嵩屿电厂二期励磁系统UNITROL.doc

嵩屿电厂二期励磁系统（UNITROLa 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。 1.1 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。 1.2 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。自动跟踪功能用于实现自动电压调节方式（自动方式）和励磁电流调节方式（手动方式）间的平稳切换。切换可以是由PT 断相故障引起的自动切换或是人为切换。AVR 控制电压与FCR 控制电压间的差值被用作后备调节器的跟踪控制。见图15 中的跟踪模块（6）。对于具有双自动通道的励磁调节器，通常是从运行通道的自动方式切换至备用通道的自动方式，任何一个通道都可以工作在运行方式或备用方式。在不能切换到备用通道自动方式时，才切换到手动方式。如果两个通道都不能正常工作，励磁系统将启动跳闸命令。采用这种配置时，备用通道的跟踪信号为运行通道控制电压和备用通道控制电压的差值。见图15 中的跟踪模块（7）。对于单通道加后备手动通道的调节器，后备励磁电流调节器BFCR 自动跟踪主控板COB。当主控板COB 故障时，自动跟踪可保证从主控板COB 无扰动切换到后备手动通道。BFCR 是在扩展门极控制板EGC 上用软件实现的。 限制器的优先权 限制器竞比门（8）和（9）确定了过励限制或欠励限制的对AVR 的优先地位。为避免系统故障时两组限制器同时动作，可通过优先级设定选择过励限制器组或欠励限制器组优先作用。 PID 控制器 PID 控制器（11）的输入是实际值对给定值的偏差。PID 控制器的输出电压（即控制电压UC）为门极控制单元（12）的输入信号。 调节器根据限制器的动作情况自动选择PID 控制器的反馈参数。达到优化同步发电机控制性能的目的。参数选择逻辑（10）从PID 参数组1/2 中自动选择合适的参数，以增进同步发电机的动态稳定性。 1.3 限制器 限制器的作用是维护发电机的安全稳定运行，避免由于保护继电器动作而造成事故停机。 过励限制器 · 最大励磁电流限制器 · 过励侧定子电流限制器 （P/Q 限制）无功功率 过励侧 有功功率 过励侧定子电流限制器 欠励侧定子电流限制器原动机驱动极限最大励磁电流限制器 最小励磁电流限制器 欠励限制器 · P/Q 限制器 · 欠励侧定子电流限制器 · 最小励磁电流限制器 限制器工作原理 每个限制器都有其限制量和限制值，当限制量的数值达到限制值时，限制器动作。每个限制器均产生一个限制量与限制值之间的偏差信号Δ。过励限制器动作后，会把励磁减小到一个最大允许水平，而欠励限制器动作后，则将励磁增加到所需要的最小水平。在正常工况时，发电机运行在功率图的允许范围内。PID 控制器的输入是机端电压的偏差信号Δact-ref（Uact-Uref），即主偏差信号。如果运行工况变化使过励限制器偏差信号Δlim-低于主误差信号，它的优先级将于高于主偏差信号。这样，PID 控制器就得到各偏差信号中的最小值。这种原理也同样适用于欠励限制器，但方向相反。竞比逻辑门（