g GE 工业系统集团GE 工业系统GE 技术规范 No. _, Revision 0 GE 技术规范EX2100MB多桥励磁系统g GE 工业系统集团GE 工业系统GE 技术规范 No. _, Revision 0 第一章 第四节目 录 1. 前言 11.1 多桥励磁系统概况 32. EX2100 的额定值和硬件说明 42.1 遵守的规范 42.2 环境规范 52.3 外壳 62.4 控制模块 72.5 冗余的控制系统 82.6 在线检修特性 (选项) 82.7 功率整流桥 92.8 直流磁场断路器 112.9 励磁装置的电源模块 122.10 励磁装置的电源 142.11 灭磁模块 142.12 屏体加热器 142.13 轴电压抑制器 142.14 起磁装置 142.15 PT 和 CT 隔离开关 142.16 励磁装置接点端子排 142.17 励磁装置端子排 152.18 控制人员接口（COI）( 选项) 162.19 VERSAMAX 远程 I/O 控制部件 172.20 电力系统稳定器 173. EX2100 的软件功能 183.1 概述 183.2 软件变送器 193.3 自动电压调节器（AUTO REF） 193.4 手动调节器参考值（MANUAL REF） 193.5 自动和手动给定值跟踪（TRACKING 跟踪） 203.6 励磁装置 AVR 的给定值（EXASP） 213.7 低励磁限制器（UEL） 213.8 无功电流补偿（RCC/ARCC ） 213.9 电压互感器熔丝故障检测（PTFD） 21g GE 工业系统集团GE 工业系统GE 技术规范 No. _, Revision 0 3.10 发电机转子绕组的温度计算 213.11 运行人员控制模拟器 223.12 电压/频率限制器（V/HZ L IM） 223.13 自动电压调节器（AVR） 223.14 手动调节器（FVR 或 FCR） 223.15 过励磁限制器（OEL ） 233.16 手动范围限制器 233.17 无功功率 VAR/功率因数 PF 控制 233.18 单元数据高速接口（UDH ） 233.19 DCS 接口（MODBUS） 243.20 电压/频率 V/HZ 保护（ 24G） 243.21 过励磁保护（OET ） 243.22 发电机过电压跳闸（59G ） 243.23 电压互感器熔丝熔断检测（PTFD） 243.24 励磁装置相不平衡（EUT） 253.25 空载过励磁保护（OLOT） 254. EX2100 的远方和就地的控制/指示 264.1 诊断接口键盘 265. EX2100 的通讯接口 275.1 单元数据高速接口（UDH ） 275.2 DCS 接口（MODBUS） 276 EX2100 编程和维修工具 286.1 编程工具 287 EX2100 的试验 297.1 工厂试验 297.2 顾客见证试验 298 文件 308.1 电子媒体 308.2 资料 309. 备件 31g GE 工业系统集团GE 工业系统GE 技术规范 No. _, Revision 0 10. 对用户的要求 3211 X2100 和 PPS 的 IEEE 模型 3311.1 EX2100 的 IEEE 模型 3311.2 EX2100 中 PSS 的 IEEE 模型 34参考文献GEH-6414 配置 EX2100 励磁控制的控制系统工具箱（PDF）GEA-S1028EX2100 励磁控制销售简介（PDF）GEH-6632 EX2100 数字式励磁装置用户指南GEH-6633 EX2100 维修，零件更换，故障处理指南 第一章 第四节GE 工业系统GE 技术规范 No_, Revision 0 11. 前言EX2100 励磁系统是 GE 的最新的控制技术发展成果，可用于汽轮发电机、燃气发电机和水力发电机的新建和改造工程。GE 公司在最近的 40 年中，在 70 多个国家已经提供了6000 多套静态励磁系统。EX2100 是 GE 的第三代数字励磁系统。这种励磁系统提供的主要优点是： 在更快的响应，更好的调节，和没有热漂移等方面的性能都得到了改进。 在通电时自检测，故障显示，和广泛的整流桥监测等方面有更好诊断技术。 更高的可靠性。 保护性能得到了改进。 以生动图表（屏幕显示）改进了用户界面，更便于查看运行中的系统信息。EX2100 可以有几种配置，为全静态励磁系统提供实用的灵活性。这些系统可用于电势源（只有电压） ，或复合源（有电压和电流） 。EX2100 的硬件包括一个控制块，电源块，用户界面子系统，操作员界面屏，控制电源输入模块和功率整流模块。功率整流模块是由整流桥界面子系统，功率整流桥，交流和直流过滤网络，和交流和/或直流隔离设备等所组成。EX2100 支持 EthernetTM 以太局域网（LAN）与以下设备进行通讯： 控制系统工具箱（TOOLBOX） Mark VI 汽轮机控制系统和采用以太网全球数据（EGD）规约的 HMI（人机接口） 。 静态启动器 GE OnSiteTM 远程诊断中心在没有 HMI 的人机接口的情况下，EX2100 也可以支持一个 RS-232，或以太网ModBus 接口，接到用户的 DCS（分布式控制系统） 。EX2100 含有一个强大的诊断系统和一个控制模拟器，以支持快速安装，控制参数的调整和进行人员培训。在下一页中的图 1 是一张简化的单线图，它说明一个典型的 EX2100MB 系统。本建议是秘密的提供给买方作为评估用，其内容是 GE 公司的专利。当接收本文件时，买方同意，除买方组织内必须对它评估的人员之外不泄漏它的内容。在没有 GE 的事先的书面同意，本文件不能被复制。本文件中所列设备是以初步设计为基础，在最终完成设计时，将会有所改变。根据 GE 的书面要求，本文件将收回。 第一章 第四节GE 工业系统GE 技术规范 No_, Revision 0 2GenratoACLoadActive FldGrounDxitaShf VlgeuprsionPTCustomer I/OnVlagBid I/UnitDaHghwySupliesPorCA(Kd)trfcisI/M1otrlGating SelcrTo BridgeFnPAC usLine FltrPwernvsiMdul(g #1)lashiCtr BSuntPT:CI/Ooteial rnsfmckpuwilrNCtl2otrlDC BusNew+-IolatSch5Pvri(dg #2-3)MlwIsph T505 极隔离开关为选项. 图 1. EX2100MB 多桥励磁系统典型单线图 第一章 第四节GE 工业系统GE 技术规范 No_, Revision 0 31.1 多桥励 磁系统概况EX2100MB 是一种数字式，电势源的静态励磁系统，它采用了最新的硬件和软件科技成果，为满足用户和运行的需求，该产品具有完整的控制和保护功能。EX2100 可以配置多达 4 个三相全波的可逆变的可控硅整流桥，为主交流发电机的励磁绕组提供励磁功率。所有的控制和保护功能都是由系统软件来完成。它没有移动部件。例如在老式励磁系统中的由电动机操作的整定器。数字技术结合 GE 的超过 45 年的静态励磁设计经验，使得 EX2100 具有 99.98%的可用率。EX2100MB 的基本配置是由冗余的控制器和与之相连的多个整流桥（或称为功率变换模块 PCM）所组成。冗余的控制器设计为 M1,M2 和 C。在基本的系统中，控制器 M1 被称为 Master 1（主站 1） ，控制器 M2 被称为 Master2（主站 2） ，而控制器 C 被称为主站监视器（Master Control Monitor） ，并由它决定是否应当进行主站的切换。由于 M1 或 M2 都可以是工作的主站（Master） ，而 C 是主站监视器（Monitor） ，发电机电压和电流的测量信号都被连接到这三个控制器中的每一个。工作中的主站（Master）承担整个励磁系统的控制工作。备用的主站在功能上与工作中的主站是相同的，只是在备用状态下，它不对可控硅整流桥发送任何触发命令，它的自动电压调节器（AVR）回路不停的跟踪发电机的端电压，而手动电压调节器（FVR）则跟踪发电机的励磁电压。这样做是为了保证从某一主站到另一主站的平稳切换。在工作主站和备用主站中，AVR 之间和 FVR 之间分别进行自动跟踪。由于这种冗余的配置，当一个主站（Master） ，或一个监视器（ Monitor）故障而退出运行时，该励磁系统可以继续工作。当有在线（On-line）维修选项时，故障的控制设备可以拆下来，进行修理后， 再转为在线（On-line） ，而不必使整个励磁系统停运。采用在线（On-line）维修选项，每一个整流桥（PCM）/ 控制器（ Controller）都有一套手动的隔离装置，可以隔离该装置的交直流电源。 第一章 第四节GE 工业系统GE 技术规范 No_, Revision 0 42. EX2100 的额定值和硬件说明该励磁系统的连续输出电流是_ ADC, 连续输出电压是 _VDC，其强励能力为发电机额定励磁电压的_倍。2.1 遵守的规范EX2100 是按表 1 所列的标准的约束和条件来设计和执行的。表 1 EX2100 遵守的规范ANSI/IEEE 标准421.1 同步电机励磁系统的标准定义421.2 励磁控制系统的动态性能的标识，测试和评估导则421.3 同步电机励磁系统高电压试验的要求421.4 励磁系统规范的准备导则421.5 励磁系统关于系统稳定研究推荐的方法C57.12.01 干式配电和电力变压器的一般要求，包括固态浇注和/ 或树脂灌封的绕组C57.110 提供非正弦负荷电流时确定变压器容量推荐的方法C57.116 直接与发电机连接的变压器的 IEEE 导则C37.90.1 保护继电器和继电保护装置的冲击耐受能力（SWC ）试验C57.18.10 半导体电力整流变压器的要求和操作规程其它标准UL 508A 工业控制设备的安全标准UL 50BC 功率变换设备的标准CSA 22.2 NO.14 工业控制设备UL 796 印刷电路板IEC EN 55011