AP1000核電勵磁技術特點2

3BHS340160E04A?ABBGroupFebruary5,2023|Slide1UNITROL6000勵磁控制系統(tǒng)

技術特點

李國良,哈爾濱電機廠有限公司/中國核電協(xié)會2016年勵磁工作會議，福建福清，2016年8月

?ABBGroupFebruary5,2023|Slide2ACPEC800控制平臺AC800PEC控制系統(tǒng)以超高速處理為特色（采用64位浮點運算，主頻600HZRISC的POWERPCCPU）：超高速模擬與數(shù)字處理I/O，典型周期時間為25微妙；高速閉環(huán)調(diào)節(jié)控制與常規(guī)過程邏輯控制由一臺控制器完成；低速I/O的典型周期時間為10ms；外圍I/O模塊直接完成超高速數(shù)模轉(zhuǎn)換。AC800PEC主控制器與外圍I/O模塊間的連接采用光纖，即36路雙向光路。?ABBGroupFebruary5,2023|Slide3UNITROL?6000AVRSESUNITROL?6000小型&中型UNITROL?6000小型，中型，大型，超大型

Productmatrix產(chǎn)品矩陣

UNITROL?6000介紹

替代UNITROLF,UNITROL6080替代UNITROL5000,UNITROL6800UNITROL?6000核電?ABBGroupFebruary5,2023|Slide4可配置:僅通過ECT調(diào)試可編程:通過ControlBuilder調(diào)試Productmatrix產(chǎn)品矩陣

UNITROL?6000介紹

?ABBGroupFebruary5,2023|Slide5UNITROL6080Channel#1CCM6080Channel#2CIO#1CIO#1DischargeFieldFlashingMeasurementSignalsOpticalDataLinkThyristorGateControlSM/SG1)1)tobeusedalternativelyorboth1)PIN6080CCM6080PIN6080ControlChannel#1SGDischargeSMFieldFlashingIODeviceIODeviceIODeviceControl2ConverterControlConverter#1MeasurementSignalsOpticalDataLinkThyristorGateControlOptionalUNITROL6800大型靜態(tài)勵磁系統(tǒng)小型靜態(tài)勵磁系統(tǒng)&AVRBackupControl&ProtectionBasicI/ODirecthardwiredCCM6080PIN6080BFCRCh#2UNITROL6000系統(tǒng)拓撲——帶獨立后備手動?ABBGroupFebruary5,2023|Slide6UNITROL6000靜態(tài)勵磁系統(tǒng)

（SES-StaticExcitationSystem）系統(tǒng)拓撲?ABBGroupFebruary5,2023|Slide7UNITROL6000靜態(tài)勵磁系統(tǒng)

（SES-StaticExcitationSystem）系統(tǒng)拓撲Controlchannel1BackupchannelControlchannel2Converterinterface1ConverterinterfacenConverterinterface2UNITROL6000靜態(tài)勵磁系統(tǒng)

控制器之間的光纖通訊UNITROL6000靜態(tài)勵磁系統(tǒng)

控制器之間的光纖通訊UNITROL6000靜態(tài)勵磁系統(tǒng)

控制器之間的光纖通訊UNITROL6000靜態(tài)勵磁系統(tǒng)

控制器之間的光纖通訊UNITROL6000靜態(tài)勵磁系統(tǒng)

控制器之間的光纖通訊UNITROL6000靜態(tài)勵磁系統(tǒng)

控制器之間的光纖通訊UNITROL6000勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)

層次化的輸入輸出接口UNITROL6000勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)

層次化的輸入輸出接口可選配為完全冗余（通道獨立）的IO接口最小集的重要接口信號（投勵、退勵、并網(wǎng)、增磁、減磁、外部跳閘；通道正常、跳閘、通道運行）獨立于接口設備（CIO）直接與控制通道接口（CCM或BFCRCCM），避免控制通道與CIO接口丟失時，維持系統(tǒng)基本運行多CIO結(jié)構(gòu)體系可確保勵磁系統(tǒng)與外部多信息量的交流，擴展方便：隨著勵磁系統(tǒng)在發(fā)電機控制系統(tǒng)的重要性的提高，來自上級（如調(diào)度，PMU）對勵磁系統(tǒng)運行相關信息的需要越來越多，UNITROL6000每一控制通道可連接多達8路的CIO(DI*12,DO*16)設備，可極大地滿足勵磁系統(tǒng)與外部通訊的技術要求UNITROL6000勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)

安全可靠的控制電源系統(tǒng)ICU#1PS#1ShuntACBatt#1UNITROLdeviceAPDPS#2APDICU#2ShuntACBatt#2UNITROL6000勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)

抽出式整流橋設計UNITROL6000勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)

層次化通訊手段UNITROL6000勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)

AC800PEC軟件性能分層UNITROL6000勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)

AC800PEC軟件性能分層IndustrialIT的集成：該層面基于IEC61131-3工業(yè)技術標準，包含低速控制、監(jiān)測、操作、顯示和記錄功能，利用ABBIndustrialIT兼容工具ControlBuilder可開發(fā)符合IEC61131-3工業(yè)技術標準的應用程序。高速控制軟件：這一層包含高速控制和保護功能，運算周期以100微秒計。該類對時間敏感的高速控制、調(diào)節(jié)與I/O任務通過MATLAB/Simulink進行編程，并作為Simulink

I/O單元集成到ControlIT環(huán)境中，為高速AC800PEC核心功能與標準ControlIT軟件間的無縫協(xié)作創(chuàng)造了理想條件超高速I/O控制：這一層包含了對時間高度敏感的硬件型功能，如脈沖調(diào)制器、帶相關保護功能的脈沖邏輯電路以及高速模擬和數(shù)字輸入輸出端口等。該層功能在FPGA(FieldProgrammableLogicArray)中實施，利用VHDL（VeryHighSpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage）編程。該層軟件程序刷新周期快達25納秒。1AVRFCRUGIGIFAVR = AutomaticVoltageRegulatorFCR = FieldCurrentRegulatorBFCR = BackupFieldCurrentRegulator2nAVRFCRUGIGIFIFBFCRUNITROL6000勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)

完善的控制通道冗余及切換機理

1IFBFCRAVRFCRUGIGIF2nAVRFCRUGIGIFIFBFCRAVRAVRFCRBFCRTRIP!!!!UNITROL6000勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)

完善的控制通道冗余及切換機理

1AVRFCRUGIGIF2nAVRFCRUGIGIFIFBFCRAVRAVRFCRBFCRTRIP!!!!FCRUNITROL6000勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)

完善的控制通道冗余及切換機理

UNITROL6000勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)

完善而全面的軟件功能

測量保護監(jiān)視AVR+FCR邏輯控制ACBreaker*FieldsuppressionAVR1AVR2ConverterControlCONVERTER1CONVERTER2CONVERTER3DCBreaker*CONVERTERN?ABBGroupFebruary5,2023|Slide25STANDBYOPERATINGActualvaluesTripsignalsStatusofsystemFollow-upRegulationMonitoringProtectionLogicControlRegulationMonitoringProtectionLogicControlVoltageReg.(AUTO)FieldCurrentReg.(MAN)PowerSystemStabilizerLimiterfunctionsOverridingContr.(P.F.,VAR)Act.voltageval.(ptfailure)Act.fieldcurrentval.CPURotortemperatureFieldovercurrentV/HzRotatingDiodesAct.voltageval.Act.fieldcurrentval.CPUFieldovercurrentV/HzRotatingdiodesUNITROL6000勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)

完善而全面的軟件功能

?ABBGroupFebruary5,2023|Slide261p.u.=nominalGeneratorOver-excited(inductive)Under-excited(capacitive)MotorStabilityLimitP/QLimiterMinimumFieldCurrentLimiter+P+Q-Q-PIfn11-1-1IGnRotorCurrentLimiterStatorCurrentLimiterDrivingLimitTheexcitationsystemkeepsthegeneratorwithinthermalandstabilitylimitsRotorovercurrentinversetimeLossofexcitationprotectionLimiter:Protection:UNITROL6000勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)

完善而全面的軟件功能

?ABBGroupFebruary5,2023|Slide27UNITROL6000勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)

完善而全面的軟件功能——過勵限制與保護

TemperatureAlarmSWsupervisionperchannelHWsupervisionperchannelSupplymonitoring

ThyristormonitoringAirflowmonitoringRotorthermaloverloadstage1Rotorovertemperaturestage1Rotorearthfaultstage1Lossofp.t.AVRFCRAVRFCRUNITROL6000勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)

完善而全面的軟件功能——監(jiān)視

OverfluxV/HzOvertemperatureOverload

SWsupervisionHWsupervisionInternalsupply

InternalshortcircuitConverteroverloadRotorshortcircuitRotorthermaloverloadstage2RotorOvertemperaturestage2RotorovervoltageRotorearthfaultstage2AVRFCRAVRFCRUNITROL6000勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)

完善而全面的軟件功能——保護

?ABBGroupFebruary5,2023|Slide30EarthfaultprotectionABBUNS3020Rotorearthfaultstage1(Alarm)Rotorearthfaultstage2(Trip)EarthfaultmonitoringbenderIRDH275Rotorearthfaultstage1(Alarm)Rotorearthfaultstage2(Trip)Onlineinsulationmeasurement(displayonECT)UNITROL6000勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)

完善而全面的軟件功能——轉(zhuǎn)子接地保護

UNITROL6000勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)

可配置的監(jiān)視與保護出口無論是AC800PEC主控制器，還是與其相連接的外部IO設備（CCI，CIO），系統(tǒng)均配備有完善的監(jiān)視與保護功能，并定義為相關事件，動作于不同的動作（報警、冗余故障、跳閘及禁止啟動等），用戶可根據(jù)實際需要進行合理配置UNITROL6000勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)

標準化系統(tǒng)配置及仿真工具?ABBGroupFebruary5,2023|Slide33SynchronousMachineTransientSimulation(SMTS)Theprogramallowstheusertocarryoutsimulationsinvolvingasynchronousmachine.SMTSincludesmodelofaturbineandanetwork.SynchronousMachineTransientSimulationRealTime(SMTS-RT6000)Thetoolenablesrealtimesimulation(forstudies,trainingandotherpurposes)andclosed-looptestsoftheexci