WLT1000说明书A4Word文档下载推荐.docx

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电力系统非线性最优励磁控制

3.配置有两路串行接口，一路用于双机间通讯，一路用于与上位机通讯，可配接监控器，进行计算机辅助试验和计算机仿真试验以及事件追忆、逻辑控制图和流程图及状态量显示等。

4.完善的保护控制功能，配置有断线保护、过励限制、顶值限制、低励限制、欠励保护、V/F限制、误强励保护、空载过压保护等。

4.1断线保护：

接入系统PT的情况下，当励磁PT和仪表PT均断线时，调节器自动转入电流调节方式。

4.2过励限制：

在强行励磁或励磁过电流到达允许时间时，自动将励磁电流限定在额定值。

4.3顶值限制：

强行励磁时，自动将励磁电流限制在允许的励磁顶值电流。

4.4低励限制：

发电机进相运行时，当进相深度超过低励限制值时，自动增加励磁电流。

4.5V/F限制：

根据机组频率限制发电机励磁电流，防止低频过励磁。

4.6误强励保护：

非正常强励时，发出报警信号，并自动切除故障通道。

4.7空载过电压保护：

空载状态下发电机电压过高（＞130%）时，自动调整给定电压，使发电机电压保持在额定值运行。

5.可设定的调差系数，保证发电机间无功的稳定分配。

6.交、直流混合采样技术，三路PT采样，PT断线自动识别。

7.具有自动零起升压和系统电压跟踪功能，接到建压令后，自动将发电机电压从零递升至额定，并保证发电机机端电压与系统电压一致。

停机自动灭磁。

8.通道间采用80C196芯片本身的串行口相互通讯，跟踪环节非常简单，传送数据多，并可传送各种校验及纠错码，保证了相互跟踪的正确性，极大地避免了A/D采样跟踪系统由于硬软件系统故障而导致的错误跟踪。

9.采用给定跟踪技术，始终保持备用通道与工作通道的给定值一致，再加上独特的数字控制算法，使得两套调节器的性能具有良好的一致性，跟踪性能良好，切换无冲击，同时由于是给定跟踪，从而避免了工作机故障时而导致的备用机错误跟踪。

10.采用独特的数字余弦移相算法，实现了数字余弦移相，保证了整个励磁系统的放大倍数在各种工作情况下的一致性。

11.硬、软件均采用模块化结构：

完善的自动诊断、自恢复功能，采用抗震性好、抗干扰能力强的STD总线，箱式结构，单个控制箱即是一个完整独立的微机控制通道，允许在机组运行状态下进行单通道检修工作，极大地提高了系统的可靠性。

12.操作面板上带有16位数码显示和20个汉字光字显示，可同时显示发电机电压、参考电压、励磁电流、控制角度，也可通过按键操作显示其他约20个参数，能非常直观地了解发电机、励磁调节器和励磁系统的运行状态。

13.配置有输入小键盘，修改、调整参数方便。

可以在线修改控制参数，设定测量参数以及进行上下10%阶跃试验等。

14.可热插拔的插入式输入小键盘使得调节器在调试完毕投入运行后防止人为意外误操作。

15.可配接监控器和调试试验软件，进行试验录波和计算机仿真试验以及故障录波、事件追忆、逻辑控制图和流程图及状态量显示等。

16.采用双窄脉冲触发技术，脉冲输出双重隔离及指示。

17.两套装置独立的双重供电电源，每套调节器均采用AC220V和DC220V两路电源双重供电，两路电源并联使用，无切换电路。

（若用户电源等级有差异，请预先说明。

）

第三章主要技术参数指标

1.模拟量输入

1.1发电机励磁PT：

AC3φ100V

1.2发电机仪表PT：

1.3系统母线PT：

AC3φ100V

1.4发电机定子电流CT：

AC3φ5A

1.5整流桥交流侧电流CT：

1.6三相交流同步电压信号：

2.控制脉冲

2.1控制脉冲（晶闸管励磁调节器）

2.1.1分辨率：

0.018度/码（50HZ）

2.1.2移相范围：

15~135度（含中频的机组为15~140度）

2.2控制脉宽（开关式励磁调节器）

2.2.1开关频率：

1500HZ

2.2.2调整范围：

（0~100）%

2.2.3分辨率：

0.05%

3.控制信号

3.1接点型式：

开接点（开入）

3.2接点容量：

＜20mA

4.故障信号

4.1接点型式：

开接点（开出）

4.2接点容量：

0.5A/DC220V

5.供电电源

（若用户电源等级有差异，请预先早明。

5.1交流电源：

（170~250V）/50HZ

5.2直流电源：

（180~250）V

6.主要技术指标

6.1调压精度：

≤0.5%

6.2频率特性：

≯±

0.25%/0.5Hz

6.310%阶跃：

超调量＜10%

振荡次数＜3次

调节时间＜5秒

6.4零起升压：

调压范围Uf=（10~130）%Ue

7.调节参数

7.1调差系数：

（-15~+15）%

7.2放大倍数：

kp=（10~200）

7.3积分时间：

Ti=（2~30）秒

7.4微分时间：

Td=（0~5）秒

8.给定参数

8.1电压给定：

Ug=（10~130）%

8.2无功给定：

Qg=（0~100）%

8.3电流给定：

Ig=（0~100）%

8.4功率因数给定：

COSg=0~1.00（感性）

第四章基本结构和硬件说明

1.基本结构

WLT-1000微机励磁调节器由两套完全相同的通道组成，每套由一个

500×

180×

440的控制箱组成，其总体框图见图一。

每个控制箱由测量单元、CPU、脉冲单元、电源单元、信号单元、显示单元组成，面板布置见图二。

其中电流测量、电压测量、控制信号采样、电源、控制输出、同步、脉冲放大等完全独立，单个通道既可组成完整控制系统。

因此，对于大、中型发电机组可采用图三所示的由两个控制箱组成的双通道控制系统。

对于中、小型发电机组可采用图二所示的由一个控制箱组成的单通道控制系统。

当采用双通道结构时，通道间利用80C196的串行口相互通讯，关键数据相互传送，并始终保持两个通道状态一致，故障时自动切换。

同时通道间采用容错式双机混合工作模式，其工作模式见图四。

图中A1、A2为测量单元

B1、B2为中央处理单元

C1、C2为输出单元

D1、D2为脉冲放大单元

E1、E2为通讯单元

由于每个通道均设置有手动调压（励磁电流调节）和自动调压功能，故有如下运行方式：

A1B1C1D1自动

A2B2C2D2自动

A1B1C1D1手动

A2B2C2D2手动

A1B1E1E2C2D2自动

A2B2E2E1C1D1自动

六种运行方式，可靠性大大高于单通道调节器和采用并联运行方式的双通道调节器。

本调节器控制箱尺寸为500×

340（宽×

高×

深）。

可采用箱式供货，也可组成整屏供货，有关柜体尺寸可视用户要求而定。

2.单片机介绍

在全面介绍WLT-1000型微机调节器硬件原理之前，首先简要介绍其核心芯片INTEL80C196单片机。

80C196单片机组成框图如图五。

它主要由一个高性能的16位CPU寄存器算术逻辑单元（RALU）、232字节寄存器阵列（REGISTERFILE）以及一些外围子系统构成。

这些子系统包括：

高速输入输出口（HighSpeedI/O）

带采样保护（S/H）电路和四通道十位模数转换器（A/DCONVERTER）。

中断控制器和等待状态产生逻辑。

同步异步串行口。

两个16位定时器和一个监督定时器。

可供A/D转换器使用的脉宽调制（PWM）输出。

80C196为CMOS芯片，除保留了8098的所有功能外，还有如下新特点：

提供三个特殊功能寄存器窗口，因而扩展了特殊功能寄存器的功能；

增加了六条指令；

增加了8个中断向量，中断方式更灵活；

高速输出CAM具有锁定功能；

具有空闲和掉电工作方式。

80C196采用68脚PLCC封装，其管脚配置及功能见表一。

表一80C196引脚功能说明

管脚

符号

功能说明

14、36、68

VSS

数字电路地（0V）

1

VCC

主电源电压（+5V）

4、5、6、7、8、9、10、11

ACH0~7/P0.0~7

A/D转换器/八位高阻输入端口

53、54、55、56、57、58、59、60

AD0~7/P3.0~7

低八位地址码/八位P3双向口

45、46、47、48、49、50、51、52

AD8~15/P4.0~7

高八位地址码/八位P4双向口

19、20、21、22、23

P1.0~4

低五位准双向口

30

P1.5/BREG

准双向口P1.5/总线控制权出让

31

P1.6/HLDA

准双向口P1.6/总线控制权出让（应答）

32

P1.7/HOLD

准双向口P1.7/总线控制权出让（请求及撤消）

24、25

HSI.0~1

高速输入口（低二位）

26、27

HSO.4~5/HSI.2~3

高速输出口（高二位）/高速输入口（高二位）

28、29、34、35

HSO.0~3

高速输出口（低四位）

37

VPP

外接EPROM编程电压

13

VREF

片内A/D转换器的参考电压

12

ANGND

片内A/D转换器的参考地

15

EXTINT/P2.2

外部中断/多功能口P2.2

16

RESET

复位键

17

RXD/P2.1

串行口接收/多功能口P2.1

18

TXD/P2.0

串行口发送/多功能口P2.0

33

T2UP-DN/P2.6

定时器加或减/多功能口P2.6

3

NMI

非屏蔽中断请求输入端

2

EA

存贮器选择输入端

67

XTAL1

反相振荡器和内部时钟发生器的输入

66

XTAL2

反相振荡器的输出

65

CLKOUT

时钟发生器的输出

64

BUSWIDTH

总线宽度选择输入

63

INST

取指令操作指示

62

ALE/ADV

地址锁存允许/地址有效

61

RD

对外部存储器的读信号

40

WRL/WR

写外部存储器低位字节/写外部存储器输出信号

44

T2LCK/P2.3

定时器2的复位端（与P2.3复用）

43

READY

准备就绪信号

42

T2RST

定时器2的外部时钟输入端（与P2.4复用）

41

BHE/WRH

外存储器高位字节/总线高位字节允许信号

39

PWM/P2.5

脉宽调制输出（与P2.5复用）

38

T2CAP/P2.7

定时器2捕捉（与P2.7复用）

3.硬件原理介绍

WLT-1000微机励磁调节器采用STD总线结构，每套由CPU模板（CB001）、输入模板（CB002）、输出模板（CB003）、通讯模板（CB004）、显示模板（CB005）、1~3块测量模板（CB006）、同步模板（晶闸管励磁）（CB005）、高频同步模板（含中频副励磁机）、脉冲放大模板（晶闸管励磁）（CB006）、脉宽调制模板（开关式励磁）（CB007）组成。

3.1CPU模板（CB001）

CPU模板（CB001）以INTEL公司的80C196CPU为核心构成。

在该单元中，采用GAL16V8作为地址分配译码，EPROM（27C128）为程序存储器、80C196片内RAM为工作寄存器，RAM（6264）为动态数据存储器、EEPROM（2817）为参数及数据掉电保护存储器。

该板还有如下配置：

a.两路高速输入HSI.0\HSI.1

HSI.0用于捕捉同步信号，本装置采用六相同步，当产生HSO.0中断时，读同步板上的I/O接口，以识别应产生那相脉冲。

HSI.1用于测量发电机频率和发电机电压与电流间的相位差（来自测量板1），以计算机组的有功功率和无功功率。

b.六路高速输出HSO.0~HSO.5

产生六相触发脉冲、并经CN1送出。

表二CN1口定义

4

5

6

7

8

9

10

+B

-A

+C

-B

+A

-C

NC

c.串行口

提供一个RS232串行口和一个RS485串行口，RS232和RS485共享CPU本身的串行口资源，由跨接器S3进行切换。

S3切向1时选择RS232，S3切向3时选择RS485。

RS232由CN3口引出，RS485由CN4口引出。

各口定义见表三、表四。

表三CN3口定义表四CN4口定义

TXD

RXD

RS+

RS-

d．电源监视和自复位电路

本模板除利用80C196片内WATCHDOG监视外，还专设有一自动复位和电源电路，当程序跑飞或死机（≥150ms）的情况下，自动恢复系统正常。

在上电和掉电情况下，当电源电压低于4.5V时，强行将系统复位，并封锁存储器读信号，以确保控制参数不被改变。

3.2多功能信号输入模板（CB002）

本模板设置有16路光隔离输入、16路TTL电平输出、键盘显示接口、8路12位A/D采样输入、1路12位D/A转换输出，该模板完成如下功能：

a.控制信号输入

由CN1口输入，并接至16路光隔离输入电路。

输入信号计有开机、停机、油开关、恒电压调节（自动）、恒电流调节（手动）、恒无功调节、恒功率因数调节、增磁、减磁、逆变灭磁等。

各口定义如下：

表五控制信号口（CN1）定义

控制电压

增加令

电流模式

COS模式

停机灭磁

备用2

11

14

本机备用

快熔熔断

显示切换

操作地

操作电源

模拟地

减少令

无功模式

19

20

21

22

23

24

电压模式

开机建压

风机停转

备用1

电压跟踪

油开关合

b.16路TTL电平输出

该模板由两片74HC574送出16路TTL电平信号供光字显示用，每路输出口带载能力为30mA，见P2口的25-40脚定义（表七）。

c.键盘显示接口

本模板扩展有键盘显示接口，可接16位数字显示和64只键盘，其引出定义见P2口的1~24脚定义（表六）。

表六P2输出口定义

DMA

DMB

DMC

DMD

DME

DMF

DMG

DMH

SL0

SL1

SL2

SL3

RL0

RL1

RL2

RL3

RL4

RL5

RL6

RL7

SFT

CNL

地

复位信号

25

26

27

28

29

电压调节

电流调节

无功调节

调变断线

仪变断线

系统无压

34

35

36

备用

d.A/D采样输入

CB002带8路12位A/D转换接口，输入电压范围为0~10V。

其输入信号由4CN1引入，各脚定义见表七。

表七

（1）模拟输入口4CN1定义（可控硅式）

发电机

电流

系统PT电压

仪表PT电压

励磁PT电压

励磁

电流2

转子电流

电流1

总励磁

表七

（2）模拟输入口4CN1定义（直流开关式）

转子电压

开关1/正组电流

开关2/反组电流

副励电压

定子电流

3.3输出模板（CB003）

CB003为继电器输出模板，板上共有10只继电器，其中J1为电源监视继电器，J2-J8为信号继电器，J9、J10为切换继电器。

合理地使用J9、J10可以正确地完成双机切换。

各继电器定义见表八，P2接口定义见表九，CN1接口定义见表十。

表八继电器说明

J1

J2

J3

J4

J5

电源监视

V/F限制

低励限制

过励限制

顶值限制

J6

J7

J8

J9

J10

风扇启动

PT断线

误强励

双机切换

工作信号

表九P2口定义

1、20

2、21

3、22

4、23

5、24

6、25

7、26

8、27

9、28

10、29

11、30

12、31

13、32

14、33

15、34

16、35

对方机备用

本机工作

对方机工作

脉冲切换

外操作电源

17、36

内操作电源

操作电源地

表十CN1口定义

V/F限制指示

低励限制指示

过励限制指示

顶值限制指示

本机工作指示

本机正常指示

输出板地址选择开关K1位置见图六

※

图六

3.4通讯模板（CB004）

CB004通讯模板可完成与计算机监控系统及其它控制装置的通讯，CN1口满足RS232规约，CN2口满足RS485规约。

3.5显示模板（CB005）

显示板提供16只数码管、20个光字牌、一只复位按键，光字牌信号显示计有：

电压调节、电流调节、无功调节、COSφ调节，电压跟踪、调变断线、仪变断线、系统无压、顶值限制、过励限制、低励限制、V/F限制、过励保护、风机停转（欠励保护）等。

具体内容见图二。

板上有四个接口，其中一个16只键盘的键盘接口J1（具体定义见表十一）、一个电源接口CN2（定义见表十二）、两个信号接口P1（定义见CB002的P2）、CN1（定义见CB003的CN2）。

表十一键盘口定义

JP0

JP2

JP1

SET

表十二电源接口说明

-15V

+15V

GND

+5V

3.6测量模板（CB006）

每块测量模板可完成三路三相交流信号的调理，将三相交流信号变换成平滑直流电压供A/D采样使用；

并检出其A相信号的过零点，送CPU板的HSI.1中断，以测出其频率和相位。

每台励磁调节器的模拟量输入整理由ME、ME1、ME2等测量板组成。

其中：

ME板用于测量励磁PT电压、发电机电流和系统PT。

CN1引入励磁PT电压，输出开关K1位置见图七，CN2引入电流变送器信号，输出开关K2位置见图八。

1CN1引入系统PT电压，输出开关1K1位置，见图九，地址选择开关K3位置见图十。

并测量其频率和相位，机组有功、无功和功率因数由采样的发电机定子电压、定子电流及它们间的相位差计算求得。

图七

图八

图九

图十

ME1板用于测量系统励磁电流1。

CN2引入电流变送器信号，输出开关K2位置见图十一。

地址选择开关K3位置见图十二。

图十一

图十二

ME2板用于测整流桥2电流。

CN2引入电流变送2信号，输出开关K2位置见图十三，地址选择开关K3位置见图十四。