无刷励磁系统自动励磁调节器ICRORECK41说明书.docx

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无刷励磁系统自动励磁调节器ICRORECK41说明书

×××电厂330MW发电机

无刷励磁系统

自动励磁调节器

MICRORECK4.1

说明书

北京汽轮电机有限责任公司

2002年5月29日

1.目的和应用范围

2.参考文件

3.术语

4.安装

5.特性

6.使用

7.维护

8.附录

修改

日期

修改清单

27/07/98

文件生成

03/08/98

修改

15/09/98

用PEE修改后面的文件

01/04/99

完成改版

23/08/2000

显示改版信息

1目的和应用范围

1.1.目的

本文件详细说明了MicrorecK4.1设备的配置和运行

条件。

它提供基本的物理量输入/输出的信息、传感

器和调节器的输入/输出连接、与外部设备的连接、

通讯连接的特性、电缆型号以及贮存和运输条件等基

本信息。

1.2.应用范围

本资料适用于MicrorecK/C4技术的K4.1设备。

仅本资料允许外供。

2．参考文件

2.1.参考文件

ALSTOM内部文件

ALSTOM的基准文件

插卡RDSP1说明

51-901516

插卡ESVI1说明

51-901481

插卡E64L1说明

51-901723

插卡CPRT1说明

51-901519

插卡CPRT2说明

51-901524

插卡CPRM1说明

51-901650

插卡IRVI20说明

51-901726

插卡ARTN1说明

51-901513

插卡MDEX1说明

51-901745

插卡MDMI1说明

51-901508

插卡MCRI1说明

51-901484

电源模块AMS4X说明

51-901716

插卡FRTN2说明

51-901725

插卡BCSL1说明

51-901700

插卡BCEL2说明

51-901684

插卡BCSRx说明

51-901686

插卡BCEA1说明

51-901688

插卡BCSA1说明

51-901690

GMOMICRORECK/C4

51-902264

2.2适用文件

文件

ALSTOM基准文件

插卡硬件配置指南

51-901520

外部电缆的总体要求

51-902203

EMC简化方法和安装要求

IEC-1000-5

3．术语

3.1.术语表

待定

4．安装

4.1.机械安装

4.1.1插件箱的机械性能：

高：

310mm

宽：

377mm

深：

402mm

重量（不包括插卡）:

15kg

重量（包括插卡）:

30kg

防护等级IP20

4.1.2机械装配

安装时必须留有足够的空间，以便能打开前门方

便地进行装配、控制和维护操作。

此设备不需要

从背面进入。

4.1.2.1装有5个插槽的插件箱

4.1.2.2带密封罩的5个开槽结构的前视图

4.1.2.35个开槽结构的顶视图

4.1.3K4.1调节器柜内部安装视图

4.2冷却

调节器采用自然冷却，调节器的顶部和底部必须留有

0.3m的空间以确保空气的流通。

有一点很明确，即在

调节器的底部不允许安装发热设备。

如果运行在规定

的环境条件以外时需强迫风冷。

4.3电气安装

为确保设备的安全运行，需选用高质量的电源。

4.3.1技术要求

4.3.1.1单相主电源电压

系统电源（依据调节器版本）

额定电压:

20至230VAC

偏差:

±15%

频率:

50HZ

电流:

需要一个不间断电源UPS以确保在主电源

故障时设备能保持运行。

中性点接法:

对于电子设备电源的电气安装

只采用中性点接地保护方式，保护接地使用

单独的导线接地。

4.3.1.2直流电压

系统电源（依据调节器型号）

额定电压：

50至250VDC

偏差：

-20%至+25%

电流：

输入/输出电源

额定电压：

24VDC

偏差：

-20%至+25%

电流：

16A

注意：

内部电源5V、15V和24VI/O的参考零点

通过机柜底盘接地。

注意：

在插卡拔出或安装之前。

硬件必须关断。

4.3.1.3接地系统

设备的接地对于人身安全和防止电子干扰是十分

重要的。

为流过故障电流，接地电缆应尽可能的短并足够粗。

（其截面至少与电源线相同）。

设备接地时需考虑以下几点：

1.交流主电源接地：

接地电缆的截面必须至少与

电源导线相同。

2.调节柜接地：

用标号为PE的螺栓接地。

接地

电缆至少6mm2。

3.出线端子排接地：

安装出线端子的各种DIN

导轨必须连接到机柜底盘的接地网，接地电缆

至少用6mm2。

参见文件“通用接线要求”，详见51-902123。

5．特性

5.1.电气特性

特性

标准

等级

试验数据

备注

绝缘

绝缘电阻

机壳接地电阻

IEC439-1

≥100M

≤0.1

500VDC

介电强度

50HZ时介电强度

抗冲击电压能力

IEC439-1

IEC950

IEC60

IEC1131-2

1000Vrms

2000Vrms

500Vrms

波形1.2/50s0.5J

3kv

1kv

一次<48V/GND

过程/GND

电源/GND

I/O系统/GND

过载和短路时阻抗

IEC1131-2

30min过载

0.8Zn

1.2In

1sec短路

内部电源

外部电源

电源电压

正常波动范围

对短时中断迟钝缓慢地启动/关断。

IEC1131-2

125Vdc-20%+25%

230Vac±15%

Un->0->Un

≤20ms

不误动作

5.2.环境条件

特性

标准

等级

试验数据

备注

在潮湿、闷热条件下通电

IEC68.2.3（Ca）

在温度40℃、相对湿度93%条件下运行96小时

调试

96小时运行期间，在10℃时运行1小时30分，在50℃时运行2小时30分，两种情况交替运行。

振动

IEC68.2.6（Fc）

（10-57）Hz为

0.075mmc

（50-500）Hz为1g

持续时间2h/axis

5.3.电磁环境

特性

标准

等级

试验数据

备注

抗电磁干扰

静电放电试验

IEC1000-4-2

接触面6kv

空气中8kv

波形5/30nsec

衰减振荡试验

IEC1131-2

2.5kv普通模式

1kv差动模式

1kv普通模式

0.5kv差动模式

接通电源

接通输入-输出

电冲击试验

IEC1000-4-4

电源2kv

输入输出1kv

波形5/50nsec

辐射H.F.磁场

IEC1000-4-3

10V/m

（271000）

MHZ

80%调制

电磁幅射

幅射

传导

EN50082-2

EN55011等级A

主交流电源

5.4.储存和运输

K4.1调节器的运输需要适当和安全的包装。

特性

标准

等级

试验数据

备注

低温储存

IEC68.2.1（Ab）

-25℃96小时

±3℃

干热存储

IEC68.2.2（Bd）

+70℃96小时

±2℃

湿热存储

IEC68.2.30（Db）

25℃12小时6个周期，然后温度为55℃、湿度为93%12个小时

±3℃

振动

IEC68.2.2（Fc）

（10-57）Hz

为0.075mmc

（50-500）Hz为1g

持续时间2h/axis

机械元件重量：

6插槽插件箱系统：

3kg

6插槽支架系统：

4.7kg

6插槽箱盖系统：

3.8kg

6插槽屏蔽系统：

0.7kg

电源模块支架1.3kg

IRVI20模块支架1.2kg

机械元件的总重量14.7kg

电子元件重量

一个插卡近似重量：

0.5kg

FRTN2背板重量：

0.9kg

ARTN1模块：

0.130kg

AMS40,41,42电源装配：

2.9kg（机械和电子元件）

IRVI20模块：

2kg（机械和电子元件）

6.使用

6.1.概述

MicrorecK4.1由调节、配置和维护工具组成。

ALSTOMGT公司还开发了一个发电机Matlab/Simulink

基础应用工具。

6.2.配置和维护软件

查看文件：

《用户界面指南》，参考51-900653

6.3.硬件

6.3.1.概述

本章包括所有调节模块及相关元件的信息，但并

不包括所有元件的信息。

请参考设备组成表。

MicrorecK4.1由以下模块组成：

机架

电源模块

处理模块

输入/输出模块

专用模块

辅助模块

端子排

操作界面终端（BCLO）

通讯

6.3.1.1.框架

框架上装有电源、处理模块、输入/输出模

块及必要的辅助模块.

6.3.1.2.电源模块

电源模块的型号取决于它的电源。

它被安

装在插件箱的指定位置。

6.3.1.3.处理模块

处理模块是一个具有微处理器的CPU。

此CPU

可配有一个子通讯模块。

它和检测模块一起都

装在调节器的前面。

处理模块必须插入插件箱

的第0号插槽内。

6.3.1.4.输入/输出模块

输入输出模块是数据采集插卡，安装在插件箱

内。

它们不仅用于模拟和数字输入信号的采集，

也用于产生模拟和离散输出信号。

这些插卡通

过扁平电缆与用户端子排相连。

6.3.1.5.辅助模块

辅助模块为数字调节器提供辅助功能，例如，

高电平模拟信号整形。

它们是专用模块。

6.3.1.6.用户端子排

用户端子排安装在插件箱外部。

它们集中了信

号整形部件，可以将传感器和执行机构直接连接。

6.3.1.7.操作界面终端

操作界面终端是控制台。

它具有4排20个字

符显示、视图选择和命令键。

6.3.1.8.通讯

调节器具有与外部设备的通讯串行线，例如

DCS、操作界面终端。

6.3.2.MICRORECK/C4机架

6.3.2.1.插件箱结构

插件箱结构有两种形式，它们的区别仅在于

输入/输出插卡插槽的数目不同。

一种是2个

I/O插槽（C4.2），另一种是5个I/O插槽（C4.5）。

对于K4.1，只使用5个插槽结构。

每个机架包括：

墙上安装和柜内安装的固定部件。

安装I/O模块和处理模块的插件箱。

此插件箱

配有一个前面板，用于检测模块的安装。

调节器右侧的可插拔式电源模块

保护罩

对于特殊要求，辅助模块可安装在C4.5型框架上，

此模块必须安装在插件箱的左侧。

电压调节器视图

6.3.2.2.后面板插卡

结构因后面板插卡的型号而不同。

这个后面板插

卡安装在插件箱上，并提供：

I/O模块与处理模块之间信号的直接连接。

端子排的连线

对于处理模块和I/O模块的电源分配

后面板插卡有几种类型。

其中一些是通用插卡，

适用于大多数要求（如C4.20，C4.50），另一些

插卡有特定的用途（如C4.51）。

结构

后面板

插卡

I/O

模块

ESVIA

总线

ESVIL

总线

应用类型

C4.2-0

FDP21

插槽1-2

带CPU（CISC处理器）的通用插卡

C4.2-1

FDP22

C4.5-0

FDP51

插槽1-4

插槽1-5

带DSP处理器的通用插卡

C4.5-1

FRTN2

插槽1-3

MICRORECK4.1电压调节器

通讯总线:

处理模块与输入/输出模块之间的通讯通过两个独立的

总线：

ESVIA和ESVIL进行。

ESVIA总线仅用于模拟数据采样。

ESVIL总线用于逻辑数据采样和逻辑、模拟数据的输出。

连接：

终端之间通过屏蔽的扁平电缆连接，扁平电缆带有40针

HE10连接器，其连接点之间屏蔽。

6.3.3.电源模块

6.3.3.1.概述

电源模块集所有必要的转换和绝缘设备于一

体。

模块的类型取决于供电电源和需要的功率。

AMS40和AMS42模块的输入取自交流电源，

可输出5V，24V，±15V等多种电源。

两个模

块的外部24V电源可并行运行。

AMS41模块输入取自直流电源，可输出5V，

24V，±15V等多种电源。

两个模块的外部24V

电源可并行运行。

模块

名称

ALSTOM标准

电源

输入

电压

输出

电压

功率

AMS40

L54C1300HG00

PT244

90—264

VA.C.

5V,

±15V

100W

AMS41

L54C1300HH00

PT244

39—275

VD.C

100W

AMS42

L54C1300HJ00

NFS80

90—264

VA.C

60W

6.3.3.2.一般特征

每个模块包括:

用于处理24V电源的CDAL1插卡（参考说明书

NO.51-901662）

24V电源滤波器

将设备隔离的电路断路器（装在系统输入电源

端的交流开关）。

该开关是MicrorecK型调节器

（配有AMS40电源模块）的总开关，也可以用

于输入/输出的开关。

24V输出的独立设备，由看门狗信号控制。

6.3.3.3.总体结构

6.3.3.4.输入电压

电源模块工作需要两个输入电压:

系统电压

输入电源类型

模块

输入电压

交流电源

AMS40

AMS42

90-264VA.C.

直流电源

AMS41

39-275VD.C.

直流24V冗余电压（VE1和VE2），由现场电

源提供或由远方辅助电源提供。

6.3.3.5.输出电压

5V和15V系统电压

由上表中所列电源提供

24V（由CDAL1插卡控制）

首先将24V冗余电压VE1和VE2并联、滤波，然

后分出几组配以不同的用途。

每一个用途执行一种

特定的控制。

送到模拟输出的24VSA电源是通过一个继电器

馈送的，该继电器与RDSPx插卡的WD/信号

相接。

24VSA电源由LC电路滤波，滤波电路在

CDAL1插卡上。

送到逻辑输出的24VSL电源是通过一个继电器

馈送的，该继电器与RDSPx插卡的WD/信号相接。

送到就地控制单元（BCLO操作界面终端）的

24VCL电源是通过一个二极管馈送的。

（仅在2/2

冗余模式下两个插件箱提供一个操作界面终端）。

24VDC电源有以下用途：

风扇电源24VFAN，用于背板插卡FDP51/21

的风扇

看门狗电路电源在RDSPx插卡上

给逻辑输入的无源接点和接到模拟输入的传感

器的电源加偏压

特殊信号

逻辑信号DCOK1和DCOK12经插卡CDAL1处理，

接到接点X6，再送到RDSPx插卡的逻辑输入。

DCOK1卡提供24VE1电源信号，DCOK12提供几

个24V电源中一个电源的故障信号。

在“DUAL-SUPPLY”双电源系统中，只要存在一个

24V电源，就DCOK12卡就不会发出故障信号。

信号发出

三个LED指示灯显示24VE1、24VE2和24VSL电源

工作。

6.3.3.6.技术特性

机械特性

尺寸长270mm

宽80mm

高295mm

电气特性

电源电压

最大电流

AMS40和AMS41

AMS42

4.2A

＋15V

2.2A

2.5A

－15V

2.2A

2.5A

24VDC

24VSA

0.5A

24VSL

24VCL

0.5A

6.3.3.7.配置

不应用

6.3.3.8.应用

不应用

6.3.4.处理模块

处理模块包括一个CPU卡（可配置子通讯卡）和一个

诊断模块。

CPU卡插入插件箱序号为0的插槽内。

诊

断模块直接装在插件箱上，并与CPU卡相连。

6.3.4.1.CPU卡RDSP1

RDSP1是一个处理器卡，它包括CPU所应用的

全部资源，例如REPROM，SRAM，闪存，定

时器，看门狗，实时时钟，通讯模块等。

处理器

RDSP1插卡是以32bit、40MHz、浮点运算器为

基础的DSP处理器，TWS320C31型处理器由

德克萨斯洲仪器厂生产。

处理器支持并执行系统

操作指令，以实现应用模式。

存储器

SRAM：

它是处理器的工作存储器，FEPROM存

储器中的应用程序和EEPROM存储器中的数据被

拷进该存储器。

该存储器不稳定，如果电源故障，

其信息将丢失。

通常容量为4MB、访问宽度32位，分成4页：

静

态数据页，动态数据页，应用页1，应用页2。

REPROM/UVPROM：

该存储器用来初始化插卡、

硬件系统配置和CPU自检。

FEPROM：

该存储器用于应用程序的备份。

EEPROM：

该存储器用于系统的存储和适当地更改应

用值，例如给定点设置。

系统时钟和定时器

实时时钟电路保证世界时间和日期。

三个定时器提供同步脉冲，以执行应用程序和精确地

表示出事故发生的时间（计数器精确到毫秒级）。

通讯模块

M68302型16位，16MHz通讯控制器由摩托罗拉公司

生产，它控制3个RS485串口。

该通讯控制器是DSP

的一个外围设备，与DSP共享插卡的内存SRAM，并

周期性的存取数据。

LSS1（冗余连接）用于同步运行在全双工方式下：

微分信号TXD、TCLK、RXD和RCLK。

该连接传输速

率为每秒1.6Mbit。

LSA1（DCS连接）用于异步运行在全双工方式下或半

双工方式下。

LSA2（连接BCLO操作界面终端和维护PC机）用于异

步运行在半双工方式下。

看门狗模块

该模块监视CPU的正常运行并输送WD信号。

此信号能控制调节器的所有实际输出能送出。

输入输出控制器

该控制器有2组16位高电平、24V输入和输出、逻辑

和模拟信号采样接口。

采样经过ESVIL和ESVIA总线。

ESVIL总线是16位并行总线，由微处理器控制，最多能

与8个输入输出模块和每个I/O模块的32位寄存器相连。

ESVIL总线是16位并行总线，由第一个输入输出模块控

制。

最多能与四个输入/输出模块相连。

四个模块插入插

件箱的第1#、2#、3#、4#插槽内。

ESVIL总线使所有输入/

输出模块的模拟通路可用于DMA方式，共享访问处理

器的存储区，而主处理器不需要介入。

插件箱第1#插槽上

的输入/输出插卡，作为一个主要插卡与其它的采样插卡

有关，

并控制所有的数据采样和总线的传送周期。

每一个插卡对

多路模拟数据同时采样，而模/数转换则间隔±1微秒。

当

每路进行模/数转换时，每个插卡经ESVIA总线依次将结

果写入处理模块的共享存储器。

当多路采样周期结束后，

主插卡给处理器发出中断信号。

扩展模块

16位MUMM标准通道的M-MODULE连接器，可提

供不同的扩展。

RDSP1CPU插卡框图

检测模块（ARTN1）

该模块由一个插卡构成，插卡通过屏蔽的扁平电缆与

CPU插卡相连。

模块安装在框架的插件箱上以便可从调

节器外部看到。

模块提供：

通过一行16个字符，显示处理器插卡的状态和故障信

息。

这些状态和故障信息在维护部分已列出。

借助于5个LED灯显示状态信息

处理器插卡LSA2的串行接口RS485/RS232可方便的将

维护PC机与调节器相连接。

参考文件

模块

ALSTOM参考编号

RDSP1

L54E1100BE00

ARTN1

L54E2900TW00

6.3.4.2.RDSP1插卡结构

跳线

标题

状态

X12

8位或16位

M模块

YES16位

NO8位

X13

同步输入

位置1-2:

24V输入

位置2-3:

RS485输入

X17

中断配置

9针矩形插头

针

功能

针

功能

ESYNC/

IRQ0/

ESVIRQ/

IRQ1/

MMIRQ/

IRQ2/

MIRQ/

IRQ3/

ESVACQ/

X18

LSA1位速率

NO9600bit/s

YES19200bit/s

X19

LSA2位速率

NO9600bit/s

YES19200bit/s

X20-X21

备用

X39

I2C形EEPROM

插卡标识

YES允许向EEPROM写数据

NO禁止向EEPR0M写数据,只读

图

6.3.4.3.RDSP1插卡的使用

RDSP1插卡必须插入插件箱的第0#插槽。

插卡具

有检测模块，用于调节器运行方式的检测和可能出

现的系统或应用故障的显示。

插卡由UVPROM存储器进行数据初始化，并自行内

部自检。

然后插卡执行已经下载到FLASHEPROM

中的应用程序，如果未装载应用程序，就切换到备用

状态（等待系统下载）。

插卡初始化过程中，处理器执行自检，检测可能出现

的元件故障。

此过程由检测模块上的不同状态码显示，因此，如果

模块有故障的话，就允许对故障模块精确地检测。

自检顺序对应屏幕显示的摘要

若模块有故障，显示停止在模块相关位置，屏幕右侧显

示闪烁的《？

》。

自检结束时，发出WD/信号使实际输出信号可以发出。

检测模块的《WD/》灯亮。

然后屏幕在xxx秒期间显示《TTS》，以便从维护PC机

上载其他应用程序。

实际输入输出

输入/输出通过端子排连接。

端子排在“端子排”一章中已作过说明。

端子排通过扁平电缆与插件箱的背板插卡相连。

下表列出了背板0#插槽上的输入输出

背板插卡

X20A

X20B

X20C

X20D

RDSP1

逻辑输入

逻辑输出1-16

逻辑输出9-16

6.3.5.输入输出模块

6.3.5.1.概述

输入输出模块

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