MEC系列微机励磁控制器功能说明

MEC励磁控制器功能说明§1-1 自动起励起励方式由面板上的“起励方式”按键选择。

微机上电后处于等待状态，当接收到开机令和检测到95%转速的频率信号，则按事先选择的起励方式自动起励。

如果未选择起励方式，则自动按照Ug方式起励升压至100%机端电压。

在带直流励磁机励磁方式下一般可残压起励。

如果发电机残压太低，则自动投入外界起励电源助磁，如果经5秒钟后起励未成功，则报起励失败信号并停发触发脉冲。

由运行人员检查起励回路及可控硅整流电源。

再次起励前，需按“逆变”按钮清除起励失败标志，再按“手动起励”按钮进行起励操作。

在调试中进行起励试验，可按面板上的“手动起励（或试验）”按钮。

需要注意的是“手动起励”信号是“开机命令”信号和“95%转速”信号的替代。

即当按下“手动起励”按钮，不判断发电机转速或频率，如果其它相关条件满足后直接发出起励脉冲。

§1-2 三种起励方式（1）恒机端电压起励方式这种起励方式是将我们所需要的机端电压作为起励给定值，机组转速达到额定后，如果给励磁控制器起励命令，系统不断地将机端电压与给定值进行比较，最终将机端电压调节到设定值，并保持恒电压运行方式。

在MEC系列调节器中，恒机端电压起励方式的缺省给定值为100%Ug，即选择恒机端电压起励方式后，如不调整给定值，机组将按100%机端电压起励。

但我们也可以通过小键盘在20%Ug到110%Ug之间任意给定。

因此，这种方式特别适合发电机递升加压和空载特性试验。

（2）恒转子电流起励方式这种起励方式是将我们所需要的转子电流作为起励给定值，机组转速达到额定后，如果给励磁控制器起励命令，系统不断地将当前转子电流与给定值进行比较，最终将转子电流调节到设定值，并保持恒转子电流运行方式。

在MEC系列调节器中，恒转子电流起励方式的缺省给定值为10%Ifn，即选择恒转子电流起励方式后，如不调整给定值，机组将按10%转子电流起励。

但我们也可以通过小键盘在5%Ifn到65%Ifn之间任意给定。

恒转子电流起励方式与机端电压无关，因此，这种方式特别适合发电机做短路试验或发电机短路干燥（必须做相应的措施）以及当PT测量回路故障又必须开机的情况下。

（3）跟踪母线电压起励这种起励方式是将系统电压作为起励给定值，当励磁控制器收到起励命令后，系统不断地将机端电压与系统电压比较，最终将机端电压调节到与系统当前电压一致。

很显然选择这种起励方式后，起励给定值是不能调整的。

注意：MEC系列励磁控制器的缺省起励方式为恒机端电压起励方式，即当起励方式选择的三个琴键开关均未按下时，系统默认为恒机端电压起励方式。

§1-3 三种运行方式（1）恒机端电压运行这种运行方式是以机端电压为调节对象，即始终维持机端电压为恒定。

因此，励磁控制器在运行中不断地采集发电机端电压并与给定值比较，从而计算出调节误差，确定出相应控制量以保证发电机电压与给定值相等。

很显然，这种运行方式发电机的无功负荷会随着系统电压变化而变化——系统电压升高发电机无功减小，系统电压降低发电机无功增大。

发电机转子电流也会随电压调节而变化。

事实上MEC 系列励磁控制器采用线性最优控制，系多变量调节，其调节误差还与机组有功、频率的变化量有关，在并网运行中，其控制增量由下式决定：][t V P V K K P K D ∆+∆+∆-=∆ωωα其中，∆P 、∆ω称为阻尼项，能够为系统提供合适的阻尼，抑制系统低频振荡。

（2）恒转子电流运行这种运行方式是以发电机转子电流为调节对象，即始终维持发电机转子电流为恒定。

因此，励磁控制器在运行中不断地采集发电机转子电流并与给定值比较，从而计算出调节误差，确定出相应控制量以保证发电机转子电流与给定值相等。

同样，这种运行方式发电机的无功负荷会随着系统电压变化而变化——系统电压升高发电机无功减小，系统电压降低发电机无功增大。

这种运行方式控制增量与机端电压无关，因而没有强励功能。

（3）恒无功运行这种运行方式是以发电机无功为调节对象，即始终维持发电机无功为恒定。

励磁控制器在运行中不断地采集发电机定子电压和定子电流并计算出无功与给定值比较，从而计算出调节误差，确定出相应控制量以保证发电机无功与给定值相等。

这种运行方式发电机的机端电压会随着系统电压变化而变化——系统电压升高发电机电压就高，系统电压降低发电机电压降低。

同样这种运行方式控制增量与机端电压无关，因而没有强励功能。

§1-4 运行方式的转换（1）前面已经提到，在MEC 励磁中有三种运行方式。

这三种运行方式均可相互无扰动切换。

在空载运行时，用机端电压方式起励和跟踪母线电压起励方式起励后励磁控制器均保持在恒电压方式运行、只有恒转子电流起励后励磁控制器在恒转子电流方式运行，但是无论空载在何种方式运行，发电机一但并网，只要无“限制”信号和相应故障信号，励磁控制器会自动转换到恒电压方式运行。

（2）运行方式的自动转换当出现PT 断线故障、功率柜故障后自动转换到恒转子电流运行。

PT 断线故障恢复后，再自动转换为断线前运行方式。

这是因为PT 断线后，电压采样将会降低，如不转换到恒转子电流运行势必会引起误强励。

当励磁系统发出无功过载和欠励限制动作信号时，系统将会自动转换到恒无功运行方式，当限制信号解除时，会自动恢复到以前的运行方式。

当系统由于某种原因，强励限制动作，励磁控制器也会自动转换到恒转子电流运行方式。

同样，强励限制消除后，系统会自动恢复到以前的运行方式。

（3）运行方式的手动转换无论何时，运行方式都可通过小键盘进行手动转换。

具体操作命令详见随机《MEC 励磁系统用户手册》。

§1-5 在线机切换MEC 励磁系统是1个冗余系统。

在MEC-3X 三机系统中Ⅰ、Ⅱ套是完全冗余的，也就是说它的硬件、软件、功能完全相同。

Ⅲ套是一个后备通道，只有恒转子电流运行方式，通常称为手动通道。

正常时，只有1套在线工作，其它2套均处于热备用状态。

Ⅰ、Ⅱ套之间没有优先级别，谁先上电谁在线工作，除非人为切换。

在运行过程中在线机接受操作调节命令，并发出相应控制量、控制命令及故障信号；非在线机在运行中，始终跟踪系统参数（给定值等于实际值，由于给定值采用标幺值，因此在不同运行方式下给定值是不相同的），并接受在线机通过RS232通讯口传送来的控制角。

在MEC-2XB3双机系统中，Ⅰ、Ⅱ套是完全冗余的。

在MEC-2XB2双机系统中Ⅰ套是自动通道，Ⅱ套是备用通道。

MEC励磁控制器通道切换是用硬件方式实现的。

由于在双自动通道中采用2套PT分别供给Ⅰ、Ⅱ套电压信号，所以当PT断线后双机之间会自动切换。

前面已经说到，非在线机总是在自动跟踪系统实际参数并接受在线机的控制角，因而这种双机切换是无扰动的。

当工控机自检也可通过软件发出通道切换命令，然而这种软件切换仍是通过相应硬件来实现的。

无论何时，只要非在线机处于正常工作状态均可进行手动切换，甚至直接将在线机停电，让其切换。

同样这种切换是无扰动的。

§1-6 逆变灭磁三相全控静止励磁的最大优点是能够逆变灭磁。

所谓逆变是指三相全控整流桥的控制角限制在90︒-180︒内，而且输出的平均电压为负。

此时全控桥是将直流电能变为交流电能，并反馈回到交流电网中去。

在全控桥励磁系统中，利用逆变原理可将贮存在发电机转子线圈中的磁场能量变换为交流电能并馈回交流电源，以迅速降低发电机的定子电势，实现快速灭磁。

在MEC励磁系统中逆变角设为120︒。

发电机处于空载运行状态，如需要手动逆变，可按面板上的“逆变”按钮。

如果发电机已并网运行，则自动封锁“逆变”按钮，“逆变”按钮无效。

发电机处于空载运行状态时，以下情况将自动逆变：(1)检测到“停机令”；（可调整）；(2)发电机频率低于45HZ(3)发电机空载过电压。

§1-7 调差率在线整定调差又称为无功补尝。

几台发电机并联运行，母线的电压水平和机组间的无功功率分配，主要取决发电机的电压调节特性（即Ug = f(Ir),Ir为发电机无功电流）。

发电机的电压调节特性有三种形式：零调差、正调差、负调差。

电压调节特性通常用调差系数来度量。

即δ = (Ug0 – Ugn)/ugn⨯100%。

其中Ug0为发电机空载电压，Ugn发电机额定无功功率时电压。

如图所示：在MEC励磁系统中调差系数是可以通过软件在±30%之间设定的。

或通过小键盘在线修改。

一般在投运前先根据用户的要求设定调差率。

如果现场要求改变调差率，可以通过小键盘在线整定。

整定范围为0～±30%，全程均匀分档，档距1%，并可显示调差率当前值。

须注意的，调差率在线修改后，只要工控机不逆变，将一直保该调差系数运行，否则调差系数会自动恢复到初始设定。

当设定为非零调差时，励磁控制器在运行中，如果发电机处于并网状态，在线机的给定值会随着无功变化而变化。

即Ref=Ref0-δ*Q，Ref0为空载时的给定值。

§1-8 自动跟踪为保证微机间相互切换（自动或手动）平稳、无冲击扰动，装置设有自动跟踪功能。

非在线机的给定值跟踪本机的运行方式测量值；非在线机的控制角α自动跟踪在线机的控制角α。

§1-9 ±10%阶跃平稳转换装置的V40计算机单元设有空载±10%阶跃功能，在机组空载运行时，通过小键盘操作，可使机端电压给定值作+10%或-10%阶跃，供阶跃响应试验用。

此功能在负载状态自动闭锁。

§1-10 励磁限制励磁限制对发电机及励磁系统的安全运行具有重要意义。

MEC微机励磁控制器设有下列五种励磁限制。

值得注意的是这些限制的目的主要是为了保护励磁系统或发电机组本身，也就是说通常这些信号发出并不是说励磁系统本身故障，而是由于系统或其它原因使得励磁系统输出异常，为了保证励磁系统和发电机的安全不得不采取的一种保护手段。

1.10.1瞬时/延时过励磁电流限制设置这一限制的目的是防止励磁绕组较长时间过电流而过热。

限制曲线按发热量大小作成反时限特性，并考虑当电力系统中发生短路，应保证机组强励到顶值，不受限制，反时限特性的设计曲线示意图如十二所示。

实际限制参数根据用户要求设定。

过励倍数30 60 90 120 t(s)图十二瞬时/延时过励磁电流限制曲线当励磁电流小于或等于额定励磁电流的1．1倍，不限制；当励磁电流超过1．1倍，经过相应的延时后立即限制到1．1倍额定励磁电流运行。

1.10.2功率柜停风或部分功率柜退出时限励磁电流当功率柜部分退出或停风，输入微机的有关开关量变位，由微机进行逻辑判断后进行励磁限制，限制参数根据用户要求设定。

如果系统由多路整流桥并列运行，通常少于1/2桥路退出时，励磁系统不作限制，即满足包括强励在内的任何工况运行。

当1/2桥路退出时，应满足包括1.1倍额定工况在内的任何工况运行。