譚立偉

摘 要：本文簡單介紹了LCI系統(tǒng)及LCI、MARK Ⅵ和EX2100之間的通信參數(shù)。分析了LCI各個(gè)啟動(dòng)過程中，三者之間的參數(shù)功能及邏輯控制關(guān)系，供同類型機(jī)組學(xué)習(xí)借鑒。

關(guān)鍵詞：GE;LCI;啟動(dòng)過程;參數(shù)

中圖分類號(hào)：TM31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）08-0100-02

0 概述

LCI是一種靜態(tài)頻率可調(diào)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其拖動(dòng)滿足機(jī)組啟動(dòng)過程各個(gè)階段對(duì)轉(zhuǎn)速的不同要求。歷經(jīng)燃機(jī)系統(tǒng)的吹掃、惰走、點(diǎn)火、加速等過程后達(dá)到90%額定轉(zhuǎn)速，退出運(yùn)行。LCI是燃?xì)廨啓C(jī)組不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備之一，它的可靠、穩(wěn)定運(yùn)行是機(jī)組啟動(dòng)的先決條件。

LCI的啟動(dòng)過程是，當(dāng)MARK Ⅵ發(fā)出啟動(dòng)指令之后，EX2100開始啟動(dòng)。LCI接受MARK Ⅵ發(fā)出的轉(zhuǎn)速設(shè)定值后開始啟動(dòng)，完成內(nèi)部控制程序，輸出電能至發(fā)電機(jī)定子。并且，輸出勵(lì)磁控制指令給EX2100，調(diào)整發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁。LCI將機(jī)組加速到吹掃轉(zhuǎn)速設(shè)定值后，保持吹掃轉(zhuǎn)速大約6min。吹掃結(jié)束后，退出運(yùn)行。機(jī)組開始惰走到點(diǎn)火轉(zhuǎn)速（15%額定轉(zhuǎn)速）。到達(dá)點(diǎn)火轉(zhuǎn)速，LCI再次啟動(dòng)，燃機(jī)點(diǎn)火，將機(jī)組保持在恒定轉(zhuǎn)速暖機(jī)。暖機(jī)過程結(jié)束后，LCI將機(jī)組加速到自保持轉(zhuǎn)速，然后退出運(yùn)行。

1 LCI啟動(dòng)過程分析

1.1 MARK Ⅵ和LCI之間的主要通信參數(shù)

在燃機(jī)啟動(dòng)期間，LCI根據(jù)MARK Ⅵ命令和速度設(shè)定值信號(hào)，將機(jī)組拖動(dòng)至需要的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的啟動(dòng)。它們通過UDH網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，兩者之間的主要通信參數(shù)見表1。

1.2 LCI啟動(dòng)過程分析

圖1、圖2所示是LCI啟動(dòng)命令l4ssrun和LCI轉(zhuǎn)矩命令l4sstorq的邏輯圖。圖中A：L83SS_WASH為LCI離線水洗轉(zhuǎn)速模式;B：L83SS_PURGE為吹掃轉(zhuǎn)速模式;C：L83SS_FIRE為點(diǎn)火轉(zhuǎn)速模式;D：L83SS_WWCOOL為快速水洗/盤車;E：L83SS_FULSPD為100%轉(zhuǎn)速模式;F：L4SS為LCI啟動(dòng)允許命令;G：L4SS_W_WASH為水洗啟動(dòng)信號(hào);H：EX2K_RUNNING為EX2100勵(lì)磁啟動(dòng)信號(hào);I：LSS_ACTV為EX2100勵(lì)磁在LCI控制模式下運(yùn)行信號(hào);J：L4SS_FLT為LCI故障信號(hào);K：L14MFZ為允許點(diǎn)火信號(hào)。

（1）當(dāng)機(jī)組滿足啟動(dòng)條件后，發(fā)出允許啟動(dòng)LCI命令（L4SS=1）和連接LCI命令（L83SS_CON=1）。合上LCI輸出刀閘83SS，打開發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)刀閘89nd。完成連接LCI順序。MARK Ⅵ首先要求勵(lì)磁系統(tǒng)工作在LCI控制模式（LSS_ACTV=1），當(dāng)勵(lì)磁在LCI模式下啟動(dòng)正常后（EX2K_RUNNING=1），再進(jìn)行啟動(dòng)LCI的程序。燃機(jī)首先工作在吹掃模式下（L83SS_PURGE=1），MARK Ⅵ發(fā)出LCI啟動(dòng)命令l4ssrun=1和力矩命令l4sstorq=1。同時(shí)，輸出轉(zhuǎn)速設(shè)定值ss_ref_out=IN5=KSSREF4=25%。命令LCI拖動(dòng)機(jī)組至吹掃轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速設(shè)定值ss_ref_out邏輯如圖3所示。

（2）吹掃時(shí)間滿足后，機(jī)組退出吹掃工作模式（L83SS_PURGE=0，L83SS_ZERO=1），MARK Ⅵ發(fā)出轉(zhuǎn)速設(shè)定值ss_ref_out=IN1=KSSREF0=0。LCI停止輸出力矩，機(jī)組開始惰走。燃機(jī)馬上進(jìn)入點(diǎn)火暖機(jī)工作模式（L83SS_FIRE=1），MARK Ⅵ發(fā)出LCI啟動(dòng)命令l4ssrun=1和轉(zhuǎn)速設(shè)定值ss_ref_out=IN4=KSSREF3=16%。但此時(shí)LCI任然沒有輸出力矩，因?yàn)槲礉M足點(diǎn)火條件（L14TMFZ=0，l4sstorq=0）。當(dāng)轉(zhuǎn)速下降至點(diǎn)火轉(zhuǎn)速（13%額定轉(zhuǎn)速）時(shí)，滿足點(diǎn)火條件后（L14TMFZ=1，l4sstorq=1）。LCI輸出力矩，燃機(jī)點(diǎn)火。LCI將機(jī)組拖動(dòng)至16%轉(zhuǎn)速，開始暖機(jī)。

（3）暖機(jī)時(shí)間滿足后，機(jī)組進(jìn)去全速工作模式（L83SS_FULSPD=1），MARK Ⅵ發(fā)出LCI啟動(dòng)命令l4ssrun=1和輸出轉(zhuǎn)矩命令l4sstorq=1，并輸出轉(zhuǎn)速設(shè)定值ss_ref_out=IN6=KSSREF5=100%。LCI將拖動(dòng)機(jī)組至額定轉(zhuǎn)速。

（4）當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)到91%時(shí)，自保持轉(zhuǎn)速邏輯L14HP=1。LCI退出全速工作模式（L83SS_FULSPD=0，l4ssrun=0，l4sstorq=0），LCI退出運(yùn)行。MARK Ⅵ發(fā)出斷開LCI命令（L83SS_DISCON=1），打開83SS刀閘，合上89nd開關(guān)，完成LCI的整個(gè)啟動(dòng)過程。隨后，機(jī)組轉(zhuǎn)速靠燃油動(dòng)力繼續(xù)上升，直至額定轉(zhuǎn)速。

1.3 LCI啟動(dòng)中對(duì)勵(lì)磁的控制

在燃機(jī)啟動(dòng)時(shí)，LCI根據(jù)MARK Ⅵ的啟動(dòng)命令和對(duì)轉(zhuǎn)速參數(shù)要求，輸出可變的交流電能至發(fā)電機(jī)。同時(shí)，EX2100勵(lì)磁系統(tǒng)，向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供勵(lì)磁，使發(fā)電機(jī)定子建壓。發(fā)電機(jī)在兩個(gè)磁場的相互作用下獲得轉(zhuǎn)矩而轉(zhuǎn)動(dòng)。在機(jī)組啟動(dòng)過程中，EX2100勵(lì)磁系統(tǒng)是受LCI控制，EX2100根據(jù)LCI提供的參數(shù)，輸出相應(yīng)的勵(lì)磁給發(fā)電機(jī)。在兩者的配合下，從而完成機(jī)組的啟動(dòng)。兩者之間主要的通信參數(shù)見表2。

當(dāng)燃機(jī)具體啟動(dòng)條件后，MARK Ⅵ會(huì)向EX2100發(fā)出工作在LCI模式下的命令（L4EXSS），具體邏輯如圖4所示。

圖中A：L3RS為機(jī)組具備啟動(dòng)條件;B：L4為機(jī)組控制系統(tǒng)正常;C：L94X為機(jī)組停機(jī)命令;D：L14HP為機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)到91%自保持轉(zhuǎn)速的繼電器;E：I89ssc為LCI 89SS刀閘合閘位置指示;F：I89sso為LCI 89SS刀閘分閘位置指示;H：EX2K_RUNNING為EX2100啟動(dòng)狀態(tài)信號(hào);I：I89ndc為發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地刀閘合閘位置指示;J：I89ndo為發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地刀閘打開位置指示。

當(dāng)機(jī)組具備啟動(dòng)條件后。MARK Ⅵ首先發(fā)出連接LCI命令，合上89SS刀閘、打開89nd開關(guān)。同時(shí)，發(fā)出EX2100工作在LCI模式下命令（L4EXSS=1）。當(dāng)EX2100工作在LCI控制模式下后，反饋SS_Mode_Enab=1信號(hào)給MARK Ⅵ。邏輯LSS_ACTV=1，MARK Ⅵ馬上發(fā)出啟動(dòng)EX2100命令L4EX_STR_CMD=1，EX2100勵(lì)磁系統(tǒng)啟動(dòng)，但此時(shí)勵(lì)磁并沒有輸出，因?yàn)長CI還沒有啟動(dòng)，LCI發(fā)給EX2100的勵(lì)磁參數(shù)L1.EX_REF_OUT=0。EX2100啟動(dòng)正常后，反饋G1.START_FB=EX2K_RUNNING=1信號(hào)。MARK Ⅵ馬上發(fā)出啟動(dòng)LCI命令l4ssrun=1，l4sstorq=1和設(shè)定的轉(zhuǎn)速參數(shù)ss_ref_out。LCI根據(jù)設(shè)定的轉(zhuǎn)速參數(shù)，輸出頻率可變的電能給發(fā)電機(jī)定子。同時(shí)，經(jīng)過內(nèi)部控制器計(jì)算出需要的勵(lì)磁數(shù)據(jù)L1.EX_REF_OUT，發(fā)給EX2100勵(lì)磁。EX2100根據(jù)L1.EX_REF_OUT數(shù)據(jù)，經(jīng)過內(nèi)部計(jì)算控制，輸出相應(yīng)的勵(lì)磁給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。在LCI和EX2100兩者的配合下，將機(jī)組拖動(dòng)至設(shè)定的轉(zhuǎn)速。

當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)到自保持轉(zhuǎn)速（91%）時(shí)，L14HP=1、L4EXSS=0、L4EX_STR_CMD=0，EX2100退出LCI控制模式，退出運(yùn)行。l4ssrun=0，l4sstorq=0，LCI退出全速模式，退出運(yùn)行，完成整個(gè)啟動(dòng)過程。

2 結(jié)語

GE公司LCI變頻啟動(dòng)器從國內(nèi)第一批9F燃機(jī)投產(chǎn)至今，已經(jīng)使用了大約10余年。其技術(shù)成熟、性能穩(wěn)定，工作狀況良好。通過研究MARKⅥ、LCI和EX2100之間的通訊參數(shù)，分析啟動(dòng)過程中各個(gè)參數(shù)的功能和三者之間的控制邏輯關(guān)系。有利于提升運(yùn)行維護(hù)水平，和故障的判斷、處理。