54WLZ系列微机励磁装置培训教程1.ppt

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1、WLZ系列微机励磁装置,励磁培训资料（2005）,培训目录,WLZ励磁培训资料（2005）,培训目录,系统原理 操作原理 单元板原理 主控机箱、触摸屏 信号联络 调节、限制原理,单元板原理（一）,主要功能： 输入隔离， 24V5V。,主要功能： 输出隔离， 5V24V。,主要功能： 产生六路初始脉冲。,WLZ励磁培训资料（2005）,主要功能： 励磁电流 的 滤波放大。,主要功能： 用于处理外部测量 信号，使其能与调 节器实现电气上的 隔离和适配。,主要功能： 对来自各自ADP1的 模拟量信号进行滤 波、整流、适配使 其能与工控机实现电 气上的隔离和适配。,主要功能： 用于监视触发脉冲 过多、

2、过少及触发脉冲 间距过窄。,主要功能： 由脉冲放大电路及 脉冲阻塞电路 两部分组成。,单元板原理（二）,主要功能： 用于正常情况下的人 为切换以及故障工况 下的自动切换。,WLZ励磁培训资料（2005）,主要功能： 将来自脉冲形成板的 六个触发脉冲进行 初级放大、隔离 并扩展成四路。,DDP,直流适配板DDP,WLZ励磁培训资料（2005）,直流适配板DDP,励磁电流： 直流适配板DDP将LEM元件通过霍尔 效应测得的转子电流进一步滤波放大， 如图所示从DDP板的14管脚输入的励磁 电流信号经过LM201放大电路的2倍放大 以及滤波电路的谐波滤除，通过23管脚 输出，在经过小背板的适配电阻后转

3、换 为电压信号，被计算机采样得到，完成 励磁电流采样的全部环节。,互感器板ADP1,WLZ励磁培训资料（2005）,互感器板ADP1,定子电压测量： 来自本通道机端PT的发电机电压A、B、C三相电压 由端子X6的1、2、3引入，接至DZ0接法的三个变压器 T1、T2、T3上，其输出为端子X6的21、22、23。零线 为公共零。 同步电压测量： 来自本通道同步用副励磁机机端三相电压由端子X6 的4、5、6引入，接至DZ0接法的三个变压器T4、T5、 T6上，其输出为端子X6的25、26、27。零线为公共零。 该PT取自阳极电压，主要用于可控硅移相触发同步。 定子电流测量： 来自测量CT的发电机定

4、子电流A、B、C三相电流由 端子X6的7、8，9、10，11、12引入，分别接至三个电 流互感器T7、T8、T9上，通过取压电阻R取得与电流 成比例的电压信号，并输出至端子X6的29、30、31。,适配板ADP（一）,WLZ励磁培训资料（2005）,适配板ADP（一）,定子电压： 由互感器来的三相机端电压uga、ugb、ugc从J1：30、32、34输入，额定值为 11.6V（单相），一路经过电阻R1、R2、R3、R4，R6、R7、R8、R9，R11、R12、 R13、R14的适配，额定值为4.6V（单相），通过跟随器U1A、U1B、U1C送入采保 器U5、U6、U7，由J1：19来的控制信号

5、VIH控制产生uah、ubh、uch经JX1:1、 JX1:3、JX1:5输入计算机DM406板供交流采样；另一路经过半波整流(D10-D12， D19-D21)、分压及滤波、跟随器U4C、U4D得到直流电压UGH1，额定值6.8V。 UGH1经过跟随器U16A由J1：42输出(未用)。UGH1经过电流环U18由J1：29送 至表计。经跟随器U1A、U1B、U1C后的测试信号Tua、Tub、Tuc由J1：20、43、 45输出到PSP板，可由PSP板面板测孔测试。经跟随器U1A后的机端电压A相测量信 号经过零比较器U15B产生方波UAF由J1：15送至脉冲形成板供频率采样。 定子电流： 由互感

6、器来的三相定子电流iga、igb、igc从J1：36、38、40输入，额定值为 3.4V(单相)，经过电阻R16、R17、R18、R19，R21、R22、R23、R24，R26、 R27、R28、R29的适配，额定值为2.5V(单相)。通过跟随器U2A、U2B、U2C送入 采保器U8、U9、U10，由J1：19来的控制信号VIH控制产生iah、ibh、ich由JX1:2、 JX1:4、JX1:6输入工控机DM406板供交流采样。 经跟随器U2A、U2B、U2C后的测试信号Tia、Tib、Tic由J1：21、44、46输出 到PSP板，可由PSP板面板测孔测试。,适配板ADP（二）,WLZ励磁培

7、训资料（2005）,适配板ADP（二）,同步信号及阳极电压： 由互感器来的三相阳极电压usa、usb、usc从J1：24、26、28输入，额定值为 11.6V(单相)。阳极电压信号经过采保器U11、U12、U13，消除换相导通带来的二 次过零，再经过滤波电路R33、C20，R40、C22，R47、C24的滤波(延迟30电角 度)后，进入过零比较器输出方波信号SYNPA、SYNPB、SYNPC和Tpa、Tpb、Tpc。 SYNPA、SYNPB、SYNPC由J1：23、25、27输出到脉冲形成板形成触发脉冲。 Tpa、Tpb、Tpc由J1：35、37、39输出到PSP板，可由PSP板面板测孔测试。

8、 励磁电流（IFD/IF）： 共有两路励磁电流输入：IFD、IF。每路均可输入由LEM或DDP板来的励磁电流 信号。IFD由J1：14输入，由JX1:11进入工控机DM406板。IF由J1：11输入，经跟 随器U3D、匹配电阻R69、R70、跟随器U4A生成励磁电流匹配信号。此信号一路由 JX1：12进入工控机DM406板；一路由J1：31送至它通道供保护用；一路由J1：13 输出至PSP板，可从PSP板面板测孔测试。 其他： 它通道机端电压UGH2由J1：18输入，由JX1:7进入工控机DM406板供判别PT 断线。控制电压Uk本通道控制导通角uk1由DM406板（JX1:19）经J1：10

9、输出它通 道。它通道控制导通角uk2分别由J1：7输入，由JX1:13、JX1:15进入工控机 DM406板供通道跟踪判别。uk3为三通道设计，与上述类似。给定值ref是参与控制 的很重要的量。由DM406板（JX1:17）给出自动通道的ref，一路经电流环U17由 J1：9输出至表计显示；一路送至JX1：8进入工控机DM406板供DA/AD故障判别。,光隔离输入板,WLZ励磁培训资料（2005）,光隔离输入板,开关量信号输入： 每个光隔离单元有20路隔离的输入通道，本 板为第二级光隔离输入，输入电源电压24V，输 出电源电压5V。为了便于监视信号动作情况， 在前13路的光耦器件输出侧加入发光

10、二极管。 参考开关量输入原理图，当输入端信号有效， 即当输入端有24V电压输入时，光耦原边、副边 导通，使输出端有一个低电平输出。如本路输入 隔离通道有监视发光二极管，则同时点亮发光 二极管。,光隔离输出板,WLZ励磁培训资料（2005）,光隔离输出板,开关量信号输出： 每个光隔离单元有20路隔离的输出通道， 本板为光隔离输出，驱动继电器动作，输入 电源电压5V，输出电源电压24V。为了便于 监视信号动作情况，在前13路的光耦器件输出 侧加入发光二极管。 参考开关量输出原理图，当输入端信号有效， 即当输入端有5V电压输入时，光耦原边、副边 导通，使输出端有一个低电平输出。如本路输 出隔离通道有

11、监视发光二极管，则同时点亮 发光二极管。,脉冲形成板（一）,WLZ励磁培训资料（2005）,脉冲形成板（一）,IPB板是一块集触发脉冲源、多级中断源、交流采样保持信号源、阳极采样保 持信号源、复位信号源形成以及硬件看门狗于一体的计算机扩展板。同时设计实现 了主机与外部部分信号的联络。 脉冲形成： 经适配器板ADP引入的三相阳极电压信号SYNA、SYNB、SYNC、均为方波信 号。各相方波信号上升沿、下降沿分别经U1、U2、U3 (74LS123)单稳触发器触发 后，相与形成三路100HZ负脉冲列，作为脉冲形成计数器(DM5810板上8254)的门 控触PGA、PGB、PGC。同时此信号还用来防

12、止角过大，脉冲过宽造成的逆变颠 覆。本板引入74LS74带预置端和清除端的双D触发器U6、U7、U8，由DM5810板 上8254产生的触发脉冲信号POA/、POB/、POC/分别作为U6、U7、U8的时钟信 号，在D端预置为高的条件下，时钟信号的上升沿触发U6、U7、U8的6脚分别输出 一低电平信号。POA/、POB/、POC经U4D、U5D相与后形成一300HZ负脉冲信号 PWG/。此信号作为脉宽控制信号PWC/的门控信号,输出至CDT800板。PWC/下降 沿触发作为双D触发器U6、U7、U8清除信号，恢复D端初始状态，从而分别形成 六路经脉宽控制信号拓宽的负脉冲信号，经U11、U12相

13、与后形成六路双窄负脉冲 P1/、P2/、P3/、P4/、P5/、P6。,脉冲形成板（二）,WLZ励磁培训资料（2005）,脉冲形成板（二）,其他： 经CDT-800产生的F(NT)信号引入SHD板， 经展宽和驱动后分别作为中断1(INT1)和交流 采保信号UIH。 PH为计数器产生的阳极采保信号。用以 防止可控硅换相时的畸变。 另外为使主机在故障或死机时重新启动 程序设置了复位健S1(在主面板上)。经本板后 与看门狗信号综合形成R/&D/，信号用于复位 主机系统，使程序重新加载执行。,脉冲预放板PPA,WLZ励磁培训资料（2005）,脉冲预放板PPA,由脉冲形成板来的六路双窄脉冲经三态驱动器7

14、4LS240后驱动V1-V6，再驱动光电藕合器。每路脉冲驱动一个三极管，每个三级管带四路光电耦合器，光藕输出驱动下级脉冲放大单元。由此一路脉冲可分别送入四个独立的功率单元，为下一级放大做准备。由于光藕的使用，使调节单元与功率单元在电器上分别独立，保证系统的可靠性。 工作电源： 端子43、44 (光藕输入): +5V 端子45、46 :+5VGND 端子7、8、21、22 (光藕输出): +24V 输入信号: 端子37-42 :脉冲输入信号,双窄低脉冲信号。 端子35 : 脉冲封锁信号,低电平有效。 输出信号: 端子1-6 : 一柜脉冲输入信号 端子9-14: 二柜脉冲输入信号 端子15-20:

15、 三柜脉冲输入信号 端子23-28: 四柜脉冲输入信号 端子2934: 脉冲监测信号,脉冲末放板PPF,WLZ励磁培训资料（2005）,脉冲末放板PPF,（一） 脉冲放大电路 触发脉冲由前级预放板初级放大后，在本板内进一步放大至脉冲隔离后触发可控硅。由于六路触发脉冲放大电路原理完全一样，下面以1#可控硅触发脉冲为例说明，其余类推。 来自预放板的触发脉冲经电阻R6驱动晶体管V18，当有脉冲时V18导通，为V24提供基极电流，V24导通为脉冲变提供基极电流，脉冲变副边则输出相应的脉冲驱动可控硅，反之则V24截止，脉冲变无激励电流，副边无脉冲输出。 （二）脉冲阻塞电路:（无刷未用） 为防治系统故障情

16、况下事故进一步扩大，本电路设计实现了功率柜熔断器熔断阻塞脉冲，灭磁开关跳闸联动阻塞脉冲及脉冲变电源电压过低脉冲阻塞功能，一旦上述故障发生，则V3饱和导通，当预放板有脉冲输出时，V6导通，钳位V8基极电压在1V左右，而V18射极电位在5V左右，因此V18基射极反偏而截止，预放脉冲被阻塞，反之V3截止，V6截止，预放脉冲不受控制。 输入输出信号: 端子1、2、3、4、5、6为脉冲输入端子 端子7、8、23、24、25、26、27、28为电源输入端 端子31、32、33、34为功率柜熔断器熔断阻塞及灭磁开关跳闸联动阻塞端（未用） 端子35-36、37-38、39-40、41-42、43-44、45-

17、46为脉冲输出端。,脉冲监视板PS,WLZ励磁培训资料（2005）,脉冲监视板PS,（一）脉冲间距过窄监视 由脉冲形成板输出的双窄脉冲经逻辑转换后,D8相或后形成间隔60的正脉冲列,每个脉冲的下降沿触发单稳触发器D12A,单稳宽度由RP1调整,调整宽度不超过 50。单稳输出与正脉冲列相与,当脉冲列宽度小于50时,报出脉冲故障。 （二）脉冲过少监视 经D9相或后形成的间隔60的正脉冲列, 每个脉冲的上升沿触发单稳触发器D12B，单稳宽度由R16与C2决定，当脉冲正常时输出正脉冲列，当单稳输出为正时电子开关D15A1-2闭合C3短接，电容放电，当丢失脉冲时电子开关不能正常闭合，电容C3充电，当电容

18、电压超过设定值时报出故障。 （三）脉冲过多监视： 任意5路双窄脉冲相或与另一路双窄脉冲相与，如不多脉冲时D10始终为高电平，如多脉冲D10为低电平, 报出脉冲故障。 （四）脉冲监视闭锁 当机端电压低于70%时,端子41输入低电平信号,脉冲监视闭锁。 （五）脉冲监视复归 端子42为复归信号,当PS板上复归按钮按下或复归令投入时,复归PS板故 障信号。,通道切换板CHOV,WLZ励磁培训资料（2005）,通道切换板CHOV,本板作为逻辑综合单元包括通道投入、脉冲监视闭锁、故障综合、切换等号。 （一）通道投入 CHI/CHII开关量输出板输出通道运行信号,A31K01/A31K02激磁,常开触点4-

19、8闭合, A31K05/A31K06,A31K12/A31K13激磁,使A31K12/A31K13常开触点13-9闭合,通道投入。 （二）脉冲闭锁 CHI/CHII开关量输出板输出脉冲监视闭锁信号,A31K16/A31K17激磁,常开触点4-8闭合,闭琐脉冲监视板。 （三）复归 CHI/CHII开关量输出复归信号,A31K07,A31K14,A31K15同时激磁A31K76-4、11-13常闭触点复归CHI,CHII通道故障点。A31K15 4-8、13-9常开触点闭合复归CHI/CHII通道PS板故障。 （四）通道故障综合 CHI/CHII看门狗、复位信号、通道主机故障、通道电源掉电故障综合

20、输出激磁A31K08/A31K09,其常开触点4-8闭合激磁A31K03/A31K04/、A31K10/ A31K11、A31K03/ A31K04常开触点4-8自锁故障,同时A31K03/A31K04常闭触点打开,切除运行通道,A31K10/ A31K11常开触点13-9闭合,强行投入备用通道。,WLZ系列微机励磁系统原理,WLZ励磁培训资料（2005）,WLZ系列微机励磁装置系统原理,1. WLZ-2D励磁装置的系统框图 WLZ-2D励磁装置的主要特点 WLZ-2D励磁装置功率柜 WLZ-2D起励装置的选择 WLZ-2D灭磁及转子过电压保护柜,系统原理-原理框图,WLZ励磁培训资料（200

21、5）,原理框图,调节规律丰富，动态品质优越 功能齐全，满足不同类型励磁系统、发电机组和电力系统的要求 如同无迟滞调节系统，运算频度高达1KHZ，采集频率200KHZ 32位66MHz高速嵌入式工业PC，PC104总线的持续支持 内置80位超越函数级强力硬浮点处理器； 掌中体积，瓦级功耗，原装板件，恶劣环境下的工作能力 网络化调节器，百兆位储存媒介，满足工厂信息化要求 交流采样，软件给定，数字移相，硬件大为减少 精确的计算定时，多任务高可靠性软件体系 C语言编程，模块化封装，结构简洁，易于掌握,系统原理- 主要特点1,WLZ励磁培训资料（2005）,主要特点,系统原理- 主要特点2,WLZ励磁培

22、训资料（2005）,主要特点-可靠性措施,真正的100%冗余结构 32位计算机的快速处理能力动态品质的保证 高效、安全、易于掌握的软件体系 建立在丰富经验上的控制调节功能 自动电压调节AVR 自动励磁电流调节FCR 负荷电流补偿LCC,1. 主电路型式选择 电路选用三相全控桥整流电路,采用自并激励磁方式,励磁变压器采用Y/-11接线方式。 主电路简图 功率柜采用14四柜并联方式。,系统原理- 功率柜1,WLZ励磁培训资料（2005）,功率柜,2. 容量与晶闸管选择 冷却方式 热管散热器+强迫通风设备 均流措施 可控硅筛选工艺+等长电缆,系统原理- 功率柜2,WLZ励磁培训资料（2005）,功率

23、柜,功率柜,高反压大电流晶闸管 热管散热器 自冷式设计 1200A单柜出力 辅助风冷增加出力 交直流过压保护 内置脉冲放大单元 10KV耐电压脉冲变压器 90%均流系数 N+1冗余方式,WLZ励磁培训资料（2005）,3. 起励装置的选择 交流起励 直流起励装置或两者兼有,系统原理- 起励装置的选择,WLZ励磁培训资料（2005）,起励装置的选择,1. 关于灭磁开关的选型,系统原理- 灭磁及转子过电压保护柜-灭磁开关选择,WLZ励磁培训资料（2005）,灭磁及转子过电压保护柜,2. 灭磁电阻的选型 线性灭磁电阻 非线性灭磁电阻,系统原理- 灭磁及转子过电压保护柜-灭磁电阻的选型,WLZ励磁培训

24、资料（2005）,灭磁及转子过电压保护柜,3.转子过电压保护,系统原理- 灭磁及转子过电压保护柜-灭磁电阻的选型,WLZ励磁培训资料（2005）,灭磁及转子过电压保护柜,灭磁和过电压保护装置,移能型灭磁开关 灭磁电阻、转子过电压保护装置 轴电压吸收装置、起励装置,WLZ励磁培训资料（2005）,1. 操作原理 WLZ-2D操作说明,操作原理,WLZ励磁培训资料（2005）,WLZ系列微机励磁操作原理,主控机箱、触摸屏,WLZ励磁培训资料（2005）,主控机箱、触摸屏,在调节器的位置,主控机箱（放大） 触摸屏 （放大）,主控机箱、触摸屏-1,WLZ励磁培训资料（2005）,主控机箱、触摸屏-1,

25、主控机箱 脉冲形成板&ADP板（IPB&ADP） CPU板（CPU） CDT800板（C800） CSD板（CAN） DM5810板（D5810) DM406板（D406),主控机箱-CPU板,WLZ励磁培训资料（2005）,主控机箱-CPU板,CPU板技术特点P1 高速嵌入式486DXCPU：主频66MHZ； 内置附点运算协处理器； 在板内存：4M64M(32位操作)； 两个16C550高速串行口； 一个双向数据并行口； 快速IDE控制器(可选)，可支持LBA硬盘； 7个DMA，14级中断，3个计数器； PC/AT键盘接口，0.1W 扬声器接口；,主控机箱-CPU板2,WLZ励磁培训资料（2

26、005）,主控机箱-CPU板,CPU板技术特点P2 实时时钟； 在板固态盘(SSD)插座支持； 64K1M字节EPROM SSD(无需跳线)； 2M72M字节可读写盘(可选配)； EEPROM可靠存放系统及用户配置(无需电池)； 看门狗保证系统不死机； 电源要求：5V，1.84.8W； 可扩展温度范围：4085度。,主控机箱-CDT800板,WLZ励磁培训资料（2005）,主控机箱-CDT800板,数字脉冲形成板-CDT800板技术特点 5/10个16位计数/定时器； 在板频率源：5MHZ； 16路可编程TTL/CMOS 数字量I/O； 位总线方式； 电源要求： 单5V，5%； 直接与PC/1

27、04CPU 模块及扩展模块相栈接； 结构紧凑,PC/104标准尺寸：9096mm； 低功耗、坚固和高可靠。,主控机箱-CSD板,WLZ励磁培训资料（2005）,主控机箱-CSD/CSM板,SysExpanModule/CSM板技术特点 2个相互独立、符合CAN协议2.0B的 CAN总线控制器； 2个相互独立的串行通信口，每个串口 均可设置为RS232C/RS485/RS422工作 模式； 1个完全Centronics兼容的双向并口； CAN以内存映射方式与主机通信，串、并口以I/O方式与主机通信；,主控机箱-CSD板2,WLZ励磁培训资料（2005）,主控机箱-CSD/CSM板,SysExpa

28、nModule/CSM板技术特点 CAN控制器配有1351个字节的报文收发缓冲器，串行通信口配有16个字节的数据收发缓冲器，有效地减少主机开销及报文/数据丢失的可能性； CAN总线收发速率可编程设定，速率范围为5 kb/s1000 kb/s，分11级； WATCHDOG及EEPROM功能，重要现场数据可自动保存； CAN总线接口以光电耦合隔离，自带隔离电源，隔离电压达1500V以上；,主控机箱-CSD板3,WLZ励磁培训资料（2005）,主控机箱-CSD/CSM板,SysExpanModule/CSM板技术特点 多个可灵活选择的中断请求线 及端口读写基址(BA)； PC/104标准尺寸（909

29、6mm），与 PC/104 CPU及扩展板直接栈接； DC+5V操作电压，低功耗的CMOS 电路设计。电源消耗250mA； 可扩展工作温度 -4585,主控机箱-DM5810板,WLZ励磁培训资料（2005）,主控机箱-DM5810板,开关量I/O板-DM5810板技术特点 8路可编程TTL/CMOS 数字量I/O； 三个16位、8MHZ定时器/计数器(或5MHZ)； 8位总线方式； 电源要求： 单5V，5%； 直接与PC/104CPU 模块及扩展模块相栈接； 结构紧凑,PC/104标准尺寸：9096mm； 低功耗、坚固和高可靠。,主控机箱-DM406板,WLZ励磁培训资料（2005）,主控机

30、箱-DM406板,A/D/A转换板-DM406板技术特点 8路差动/16路单端模拟量输入(A/D)； 2路12位模拟量输出(D/A)； 100K采样频率、12位精度； 三种模拟输入范围：5V，10V，010V； 过压保护：35V； 三个16位、8MHZ定时器/计数器(或5MHZ)； 24路TTL/CMOS兼容的数字量I/O； 8位总线方式； 直接与PC/104CPU 模块及扩展模块相栈接； 结构紧凑,PC/104标准尺寸：90X96mm； 低功耗、坚固和高可靠。,主控机箱、触摸屏-2,WLZ励磁培训资料（2005）,主控机箱、触摸屏-2,触摸屏,1、模拟量： 三相机端电压 Uga、Ugb、Ug

31、c 三相定子电流 Iga、Igb、Igc 三相阳极电压 Usa、Usb、Usc 励磁电流 Ie 2、开关量： 主开关分，灭磁开关分，机组故障, 整流柜(桥)故障 投励令，逆变令，增磁，减磁，运行方式 灭磁开关合闸（分闸） 3、触发脉冲：,信号联络,WLZ励磁培训资料（2005）,信号联络（一）,信号联络,调节、限制原理,WLZ励磁培训资料（2005）,数字给定及PID调节原理 数字给定控制； 有功、无功补偿； V/Hz限制； 通道间的跟踪； 限制门控； PID调节； 原理图,调节、限制原理-2,WLZ励磁培训资料（2005）,限制器及限制机理 过励限制器 P/Q限制器（低励限制）； V/Hz限制器； 原理图,