交流发电机调节器作用与基本原理

HWJT-09C 型微机励磁装置

使用说明书

目 录

第一部分 概述

第二部分 功能规范及应用环境

2.1 主要特点

2.2、基本功能.

2.4、技术数据

2.5、主要技术指标

2.6、使用条件

第三部分 励磁控制装置原理

3.1、励磁控制装置组成.

3.1.1.可控硅功率系统 .

3.1.2.IGBT 功率系统

3.2、励磁系统控制部分说明

3.2.1、 AVR 硬件系统介绍

3.2.1.1 输入

3.2.1.2 输出

3.2.2、控制电源

3.2.3、软件系统介绍

3.2.4、励磁监控单元

3.3、功率部分组成

3.3.1、可控硅功率单元

3.3.2、IGBT 功率系统 .................................................50

3.4、灭磁及过电压保护装置..............................................53

3.4.1、灭磁及过电压保护系统组成 ......................................53

3.4.2、灭磁及转子过电压保护装置的工作原理 ............................53

武汉洪山电工科技有限公司 第3页 HEST HWJT-09C 微机励磁调节器使用说明书

3.4.3、灭磁及转子过电压保护装置的技术规范及常用整定计算方法.......... 57

3.4.4、高能氧化锌压敏电阻介绍........................................ 58

3.5、独立励磁电流调节通道（可选配） ................................... 59

3.6、PLC 操作控制系统（可选配） ........................................ 60

第四部分 控制装置使用及操作说明 ........................................ 61

4.1、系统介绍 ......................................................... 61

调节器及功放电源..................................................... 61

4.2、调节器面板说明 ................................................... 61

4.3、人机界面使用操作说明 ............................................. 63

第六部分 装置的基本操作方法及维护 ....................................... 76

6.1、基本操作 ......................................................... 76

6.1.1、安全要求和基本规定............................................ 76

安全规章 .............................................................. 76

6.1.2、励磁装置的投入和退出.......................................... 78

6.1.3、控制单元的操作................................................ 79

6.2、异常处理 ......................................................... 80

6.2.1、一般性异常.................................................... 80

武

6.2.2、励磁装置故障和异常 ............................................81

6.3、操作注意事项......................................................83

6.3.1、运行人员注意事项 ..............................................83

6.3.2、检修人员注意事项 ..............................................84

6.4、基本维护..........................................................84

第七部分 设备结构 ......................................................85

第一部分 概述

主要特点：

系统具有最小布线，高可靠性；

适应能力较强，能适应高温、高湿、腐蚀、振动冲击、灰尘等恶劣环境；

有很强的电磁兼容性，有高抗干扰能力及共模抑制能力。

双通道 DSP 处理器构成的励磁调节控制器互为热备用

控制系统在系统冗余方面可选择双通道互为备用，分冷备用及热备用两种方式。所

谓冷备用，是指在正常运行方式下，系统中只有一个通道在输出，另一通道跟踪主通道

运行；通常也称该方式为主/备冗余方式。该方式的关键技术在切换方面，切换过程需可

靠，同时备用通道需长期跟踪工作通道的运行，独立于双通道的判断及切换电路是该方

式的不足之处，往往易造成切换问题，即从主通道切换至备用通道常常切换不过来。

热备用方式——双通道并联运行方式。该方式的最大特点是：在正常运行的方式下，

双通道同时输出。

HWJT-09C 微机励磁调节装置双通道为热备用方式——双通道并联运行方式。出现

某通道故障，控制系统通过其自身的软、硬件诊断系统（WATCHDOG）及相互通讯，

自动地将故障通道退出。该方式的优点在于从根本上避免了主/备方式下的切换及判断所

带来的一系列问题，系统的可靠性要高。

运行方式也可采用主从备用方式。

励磁监控单元

励磁监控单元以人机界面为主要部件，人机界面为工业控制中非常成熟的人机交互

平台。人机界面通常可以随意选择液晶显示器的大小和显示器的色彩等，并配以触摸屏

结构，为工业领域的通用配件。人机界面通过 RS232C/RS485 串行通讯口与励磁调节器

单元相联，从而实现对励磁系统各组成部分的集中控制和管理。

励磁系统监控单元可显示发电机定子电压、定子电流、有功功率、无功功率、励磁 电流（电压）、脉冲角度、发电机频率，调节器的故障、异常、发电机空载（并网）、

各个开关分合状态等等。

。

第二部分 功能规范及应用环境

2.1 主要特点

HWJT－09C 型微机励磁控制装置的最大特点是结构简单，以 TI 公司 32 位 DSP 控制

芯片为核心，辅以外围接口芯片组成主控制模块。

1．励磁调节器 AVR 可配置两个独立的自动通道，通道间不共用电压互感器、电流

互感器及稳压电源。双通道间采用并联运行方式或主从方式运行。

2．励磁调节器具有在线参数整定功能。在后台人机界面上能显示调节器各参数及

各功能单元的输出量的实际值（标么值）。

3．励磁调节器电压测量单元的时间常数小于 25ms。

4．励磁调节器的移相电路采用余弦移相。

5．工作电源采用两路独立电源供电，其中一路取自厂用直流系统，另一路取自交

流电源系统，依据励磁方式的不同有所不同。

6．AVR 自身还配备有完善的软、硬件诊断系统，故障时能自动退出故障通道的运

行。

7．励磁调节器配备有完善的限制及保护功能。

8．励磁调节器配有 PSS 附加控制单元，PSS 采用电功率加频率双输入信号。PSS

具有自动投入、手动投入、输出限幅（±5%~±10%）及故障自动退出运行功能。PSS

的输出噪声小于输出限幅值的 2%~5%。

9．配备有 PT 断线保护功能，即在某一只电压互感器回路失压时防止误强励功能。

10．HWJT-09C 型调节器同时具备如下功能：

1）具备自诊断功能和检验调试各功能用的软件及接口；

2）具有串行口与发电厂计算机监控系统连接，接受控制和调节指令，提供励磁

系统状态和量值；

3）具有事件顺序记录功能。

4）智能化检测与操作功能：

功率检测：系统设有功率检测功能，该功能主要用于检测系统主要功率

器件的温度，实时显示；当温度高于设定值时，自动启动冷却风扇，并发报警信号；

过流检测：实时检测并显示功率元件的电流；当出现过流时，自动跳该

回路的出口开关，切除故障点，并发报警信号；

脉冲检测：实时检测调节器的脉冲输出状况，一但出现脉冲丢失情况，

发报警信号；

调节器工作电源监视：正常运行时，调节器同时由厂用交直供电，一旦

出现电源消失现象（或输入、输出越限），立即发报警信号；

实时检测励磁变压器的温度，当其温度高于某一设定值时，自动启动冷

却风扇，并发报警信号；

11．手动励磁控制方式满足做励磁装置试验及发变组试验。手自动通道切换时无波

动。

当采用 HWJT-09C 励磁调节器构成发电机励磁系统时，发电机励磁系统满足如下技

术指标：

励磁系统完全满足发电、调峰、调频、调相、同步并列、线路充电、进相运行和带

线路零起升压要求。

励磁系统电压响应时间上升不大于 0.08s；下降不大于 0.10s。

励磁系统的延迟时间小于 0.02 秒。

保证发电机电压静差率±0.5%。

发电机零起升压时，励磁调节器保证发电机电压最大值不大于额定值的 110%，振

荡次数不超过 3 次，调节时间不大于 10s。

励磁控制系统电压给定阶跃响应满足：空载阶跃响应：超调量不大于阶跃量的 30%，

振荡次数不大于 3 次，上升时间不大于 0.08s，调节时间不大于 5s。