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GDF-2微机励磁控制器(GDF-IGBT)安装使用说明深圳市国立旭振电气技术有限公司一、概述GDF-系列励磁控制器只需要一键启动后，即可实现励磁控制全自动，无人值守运行！▲GDF-系列励磁控制器是2014最新版。
IGBT励磁控制技术为目前较为先进的直流控制技术，现在国内只有少数励磁制造厂家掌握并用于高端励磁控制系统(高压励磁控制系统)，原因是技术要求高、制造成本高。
我们将IGBT技术首先用于无刷励磁发电机。
解决了可控硅励磁容易受中频干扰，在满负荷跳闸时失压，无法为向水机提供关机电源等难题。
▲电路板制造时采用元件贴片技术，大大减少了人工插件制作的错误。
解决或修正了旧版本的已知问题。
主要特别功能：1、并网后自动按设定的功率因数值运行。
2、IGBT模块智能控制，不受谐波干扰，可以在180V以下的励磁电压稳定运行。
3、励磁控制回路手动调试功能，方便用户对控制器检查、设置和对发电机充磁。
4、发电机电压恒定、电压快速恢复功能，防止过电压或低电压。
5、自动识别停机过程并进行可调整的灭磁频率控制。
6、“独立小电网运行”功能，通过软件设置可实现该功能，适合工厂自行组合小电网的柴油发电机组并列运行。
7、50HZ或60HZ运行频率适应功能。
8、防止发电机过负荷功能。
二、技术参数1. 适用范围:▲GDF-IGBT适用于励磁电流15A以下、励磁电压180V以下的无刷励磁发电机。
2. 输入信号：▲电流：串接发电机定子C相电流互感器电流，额定电流：5A。
▲电压：发电机A1、B1、N电压400V/230V，电网A2、B2电压400V。
▲并网识别：发电机出口断路器的辅助接点：常开接点。
3. 控制器输出：励磁输出电压串电流表后至发电机的励磁电机。
4. 环境温度: -10°C～＋50°C 海拔：2500米以下地区5．外型尺寸：控制器（宽）305 mm×（高）146 mm×（深）240mm6. 开孔尺寸：（宽）264 mm×（高）124 mm（GDF系列全部相同）三、安装接线1、阅读理解接线原理图，按端子接线图接好外引连线。
励磁调节器试验所需参数
2.7 励磁调节器参数
型号：
励磁系统标称响应时间(倍/秒)；允许强励持续时间（秒）：
强励倍数：
高起始响应励磁电压响应时间（秒）：
励磁系统稳态增益（倍）：
励磁系统动态增益（倍）：
说明：要求做励磁系统参数实测和PSS试验的电厂，“励磁系统稳态增
益”和“励磁系统动态增益”两项按励磁系统可达到的能力填写。
2.8 励磁系统传递函数框图：
励磁系统传递函数中各参数定义及初始设定范围
参数定义单位范围推荐值TR 测量环节时间常数s
KA 稳态增益pu
TA 积分时间常数s
TS 可控硅整流滞后时间常数s
ks 调差系数pu
Ukmax 调节器最大输出pu
Ukmin 调节器最小输出pu
2.9 PSS参数：
有无配置PSS：；厂家：
PSS型号： PSS抑制低频振荡范围：
3.0 PSS传递函数框图：
PSS传递函数一览表及设定范围
参数定义单位范围推荐值
PSS ON PSS投入pu Ks1 PSS增益pu Ks2 计算电功率积分的补偿系数pu Ks3 信号合成系数pu TW1,TW2 隔直时间常数s TW3,TW4 隔直时间常数s
s T1,T3 相位补偿环节的超前滞后时
间常数
s T2,T4 相位补偿环节的超前滞后时
间常数
s T5,T6 相位补偿环节的超前滞后时
间常数
T7 电功率积分时间常数s T8 斜坡跟踪滤波器时间常数s T9 斜坡跟踪滤波器时间常数s M 斜坡跟踪滤波器阶数
N 斜坡跟踪滤波器阶数
USmax PSS输出上限值pu USmin PSS输出下限值pu 说明：“*”根据现场试验后确定。
课程名称：电力系统分析综合实验指导老师：成绩：实验名称：同步发电机励磁控制实验实验类型：同组同学：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1.加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务2.了解自并励励磁方式和他励励磁方式3.熟悉三相全控整流、逆变的工作波形；观察出发脉冲及其相位移动4.了解微机励磁调节器的基本控制方式5.掌握励磁调节器的基本使用方法二、实验内容和原理同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成了一个闭环反馈控制系统，成为励磁控制系统。
励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压、合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。
实验用的励磁控制系统示意图如上图所示。
可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。
当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。
而当交流励磁电源取自380V市电时，构成它励励磁系统。
两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α角限制。
微机励磁调节器的控制方式有四种：恒UF （保持机端电压稳定）、恒IL（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。
其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。
同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。
当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。
发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于90︒；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于90︒，实现逆变灭磁。
三、主要仪器设备（1）WL-04B微机励磁调节器；（2）HGWT-03B微机准同期控制器；（3）TSG-03B微机调速装置（4）微机保护装置；（5）模拟实验台四、操作步骤与实验方法1.同步发电机起励实验同步发电机的起励有三种：恒UF方式起励，恒α方式起励和恒IL方式起励。
微机励磁调节器操作（运行）及维护规程一、正常开机操作1）发电机3000转/分，发电机具备升压条件。
2) 投入励磁调节器屏交直接工作电源。
3）合上控制箱交直接电源开关1DYK、2DYK。
4）投入控制箱PT投切开关QK。
5）注意：控制箱面板“开机工作”信号灯亮。
6）合上灭磁开关MK。
7）按“起励”键，发电机升压至预置值，再按“增”、“减”磁按钮，调整发电机电压至并网值，发电机并网运行。
8）按“增”、“减”磁按钮，调整发电机无功负荷。
二、正常退出操作1) 调整“减磁”键，将发电机无功减至可解列值，发电机解列。
2）按“逆变”按钮或跳开灭磁开关MK，使发电机降为零。
3）断开控制箱PT投切开关QK。
4）断开控制箱交直流电源开关1DYK,2DYK。
5）断开励磁调节器屏交直流工作电源。
三、正常巡检内容1）屏各表计显示是否正常，指示灯是否亮。
2）控制箱面板十六个数码显示是否正常。
3）控制箱面板“电压调节”、“本机正常”、“5V”、“+15V”、“-15V”、“24V”信号指示灯亮。
4）屏六只脉冲指示灯亮。
四、故障信号处理1）发“顶值限制”信号，是励磁电源超过强励倍数。
应检查发电机状态和系统状态，是否有短路或断路故障。
如无，则检查调节器的电流变换器、测量板、可控硅等器件，必要时退出调节器运行。
2）发“过励限制”信号，是励磁电流大于1.1倍额定值小于强励倍数值。
处理方法同上。
注意：故障消失后，此信号保持3分钟。
3）发“低励限制”信号，是机端电压过高或励磁电流太小，发电机进相运行。
调节器会自动增励磁退出进相工作点，在进相工作点附近可人为增退出进相。
如不能，则检查减磁键是粘连、测量板、可控硅等。
4）发“调变断线”信号，是励磁专用PT断线。
如果是双控制箱发信号，则为线路断线。
否则，为某一控制箱断线。
此时，检查PT 回路、测量板。
5）发“仪变断线”信号，是仪用PT断线。
检查方法同上。
6）发“系统无压”信号，是指系统电压低于85V或没有接入。
概述WDT-Ⅲ型电力系统综合自动化试验台，是为了适应现代化电力系统对宽口径“复合型”高级技术人才的需要而研制的电力类专业新型教学试验系统。
此系统除用于试验教学以外，另可用于本、专科生的课程设计试验，也可作为研究生、科研人员的产品开发试验，还可作为电力系统技术人员的培训基地。
试验装置“一次系统原理接线图”见附录一。
综合自动化实验教学系统由发电机组、试验操作台、无穷大系统等三大部分组成（如图1所示）。
图1 WDT-Ⅲ型电力系统综合自动化试验装置现场图1．发电机组它是由同在一个轴上的三相同步发电机（S N=2.5kV A，V N=400V，n N=1500r.p.m），模拟原动机用的直流电动机（P N=2.2kW，V N=220V）以及测速装置和功率角指示器组成。
直流电动机、同步发电机经弹性联轴器对轴联结后组装在一个活动底盘上构成可移动式机组。
具有结构紧凑、占地少、移动轻便等优点，机组的活动底盘有四个螺旋式支脚和三个橡皮轮，将支脚旋下即可开机实验。
2．试验操作台实验操作台是由输电线路单元、微机线路保护单元、功率调节和同期单元、仪表测量和短路故障模拟单元等组成。
其中负荷调节和同期单元是由“TGS-04型微机调速装置”、“WL-04B微机磁励调节器”、“HGWT-03微机准同期控制器”等微机型的自动装置和其相对应的手动装置组成。
（1）输电线路采用双回路远距离输电线路模型，每回线路分成两段，并设置中间开关站，使发电机与系统之间可构成四种不同联络阻抗，便于实验分析比较。
（2）“YHB-Ⅲ型微机线路保护”装置是专为实验教学设计，具有过流选相跳闸、自动重合闸功能，备有事故记录功能，有利于实验分析。
在实验中可以观测到线路重合闸对系统暂态稳定性影响以及非全相运行状况。
（3）“TGS-04型微机调速装置”是针对大、中专院校教学和科研而设计的，能做到最大限度地满足教学科研灵活多变的需要。
具有测量发电机转速、测量电网频率、测量系统功角、手动模拟调节、手动数字调节、微机自动调速以及过速保护等功能。
课程名称：电力系统分析综合实验指导老师：成绩：实验名称：电力系统暂态稳定实验实验类型：冋组冋学：一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填)三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)七、讨论、心得一、实验目的和要求1. 通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解，使课堂理论教学与实践结合，提高学生的感性认识。
2. 学生通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理措施3. 用数字式记忆示波器测出短路时电流的非周期分量波形图，并进行分析二、实验内容和原理电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否继续保持同步运行的问题。
在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。
正常运行时发电机功率特性为：E°U 0 sin r . "X1 ；短路运行时发电机功率特性为：E0U 0 sin - 2 -X2；故障切除发电机功率特性为；P二E o U o Sin、3 ；3X3对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。
而系统保持稳定条件是切除故障角S c小于S max, S max可由等面积原则计算出来。
本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗X2不同，同时切除故障线路不同也使X3不同，S max也不同，使对故障切除的时间要求也不同。
同时，在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势，使发电机功率特性中Eo增加，使S max增加，相应故障切除的时间也可延长；由于电力系统发生瞬间单相接地故障较多，发生瞬间单相故障时采用自动重合闸，使系统进入正常工作状态。
这二种方法都有利于提高系统的稳定性。
三、主要仪器设备(1)WL-04B微机励磁调节器；(2)HGWT-03B微机准同期控制器；(3)TSG-03B微机调速装置(4)微机保护装置；(5)模拟实验台四、操作方法与实验步骤1. 单回路稳态非全相运行实验首先按照稳态对称运行实验中运行方式1的线路开关状态进行线路开关的合闸和分闸，调整发电机输出的有功、无功功率与稳态对称运行实验时一致，然后按以下步骤进行实验，比较其运行状态的变化。
WDT- ⅢC 型电力系统综合自动化试验平台性能指标1．设备的主要用途、功能及特点电力系统综合自动化试验台是一个自动化程度很高的多功能试验平台，它由发机电组、双回路输电路线及模型、无穷大电源等一次设备组成，通过中间开关站与单回、双回路线的组合，可构成发机电与无穷大系统之间有四种不同联络阻抗，供系统实验分析比较时使用。
每台原动机都配有微机自动调速装置与手动调速装置，并且有微机过速保护功能，每台发机电配有微机自动准同期装置与手动同期装置，输电路线还配微机过流保护与重合闸装置。
每套自动装置都有三种控制方式供选择，并且微机励磁的运行方式与运行参数可在线修改。
综合试验台具有各种微机自动装置与手动控制装置，便于学生进行比较实验。
电力系统综合自动化试验台是一个自动化程度很高的多功能试验平台。
有如下特点：系统由发机电组、输电路线单元、微机保护单元、负荷调节与同期单元、短路摹拟单元等组成，并能与电力系统微机监控实验系统相联，可扩展为 7＋ 1 系统；系统结构紧凑、占地面积小、安装调试与检修方便快捷；模型参数可以调节，可摹拟不同参数的输电路线；实验系统安全可靠、操作方便灵便、物理现象直观，并有正规出版社的配套教材；综合试验台具有各种微机自动装置与手动控制装置，便于学生进行比较实验。
2．系统完成的教学实验打印报表，实现遥测、遥信、遥控、遥调等电力系统调度自动化功能，能完成下述实验：发机电启动与调整实验；(1)电力系统运行方式实验；(2)负荷调整实验。
(3)手动准同期并列实验；(4)半自动准同期并列实验；(5)全自动准同期并列实验；(6)各种信号波形观测。
(7)同控制角( )的励磁电压波形观测实验；(8)同步发机电起励实验；(9)控制方式及其相互切换实验；(10)逆变灭磁与跳灭磁开关灭磁实验；(11)伏赫限制实验；(12)第 2 页同步发机电强励实验；(13)欠励限制实验；(14)调差特性实验；(15)过励限制实验；(16)PSS 实验。
课程名称： 电力系统分析综合实验 指导老师： 成绩： 实验名称： 电力系统暂态稳定实验 实验类型： 同组同学： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得一、实验目的和要求1. 通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解，使课堂理论教学与实践结合，提高学生的感性认识。
2. 学生通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理措施3. 用数字式记忆示波器测出短路时电流的非周期分量波形图，并进行分析 二、实验内容和原理电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否继续保持同步运行的问题。
在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。
正常运行时发电机功率特性为：11001sin X U E P δ=；短路运行时发电机功率特性为：22002sin X U E P δ=；故障切除发电机功率特性为；33003sin X U E P δ=；对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。
而系统保持稳定条件是切除故障角δc 小于δmax ，δmax 可由等面积原则计算出来。
本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗X2不同，同时切除故障线路不同也使X3不同，δmax 也不同，使对故障切除的时间要求也不同。
同时，在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势，使发电机功率特性中Eo 增加，使δmax 增加，相应故障切除的时间也可延长；由于电力系统发生瞬间单相接地故障较多，发生瞬间单相故障时采用自动重合闸，使系统进入正常工作状态。
这二种方法都有利于提高系统的稳定性。
三、主要仪器设备（1）WL-04B 微机励磁调节器；（2）HGWT-03B 微机准同期控制器； （3）TSG-03B 微机调速装置 （4）微机保护装置； （5）模拟实验台 四、操作方法与实验步骤1. 单回路稳态非全相运行实验首先按照稳态对称运行实验中运行方式1的线路开关状态进行线路开关的合闸和分闸，调整发电机输出的有功、无功功率与稳态对称运行实验时一致，然后按以下步骤进行实验，比较其运行状态的变化。
