ABB静态励磁UNITROL6800系统硬件描述

2011-05-26 12:54阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1400092520

1. 控制电子
每个自动通道包括：
Ø 1块AC800PEC控制器

Ø 1块CCM，型号UC D230A

后备手动通道包括：
Ø 1块CCM，型

号UC D230
可完成所有的调节和控制功能。

调节器基本功能
Ø 信号采集
² 单相或三相电机机端电压和电流（U、I）
² 单向系统侧电压和电流（U_B、I_B）
² 可控硅整流桥输入电压（U_SYN）
² 可控硅整流桥输出电压（U_E）
² 可控硅整流桥电流（I_E），从输入端CT上测量

Ø 自动电压调节型式：
符合IEEE421.5-2005标准的ST5B型超前滞后校正
Ø Q或P调差（有功/无功功率影响）
可独立调整
Ø 电力系统稳定器PSS，具有有功功率和频率双输入信号：
控制算法符合标准IEEE421.5-2005：2B或4B型
Ø AVR过励侧限制器
² 两段磁场电流限制器，顶值和延时的发热电流限制
² 延时可选：定时限或过电流倍数相关的反时限、强反时限或超强反时限
² 符合ANSI、IEC标准
² 两个定子电流限制器，一个在过励侧另一个在欠励侧，有启动延时。
² 延时可选：定时限或与过电流倍数相关的反时限、强反时限或超强反时限，
² 符合ANSI、IEC标准，只有在并网时才起作用
Ø V/Hz限制器
² 延时可选：定时限或与过激磁倍数相关的反时限、强反时限或超强反时限，
² 符合ANSI、IEC标准
Ø AVR欠励侧限制器
² 基于-Q（P）U2的欠励限制器
全电压补偿，瞬时动作，只有当电机并网时才起作用
² 最小磁场电流限制器
瞬时动作，只有当电机并网时才起作用
Ø 叠加功率因数PF或无功功率Q控制
非直接的，通过改变AVR设定值实现，其给定值可以是：
² 固定预置值
² 通过增磁、减磁输入
² 通过4-20mA模拟量输入信号
² 通过现场总线
Ø 手动控制，磁场电流调节器FCR
磁场电流测量各通道独立，给定范围一般为（0-110%）I_fN
Ø 手动限制器：
注：这些限制器正常工作的前提是有定子侧变量（U、I、P、Q）可用
² 手动限制：
防止误操作将电流减到曲线I_fREF（P）以下
² V/Hz限制：
延时可选：定时限或与过激磁倍数相关的反时限、强反时限或超强反时限，符合ANSI、IEC标准
Ø 三相六脉冲可控硅整流桥的门控
（0.1-2）f_N全范围频率补偿，可选电压补偿
操作控制功能
Ø 控制励磁系统中的所有设备
² 磁场断路器
合/分，可设置
² 磁场放电回路（跨接器）
在任何磁场断路器跳闸命令发出时
² 起励回路
只有在剩磁很低或磁场极性倒换后使用。
² 从主电源到后备电源的主电源切换
可选多种模式：停机时手动切换，在线手动切换，在线故障自动切换
² 可控硅整流桥风机
风机在启动流程中自动开启
缺省为厂用电供电
Ø 励磁系统的顺序控制功能包括：
² 辅助设施就绪
² 变换运行方式（启动时自动、手动）
² 励磁就绪（FCB在合位）
² 在起励装置的帮助下，投励升压到预设给定值
² 软起励，电压逐渐加到预设的给定值或中压母线电压
² 自动、手动、备用通道、叠加功率因数控制或无功控制在非运行状态下的闭环控制和自动跟踪
² 通过增磁、减磁命令调整运行调节闭环的给定值
² 并网条件下自动投入PSS、叠加控制和与电机功率有关的限制器
² 甩负荷给定值自动复归（自动和手动运行方式）
² 逆变停机，在发电机端电压为0前提下提供反向磁场电压
² 分磁场断路器（FCB）
监视和保护功能
Ø 电机和母线-PT、-CT监视
使用可靠的信号监视原理，如ADC限幅、ADC冻结、全乡丢失、和数非零、单相丢失、相位检测等进行监视。
Ø 电机电枢监视
² V/HZ监视，可选不同的延时特性：
定时限、标准反时限、强反时限、超强反时限
² 失励监视：定时限可调
在冗余系统中通道切换先于系统跳闸
Ø 电机转子或旋转励磁机监视
² 2段转子温度监视，具有下列不同的模式
1、2段报警，1段报警2段跳闸，1、2段试验输出
² 过流监视（保护标准ANSI50/51）
带微小固定延时的瞬动
带不同继电器特性的响应：固定实现、常规反时限、强反时限、超强反时限
在冗余系统中通道切换先于系统跳闸
² 转子接地故障继电器
惠式电桥式电容耦合，接地阻抗不均衡时动作。
1段报警、2段跳闸，灵敏度限制在5KΩ以内。
² 输出过电压保护（跨接器）
BOD动作触发跨接器相应可控硅导通，跨接器电流>0检测
Ø 整流桥监视（保护）
² 在冗余系统中任何监视动作均为通道切换优于跳闸
² 可控硅整流桥支臂故障保护：
整流桥受快速熔断器的保护，通过软件计算，可以保证可靠的故障清除，保证在双通道配置下的通道切换
² 输出短路保护：
软件可以区分出是支臂短路还是外部输出短路，如是后者，将执行电流关闭-开通时序直至跳闸，以便排除故障，节省停机时间。
² 功率单元信号U1、UE、IE监视：
仅适用绝对单信号监视原理，ADC限幅、ADC冻结检测
散热器温度监视：1段报警、2段跳闸
² 导通监视（纹波监视）：
可控硅整流桥的一支支臂不导通
² 输入电压（UYSN）监视：定时限
² 输入电压相序监视：相序与所设不符
Ø 励磁变压器监视（保护）
² 每相一组PT100温度测量：对三相中的最高温度设置1段报警，2段跳闸
² 过流（过负荷）保护：
由于变压器与磁场绕组串联在一起，且额定值比磁场绕组高，所以过负荷保护是由前文所述的磁场电流限制器和过流监视器（ANSI50/51保护）完成的
² 过流保护：
后备（第三）通道提供ANSI50/51保护功能。使用2或3个变压器一次侧CT跳闸输出可选入到上述各通道中，延时特性：定时限、标准反时限、强反时限、重反时限。变压器内部故障由电机的差动保护解决。
² 转子接地保护：由转子绝缘监视检测或转子接地保护来完成
Ø 自检测（保护）
² 在冗余系统中自动选择最佳的切换路径
² 光纤监视（2个通道间光纤冗余）
² 后备通道光纤监视（每通道1路）
² CIO光纤监视（每通道1路）
² I/O（CIO）配置检查
² 工作电源断电
² CPU看门狗
² 所有需配置和校准用参数设定
² 整流桥接受外部命令退出（闭锁脉冲）
² FCB偷跳
² 接收到外部跳闸命令1或2
² 起励失败（规定时间内无法建立起电流）
² 断路器操作失败（错误的断路器响应）
² 24V配电系统故障（某APD输出侧短路）
² 辅助设备就绪
² Control IT（CIT）版本错误
² 各CCM的DI状态不符
² 通道配置检查
² 某24V冗余电源失电
² 现场总线断链
² 零偏模拟量输入信号丢失（例如4-20mA输入信号的输入小于4mA）
² 温度传感器故障
² 紧急跳FCB时，跨接器无电流
2. 接口单元
Ø PC D232型组合输入输出单元（CIO）用于电厂信号提供接口：

² 12路开关量输入，24/48V
² 18路开关量输出
² 3路模拟量输入
² 3路模拟量输出
² 3路PT100或2路PTC输入，用于励磁变温度检测
² 以太网接口
² 到绝缘监视器的串行连接（RS485）

3. 人机界面（HM）
Ø 励磁控制终端ECT

用于监视和控制励磁系统，安装在励磁系统柜门上的工业PC，中文显示，15”彩色触摸屏，通过以太网与通道连接，多级访问口令，提供强大的分析工具并具有如下特点：
² 带15”触摸屏的独立工业控制机
² 以太网联接
² 多级访问口令保护
² 可选择语言
Ø 励磁控制终端-PC（ECT-PC）
安装在笔记本上，预装视窗操作系统，通过以太网与通道连接，功能有：
² 参数设定
² 信号和状态监视
² 故障日志
² 应用程序显示
² 6路信号趋势图显示
² 6路信号自启动的故障录波
Ø 整流桥控制面板（CCP）
安装在每个整流桥上，用于：
² 实测值显示，如温度、输出电流等
² 故障报警
² 整流桥试验（对抽出式14300桥）
4. 接口端子
下列的端子接口包含在我们的标准供货范围内：

发电机、母线的PT及CT输入

信号	类型	说明
AVR通道一发电机电压	交流电压测量	电机PT1三相电压测量；3×100…120V<1VA/相
AVR通道二发电机电压	交流电压测量	选项，电机PT2三相电压测量（如果只有PT1时，PT1信号连接于该输入）；3×100…120V<1VA/相
所有通道的母线电压	交流电压测量	选项，单相母线PT电压测量，用于电压平衡
所有通道发电机电流	交流电流测量	来自电机CT1的三相电流测量；3×1或5A<1VA/相
AVR通道二发电机电流	交流电流测量	来自电机CT2的三相电流测量；3×1或5A<1VA/相
所有通道母线电流	交流电流测量	来自连接线CT的单相电流测量

辅助电源输入

信号	类型	说明
单相交流辅助电源	交流供电	独立的交流单相输入，用于加热器及照明
三相交流辅助电源	交流供电	风扇电源3*400V
蓄电池1辅助电源	直流供电	电子电路后备电源，FCB控制（跳闸1）；110,125,220,250VDC 500W，1KW峰值
蓄电池1辅助电源	直流供电	选项，第2路FCB跳闸线圈；110,125,220,250VDC 500W，1KW峰值
起励电源	交流或直流	起励电源（仅用于自励，连接于蓄电池1或辅助交流输入）；<40A，10s
轴电刷	交流电压测量	到转子接地保护继电器

开关量输入

信号	类型	说明
跳闸1（110V信号）	开入	紧急情况下跳磁场开关（线圈1）并退出励磁；来自电池组1 2KW 100ms
跳闸2（110V信号）	开入	紧急情况下跳磁场开关（线圈2）并退出励磁；来自电池组2 2KW 100ms
EXC START	脉冲开入	合磁场开关（如果未合）并投入励磁
EXC STOP	脉冲开入	通过逆变退出励磁并断开磁场开关（如果断磁场开关命令有效）
SETPT RAISE	命令开入	主控制器（自动、手动、功率因数/无功）给定值的增减
SETPT LOWER	命令开入	主控制器（自动、手动、功率因数/无功）给定值的增减
AUTO ON	脉冲开入	运行方式由手动切换到自动
MAN ON	脉冲开入	运行方式由自动切换到手动
IMPD CTRL ON	脉冲开入	在并网及自动方式下激活预设的无功或功率因数控制器
IMPD CTRL OFF	脉冲开入	在并网及自动方式下退出无功或功率因数控制器
ON-LINE（110 V signal）	状态开入	同步发电机并网

客户可能接触的电源由系统供应的24VDC或110VDC，而通常限制输入电流为5到9mA。

开关量输出

信号	类型	说明
跳闸1	状态开出	励磁系统启动跳闸1->发电机主开关的跳闸
跳闸2	状态开出	励磁系统启动跳闸2->发电机主开关的跳闸
磁场开关投入	状态开出	磁场开关投入状态指示
磁场开关切除	状态开出	磁场开关切除状态指示
后备控制	状态开出	后备控制器接管控制，因为控制主通道及备用故障
叠加控制投入	状态开出	恒无功或恒功率因数控制器激活（仅在自动方式及并网状态）
自动投入	状态开出	手动、自动运行方式
手动投入	状态开出	手动、自动运行方式
给定值越上限	状态开出	运行控制器给定值越上限（手动，自动，无功，功率因数）
给定值越下限	状态开出	运行控制器给定值越下限（手动，自动，无功，功率因数）
过励动作	状态开出	一种过励限制器动作
欠励动作	状态开出	一种欠励限制器动作
允许手/自动切换	状态开出	指示允许操作员进行自动-手动切换
现地控制	状态开出	选择在ECT现地控制（远方控制闭锁）
投励	状态开出	转换接点
综合报警	状态开出	一种报警发生（参见报警表）

模拟量输入/输出

信号	类型	说明
TRF TEMP.PH1	模拟量输入	PT100来自变压器1相；PT100+3mA信号（12位）
TRF TEMP.PH2	模拟量输入	PT100来自变压器2相；PT100+3mA信号（12位）
TRF TEMP.PH3	模拟量输入	PT100来自变压器3相；PT100+3mA信号（12位）
EXC OUTP CURR	模拟量输出	励磁输出电流；隔离的4…20mA
EXC OUTP VOLT	模拟量输出	励磁输出电压；隔离的4…20mA

5. 串行接口
UNITROL® 6000可以使用下列通讯链路与远方控制与监控设备相连接。

（1）将远方励磁控制终端ECT或励磁控制终端软件ECT-PC安装在电厂控制室，包括光缆和连接，最长1000m。
（2）通过OPC服务器提供UNITROL® 6000标准数据集，可访问所有的参数、所有报警、事件及相关的时间标签，集成在DCS系统之中，包括OPC服务器软件。
（3）通过Modbus TCP协议传输ABB标准数据集。用光纤RJ45电缆经以太网连接到就地以太网开关，不包括外部连接。
（4）通过Modbus RTU协议传输ABB标准数据集,通用RS485连接。内部多支路连接到通道1和2，不包括外部连接。
（5）通过Profibus DP协议传输ABB标准数据集，通用RS485连接。内部多支路连接到通道1和2，不包括外部连接。
（6）通过位于上位控制系统内的简单网络时间协议服务器SNTP提供同步时钟。
A）上位控制系统具有SNTP服务器：用光纤RJ45电缆经以太网连接到就地以太网开关，不包括外部连接。
B）独立的服务器：包括GPS或DCF77或IRIG-B接收器和以太网时间服务器，不包括天线。
6. 控制电子的电源单元
电源单元PSU包括输入处理单元、稳压电源和电源分配单元：
Ø 多路供电，带输入保护，无间断备用
Ø 可靠的24VDC稳压电源
Ø 24VDC输出级冗余（全冗余）
Ø 电源分配单元各输出限流，带故障单元指示

7. 整流桥
X台可控硅整流桥UNL14300（+EG1-+EGX）
每桥包含下列元件：
Ø 6只ABB制造的平板式可控硅
Ø 6只快速熔断器
Ø 绝缘等级5KV
Ø 可切除的交流侧过压保护回路
Ø 通过压差继电器监视气流
Ø 抽屉式结构，允许在安全测试位置做在线维护（选项）
Ø 冗余风机，可在线更换

X台可控硅整流桥UNL13300（+EG1-+EGX）
每桥包含下列元件：
Ø 6只ABB制造的平板式可控硅
Ø 6只快速熔断器
Ø 绝缘等级5KV
Ø 可切除的交流侧过压保护回路
Ø 出风口风温监视
Ø 可在线更换的冷却风机
Ø 用于在线维护的5极隔离刀闸（可选）
Ø 2+2冗余设计，带风量继电器监视的冷却风机

8. 整流桥控制
UNS0881型门极驱动接口板GDI
Ø 可控硅整流桥的末极脉冲放大
Ø 6只脉冲变压器
Ø 到CCI的接口

UA D209型整流桥信号接口CSI
Ø 用于可控硅整流桥的测量
Ø 三相电压测量
Ø 三相电流测量
Ø 磁场电压测量
Ø CT去饱和
Ø 到CCI的接口
PC D231型整流桥控制接口CCI
用于整流桥监视、控制和保护：
Ø U_syn、U_f和I_f测量
Ø 整流桥控制所需开关量I/O
Ø 整流桥温度测量
Ø 均流控制
Ø 到过压吸收控制所需的光缆接口
Ø 以太网和CAN接口
Ø 到GDI的接口

9、 灭磁及磁场过电压保护
1台单极DC断路器并联（-Q02），单台断路器参数：
Ø 型号：XXXX
Ø 额定电流：XXXXA
Ø 弧压：XXXXV
Ø 最大断开能力：XXXXKA
1套跨接器（-F02）
由两只反并联可控硅和一只冗余的灭磁可控硅组成，当接收到外部磁场断路器的触发命令或出现磁场正向或反向过电压时，将磁场绕组连接到灭磁电阻。
1套非线性灭磁电阻（-R02）
灭磁电阻能容：xxMJ
10、 其他硬件
1只分流器X000A/60mV（-R06）
1只用于轴电压抑制的轴电压吸收器
1只转子接地保护继电器UNS3020（-F75）
1套耦合电容（-F04）
1套交直流起励装置电源来自厂用电，包括：
Ø 接触器（-A03.K03）
Ø 二极管桥（-A03.V01/V02）
Ø 限流电阻（-A03.R01-R04）

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