供应双通道励磁装置

1.1　基本配置

MKGLFF型全数字微机励磁装置主要适用于发电机励磁电流500A及以下自并励励磁系统。自并励励磁系统一般由励磁控制器、功率整流部分、灭磁开关、励磁变压器等构成。励磁控制器是励磁反馈控制的核心部分。功率整流部分是由大功率可控硅组成的三相全控整流桥。

MKGLFF型全数字微机励磁装置采用单柜结构，柜内包括励磁控制器、大功率整流桥、灭磁开关，外部配有励磁变压器。DLKF-S01型为单置励磁调节控制装置；而DLKF-S02型为双置励磁调节控制装置，两套励磁调节控制装置互为备用运行，每套励磁调节控制装置均能满足包括强励在内的发电机各种运行工况对励磁的要求。请参考《附录一 MKGLFF标准设计图》。

MKGLFF型全数字微机励磁装置包含了以下三个部分：

1）  励磁控制器：励磁反馈控制的核心部分；

2）  大功率整流桥：大功率三相全控整流桥及输入刀闸；

3）  灭磁及过电压保护装置：灭磁开关、非线性灭磁电阻及过电压保护装置。

1.2　励磁控制器

MKGLFF型全数字微机励磁控制器把中央处理单元（CPU+ PSD9××）、数字开关量、模拟量输入、A/D转换、六相脉冲、与外部串行通讯等集成在一块电路板上，这样在完成励磁控制的基础上具有更高的可靠性。

1、CPU：

中央处理器：          TI公司 DSP TMS320F2812/LF2407 或Intel公司MCS系列CPU

工频频率：           60MHz/20MHz

高速输入：           4HSI

高速输出：           6HSO

定时器：                     2个硬件定时器＋4个软件定时器，16位

串行口：                     全双工，9600/19200 BPS

2、A/D：

CPU片内A/D

分辨率：                     2-12

转换时间：           10.5us

通道数：                     8通道

3、DI/DO：

点数：                  光电隔离式，*大16入/16出

输入阻抗：           2KΩ

输出驱动：           DC50V，200mA

延迟时间：           不大于10us

4、可编程器件PSD：

PSD9××系列，2M字节的闪速存储器、256k字节第二的闪速存储器以及256k字节数据SRAM，可在线编程。

PSD（Programmable System devices）是意法半导体公司（简称ST公司）（STMicroelectroics）设计生产的一种可编程系统器件，发展至今已近20年。它是专为16位、32位微机控制器及DSP系统提供的*优化的可编程外围器件。它将Flash、E2PROM、SRAM等存储器，可编程逻辑、I/O口以及电源管理等诸多MCU外设资源集成在一颗芯片内；即将MCU外围高度集成，只需两颗芯片（MCU+PSD）即可代替众多的外围器件，组成一套完整的MCU系统。

5、电源：

DLKF控制器是交、直流双路供电的，任何一路电流有电即可保证DLKF的运行，正常时交直流双路并列供电。

6、量测回路：

现场送给励磁控制器的信号都是100V、5A的强电信号，而计算机的A/D转换一般只能处理±5V以内的弱电信号，DLKF微机励磁控制器用量测转换电路将一次系统中的强电信号转换为弱电信号，完成强、弱电的隔离。

DLKF微机励磁控制器将励磁PT和仪表PT的100V电压经二次电压传感器及运放电路隔离、转换成2.8V左右的交流弱电信号，将定子CT的A、C相电流经二次电流传感器隔离、转换成3.5V左右的交流弱电信号，将励磁电流（或励磁电压）经电压变送器转换成5V以内的弱电信号，供给计算机作A/D采样。

7、脉冲放大：

DLKF微机励磁控制器CPU产生六相脉冲后经NPN三极管放大形成六相双脉冲，再经整流器的脉冲放大板放大去触发可控硅。

8、逻辑回路：

微机励磁由于大部分功能均由软件实现，外部逻辑回路就显得非常简单，主要是用若干直流220V继电器完成外部开关量信号的隔离，从现场来的灭磁开关、主油开关、增、减磁节点等，均经过直流220V继电器隔离，因为这些信号一般传送距离较远，且混在强电电缆沟里，直流220V操作有利于提高抗干扰能力。经隔离后的继电器节点送入DI/DO，再经光隔后读入计算机，由此可见DLKF的开关量经过电磁与光电双重隔离，并保证柜外均是强电接口，柜内24V电源不引出柜体，从而保证可靠性。

1.3　大功率整流桥

MKGLFF型全数字微机励磁装置采用大功率可控硅三相全控整流桥，保证满足包括发电机强励的所有运行工况的运行要求。

装置中的大功率可控硅一般使用北车集团永济电机厂及南车集团株洲电力机车研究所生产的大功率晶闸管，其电性能参数稳定，质量可靠。由于单只容量大，所以在同等容量装置中可使元件并联数目少，均流系数高，也减少了装置的体积。

交流侧采用HD系列刀开关。操作机构良好，接触紧密，美观耐用。刀开关额定电压高于整流桥设计的额定阳极交流电压、额定电流大于整流桥设计的交流侧额定电流。

1.4　灭磁及过电压保护装置

MKGLFF型全数字微机励磁装置的灭磁及过电压保护装置主要由DM8灭磁开关与非线性电阻灭磁保护回路组成。

非线性电阻灭磁保护回路包括尖峰吸收器SPA和非线性电阻FR1。

非线性过电压保护装置

为保证励磁系统安全运行必须对转子实行过电压保护。对于MKGLFF型全数字微机励磁装置采用的是非线性过电压保护装置。

氧化锌（ZnO）是目前所知的*理想的灭磁及过压保护材料，目前国内基本上都采用此种材料。它主要有以下优点：

a）氧化锌阀片单位体积能容量大，可做到300J/cm2，单只阀片可做到20kJ/只。

b）保护性能好，残压比仅为1.5，氧化锌电阻开通后电压几乎为一定值，不随电流的变化而变化，具有优良的非线性伏安特性。

c）漏电流小，氧化锌阀片漏电流一般小于50uA，漏电流愈小，在正常工况下耗散的功率愈小。

d）老化寿命长，阀片能够在持续运行电压Ue=0.75U10mA（即荷电率为0.75）下,工作100年。

针对各种过电压，选配保护元件如下：

a）灭磁过电压保护组件（FR1），对灭磁过电压进行保护，为了保证灭磁装置的优良品质，通过以下措施保证灭磁效果：①对灭磁能量精确计算；②对每片阀片采用先进技术进行测量并保证精度；③对阀片作全电流的测试；④用均能的原则对阀片进行合理的组合匹配，保证各并联支路的能量吸收误差小于2%。

b) 尖峰吸收器SPA：可控硅整流励磁系统具有可靠性高，调节速度快，反应灵敏，系统接线简单，操作和维护方便等优点，也存在着过压、过流承受能力低等的缺点。原因是可控硅在换相时直流侧会出现换相尖峰过电压，这种过电压峰值高，容易引起转子系统绝缘的软击穿，引发误强励和失磁故障，而这种故障一般情况下很难找到故障点，使发电机组安全运行受到威胁。SPA尖峰过电压吸收器采用高能氧化锌阀片与阻容串联组合而成，充分利用氧化锌的非线性伏安特性，将电压限制在一定范围内的特点，同时考虑到尖峰电压的能量分布，利用电容两端电压不能突变的特点，将尖峰电压的前段高电压部分的能量吸收在SPA尖峰吸收器的氧化锌组件中，从而使得尖峰吸收器能有效地吸收可控硅整流桥直流侧换相尖峰过电压，将尖峰过电压限制在安全范围内，大大减少了换相尖峰过电压对转子系统的破坏作用。

1.5　各部分名称

MKGLFF型全数字微机励磁装置的柜体尺寸为900mm×600mm×2220mm（宽×深×高）。

图1-1为DLKF-S01型全数字微机励磁装置前门的布置图，其上安装有“励磁电压表”、“励磁电流表” “定子电流表” “功率因数表”、指示灯、励磁控制器及操作按钮等。柜内从上而下分别为：风机、大功率可控硅三相全控整流桥、阳极刀闸、灭磁开关和非线性或线性过电压保护装置。

“励磁电压表”：                      指示发电机转子电压，即DLKF-S01型励磁装置输出直流电压

“励磁电流表”：                     指示发电机转子电流的大小，即发电机励磁电流的大小

“指示灯”：                      指示灭磁开关分、合状态及脉放电源的有无

“励磁控制器”：                      励磁反馈控制的核心部分

“增磁”按钮  ：                      增加励磁（增加电压给定Ur）

“减磁”按钮  ：                      减少励磁（减少电压给定Ur）

“停机令（逆变灭磁）”按钮 ： 手动逆变灭磁停机

“开机令（起励）”按钮 ：     控制器在自动状态下手动起励开机

“信号复归”按钮 ：                       复归报警信号

“脉放电源分/合”切换开关 ：  可控硅脉放电源可由此开关进行“投/切”切换

“手动/自动”切换开关：           励磁控制器控制规律进行恒机端电压（自动）、恒励磁电流（手动）切换。

“FMK操作”开关 ：                操作灭磁开关（FMK）分、合闸的开关

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