发电机励磁调节器技术攻关

发电机励磁调节器技术攻关

赵成立 ,强国华

吉林石化公司动力二厂

摘要：出于中油对炼化企业自备热电厂平稳运行工况的需求，对于炼化板块系统内自备电厂中、小容量机组的运行提出了更高的要求，在外电网发生电压暂降波动时，发电机要具备孤网运行的能力，这就对发电机励磁调节系统稳定性和调节速率也相应提出了较高要求。本文主要对GEC-300S励磁控制系统的主要技术特点、励磁调节器软硬件配置、励磁调节器的基本工作原理等进行简要分析介绍，以此方便自备电厂电气系统管理人员对励磁调节系统进行管理维护。

关键词：发电机；励磁调节；攻关

1 GEC-300S励磁控制系统的系统的软件功能研究

GEC-300S励磁控制系统的软件功能主要有：励磁功能的相关规范指导、软件设计开发的可靠性、软件的程序设置、ADC采样技术、励磁控制规律、励磁限制与保护、励磁切断逻辑构成。

GEC-300S励磁控制系统是一种比较人性化的自动控制系统，它可以通过控制发电机发出电势，它不但能够控制发电机端电压，还能控制发电机的无功功率，功率因数、电流等一些列相关参数。大型机组的这些参量直接影响其运行工况，因此励磁控制器也可以控制励磁系统的运行状态，尤其是系统的稳定与励磁控制方法息息相关。

GEC-300S励磁控制系统在通电复位开始初始化以及自我程序检测，对调节器的配置正确性进行校验，发现异常情况后将进行报警，并将故障程序进行显示，等待维修人员处理。在励磁控制环节中，GEC-300S励磁控制系统对输入和输出信号进行每周波采样。CPU将按采样点数分成相同时间片，每个时间片先执行紧急任务，再执行各自独立的任务。在执行公共任务时，先启动AD信号采样，AD信号采样结束后读取AD信号采样的结果，然后利用递推式傅立叶算法计算出所有交流量的实部以及虚部。通过计算的结果再计算发电机的各种工况状态以及参数状态信息，比如说发电机机端电压、定子电流，励磁电流、励磁电压。发电机转速是由发电机机端电压或者说是同步电压通过滤波整形后计算测量得出的。

2 GEC-300S励磁控制系统的硬件配置

GEC－300S励磁控制系统主要适用于容量在100MW及以下、励磁电流小于 1500A 的励磁系统中。对于动力二厂发电机他励无刷励磁系统，GEC－300S他励无刷励磁系统，基本配置为 1 面调节柜体，柜体的尺寸为 800（1000）×800（1000）×2200(2260)mm（宽×深×高）。配置有两个AVR控制箱，功率整流部分，AVR 通过控制整流元件进行励磁输出。AVR控制箱通过CAN总线互相连接，触摸式液晶屏以便用户直观获取系统运行状态、报警信息及运行时各个重要参数等信息。其每一个部分的详细信息及具体操作。

GEC-300S励磁调节器运用合理分化的控制体系以此达到客户对励磁调节产品的控制性能、图形化 界面、通讯等多方面的要求。为保证励磁调节系统的高效运行，GEC-300S励磁调节器分解DSP主处理器的功能进行调试操作、参量修改和显示、波形数据保存及提取、现场DCS进行通讯显示模块由彩色智能触摸以及液晶屏模块来实现，所以我们就可以将控制体系分为两层结构：自动电压调节单元 AVR(AER)、人机交互界面 HMI。同时，结构上采用双层板卡，这样不占用更多的使用空间，整个励磁调节系统更加灵活紧凑，这样就减少了控制器的体积，同时也会进一步降低了励磁控制器的成本。

3 GEC-300S励磁控制系统的监控软件

GEC-300S励磁监控系统软件是安装在ARM一体机上的一套监控软件，该一体机和监控软件构成了扩展通讯单元（ECU），该软件是基于Labview开发工具进行二次开发的结果，具有美观友好的视窗特性。

调试页是程序运行时的默认页面，包含GEC-300S励磁监控系统的基本信息——机端电压、无功功率、参考电压，运行状态以及PSS状态等。界面上方有6个按钮，可以切换到不同的页面，分别是调试页、波形图、模拟量、开关量、报警量、参数组。界面右侧是状态栏，显示运行方式（自 动/手动，主/从），运行状态正常与否，PSS状态，是否有调试位等。同时，复归按键及退出按键可 随时操作。

4  励磁调节系统页面程序设置

调试页是程序运行时的默认页面，包含GEC-300S励磁监控系统的基本信息——机端电压、无功功率、参考电压，运行状态以及PSS状态等。界面上方有6个按钮，可以切换到不同的页面，分别是调试页、波形图、模拟量、开关量、报警量、参数组。界面右侧是状态栏，显示运行方式（自动/手动，主/从），运行状态正常与否，PSS状态，是否有调试位等。同时，复归按键及退出按键可随时操作。参数组页面供厂家现场调试人员设置调节器内部参数使用，非专业人员不可修改。参数组页面将GEC-300S励磁监控系统的内部参数分为12组，分别为：电压环参数、电压环参数、电流环参数、PSS参数、强励限制参数、欠励限制参数、V/F 限制参数等等；励磁配置参数GEC-300S励磁控制系统技术说明书（V1.01）38 2及励磁参数修正，每组有6个参数。具体操作方法请参看《GEC-300S励磁控制系统用户手册》中 AVR 参数整定说明。参数组页面的左侧以控制框图的形式表示当前一组参数的含义，同时通过参数切换空间进行选择，中间显示默认参数（存放在 Flash中）、保存参数（存放在 EEPROM中）、运行参数（存放在 RAM中）。右侧表示通过参数选择按钮，可以选定需要修改的参数，然后通过 参数修改按钮增减该参数。下方包括各项参数修改按键，同时，为了安全起见，进行参数默认操作时，要通过密码验证方可进行。其次，参数修改前要进行开锁处理，否则无法修改参数。如果有未保 存的参数（保存参数和运行参数不一致），程序将会通过下方的“为保存/修改”指示灯进行提示。

发电机励磁调节系统不断地更新和完善，随着科学技术的不断发展，发电机励磁调节系统高度模块化、集中化、智能化，发电机励磁系统的运行稳定可靠、设备维护保养简单，我厂4台发电机选用同一种型号发电机励磁调节器，备品备件可通用，给我厂节约了大量维修保养费用、得到了电气管理人员的广泛认可。

作者简介：

1、赵成立，男，1983年1月，单位：吉林石化公司动力二厂，工程师，研究方向：发电机励磁调节器的研究。

2、强国华，男，1985年12月，单位：吉林石化公司动力二厂，工程师，研究方向：发电机励磁调节器的研究。