL（11903）和預(yù)設(shè)值輸出（11904和11905）。在模塊SP44（軟件圖21頁(yè)）中，積分器INT輸出的給定值（11901）與附加值（6908：0）疊加（加法器）后經(jīng)調(diào)差控制（1909、1910）輸出值，首先

44、經(jīng)V/Hz限制限幅（空載時(shí)，比較器2<1中，給定值1大于V/Hz輸出控制值，延時(shí)1914（0秒）和軟起勵(lì)控制（1915）等控制后輸出給定值定義為11906參數(shù)，模塊SP44（21頁(yè)）的給定值（參數(shù)11906的數(shù)值）被傳遞賦值給參數(shù)7001，形象的比喻就是把11906房間內(nèi)放的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到7001房間內(nèi)），做為調(diào)節(jié)器輸入模塊SP41（21頁(yè)）的輸入?yún)?shù)7001。軟起勵(lì)功能用于防止機(jī)端電壓的起勵(lì)超調(diào)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器接到開機(jī)令后即開始起勵(lì)升壓，最先用發(fā)電機(jī)的殘壓和起勵(lì)電源起勵(lì)，給定值為10201的值輸入到軟起模塊，當(dāng)機(jī)端電壓大于10%額定值后（FLASH OFF（15）：REF=ACT，起勵(lì)動(dòng)作返回

45、，如下軟件圖15頁(yè)SP152），調(diào)節(jié)器再以設(shè)定的速度增加給定值，使機(jī)端電壓逐步上升到額定值。自動(dòng)給定值的補(bǔ)償和保護(hù)的總結(jié)：DCS增減磁命令經(jīng)自動(dòng)方式選擇，輸入到自動(dòng)調(diào)節(jié)給定單元，由給定單元的積分累計(jì)輸出給定設(shè)定值11901，經(jīng)調(diào)差補(bǔ)償、V/Hz限制、軟起勵(lì)等環(huán)節(jié)后輸出給定值11906，送至自動(dòng)調(diào)節(jié)輸入模塊SP41：7001，將與發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓比較計(jì)算，產(chǎn)生偏差。5、機(jī)端電壓、電流、有功、無功等的測(cè)量如上圖，在硬件圖370（52頁(yè)）中，端子排X45-11、13、15（PT1的R、S、T）的發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓模擬量輸入到調(diào)節(jié)器-A10的U：R、S和T，端子排X46-1、3、5（CT1的R、S、T）的發(fā)

46、電機(jī)機(jī)端電壓模擬量輸入到調(diào)節(jié)器-A10的I：R、S和T。在軟件圖SP140（7頁(yè)）模塊中經(jīng)過標(biāo)幺值計(jì)算后發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓輸出定義為10201參數(shù)，發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓標(biāo)幺值10201是根據(jù)實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)與額定電壓設(shè)定值（202參數(shù)值，U MACHN KV：22.00 kV）比值計(jì)算而得，直接送至自動(dòng)調(diào)節(jié)輸入模塊SP41，將與給定值7001（來自給定值11906，已講述）比較計(jì)算，產(chǎn)生偏差。其他測(cè)量定子電流10210、頻率10225、有功10218、無功10220、功率因數(shù)10223等標(biāo)幺值，應(yīng)用到其他模塊中，以后具體講解。6、自動(dòng)調(diào)節(jié)器偏差、限制保護(hù)和控制：上述已了解，在軟件圖SP41（21頁(yè)）中，給

47、定值輸入（7001：來自SP44（21頁(yè)）的自動(dòng)給定值11906，已講過）與發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓采樣值（10201：來自SP140（7頁(yè)）的機(jī)端測(cè)量單元）進(jìn)行減法計(jì)算，輸出主偏差值，經(jīng)過限幅模塊的限制與保護(hù)（低勵(lì)磁勵(lì)磁限制器的競(jìng)大門MAX輸出最小限幅LL，過勵(lì)磁勵(lì)磁限制器的競(jìng)小門MIN輸出最大限幅HL，與限幅值比較和選擇，后面具體講解）輸出自動(dòng)調(diào)節(jié)的偏差值定義為12001參數(shù)，被傳遞賦值給模塊SP42（21頁(yè)）的參數(shù)6917，做為調(diào)節(jié)器比例積分微分（PID）模塊SP42（21頁(yè)）的輸入?yún)?shù)。在調(diào)節(jié)器輸入模塊SP41（21頁(yè)）中，給定值（7001）除了與機(jī)端電壓（10201）偏差計(jì)算外還與附加值（70

48、02：0）和跟蹤輸入（7003：0）進(jìn)行計(jì)算，輸出帶附加值或跟蹤偏差的偏差值，再送入限制器限幅。其中附加值7002：0，用于動(dòng)態(tài)試驗(yàn)時(shí)，加入干擾量，如做10%階約響應(yīng)試驗(yàn)，把7002參數(shù)值修改3434，再把參數(shù)3434的值改為10%即可，講動(dòng)態(tài)試驗(yàn)時(shí)再具體講解，跟蹤輸入7003：來自SP46（22頁(yè)）的自動(dòng)跟蹤偏差參數(shù)12113的數(shù)值，通道在備用狀態(tài)時(shí)有偏差輸入，工作狀態(tài)輸入為0，以后講自動(dòng)跟蹤時(shí)再具體講解。在調(diào)節(jié)器輸入模塊SP41（21頁(yè)）中，低勵(lì)磁限制器的競(jìng)大門輸入除了輸出的偏差值（控制電壓）外，還有P（Q）低勵(lì)磁限制器偏差值7007（來自P-Q-LIMITER：P（Q）低勵(lì)磁限制模塊SP

49、61（20頁(yè)）的11501，以后再具體講解）、欠勵(lì)磁定子電流限制器偏差值7008（來自I-LIMITER：定子電流限制模塊SP56（20頁(yè)）和QO-CTRL輸出控制模塊SP63（20頁(yè)）的11402，以后再具體講解）、低勵(lì)磁電流限制器偏差值7009（來自IEMIN-LIMITER：低勵(lì)磁電流限制模塊SP62（20頁(yè)）的11502，以后再具體講解），當(dāng)某一個(gè)或多個(gè)低勵(lì)限制器的偏差值大于輸出控制電壓的偏差值時(shí)，選擇偏差最大的限制器輸出控制電壓，增大調(diào)節(jié)器的勵(lì)磁輸出。在調(diào)節(jié)器輸入模塊SP41（21頁(yè)）中，過勵(lì)磁限制器的競(jìng)小門輸入同樣除了輸出的偏差值（控制電壓）外，還有過勵(lì)磁電流限制器偏差值7004（

50、來自IE-LIMITER：過勵(lì)磁電流限制模塊SP55（20頁(yè)）的11301，以后再具體講解）、過勵(lì)磁定子電流限制器偏差值7005（來自I-LIMITER：定子電流限制模塊SP56（20頁(yè)）和QO-CTRL輸出控制模塊SP63（20頁(yè)）的11401，以后再具體講解）、用戶自定義7006（未用，設(shè)最大10000，即100%），當(dāng)某一個(gè)或多個(gè)過勵(lì)限制器的偏差值小于輸出控制電壓的偏差值時(shí)，選擇偏差最小的限制器輸出控制電壓，限制調(diào)節(jié)器的勵(lì)磁電流輸出。在調(diào)節(jié)器輸入模塊SP41（21頁(yè)）中，勵(lì)磁限制器的競(jìng)大門和競(jìng)小門都有一個(gè)優(yōu)先級(jí)選擇參數(shù)2001，設(shè)定為過勵(lì)磁，即當(dāng)過勵(lì)磁和低勵(lì)磁同時(shí)動(dòng)作時(shí)，優(yōu)先選擇過勵(lì)磁作

51、為調(diào)節(jié)器控制輸出。自動(dòng)調(diào)節(jié)器主偏差值輸出，經(jīng)過限幅模塊的限制與保護(hù)（低勵(lì)磁勵(lì)磁限制器的競(jìng)大門MAX輸出最小限幅LL，過勵(lì)磁勵(lì)磁限制器的競(jìng)小門MIN輸出最大限幅HL，與限幅值比較和選擇）輸出自動(dòng)調(diào)節(jié)的偏差12001外，還輸出各限制器報(bào)警信號(hào)和限制PID參數(shù)選擇等。7、偏差值的PID計(jì)算和輸出控制在調(diào)節(jié)器比例積分微分（PID）模塊SP42（21頁(yè)）中，PID調(diào)節(jié)控制輸入偏差值（調(diào)節(jié)器控制電壓）（6917：來自SP41（21頁(yè)）的12001）與附加值（6919：0，未用）和PSS控制器輸出（6918：來自SP213（27頁(yè)）的12020，以后具體再詳解）進(jìn)行加法比較后按選定的參數(shù)值（如放大倍數(shù)、積分

52、時(shí)間常數(shù)、微分時(shí)間常數(shù)等）進(jìn)行比例放大、積分和微分計(jì)算，輸出控制電壓定義為11909參數(shù)，（PID）模塊SP42（21頁(yè)）的控制電壓值（參數(shù)11909的數(shù)值）被直接傳遞給自動(dòng)跟蹤模塊SP46（22頁(yè)）的輸入?yún)?shù)11909（AUTO）。PID 控制器（11）的輸入是實(shí)際值對(duì)給定值的偏差。PID 控制器的輸出電壓（即控制電壓UC）為門極控制單元（12）的輸入信號(hào)。調(diào)節(jié)器根據(jù)限制器的動(dòng)作情況自動(dòng)選擇PID 控制器的相應(yīng)參數(shù)。達(dá)到優(yōu)化同步發(fā)電機(jī)控制性能的目的。參數(shù)選擇邏輯（10）從PID 參數(shù)組中自動(dòng)選擇合適的參數(shù)，以增進(jìn)同步發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。在自動(dòng)跟蹤模塊SP46（軟件圖22頁(yè)）中，輸入的控制電壓

53、11909與來自手動(dòng)控制的控制電壓12109經(jīng)控制方式10311（手動(dòng)或自動(dòng)）選擇后輸出控制電壓被定義為參數(shù)12110（當(dāng)無逆變滅磁命令（EXC OFF）時(shí)），被傳遞賦值給門極控制單元（脈沖形成）SP47（22頁(yè)）的5502（控制電壓Uc）。在逆變滅磁命令（EXC OFF）動(dòng)作時(shí)，直接斷開調(diào)節(jié)計(jì)算的輸出控制電壓，12110直接被設(shè)定為負(fù)的最大：-100%，輸出給門極控制單元的5502。在門極控制單元（脈沖形成）模塊SP47（軟件圖22頁(yè)）中，控制電壓Uc（5502：來自SP46（22頁(yè)）的12110）經(jīng)同步電壓和脈沖形成單元，產(chǎn)生脈沖10592（去整流柜的CIN板和脈沖放大后驅(qū)動(dòng)整流橋的可控硅

54、）和10591（導(dǎo)通控制角，用于顯示）。在硬件圖220（38頁(yè)）中，門極控制單元（脈沖形成）模塊SP47（軟件圖22頁(yè)）產(chǎn)生的脈沖10592經(jīng)脈沖總線X113傳送到脈沖放大模塊的在脈沖的作用下，整流柜的直流勵(lì)磁電流輸出相應(yīng)地改變，從而調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流和機(jī)端電壓或無功電流。下圖為自動(dòng)調(diào)節(jié)控制全過程的總結(jié)：DCS增減磁命令由FIO快速輸入和自動(dòng)方式選擇，輸入到自動(dòng)調(diào)節(jié)給定單元（1），經(jīng)給定單元的積分累計(jì)輸出給定設(shè)定值11901，經(jīng)調(diào)差、V/Hz限制和軟起勵(lì)輸出給定值11906，與機(jī)端電壓10201比較計(jì)算主偏差值，經(jīng)限制器的限幅選擇，輸出控制用偏差值12001到PID計(jì)算單元，選擇合適的PID參數(shù)計(jì)算

55、輸出自動(dòng)調(diào)節(jié)器的控制電壓11909，經(jīng)手自動(dòng)切換輸出12110控制電壓到門極控制單元，根據(jù)控制電壓產(chǎn)生脈沖10592和控制角，直接送至整流柜放大后控制整流橋輸出勵(lì)磁電流。第四部分：手動(dòng)調(diào)節(jié)原理詳解首先回顧一下前2次講課中有關(guān)主要內(nèi)容：勵(lì)磁系統(tǒng)主要作用是為發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁電流，調(diào)節(jié)整流橋的控制角（控制脈沖），調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，就調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的無功負(fù)荷（無功電流），當(dāng)角增大時(shí)，cos值減小，整流橋輸出電流（勵(lì)磁電流）也減小，反之依然。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器分為自動(dòng)和手動(dòng)調(diào)節(jié)，上次已對(duì)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)原理詳細(xì)講述，再回顧一下：DCS增減磁命令由FIO快速輸入到COB板定義為10703、10704，由自動(dòng)方式1031

56、0選擇，自動(dòng)增減磁命令（10319、10320）輸入到自動(dòng)調(diào)節(jié)給定單元（1），經(jīng)給定單元的積分累計(jì)輸出給定設(shè)定值11901，經(jīng)調(diào)差、V/Hz限制和軟起勵(lì)輸出給定值11906，與機(jī)端電壓10201比較計(jì)算主偏差值，經(jīng)限制器的限幅選擇，輸出控制用偏差值12001到PID計(jì)算單元，選擇合適的PID參數(shù)計(jì)算輸出自動(dòng)調(diào)節(jié)器的控制電壓11909，經(jīng)手自動(dòng)切換輸出12110控制電壓到門極控制單元，根據(jù)控制電壓產(chǎn)生脈沖10592和控制角10591，直接送至整流柜放大后控制整流橋輸出勵(lì)磁電流。上次講課與本次有關(guān)的內(nèi)容：增減磁及運(yùn)行方式切換等開關(guān)量輸入回路、運(yùn)行方式選擇、控制電壓切換、門極控制及整流橋回路等，這些

57、內(nèi)容涉及到時(shí)再簡(jiǎn)單講述一下。在第一次講課中勵(lì)磁系統(tǒng)軟件原理框圖中手動(dòng)調(diào)節(jié)相對(duì)簡(jiǎn)單，這里再回顧一下：如下圖（上為原框圖，實(shí)際上有誤，根據(jù)軟件邏輯，下圖為正確的框圖，詳細(xì)講解時(shí)再說明），DCS增減磁命令經(jīng)FIO快速輸入，再經(jīng)手動(dòng)選擇，輸入到手動(dòng)調(diào)節(jié)給定單元（17），經(jīng)增減磁設(shè)定和積分器累加計(jì)算后輸出給定值直接到手動(dòng)比例積分PI的比較器（18，加法器），與來自MUB板的勵(lì)磁電流IF比較計(jì)算，再與手動(dòng)低勵(lì)磁限制器（19）比較選擇，輸出主偏差值，由手動(dòng)比例積分PI計(jì)算器（18）計(jì)算對(duì)應(yīng)偏差值的控制角和控制電壓，輸出的控制電壓經(jīng)手自動(dòng)選擇（20）到門極控制器（12）產(chǎn)生控制脈沖控制整流橋的輸出。下面主要針

58、對(duì)手動(dòng)調(diào)節(jié)器結(jié)合上述框圖和原理詳細(xì)講解：1、手動(dòng)調(diào)節(jié)器的給定值設(shè)定：第二課已講到運(yùn)行方式切換：DCS手自動(dòng)、疊加控制投退、恒功率因數(shù)或恒無功操作命令經(jīng)FIO快速輸入，再經(jīng)運(yùn)行方式控制的邏輯條件判斷，選擇輸出相應(yīng)的運(yùn)行方式控制參數(shù)：自動(dòng)10310、手動(dòng)10311、恒功率因數(shù)10315、恒無功功率10316，用于其它模塊的運(yùn)行方式切換命令。如下面將講述的手動(dòng)方式控制參數(shù)10311，在軟件圖SP77（17頁(yè)）中用于增減磁選擇輸出到手動(dòng)動(dòng)給定值單元模塊。前面也講過，在軟件圖SP77（17頁(yè)）中，增磁（10703（5304）和減磁（10704（5305）命令經(jīng)控制方式（手動(dòng)10311，=1）選擇，分別輸出手動(dòng)給定值的增磁（10321）和減磁（10322）命令參數(shù)，這兩個(gè)參數(shù)在模塊SP45（22頁(yè)）中分別被傳遞賦值給7103和7104，設(shè)定手動(dòng)給定值。在手動(dòng)調(diào)節(jié)給定值設(shè)定SP45（軟件圖22頁(yè)）中，當(dāng)增磁（10321，