ex2100励磁系统说明Word下载.docx

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2.10励磁装置的电源14

2.11灭磁模块14

2.12屏体加热器14

2.13轴电压抑制器14

2.14起磁装置14

2.15PT和CT隔离开关14

2.16励磁装置接点端子排14

2.17励磁装置端子排15

2.18控制人员接口（COI）（选项）16

2.19Versamax远程I/O控制部件17

2.20电力系统稳定器17

3.EX2100的软件功能18

3.1概述18

3.2软件变送器19

3.3自动电压调节器（AUTOREF）19

3.4手动调节器参考值（MANUALREF）19

3.5自动和手动给定值跟踪（TRACKING跟踪）20

3.6励磁装置AVR的给定值（EXASP）21

3.7低励磁限制器（UEL）21

3.8无功电流补偿（RCC/ARCC）21

3.9电压互感器熔丝故障检测（PTFD）21

3.10发电机转子绕组的温度计算21

3.11运行人员控制模拟器22

3.12电压/频率限制器（V/HzLim）22

3.13自动电压调节器（AVR）22

3.14手动调节器（FVR或FCR）22

3.15过励磁限制器（OEL）23

3.16手动范围限制器23

3.17无功功率VAR/功率因数PF控制23

3.18单元数据高速接口（UDH）23

3.19DCS接口（ModBus）24

3.20电压/频率V/Hz保护（24G）24

3.21过励磁保护（OET）24

3.22发电机过电压跳闸（59G）24

3.23电压互感器熔丝熔断检测（PTFD）24

3.24励磁装置相不平衡（EUT）25

3.25空载过励磁保护（OLOT）25

4.EX2100的远方和就地的控制/指示26

4.1诊断接口键盘26

5.EX2100的通讯接口27

5.1单元数据高速接口（UDH）27

5.2DCS接口（ModBus）27

6EX2100编程和维修工具28

6.1编程工具28

7EX2100的试验29

7.1工厂试验29

7.2顾客见证试验29

8文件30

8.1电子媒体30

8.2资料30

9.备件31

10.对用户的要求32

11X2100和PPS的IEEE模型33

11.1EX2100的IEEE模型33

11.2EX2100中PSS的IEEE模型34

参考文献

GEH-6414配置EX2100励磁控制的控制系统工具箱（PDF）

GEA-S1028EX2100励磁控制销售简介（PDF）

GEH-6632EX2100数字式励磁装置用户指南

GEH-6633EX2100维修，零件更换，故障处理指南

1.前言

EX2100励磁系统是GE的最新的控制技术发展成果，可用于汽轮发电机、燃气发电机和水力发电机的新建和改造工程。

GE公司在最近的40年中，在70多个国家已经提供了6000多套静态励磁系统。

EX2100是GE的第三代数字励磁系统。

这种励磁系统提供的主要优点是：

●在更快的响应，更好的调节，和没有热漂移等方面的性能都得到了改进。

●在通电时自检测，故障显示，和广泛的整流桥监测等方面有更好诊断技术。

●更高的可靠性。

●保护性能得到了改进。

●以生动图表（屏幕显示）改进了用户界面，更便于查看运行中的系统信息。

EX2100可以有几种配置，为全静态励磁系统提供实用的灵活性。

这些系统可用于电势源（只有电压），或复合源（有电压和电流）。

EX2100的硬件包括一个控制块，电源块，用户界面子系统，操作员界面屏，控制电源输入模块和功率整流模块。

功率整流模块是由整流桥界面子系统，功率整流桥，交流和直流过滤网络，和交流和/或直流隔离设备等所组成。

EX2100支持EthernetTM以太局域网（LAN）与以下设备进行通讯：

●控制系统工具箱（TOOLBOX）

●MarkVI汽轮机控制系统和采用以太网全球数据（EGD）规约的HMI（人机接口）。

●静态启动器

●GEOnSiteTM远程诊断中心

在没有HMI的人机接口的情况下，EX2100也可以支持一个RS-232，或以太网ModBus接口，接到用户的DCS（分布式控制系统）。

EX2100含有一个强大的诊断系统和一个控制模拟器，以支持快速安装，控制参数的调整和进行人员培训。

在下一页中的图1是一张简化的单线图，它说明一个典型的EX2100MB系统。

本建议是秘密的提供给买方作为评估用，其内容是GE公司的专利。

当接收本文件时，买方同意，除买方组织内必须对它评估的人员之外不泄漏它的内容。

在没有GE的事先的书面同意，本文件不能被复制。

本文件中所列设备是以初步设计为基础，在最终完成设计时，将会有所改变。

根据GE的书面要求，本文件将收回。

5极隔离开关为选项.

图1.EX2100MB多桥励磁系统典型单线图

1.1多桥励磁系统概况

EX2100MB是一种数字式，电势源的静态励磁系统，它采用了最新的硬件和软件科技成果，为满足用户和运行的需求，该产品具有完整的控制和保护功能。

EX2100可以配置多达4个三相全波的可逆变的可控硅整流桥，为主交流发电机的励磁绕组提供励磁功率。

所有的控制和保护功能都是由系统软件来完成。

它没有移动部件。

例如在老式励磁系统中的由电动机操作的整定器。

数字技术结合GE的超过45年的静态励磁设计经验，使得EX2100具有99.98%的可用率。

EX2100MB的基本配置是由冗余的控制器和与之相连的多个整流桥（或称为功率变换模块PCM）所组成。

冗余的控制器设计为M1,M2和C。

在基本的系统中，控制器M1被称为Master1（主站1），控制器M2被称为Master2（主站2），而控制器C被称为主站监视器（MasterControlMonitor），并由它决定是否应当进行主站的切换。

由于M1或M2都可以是工作的主站（Master），而C是主站监视器（Monitor），发电机电压和电流的测量信号都被连接到这三个控制器中的每一个。

工作中的主站（Master）承担整个励磁系统的控制工作。

备用的主站在功能上与工作中的主站是相同的，只是在备用状态下，它不对可控硅整流桥发送任何触发命令，它的自动电压调节器（AVR）回路不停的跟踪发电机的端电压，而手动电压调节器（FVR）则跟踪发电机的励磁电压。

这样做是为了保证从某一主站到另一主站的平稳切换。

在工作主站和备用主站中，AVR之间和FVR之间分别进行自动跟踪。

由于这种冗余的配置，当一个主站（Master），或一个监视器（Monitor）故障而退出运行时，该励磁系统可以继续工作。

当有在线（On-line）维修选项时，故障的控制设备可以拆下来，进行修理后，再转为在线（On-line），而不必使整个励磁系统停运。

采用在线（On-line）维修选项，每一个整流桥（PCM）/控制器（Controller）都有一套手动的隔离装置，可以隔离该装置的交直流电源。

2.EX2100的额定值和硬件说明

该励磁系统的连续输出电流是_____ADC,连续输出电压是____VDC，其强励能力为发电机额定励磁电压的_____倍。

2.1遵守的规范

EX2100是按表1所列的标准的约束和条件来设计和执行的。

表1EX2100遵守的规范

ANSI/IEEE标准

421.1同步电机励磁系统的标准定义

421.2励磁控制系统的动态性能的标识，测试和评估导则

421.3同步电机励磁系统高电压试验的要求

421.4励磁系统规范的准备导则

421.5励磁系统关于系统稳定研究推荐的方法

C57.12.01干式配电和电力变压器的一般要求，包括固态浇注和/或树脂灌封的绕组

C57.110提供非正弦负荷电流时确定变压器容量推荐的方法

C57.116直接与发电机连接的变压器的IEEE导则

C37.90.1保护继电器和继电保护装置的冲击耐受能力（SWC）试验

C57.18.10半导体电力整流变压器的要求和操作规程

其它标准

UL508A工业控制设备的安全标准

UL50BC功率变换设备的标准

CSA22.2NO.14工业控制设备

UL796印刷电路板

IECEN55011工业设备的辐射

IECEN61000-4工业设备的抗干扰性

通用建筑法规（UBC）地震法规2312节第4部分

NFPANEC（国家电气法规）

CEL加拿大电气法规`

2.2环境规范

GE的EX2100数字式励磁系统是按室内工业环境中运行的条件来设计和制造的。

表2列出了EX2100的环境限制。

表2EX2100的环境限制

温度/湿度

最低温度------------------------------------------------0℃

最高温度--------------------------------40℃

最大温度变化率--------------------------0.1℃/min

最大相对湿度----------------------------95%（不结露）

最大相对湿度变化率----------------------1%/min

气体：

腐蚀性气体在40℃和相对湿度为50%时的最大浓度（按照EN50178:

1994A.6.1.4节A.2（m）表）

二氧化硫（SO2）----------------------------30PPB

硫化氢（H2S）---------------------------10PPB

氮雾（NOX）-----------------------------30PPB

氯（Cl2）-------------------------------10PPB

氟化氢（HF）----------------------------10PPB

氨（NH3）-------------------------------500PPB

臭氧（O3）------------------------------5PPB

微粒

微粒的大小对下列物质为10-100µ

m

氧化铝墨水

沙粒/沙土尘埃水泥

棉绒金属氧化物

煤/碳尘埃纸

煤烟

地震

通用建筑法规（UBC）---地震法规2312第4部分

震动

0.075mm振幅，10Hz-57Hz；

1G57Hz-150Hz,正弦运动

最大1.0G水平，0.5G垂直@15-120Hz

海拔

正常运行：

<

3000ft.（101.3-89.8kpa）

扩展运行：

3000-9999ft.（89.8-69.7kpa）

运输：

15000ft.最大（57.2kpa）

2.3外壳

图2提供了一张典型的3桥EX2100MB励磁装置的平面布置图。

该励磁装置是按NEMA1/IP20单独直立。

室内型楼板上安装的金属柜。

该励磁装置是由多个金属柜用螺栓连在一起。