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        雙微機(jī)型晶閘管勵(lì)磁裝置在大型同步電機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用

        2009-06-05 03:59:50徐冰凌
        新媒體研究 2009年9期
        關(guān)鍵詞:晶閘管勵(lì)磁應(yīng)用

        徐冰凌 高 蕭

        [摘要]江都三站更新改造工程選用WKLF-102B雙微機(jī)型晶閘管勵(lì)磁裝置,該裝置具有起動(dòng)平穩(wěn)、操作方便、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)還能對(duì)實(shí)時(shí)參數(shù)液晶顯示,支持在線修改、事件記錄等技術(shù)特性。介紹了江都三站改造前的現(xiàn)狀及改造后勵(lì)磁裝置的組成、技術(shù)特性等。

        [關(guān)鍵詞]晶閘管 雙微機(jī)型 勵(lì)磁 大型泵站 應(yīng)用

        中圖分類號(hào):TN2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)0510028-01

        隨著工程自動(dòng)化水平的深入應(yīng)用和微機(jī)技術(shù)水平的不斷提高,微機(jī)型晶閘管勵(lì)磁裝置也得到了飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。同時(shí)在南水北調(diào)這一宏大建設(shè)浪潮的背景下,江都引江水利工程管理處三站,積極著手做好各類預(yù)防措施,對(duì)同步電機(jī)勵(lì)磁裝置及時(shí)進(jìn)行更新?lián)Q代,克服了陳舊設(shè)備元器件老化,故障率高,運(yùn)行不穩(wěn)定的現(xiàn)狀,保證了汛期機(jī)組的正常運(yùn)行。

        改造勵(lì)磁裝置,主要從系統(tǒng)功能齊全、裝置可靠、人機(jī)界面易操作、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息齊全準(zhǔn)確、故障報(bào)警可追溯等方面著手。而江都三站的設(shè)備早期采用BKL-101C型勵(lì)磁裝置,由于年代久遠(yuǎn)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足上述要求,故而急需進(jìn)行改造換代。經(jīng)過(guò)各項(xiàng)評(píng)比與考察,最終采用了WKLF-102B型微機(jī)勵(lì)磁裝置。經(jīng)過(guò)1年的頻繁操作實(shí)踐檢驗(yàn),該裝置在性能上滿足預(yù)期要求,較舊裝置性能上有較大提高。

        一、WKLF-102B型勵(lì)磁裝置的組成

        WLKF-102B型勵(lì)磁裝置,包括三相全控橋式整流回路構(gòu)成的主回路,起動(dòng)回路,空氣開(kāi)關(guān),勵(lì)磁變壓器,兩臺(tái)功能相同的Excitrol-100勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,測(cè)量指示元件,液晶觸摸屏面板,風(fēng)機(jī)單元,電源系統(tǒng),接點(diǎn)量開(kāi)入、開(kāi)出部分,后臺(tái)上位機(jī)通訊接口,勵(lì)磁電流、電壓4~20mA變送輸出部分,以及配套專用軟件。

        Excitrol-100微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器為結(jié)構(gòu)獨(dú)立的控制單元,其功能包括測(cè)量、控制、調(diào)節(jié)與保護(hù),同時(shí)還負(fù)責(zé)與后臺(tái)PC機(jī)液晶操作面板以及兩套調(diào)節(jié)器之間的通訊,是整個(gè)WKLF-102B勵(lì)磁裝置的核心成員。Excitrol-100勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采用具有超大規(guī)模集成度的32位嵌入式DSP處理器作為核心控制單元,主頻150MHZ,滿足各種復(fù)雜的快速運(yùn)算;對(duì)模擬量測(cè)量均采用快速傅里葉變換(FFT)運(yùn)算,具有工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)抗干擾能力。具體如下圖:

        二、WKLF-102B的主要技術(shù)性能

        由于采用32位DSP處理器,主頻150MHZ,使得該裝置具有很強(qiáng)的數(shù)字信號(hào)處理能力。

        (一)功能齊全

        1.起動(dòng)平穩(wěn),無(wú)脈振,投勵(lì)無(wú)沖擊。同步電動(dòng)機(jī)對(duì)勵(lì)磁起動(dòng)回路的可靠性要求較高,它采用鼠籠異步起動(dòng),轉(zhuǎn)子回路感應(yīng)較高的電壓,對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子的繞組絕緣和性能造成影響,因此,勵(lì)磁裝置必須能及時(shí)地在主機(jī)起動(dòng)過(guò)程中串接適當(dāng)?shù)碾娮?,?lái)改善主機(jī)的起動(dòng)特性。而該電阻的恰當(dāng)?shù)慕尤霑r(shí)機(jī),也能使機(jī)組起動(dòng)更平穩(wěn)、無(wú)振動(dòng),對(duì)機(jī)組無(wú)沖擊。WKLF-102B型勵(lì)磁裝置在起動(dòng)過(guò)程中,起動(dòng)電阻正、負(fù)半波可靠對(duì)稱接入,電機(jī)加速平穩(wěn),能迅速準(zhǔn)確按照整定參數(shù)捕捉到滑差,實(shí)現(xiàn)投全壓控制和反極性末尾準(zhǔn)角投勵(lì);還設(shè)有零壓計(jì)時(shí)投勵(lì)環(huán)節(jié),確保輕載或主機(jī)斷路器在試驗(yàn)位置合閘時(shí)(檢修工況)可靠投勵(lì)。

        2.全面的勵(lì)磁保護(hù)功能。對(duì)各個(gè)接點(diǎn)量進(jìn)行硬件輸入、軟件監(jiān)控,自動(dòng)判斷故障信息并作出反應(yīng),并根據(jù)故障的危險(xiǎn)度進(jìn)行優(yōu)先級(jí)判斷,自動(dòng)選擇更為可靠的調(diào)節(jié)器運(yùn)行。自診斷功能包括:調(diào)節(jié)器內(nèi)部硬件故障及電源檢測(cè),霍爾傳感器故障檢測(cè),勵(lì)磁輸出開(kāi)路檢測(cè),觸發(fā)脈沖故障機(jī)主橋缺相檢測(cè),起動(dòng)回路故障及起動(dòng)回路無(wú)法關(guān)斷檢測(cè),同步信號(hào)斷線及可控硅觸發(fā)同步故障檢測(cè),增減磁接點(diǎn)粘連保護(hù),PT斷線檢測(cè),空氣開(kāi)關(guān)及快速熔斷器檢測(cè),風(fēng)機(jī)故障檢測(cè),帶勵(lì)失步保護(hù),失磁失步保護(hù),長(zhǎng)時(shí)間不投勵(lì)保護(hù),再整步失敗保護(hù),滅磁失敗保護(hù),可整定的反時(shí)限強(qiáng)勵(lì)限制,最小勵(lì)磁限制,過(guò)勵(lì)限制,欠勵(lì)限制,機(jī)端過(guò)電壓限制,機(jī)端欠電壓限制,低電壓強(qiáng)行勵(lì)磁等等。

        (二)裝置可靠性高

        1.2套調(diào)節(jié)器互為備用。Excitrol-100微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器裝置是WKLF-102B微機(jī)控制同步電機(jī)勵(lì)磁裝置的核心控制、勵(lì)磁調(diào)節(jié)及保護(hù)單元。裝置采用兩臺(tái)軟硬件功能完全相同的Excitrol-100微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器分A、B套運(yùn)行,A、B套均可以主機(jī)運(yùn)行,當(dāng)A(B)套調(diào)節(jié)器為主機(jī)運(yùn)行時(shí),B(A)套調(diào)節(jié)器自動(dòng)轉(zhuǎn)入備用狀態(tài),備用機(jī)不接受任何勵(lì)磁操作控制(通訊及調(diào)節(jié)器配置,錄波操作等除外),備機(jī)自動(dòng)跟蹤主機(jī)的運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài),其觸發(fā)脈沖和控制輸出完全被封鎖(故障報(bào)警除外);主、備機(jī)分別不斷進(jìn)行各自軟硬件自檢和運(yùn)行參數(shù)測(cè)量,但主機(jī)還要不斷進(jìn)行勵(lì)磁控制與調(diào)節(jié),并判斷勵(lì)磁調(diào)節(jié)是否正常,一旦主機(jī)調(diào)節(jié)器發(fā)生故障,在備機(jī)調(diào)節(jié)器正?;騻錂C(jī)的故障致命等級(jí)低于主機(jī)時(shí),備機(jī)調(diào)節(jié)器自動(dòng)轉(zhuǎn)入主機(jī)運(yùn)行(自動(dòng)切換);若主機(jī)調(diào)節(jié)器故障時(shí),備機(jī)調(diào)節(jié)器故障致命等級(jí)高于主機(jī)時(shí),則不會(huì)進(jìn)行調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)換,在主機(jī)調(diào)節(jié)器故障為非致命故障轉(zhuǎn)入手動(dòng)模式或開(kāi)環(huán)保守模式運(yùn)行,致命故障(勵(lì)磁事故)則動(dòng)作與跳閘停機(jī)。

        2.專用軟件安全。WKLF-102B型勵(lì)磁裝置的Excitrol-100微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器使用專用軟件,每個(gè)Excitrol型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器都設(shè)置有軟標(biāo)簽,標(biāo)簽記載的信息包括調(diào)節(jié)器的型號(hào)、序列號(hào)、軟件版本號(hào)、制造日期、制造商等名稱及聯(lián)系號(hào)碼。其中調(diào)節(jié)器序列號(hào)是區(qū)別不同調(diào)節(jié)器的唯一標(biāo)識(shí),從調(diào)節(jié)器上傳的所有文件包括調(diào)節(jié)器配置文件、錄波圖形文件及事件記錄文件都包含有該標(biāo)識(shí)。

        3.可靠同步,改善電機(jī)工況。裝置的同步信號(hào),采集自勵(lì)磁變壓器二次側(cè),三相線電壓互為冗余,任意一相斷線不影響裝置運(yùn)行。在不附加任何相移的前提下保證觸發(fā)脈沖與勵(lì)磁電源同步,對(duì)勵(lì)磁變壓器的連接組別無(wú)要求。

        4.故障報(bào)警可追溯。WKLF-102B型勵(lì)磁裝置完備的事件記錄功能。事件記錄器能準(zhǔn)確記錄勵(lì)磁裝置的每一次就地或遠(yuǎn)方操作、裝置的瞬時(shí)或永久故障信息、輸入輸出接點(diǎn)量及內(nèi)部狀態(tài)變位等信息,每產(chǎn)生一次新事件,液晶屏控制器將其刷新在顯示器窗口中,按照時(shí)間先后由上至下滾動(dòng),掉電不丟失。

        勵(lì)磁裝置能夠穩(wěn)定可靠地運(yùn)行,對(duì)于泵站汛期的機(jī)組運(yùn)行非常重要。江都三站改造后的勵(lì)磁裝置非常穩(wěn)定,勵(lì)磁故障幾乎為零,有力保障了汛期的水情的及時(shí)調(diào)度。

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