GEC300技术说明书 - 图文 (3)

6 适用范围与使用环境

GEC-300励磁控制系统普遍适用于各种可控硅励磁系统，例如 ? 大、中型汽轮发电机自并励励磁系统 ? 大、中型水轮发电机静止整流励磁系统 ? 带励磁机的机端间接自并励励磁系统 ? 带励磁机的三机励磁系统等

? 对其他的励磁方式是否能适用，欢迎与我们联系咨询。

GEC-300励磁控制系统的使用环境 及条件为：安装地点 户内 海拔高度： 地震烈度 环境温度： 日温差 月平均最大 相对湿度（25℃） ≤ 海拔2000米 ≯7度（按8度设防，水平加速度0.2g） -15℃— +45℃ ≯25℃ ≯ 90%

6.1 静止式自励励磁系统(GEC-31X)

对于新建的大中型汽轮发电机组，自并励励磁系统是一种优先的的选择。因为这种励

磁方式具有可以降低厂房造价、减少机组轴系长度、简化励磁系统接线等优点。此外自并励励磁系统为固有高起始响应系统，具有快速响应的性能。自并励励磁系统的典型接线如下图所示。

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6.2 具有直流励磁机的间接自励系统

对于具有直流励磁机的水、火电机组,传统上采用电磁型相补偿式励磁调节器,由于运行多年,设备有待更新。另外,依据现代电力系统运行的要求,励磁系统应具有较高的励磁电压响应比。针对这一要求,本公司推出了GEC-32X系列间接自励系统,如下图所示。

间接自励系统的优点是在保留原有设备的基础上,利用自励励磁系统快速性的特点,改善了励磁系统的性能。由于原有的直流励磁机具有功率放大的作用,为此作为自励系统电源的励磁变压器ET其容量是较小的。

6.3 三机励磁系统(GEC-33X)

三机励磁系统是指具有主、副励磁机的它励静止二极管励磁系统，如下图所示。

在我国火电机组中，三机励磁系统是一种应用较广泛的励磁方式。对早期产品，励磁调节器为电磁式结构，惯性时间常数较大，其后改用分立组件的模拟式励磁调节器，但由于功能模块数量过多，给调试及维护带来诸多不便。基于上述情况，本公司励磁部对100MW及以上容量级的三机励磁系统进行了研究，并完成了以GEC系列微机励磁调节器为基础的，适用于三机励磁系统的方案。

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6.4 晶体开关管式微机励磁系统（GEC-34X）

作为晶体开关管的电力元件原采用巨型晶体管GTR（Giant Transistor）以及功率场效应管（MOS-Power），目前则采用性能更加优越的绝缘栅双极型大功率晶体管IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）作为开关管元件用。开关管式调节器结构简单、易于维护，可用于直流励磁机励磁系统。

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第二部分 软件功能

1 功能规范

软件是GEC-300励磁控制系统的控制核心，大部分功能都是靠软件实现的。 GEC-300励磁控制系统的软件功能满足：

《大型汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件》DL/T 843－2003 《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》DL/T 650－1998

《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》DL/T583-1995 《同步电机励磁系统》GB/T7409-1997的技术要求。

a) 励磁系统满足发电机发电、进相、同期(手动准同期、自动准同期)等运行方式要求。

b) 励磁系统保证当发电机励磁电压和电流为发电机额定负荷下励磁电压和电流的

1.1倍时能长期连续运行。

c) 励磁系统强励倍数不小于2倍额定励磁电流，强励时间不小于20s。 d) 励磁系统保证发电机静差率在0.05%之内，投纯积分时为零。

e) 在发电机空载运行情况下，频率值每变化1%，励磁调节系统保证发电机电压的变

化小于额定值的±0.25%。

f) 在发电机空载运行状态下，自动励磁调节器的整定电压变化速度，不大于额定电

压1%/s，不小于额定电压0.3%/s

g) 励磁系统的年强迫退出比不大于0.05%，强迫停运次数不大于0.10次/年。 h) 励磁系统各部件设备及柜屏能很好适应电厂灰尘、振动等环境条件。 i) 整套励磁系统保证连续运行30000小时而不退出运行。

j) 在下述厂用电电源电压及频率偏差范围内，励磁系统保证发电机在额定工况下长期连续运行：交流380/220V系统，电压偏差范围为额定值的±15%，频率偏差为-3～+2Hz。直流220V系统，电压偏差为额定值的-20%～+15%。

k) 励磁系统在机端电压频率为45～55Hz范围内，保证维持正确工作，并保证强励和快速减励能正确动作。

l) 励磁调节器装设电力系统稳定器(PSS)，其有效功率范围为10%～150%的额定值（可在线整定），有效频率范围为50±0.15～2.2Hz，可根据用户需要设置为自动投退或远方手动投退。

m) 励磁系统满足GB/T14958.9 10 13 14（idt IEC60255－22, evqIEC60255－5）、GB/T17626. 5.6（idtIEC61000-4－5-6）等抗电磁干扰试验标准提出的要求，在受到下列级别的干扰时不发生误调、失调、误动、拒动等情况：

1） 1MHz(100kHz)脉冲群抗扰度试验3级（共模2.5 kV，差模1 kV）。 2） 静电放电抗扰度试验3级（接触放电6 kV或空气放电8 kV）。 3） 辐射电磁场抗扰度试验3级（试验场强10V/m）。 4） 快速瞬变抗扰度试验3级（开路输出试验电压峰值和脉冲重复率在供电

电源端口2 kV/5kHz，在输入/输出信号、数据和控制端口1 kV/5kHz）。 5） 浪涌（冲击）抗扰度试验3级（2.0 kV）。

6） 工频磁场抗扰度试验4级（稳定磁场强度30A/m）。

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n) 励磁系统参数（如增益、时间常数、调差、调压速度、起励电压、各种保护定值等）可在线实时整定。最优整定值由用户在现场决定。

o) 励磁系统能就地和通过机组的就地单元LCU（Local Control Unit）进行控制和调节。在电站计算机监控系统自动控制下，励 磁系统能使单台机组和并联机组保持稳定运行。

p) 励磁系统为计算机监控系统提供必需的接口和输出（RS485），可经RS485/RS422转换成RS232接口，接口采用I/O和通信两种方式并存。

2 软件的可靠性设计

微机控制系统的软件可靠性直接影响了系统的可靠性。软件工程学告诉我们，大型复杂的软件是不可能做到100%无错误的。对微机励磁等关键性控制系统，系统出现可靠性问题时会导致严重后果。为此我们在硬件上采取了一定的措施，比如全双置等，在软件上也采取了相应的措施，以保证软件达到近乎100%正确率，即使在极端情况下发生错误，也应尽可能地限制故障的范围，避免导致严重的结果。

我们将软件的开发过程视为与产品的生产过程是等同的，每个环节都必须执行严格的质量管理，控制标准，只有这样才能生产出高可靠性的软件产品。在这个过程中，结构化软件设计思想是最为根本的一点，也正因为严格管理，GEC产品投运至今没有出现过死机和失控等现象。

2.1结构化软件设计的重要性

“软件危机”导致人们对如何提高软件的开发效率， 软件产品的质量及可维护性方面作了大量的研究，并且专门研究上述问题的新学科\软件工程学\越来越受到重视。但在偏重于硬件的控制领域开发、研究中，人们往往还没有软件工程，软件管理的概念，导致了一系列的问题。

? 对软件开发成本和进度估计不准确。实际成本比预算高一个数量级，实际进度拖延几个

月甚

至几年的现象并不罕见。

? 用户对\已完成\的软件系统不满意的现象经常发生。 ? 软件产品的质量往往不可靠。

? 软件常常是不可维护的。很多程序中的错误很难改正，并且适应新要求的能力也很差。 ? 软件没有适当的文档资料。计算机软件不仅仅是指程序清单，还包括一整套完备的文档

资料。

为了提高软件开发效率及软件质量，可靠性， 可测试性及可维护性，最有效的办法就是养成结构化程序设计风格(Structured Programming)，结构化设计出来的子程序不但其本身具有模块特性,单入口，单出口,而且其内部也是由若干子模块组成。 模块特性对测试及维护是很方便的。模块具有以下五种结构：

? 顺序结构(DO结构)

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