發(fā)電機自動勵磁調節(jié)器作用及說明書
發(fā)布時間：2023-09-13 點擊：363
發(fā)電機自動勵磁調節(jié)器作用及說明書
在交流同步無刷發(fā)電機勵磁系統(tǒng)中，最重要的環(huán)節(jié)-電壓自動調節(jié)由自動電壓調節(jié)器來完成。自動電壓調節(jié)器不但能自動調整電壓，還能根據(jù)并機要求整定電壓下降斜率即下垂、電壓的靜態(tài)和動態(tài)的穩(wěn)定等，一般由電子技術的模擬電路組成。隨著對供電質量的要求越來越高、發(fā)電機勵磁調節(jié)的高可靠性、計算機遠程監(jiān)控及自動電壓調節(jié)器設置操作的規(guī)范化要求，自動電壓調節(jié)器已由原模擬自動電壓調節(jié)（avr）發(fā)展為數(shù)字電壓調節(jié)即數(shù)字電壓調節(jié)器（dvr）。dvr2000e是典型的數(shù)字電壓調節(jié)器之一。
圖1 馬拉松dvr2000e發(fā)電機調壓板
一、dvr2000e數(shù)字電壓調節(jié)器綜述
1．概述
dvr2000e 自動電壓調節(jié)器是由電子式固態(tài)微處理器為基礎的控制器件。從調節(jié)進入勵磁機勵磁繞組的電壓最終控制發(fā)電機輸出電壓的工作狀態(tài)的自動電壓調節(jié)器（avr）。面板上的顯示器如圖2所示調壓器及系統(tǒng)的狀態(tài)，接線是通過背板上面的快速接插端子連接，db-9型9針接線座提供了ibm兼容的pc和調壓器之間的通信。
圖2 發(fā)電機自動電壓調節(jié)器dvr2000e面板
2．特性
dvr2000e 自動電壓調節(jié)器具有以下特點及性能：
1）4種控制模式：自動電壓調整（avr）、手動或磁場電流調整（fcr）、功率因數(shù)調整（pf），無功功率調整（var）。
2）可編程穩(wěn)定性整定。
3）在avr模式下的帶時間可調的軟啟動控制。
4）在avr乏及功率因數(shù)控制模式下的過勵磁限制（oel）。
5）低頻（電壓/頻率）調整。
6）急劇短路電路保護磁場。
7）過溫度保護。
8）在avr模式下的三相或單相電壓檢測/調整（有效值）。
9）單相發(fā)電機電流檢測作為測量和調整之用。
10）磁場電流和電壓檢測。
11）系統(tǒng)界面的4個觸點檢測輸入。
12）報警顯示和斷開功能合用的一個公共輸出繼電器。
13）6個保護功能：過勵磁關閉、發(fā)電機過電壓關閉、dvr過熱關閉、發(fā)電機檢測信號丟失關閉、過勵磁限制及其急劇短路關閉。
14）發(fā)電機并聯(lián)運行時的無功下垂補償和無功差補償。
15）前面板的人-機界面（hmi）顯示系統(tǒng)及dvr2000e狀態(tài)，并提供整定改變的功能。
16）后面板的rs-232的通信接口為使馬拉松-dvr2000e-coms windows 基礎軟件作為pc（機）通信能快速、友好的建立和控制。
二、dvr2000e型數(shù)字電壓調節(jié)器的功能及運行特性
dvr2000e的功能如圖3所示，它的運行包括4個運行模式、4個保護功能，提供突然啟動、無功下垂補償、低頻補償和一個輔助模擬輸入，每個運行特性將在下面敘述。
圖3 發(fā)電機自動電壓調節(jié)器dvr2000e功能框圖
1．功能
（1）模擬輸入
有6個模擬電壓和電流輸入可以檢測并輸入到dvr2000e。發(fā)電機電壓是在端子e1（a相）、e2（b相）、e3（c相），被監(jiān)視，在這些端子被檢測額定電壓可高到ac 600v。加到輸入端的電壓，在加入模-數(shù)轉換器前是要定標的和限定的，從發(fā)電機c相和a相來的信號電壓（vc-a）是通過adc來計算跨于c相和a相電壓的有效值，同樣從發(fā)電機c相和b相的信號電壓（vc-b）是通過adc來計算跨于c相和b相的電壓有效值，并且通過微處理器從c相到a相的信號（vc-a）和c相到b相的信號（vc-b）來計算發(fā)電機b相到a相電壓（vb-a）有效值。另外，發(fā)電機c相到a相的（vc-a）信號是加到過零濾波檢測電路，這個信號被加到微處理器，并被用來計算發(fā)電機頻率。
（2）b相線電流
b相線電流（ib）信號是從客戶提供的電流互感器產生并通過ct1和ct2端子來監(jiān)控的，這兩個端子可監(jiān)控的電流有效值為5a，監(jiān)控電流是通過內部電流互感器和adc電路來定標和限定的，加到adc的信號被用來計算b相線電流的有效值。另外，在b相電流與c相到a相電壓之間的相位角通過計算被用在下垂補償和無功（var）/功率因數(shù)的運行。
（3）磁場電壓（vfield）
跨過調壓器磁場輸出端f＋和f-的電壓在加到adc之前是被監(jiān)控、定標和限定的，這個結果被用來計算磁場電壓的直流值，作為系統(tǒng)/保護使用。
（4）磁場電流（ifield）
通過主要功率輸出開關的電流方式被轉換到成比例的電壓水平。這個電壓信號在加到adc輸入之前被標定/限定。其結果用來計算磁場電流直流值，它被用于手動運行模式和保護系統(tǒng)。
（5）模擬（輔助）輸入
如果直流電壓在模擬（輔助）輸入處移走，運行整定點將返回原來的數(shù)值，通過加正和負的直線電壓到a、b兩端，其直流輸入可以使得dvr整定點得到調整，加到輸入端的電壓可以高到dc＋3v，這個電路將在直流電源中作為一個1000ω的負載，加了dc＋3v信號相當于整定點上有＋30％的改變。
（6）觸點輸入電路
4個觸點輸入電路是由內部一個dc13v電源供電，由客戶提供的接觸來提供輸入控制。①上升：6u和7端子的一次閉合接觸就引起實際運行整定點的增加，只要其閉合，功能就起作用。②6d和7端子的一次閉合接觸就引起實際運行整定點減少，只要閉合接觸，功能就起作用。
（7）無功（var）/功率因數(shù)控制（52j/k）選擇
閉合接觸端子52j和52k時，無功/功率因數(shù)控制不起作用，打開連接，能使 dvr2000e（c）在無功或者是功率因數(shù)模式下來控制發(fā)電機無功功率，當這個選擇不存在時，這個接點沒有作用。
（8）發(fā)電機并聯(lián)補償（52l/m）
閉合接點52l和52m，使并聯(lián)運行不起作用，打開接點使得并聯(lián)運行起作用，并且dvr2000e運行在無功下垂補償形式。如果無功/功率因數(shù)控制選擇存在，則52l/m輸入具有奇偶性的。如果52l/m和52j/k都是打開的，則系統(tǒng)在無功/功率因數(shù)模式運行。
（9）通信接口
通信接口為dvr2000e的編程提供了界面，連接是做成插座式的rs232（db-9）與用戶標準9分電纜相配接，通信接口是光隔離的，從變壓器隔離電源供電。
（10）微處理器
它是dvr2000e的心臟，通過使用儲存在儲存器里的嵌入編程和不易改變的整定來做質量、計算、控制和通信功能。
（11）電源輸入級
從pmg來的電源被加到端子3和4，在它被加到功率放大器和電源之前是被整流和濾波的。輸入電源為單相交流電，電壓為180～240v，頻率范圍為200～360hz。
（12）功率放大器
功率放大器是從電源輸入級接收功率的，并通過端子f＋和f-提供一個被控功率給勵磁機磁場，給勵磁機提供的功率取決于從微處理器收到的門脈沖，功率放大器使用固定功率開關提供給勵磁機磁場所需的功率，功率放大器到磁場的輸出定額是連續(xù)dc 75v，dc 3a和強勵dc 150v，dc 7.5a 10s時間。
（13）前面板指示燈
在前面板上，用12個發(fā)光二極管發(fā)亮來表示各種運行模式、保護功能和調整等。
（14）前面板開關
改變整定通過前面板上的3個按鈕開關來實現(xiàn)，3個按鈕上分別標有“選擇”、“上升”和“下降”字樣。
（15）繼電器輸出
通過端子al1和al2提供一個公共報警輸出觸頭，它通常是打開的，在形成觸點報警或復電機跳閘狀態(tài)和保護關斷或轉換時觸頭閉合，這個繼電器不是自鎖。
圖4 發(fā)電機電壓板dvr2000e尺寸圖
2．運行特性
（1）運行模式
dvr2000e 通過 windows和手掌機操作系統(tǒng)通信軟件提供多達4種可選的運行模式，即自動電壓調整模式、手動模式（標準模式）、無功和功率模式，其中后兩種是可選的。
（2）自動電壓調整模式
在自動電壓調整模式（avr），dvr2000e調節(jié)發(fā)電機輸出的電壓有效值，通過檢測發(fā)電機輸出電壓，調整直流輸出勵磁電流來維持電壓在整定點調整率的范圍內，這電壓整定點是通過面板上升或下降接觸輸入來調整的，或通過windows或手掌機操作通信軟件來完成。在一定條件下，調整點也可以通過下垂功能或低頻功能來修正。
（3）手動模式
這個模式也稱為磁場電流調整模式（fcr）。dvr2000e維持直流勵磁在一定的水平。這個電流整定點可以通過上升或下降接觸輸入，也可通過windows或手掌機操作通信軟件來達到dc0～3a的調整。對于初始啟動，若調節(jié)器在手動模式下并整定在0.25a，發(fā)電機大約可達到額定電壓的一半，在調節(jié)器調到avr模式前檢查一下接線和檢測引線，增加磁場電流0.5a，發(fā)電機電壓將接近空載額定電壓。
（4）無功（var）控制模式（選擇）/c型
在無功（var）控制模式下，同步發(fā)電機與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運行時，dvr2000e（c）維持發(fā)電機的乏（伏安-無功）在一整定的水平。dvr2000e（c）利用檢測到的發(fā)電機輸出電壓
和電流值來計算同步發(fā)電機的乏。然后調整直流勵磁電流來維持乏的整定點。通過前面板開關，windows或手掌機操作系統(tǒng)軟件使得無功控制時使能或使不能。當軟件被合上，無功控制使能或使不能是通過無功/功率因數(shù)控制（52j/k）接觸輸入電
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圖1 馬拉松dvr2000e發(fā)電機調壓板
一、dvr2000e數(shù)字電壓調節(jié)器綜述
1．概述
dvr2000e 自動電壓調節(jié)器是由電子式固態(tài)微處理器為基礎的控制器件。從調節(jié)進入勵磁機勵磁繞組的電壓最終控制發(fā)電機輸出電壓的工作狀態(tài)的自動電壓調節(jié)器（avr）。面板上的顯示器如圖2所示調壓器及系統(tǒng)的狀態(tài)，接線是通過背板上面的快速接插端子連接，db-9型9針接線座提供了ibm兼容的pc和調壓器之間的通信。
圖2 發(fā)電機自動電壓調節(jié)器dvr2000e面板
2．特性
dvr2000e 自動電壓調節(jié)器具有以下特點及性能：
1）4種控制模式：自動電壓調整（avr）、手動或磁場電流調整（fcr）、功率因數(shù)調整（pf），無功功率調整（var）。
2）可編程穩(wěn)定性整定。
3）在avr模式下的帶時間可調的軟啟動控制。
4）在avr乏及功率因數(shù)控制模式下的過勵磁限制（oel）。
5）低頻（電壓/頻率）調整。
6）急劇短路電路保護磁場。
7）過溫度保護。
8）在avr模式下的三相或單相電壓檢測/調整（有效值）。
9）單相發(fā)電機電流檢測作為測量和調整之用。
10）磁場電流和電壓檢測。
11）系統(tǒng)界面的4個觸點檢測輸入。
12）報警顯示和斷開功能合用的一個公共輸出繼電器。
13）6個保護功能：過勵磁關閉、發(fā)電機過電壓關閉、dvr過熱關閉、發(fā)電機檢測信號丟失關閉、過勵磁限制及其急劇短路關閉。
14）發(fā)電機并聯(lián)運行時的無功下垂補償和無功差補償。
15）前面板的人-機界面（hmi）顯示系統(tǒng)及dvr2000e狀態(tài)，并提供整定改變的功能。
16）后面板的rs-232的通信接口為使馬拉松-dvr2000e-coms windows 基礎軟件作為pc（機）通信能快速、友好的建立和控制。
二、dvr2000e型數(shù)字電壓調節(jié)器的功能及運行特性
dvr2000e的功能如圖3所示，它的運行包括4個運行模式、4個保護功能，提供突然啟動、無功下垂補償、低頻補償和一個輔助模擬輸入，每個運行特性將在下面敘述。
圖3 發(fā)電機自動電壓調節(jié)器dvr2000e功能框圖
1．功能
（1）模擬輸入
有6個模擬電壓和電流輸入可以檢測并輸入到dvr2000e。發(fā)電機電壓是在端子e1（a相）、e2（b相）、e3（c相），被監(jiān)視，在這些端子被檢測額定電壓可高到ac 600v。加到輸入端的電壓，在加入模-數(shù)轉換器前是要定標的和限定的，從發(fā)電機c相和a相來的信號電壓（vc-a）是通過adc來計算跨于c相和a相電壓的有效值，同樣從發(fā)電機c相和b相的信號電壓（vc-b）是通過adc來計算跨于c相和b相的電壓有效值，并且通過微處理器從c相到a相的信號（vc-a）和c相到b相的信號（vc-b）來計算發(fā)電機b相到a相電壓（vb-a）有效值。另外，發(fā)電機c相到a相的（vc-a）信號是加到過零濾波檢測電路，這個信號被加到微處理器，并被用來計算發(fā)電機頻率。
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b相線電流（ib）信號是從客戶提供的電流互感器產生并通過ct1和ct2端子來監(jiān)控的，這兩個端子可監(jiān)控的電流有效值為5a，監(jiān)控電流是通過內部電流互感器和adc電路來定標和限定的，加到adc的信號被用來計算b相線電流的有效值。另外，在b相電流與c相到a相電壓之間的相位角通過計算被用在下垂補償和無功（var）/功率因數(shù)的運行。
（3）磁場電壓（vfield）
跨過調壓器磁場輸出端f＋和f-的電壓在加到adc之前是被監(jiān)控、定標和限定的，這個結果被用來計算磁場電壓的直流值，作為系統(tǒng)/保護使用。
（4）磁場電流（ifield）
通過主要功率輸出開關的電流方式被轉換到成比例的電壓水平。這個電壓信號在加到adc輸入之前被標定/限定。其結果用來計算磁場電流直流值，它被用于手動運行模式和保護系統(tǒng)。
（5）模擬（輔助）輸入
如果直流電壓在模擬（輔助）輸入處移走，運行整定點將返回原來的數(shù)值，通過加正和負的直線電壓到a、b兩端，其直流輸入可以使得dvr整定點得到調整，加到輸入端的電壓可以高到dc＋3v，這個電路將在直流電源中作為一個1000ω的負載，加了dc＋3v信號相當于整定點上有＋30％的改變。
（6）觸點輸入電路
4個觸點輸入電路是由內部一個dc13v電源供電，由客戶提供的接觸來提供輸入控制。①上升：6u和7端子的一次閉合接觸就引起實際運行整定點的增加，只要其閉合，功能就起作用。②6d和7端子的一次閉合接觸就引起實際運行整定點減少，只要閉合接觸，功能就起作用。
（7）無功（var）/功率因數(shù)控制（52j/k）選擇
閉合接觸端子52j和52k時，無功/功率因數(shù)控制不起作用，打開連接，能使 dvr2000e（c）在無功或者是功率因數(shù)模式下來控制發(fā)電機無功功率，當這個選擇不存在時，這個接點沒有作用。
（8）發(fā)電機并聯(lián)補償（52l/m）
閉合接點52l和52m，使并聯(lián)運行不起作用，打開接點使得并聯(lián)運行起作用，并且dvr2000e運行在無功下垂補償形式。如果無功/功率因數(shù)控制選擇存在，則52l/m輸入具有奇偶性的。如果52l/m和52j/k都是打開的，則系統(tǒng)在無功/功率因數(shù)模式運行。
（9）通信接口
通信接口為dvr2000e的編程提供了界面，連接是做成插座式的rs232（db-9）與用戶標準9分電纜相配接，通信接口是光隔離的，從變壓器隔離電源供電。
（10）微處理器
它是dvr2000e的心臟，通過使用儲存在儲存器里的嵌入編程和不易改變的整定來做質量、計算、控制和通信功能。
（11）電源輸入級
從pmg來的電源被加到端子3和4，在它被加到功率放大器和電源之前是被整流和濾波的。輸入電源為單相交流電，電壓為180～240v，頻率范圍為200～360hz。
（12）功率放大器
功率放大器是從電源輸入級接收功率的，并通過端子f＋和f-提供一個被控功率給勵磁機磁場，給勵磁機提供的功率取決于從微處理器收到的門脈沖，功率放大器使用固定功率開關提供給勵磁機磁場所需的功率，功率放大器到磁場的輸出定額是連續(xù)dc 75v，dc 3a和強勵dc 150v，dc 7.5a 10s時間。
（13）前面板指示燈
在前面板上，用12個發(fā)光二極管發(fā)亮來表示各種運行模式、保護功能和調整等。
（14）前面板開關
改變整定通過前面板上的3個按鈕開關來實現(xiàn)，3個按鈕上分別標有“選擇”、“上升”和“下降”字樣。
（15）繼電器輸出
通過端子al1和al2提供一個公共報警輸出觸頭，它通常是打開的，在形成觸點報警或復電機跳閘狀態(tài)和保護關斷或轉換時觸頭閉合，這個繼電器不是自鎖。
圖4 發(fā)電機電壓板dvr2000e尺寸圖
2．運行特性
（1）運行模式
dvr2000e 通過 windows和手掌機操作系統(tǒng)通信軟件提供多達4種可選的運行模式，即自動電壓調整模式、手動模式（標準模式）、無功和功率模式，其中后兩種是可選的。
（2）自動電壓調整模式
在自動電壓調整模式（avr），dvr2000e調節(jié)發(fā)電機輸出的電壓有效值，通過檢測發(fā)電機輸出電壓，調整直流輸出勵磁電流來維持電壓在整定點調整率的范圍內，這電壓整定點是通過面板上升或下降接觸輸入來調整的，或通過windows或手掌機操作通信軟件來完成。在一定條件下，調整點也可以通過下垂功能或低頻功能來修正。
（3）手動模式
這個模式也稱為磁場電流調整模式（fcr）。dvr2000e維持直流勵磁在一定的水平。這個電流整定點可以通過上升或下降接觸輸入，也可通過windows或手掌機操作通信軟件來達到dc0～3a的調整。對于初始啟動，若調節(jié)器在手動模式下并整定在0.25a，發(fā)電機大約可達到額定電壓的一半，在調節(jié)器調到avr模式前檢查一下接線和檢測引線，增加磁場電流0.5a，發(fā)電機電壓將接近空載額定電壓。
（4）無功（var）控制模式（選擇）/c型
在無功（var）控制模式下，同步發(fā)電機與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運行時，dvr2000e（c）維持發(fā)電機的乏（伏安-無功）在一整定的水平。dvr2000e（c）利用檢測到的發(fā)電機輸出電壓
和電流值來計算同步發(fā)電機的乏。然后調整直流勵磁電流來維持乏的整定點。通過前面板開關，windows或手掌機操作系統(tǒng)軟件使得無功控制時使能或使不能。當軟件被合上，無功控制使能或使不能是通過無功/功率因數(shù)控制（52j/k）接觸輸入電
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