數(shù)字式勵磁控制系統(tǒng)在汽輪發(fā)電機組中的應(yīng)用

1、第 2 期 總 23 期)河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報No. 2(SumNo. 23)(2007 年 6 月Journal of Hebei Energy Institute of Vocation and TechnologyJun. 2007文章編號 : 1671 - 3974 ( 2007) 02 - 0056 - 03數(shù)字式勵磁控制系統(tǒng)在汽輪發(fā)電機組中的應(yīng)用劉 靜1 ,陳文波2( 1. 唐山鋼鐵集團公司 ,河北唐山063000; 2. 唐山瑞豐鋼鐵有限公司 ,河北唐山 063000 )摘 要:唐鋼二煉鐵廠 2#25MW 汽輪發(fā)電機組采用 DVR - 2000A 數(shù)字式勵磁控制系統(tǒng) ,其整體

2、性能達到了對同步發(fā)電機組的最佳控制 ,保證了發(fā)電機組安全、連續(xù)、穩(wěn)定的運行。關(guān)鍵詞: DVR - 2000A 數(shù)字式勵磁控制 ;發(fā)電機組;應(yīng)用中圖分類號: TM611. 23文獻標(biāo)識碼: AThe Applica tion of D ig ita l Exc ita tion Con trol Systemin the Steam er Genera tor GroupL IU J ingCHEN W en- bo( 1.M etering and Control Department of Tangshan Steel Iron Company;2.Tangshan Rui Feng Ste

3、el Iron Company)Abstract: The 2#25MW steamer generator group of the Second Puddling of Tangshan Steel Iron Company adop ted DVR - 2000A digital excitation control system , the whole performance of which reached thebest control compared w ith the synchronization generator group , and ensured the gene

4、rator groupsafe,continuous, stable operation.2Key words: DVR- 2000A digital excitation control; generator group; app lication1. 概述唐鋼二煉鐵廠現(xiàn)有 1 #、2 #兩臺 25MW 汽輪發(fā)電機組 ,均為利用高爐煤氣做燃料的資源綜合利用工程。勵磁控制系統(tǒng)是發(fā)電機組最核心、最重要的組成部分。發(fā)電機組中勵磁裝置的性能 ,是保證發(fā)電機組安全、連續(xù)、穩(wěn)定運行的重要環(huán)節(jié)。兩臺 25MW 汽輪發(fā)電機組勵磁控制系統(tǒng)均為無刷勵磁系統(tǒng) , 2#發(fā)電機組采用數(shù)字式勵磁控制系統(tǒng) ,通過對同步發(fā)

5、電機的運行參數(shù)進行優(yōu)化處理 ,達到對同步發(fā)電機的最佳控制 ,克服了 1#25MW 發(fā)電機組模擬式勵磁控制系統(tǒng)的整體性能不高、調(diào)試步驟復(fù)雜、參數(shù)難以精確整定、存在零點溫漂等問題。2. 數(shù)字式勵磁控制系統(tǒng)簡述圖 125MW 汽輪發(fā)電機組的勵磁系統(tǒng)示意圖的三相交流電 ,經(jīng)同軸旋轉(zhuǎn)的三相旋轉(zhuǎn)整流裝置整流為直流 ,通入發(fā)電機磁場繞組 ,供給發(fā)電機勵磁。副勵磁機是一臺單相同步永磁發(fā)電機 ,型號為TFY2. 85 - 3000C,機身在轉(zhuǎn)子上 ,機身用永久磁鋼25MW 汽輪發(fā)電機組的勵磁機由一臺主勵磁制成。發(fā)電機勵磁是通過副勵磁機輸出經(jīng)過 DVR -機和一臺副勵磁機組成 ,其主勵磁機采用一臺三相2000A

6、數(shù)字調(diào)節(jié)裝置供給主勵磁機磁場 ,并且保證交流無刷勵磁機 ,副勵磁機采用一臺單相永磁發(fā)電供給發(fā)電機在技術(shù)條件要求范圍內(nèi)各種狀況運行機 ,其系統(tǒng)示意圖如圖 1所示。下的勵磁。主勵磁機是一臺三相同步發(fā)電機 , 型號為3. DVR - 2000A 勵磁控制系統(tǒng)主要特點TFLW 118 - 3000A ,其磁場靜止 ,電樞旋轉(zhuǎn) ,電樞輸出1、硬件簡單、可靠性高。勵磁調(diào)節(jié)插件很少 ,收稿日期: 2007 - 03 - 22作者簡介:劉靜 ( 1974 -) ,女 ,工程碩士 ,唐山鋼鐵集團公司計控處通訊車間工程師。56劉靜等:數(shù)字式勵磁控制系統(tǒng)在汽輪發(fā)電機組中的應(yīng)用加上大部分采用集成芯片 ,裝置可靠性高

7、,調(diào)節(jié)裝置采用單板插件結(jié)構(gòu) ,便于更換和維修。2、軟件設(shè)計采用 C語言作為開發(fā)工具 ,它具有高級語言的諸多特征 ,功能擴展簡單靈活 ,程序的可讀性強 ,在 DVR - 2000A 中 ,調(diào)節(jié)裝置大部分功能均由軟件實現(xiàn) ,包括:( 1)各種控制方式的選擇及實現(xiàn);( 2)通道之間和運行方式之間的跟蹤切換;( 3)各種保護功能的實現(xiàn);( 4)在線運行檢測和故障診斷功能;( 5)故障濾波及事件記憶功能;( 6)軟件看門狗。3、獨特抗干擾的設(shè)計 ,抗干擾能力強。4、采用液晶顯示 ,漢化菜單 ,數(shù)據(jù)顯示直觀明了 ,信息量大。5、對于無刷勵磁系統(tǒng) ,具有旋轉(zhuǎn)二極管故障檢測報警功能。6、調(diào)節(jié)裝置可采用雙通道主

8、備用工作方式。4. DVR - 2000A 勵磁控制系統(tǒng)原理DVR - 2000A 數(shù)字式調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)簡圖如圖 2所示。圖 2DVR - 2000A 數(shù)字式調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)簡圖DVR - 2000A 調(diào)節(jié)裝置的電源是獨立的 ,采用開關(guān)電源 ,輸出電壓有四種 : + 5V、15V 電源供主機板、運算放大器使用; 24V I供脈沖回路; 24V II供繼電器及操作回路使用。電源采用兩路供電:一路來自蓄電池 ,另一路來自永磁機輸出整流。兩路電路電源通過逆止二極管并聯(lián)運行 ,任一路失電 ,調(diào)節(jié)裝置仍能正常工作。調(diào)節(jié)裝置的數(shù)據(jù)輸入的電氣信號有發(fā)電機的量測 PT電壓、儀表電壓及從發(fā)電機電流互感器 CT 來的

9、三相定子電流信號 ,共 9 個交流信號。各路信號經(jīng)各自的信號處理及變換電路對信號濾波、隔離放大 ,變換成適合于 A /D 采樣的信號 ,這些信號送入 A /D 變換器 ,由程序控制依次進行模數(shù)轉(zhuǎn)換、存放在存貯器 ,提供給數(shù)字調(diào)節(jié)裝置。數(shù)字調(diào)節(jié)裝置利用以上采集到的數(shù)據(jù) ,通過軟件計算可以得到發(fā)電機的運行工況 , 勵磁系統(tǒng)參數(shù) ,調(diào)節(jié)器輸出參數(shù)等全部信息 ,如發(fā)電機三相電壓平均值、三相電流平均值、有功功率 P、無功功率Q、轉(zhuǎn)子電流、勵磁機調(diào)節(jié)裝置的輸出電流、功率因數(shù)角、頻率、可控硅控制角等 ,提供給調(diào)節(jié)裝置各功能模塊。主控室對調(diào)節(jié)裝置工作方式的選擇 ,增、減勵磁操作 ,發(fā)電機開關(guān)和滅磁開關(guān)等狀態(tài)量

10、作為開關(guān)量輸入信號以及故障告警等開關(guān)量輸出信號都是經(jīng)過光電隔離與 CPU 接口的。調(diào)節(jié)裝置共有 16路開關(guān)量輸入 , 16路開關(guān)量輸出。調(diào)節(jié)裝置功率輸出部件為單相全控晶閘管整流橋 ,調(diào)節(jié)裝置中由脈沖同步電路來保證各晶閘管的依次導(dǎo)通 , 晶閘管電流容量為 55A , 反峰電壓 1600V ,晶閘管接有阻容保護 ,快速熔絲保護及過電壓吸收保護部件 ,熔絲熔斷有報警信號 ,整流橋輸出直流與主勵磁機定子繞組組成主勵磁回路 ,其原理圖如圖 3所示。圖 3 主勵磁機勵磁回路原理圖5. DVR - 2000A 型勵磁控制系統(tǒng)的調(diào)試應(yīng)用5. 1參數(shù)設(shè)定DVR - 2000A 型數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)裝置采用液晶顯示

11、,漢化菜單。參數(shù)設(shè)定是鍵盤設(shè)定的關(guān)鍵 ,設(shè)備運行的參數(shù)和保護定值均在此菜單下進行整定。參數(shù)設(shè)置對系統(tǒng)的安全運行非常重要 ,參數(shù)設(shè)置必須設(shè)定密碼 ,如參數(shù)設(shè)置的不合理 ,會造成保護誤動 , 跳滅磁開關(guān) ,導(dǎo)致發(fā)電機組停機?，F(xiàn)將本系統(tǒng)主要的參數(shù)設(shè)定的經(jīng)驗數(shù)據(jù)記錄如下 ,僅供參考。功率因數(shù) 0. 8比例系數(shù) 10 積分系數(shù) 150勵磁電流上限 1.7 調(diào)差系數(shù) 5%過勵反時限 10S欠勵點 A ( 0, - 9)欠勵點 B ( 27, 0)升壓時間 16S跟蹤系數(shù) B 60A 48if系數(shù) B 67 A 695. 2 校驗1. 電源檢查: 投入直流電源 ,按端子圖測量端子上的所有電源值并記錄。2.

12、開關(guān)量輸入試驗:先在端子排上用 24V II電源點相關(guān)的開關(guān)量輸入端子 ,再選擇操作開關(guān)的位置 ,數(shù)字式控制顯示屏進入開關(guān)量輸入菜單下 ,記錄相應(yīng)的開關(guān)量狀態(tài)是否正確 ,用上下鍵進行屏幕切換。3. 開關(guān)量輸出試驗:數(shù)字式控制顯示屏進入開關(guān)量輸出菜單 ,用鍵盤上下鍵依次改變開關(guān)量的輸出狀態(tài) ,記錄 IOX板和 RELAY板上 (下轉(zhuǎn) 65頁 )57曹慶鈺:淺析寬帶接入網(wǎng)技術(shù)選擇。3、Cable接入技術(shù)Cable接入技術(shù)可以使有線電視公司利用現(xiàn)有的 HFC (光纖同軸混合網(wǎng) ) 網(wǎng)絡(luò)提供寬帶業(yè)務(wù)。HFC在一個 500 戶左右的光節(jié)點覆蓋區(qū)可以提供60路模擬廣播電視和每戶至少 2路電話、速率至少高達

13、 10M bp s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。將來利用其 550MHz750MHz頻譜還可以提供至少 200 路 M PEG - 2 的點播電視業(yè)務(wù)以及其它雙向電信業(yè)務(wù)。有線接入網(wǎng)發(fā)展的一個重要趨勢是FTTC (光纖到路邊 )與 HFC融合 ,進而向 FTTC發(fā)展。最近 ,接入網(wǎng)又提出了一種新的組網(wǎng)方案: FTTC + HFC。FTTC + HFC主干系統(tǒng)采用共纜光纖的方法分別傳送數(shù)字 (雙向 )與模擬信號 ,兩種信息由設(shè)置于路邊的光網(wǎng)絡(luò)單元分別恢復(fù)成各自的基帶信號之后 ,語音信號經(jīng)雙絞線送至用戶 ,而數(shù)字和模擬視頻信號經(jīng)銅軸電纜送至用戶。從國外寬帶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的發(fā)展過程來看 , 基于 CATV 網(wǎng)絡(luò)的 Cabl

14、e Modem 技術(shù)已經(jīng)成為與傳統(tǒng)電信部門提供寬帶服務(wù)競爭的強勁對手。盡管我國目前對廣電部門利用有線電視網(wǎng)絡(luò)提供 Internet訪問寬帶服務(wù)有一定的限制 ,但從長遠(yuǎn)來看 ,其進入市場是早晚的事。而其在智能小區(qū)、校園網(wǎng)絡(luò)、賓館會所等領(lǐng)域的應(yīng)用更是早已展開。Cable接入的另一個選擇是利用現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò) CATV。CATV 主要由同軸電纜和光纖組成 , 一些國家已經(jīng)開始利用有線電視網(wǎng)絡(luò)傳送聲音和數(shù)據(jù)。但是 ,建立和升級這些網(wǎng)絡(luò)的費用十分高。例如 ,在英國建立光纖接入網(wǎng)估計要花費 150 億英鎊。這么多的前期投入是推行這類寬帶網(wǎng)絡(luò)的一個主要障礙 ,多數(shù) CATV 運營商都采用銅纜技術(shù)實現(xiàn)客戶端連接

15、以降低建設(shè)成本。有線電視在我國雖然起步較晚 , 然而發(fā)展迅速 ,目前我國已經(jīng)有 8000 萬有線電視用戶 , 高達1G的帶寬是有線電視系統(tǒng)最大的優(yōu)勢。基于光纖- 銅纜構(gòu)架上的 HFC 網(wǎng)絡(luò)將是有線電視接入網(wǎng)的最佳選擇。然而要提供交互式數(shù)據(jù)通信 , HFC網(wǎng)絡(luò)就面臨著雙向改造。國內(nèi)密集的居住人群以及電纜老化等問題使雙向改造不易進行 ,用戶群只能限于較小的范圍內(nèi)。這些問題正在被逐步加以解決。4、光纖接入技術(shù)光纖用戶網(wǎng)是指局端與用戶之間完全以光纖作為傳輸媒體的接入網(wǎng)。用戶網(wǎng)光纖化有很多方案 ,有光纖到路邊 ( FTTC ) 、光纖到小區(qū) ( FTTZ) 、光纖到辦公室 ( FTTO ) 、光纖到樓面

16、 ( FTTF ) 、光纖到家庭 ( FTTH )等。光纖用戶網(wǎng)具有帶寬大、傳輸速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強等特點 ,適于多種綜合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸 ,是未來寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。它采用的主要技術(shù)是光波傳輸技術(shù) ,目前常用的光纖傳輸?shù)膹?fù)用技術(shù)有時分復(fù)用 ( TDM ) 、波分復(fù)用 (WDM ) 、頻分復(fù)用 ( FDM ) 、碼分復(fù)用 (CDM )等。但由于光纖接入存在技術(shù)復(fù)雜、成本高昂等制約因素 ,短期內(nèi)必將僅僅以骨干網(wǎng)的形態(tài)出現(xiàn) ,實現(xiàn)光纖到戶寬帶接入的廣泛應(yīng)用尚需時日。5、無線接入技術(shù)無線接入技術(shù)就是利用無線技術(shù)作為傳輸媒介向用戶提供寬帶接入服務(wù)。除了傳統(tǒng)的無線局域網(wǎng)絡(luò)接入外 , 近年來衛(wèi)星

17、寬帶技術(shù)正在迅速發(fā)展。用戶通過計算機的調(diào)制解調(diào)器和衛(wèi)星配合接入互聯(lián)網(wǎng) ,從而獲得高速互聯(lián)網(wǎng)傳輸、定向發(fā)送數(shù)據(jù)、網(wǎng)站廣播等服務(wù)。(上接 57頁 )指示燈是否指示正確 ,檢查輸出接點動作是否正確。4. 模擬量的檢查:在端子上加電壓、電流信號,檢查數(shù)字式控制顯示屏上相應(yīng)的模擬量顯示是否正確。5. 脈沖回路檢查 : 調(diào)節(jié)裝置輸入加上功率電源 ,調(diào)節(jié)裝置輸出接假負(fù)載 ,調(diào)節(jié)裝置投入手動運行 ,觀察 PGC 板上的脈沖指示燈是否指示正確。用示波器觀察假負(fù)載上的電壓輸出波形是否正確。5. 3 日常維護本裝置硬件簡單 ,自動化程度高 ,但不能因此放松對設(shè)備的巡視檢查。查看各部件及接線端子是否松動 ,各開關(guān)及指示燈是否完好。正常顯示狀態(tài)下要定期對菜單下測量值進行監(jiān)控。如遇有保護動作 ,要做好事件記錄 ,不要輕