【2017年整理】新MNSE-3A型使用说明书(不带刀闸).doc

一、概述 1.1介绍 MNSE-3A型微机非线性励磁控制装置是我中心针对中小型发电机组设计的自并励励磁控制装置。它是非线性控制理论与计算机技术、电力电子技术相结合的新型数字励磁装置。 本使用说明书是为MNSE-3A型微机非线性励磁控制装置的正确使用、维护、安装以及调试提供技术数据及信息。本使用说明书的使用人员应具备一定的电气操作知识及基本电工知识。正确使用和维护本装置，还应了解和掌握电机运行、电力电子和发电机励磁方面的知识。 1.2控制单元 该装置采用先进的MCS-8097单片机及外围电路构成，实现了全数字化工作方式，采用直接反馈线性化法非线性控制规律，能适应发电机各种运行状态的调节要求，特别是大扰动情况下的快速稳定性。 选用高可靠性的变送器采集定子电压、定子电流、励磁电流，经A/D转换后送入计算机。其中U1采集励磁TV信号；U2采集仪表TV信号；U3采集系统TV信号；U4采集可控硅输出直流电流；U5为有无功组合变送器，采集仪表TV和定子电流TA信号。 1.3功率单元 功率单元采用性能可靠的晶闸管整流桥模块，选用三相全控电路，可实现快速励磁方式。晶闸管整流桥模块交、直流侧设有过电压保护，采用快熔作为过电流保护，保证了其工作的可靠性。 1.4机械结构 MNSE-3A型励磁控制装置包括励磁调节器屏、三相励磁变压器、电流互感器、电压互感器和灭磁电阻等。 励磁调节器屏从机械结构上分为机箱、屏体和摇门三大部分。电路板及各种量测变送器装入机箱后安装于屏体内。机箱尺寸为550×450×200。出线端子排在屏体内左、右两侧，电缆可从屏体底部引入，所有量测信号及辅助电源均由隔离端子引入。既可近地操作，也可在控制室发电机控制屏上远方操作。 1.5非线性原理介绍 我们知道，大多数工程系统都是非线性的，应该承认，其中确有不少的一部分可以在基本满足工程需要的条件下将其在某一平衡点处加以近似线性化，按照线性原理实施控制。但是对于电力系统，在分析它的大干扰稳定性与动态品质时，就不宜把它近似地作为线性系统处理，否则控制效果就不会令人满意。MNSE-3A微机非线性励磁控制装置采用直接反馈线性化非线性控制原理，对发电机实施实时跟踪控制，具有控制精度高，响应速度快的特点。其控制规律如下： 二、电源部分 2.1整流桥电源 晶闸管整流桥模块的交流电源由接在发电机出口的三相励磁变压器供给，励磁变压器应保证提供足够的励磁电流，除此主要功能外，它还有限制励磁侧最大短路电流的作用。 励磁变压器低压侧输出经空气开关接至晶闸管整流桥，晶闸管整流桥的输出经灭磁开关接至发电机励磁绕组。 2.2控制电路的电源 直流控制电源有两路，取自厂用直流系统。除用作操作控制电源外，更重要的是给计算机提供工作电源。 两路直流电源通过二极管和稳流电阻加以保护，经断路器QM2、QM3送至SA3进行总控制，便于检修和维护。 2.3同步电源 同步电源用于控制脉冲与晶闸管整流桥电源同步。所以采用励磁变压器的输出作为同步电压的输入，该电压经同步变压器后送至计算机。 2.4风机及起励用电源 模块风机用电源(AC220V)取自厂用电，经断路器QM1引入，并通过按钮控制模块风机。起励用电源(AC380V)取自厂用电，经断路器QM1引入。机箱内冷却风机的电源采用机箱内的24伏。 2.5灭磁开关直流合闸电源 灭磁开关直流合闸电源（220V）取自厂用直流系统，不能和计算机使用同一路电源。 三、调节与控制电路的主要功能 MNSE-3A功能齐全，可供用户灵活选择；MNSE-3A设有多种励磁限制功能，为机组安全运行提供了可靠保证。MNSE-3A的主要功能如下： 1、手动运行方式（励磁电流调节通道） 手动运行方式也即恒IL方式，维持发电机励磁电流在给定ILg水平上。电流调节通道一般作为主通道的备用通道，以提高调节器的可靠性，电流调节通道也允许长期运行。 励磁电流调节由软件实现，控制器根据励磁电流量测值与内部电流给定信号差值，进行NEC非线性调节。与电压调节通道不同的是：电压调节通道以发电机机端电压为控制量，用以稳定发电机端电压，电流调节通道以励磁电流为控制量，用以稳定励磁电流。 电流调节通道原理框图： 2、自动运行方式 自动运行方式为主通道，由三种方式可供选择： 【1】UF方式：维持发电机机端电压在给定Ug水平上。 【2】恒Q方式：发电机并网运行时，维持发电机输出的无功功率在给定Qg水平上。 【3】恒COSΦ方式：发电机并网运行时，维持发电机运行的功率因数COSΦ在给定水平上。 为了保证发电机运行于安全稳定的范围内，电压调节通道配置了完善的限制和保护功能，这些功能包括：励磁电流顶值限制、过励反时限限制、欠励限制等功能，分别用于发电机过励区和欠励区限制，以保证发电机在电网发生扰动而使发电机运行状态超出允许范围时，发电机仍能安全运行。