发电机自动励磁调节器作用及说明书
发布时间：2023-09-13 点击：231
发电机自动励磁调节器作用及说明书
在交流同步无刷发电机励磁系统中，最重要的环节-电压自动调节由自动电压调节器来完成。自动电压调节器不但能自动调整电压，还能根据并机要求整定电压下降斜率即下垂、电压的静态和动态的稳定等，一般由电子技术的模拟电路组成。随着对供电质量的要求越来越高、发电机励磁调节的高可靠性、计算机远程监控及自动电压调节器设置操作的规范化要求，自动电压调节器已由原模拟自动电压调节（avr）发展为数字电压调节即数字电压调节器（dvr）。dvr2000e是典型的数字电压调节器之一。
图1 马拉松dvr2000e发电机调压板
一、dvr2000e数字电压调节器综述
1．概述
dvr2000e 自动电压调节器是由电子式固态微处理器为基础的控制器件。从调节进入励磁机励磁绕组的电压最终控制发电机输出电压的工作状态的自动电压调节器（avr）。面板上的显示器如图2所示调压器及系统的状态，接线是通过背板上面的快速接插端子连接，db-9型9针接线座提供了ibm兼容的pc和调压器之间的通信。
图2 发电机自动电压调节器dvr2000e面板
2．特性
dvr2000e 自动电压调节器具有以下特点及性能：
1）4种控制模式：自动电压调整（avr）、手动或磁场电流调整（fcr）、功率因数调整（pf），无功功率调整（var）。
2）可编程稳定性整定。
3）在avr模式下的带时间可调的软启动控制。
4）在avr乏及功率因数控制模式下的过励磁限制（oel）。
5）低频（电压/频率）调整。
6）急剧短路电路保护磁场。
7）过温度保护。
8）在avr模式下的三相或单相电压检测/调整（有效值）。
9）单相发电机电流检测作为测量和调整之用。
10）磁场电流和电压检测。
11）系统界面的4个触点检测输入。
12）报警显示和断开功能合用的一个公共输出继电器。
13）6个保护功能：过励磁关闭、发电机过电压关闭、dvr过热关闭、发电机检测信号丢失关闭、过励磁限制及其急剧短路关闭。
14）发电机并联运行时的无功下垂补偿和无功差补偿。
15）前面板的人-机界面（hmi）显示系统及dvr2000e状态，并提供整定改变的功能。
16）后面板的rs-232的通信接口为使马拉松-dvr2000e-coms windows 基础软件作为pc（机）通信能快速、友好的建立和控制。
二、dvr2000e型数字电压调节器的功能及运行特性
dvr2000e的功能如图3所示，它的运行包括4个运行模式、4个保护功能，提供突然启动、无功下垂补偿、低频补偿和一个辅助模拟输入，每个运行特性将在下面叙述。
图3 发电机自动电压调节器dvr2000e功能框图
1．功能
（1）模拟输入
有6个模拟电压和电流输入可以检测并输入到dvr2000e。发电机电压是在端子e1（a相）、e2（b相）、e3（c相），被监视，在这些端子被检测额定电压可高到ac 600v。加到输入端的电压，在加入模-数转换器前是要定标的和限定的，从发电机c相和a相来的信号电压（vc-a）是通过adc来计算跨于c相和a相电压的有效值，同样从发电机c相和b相的信号电压（vc-b）是通过adc来计算跨于c相和b相的电压有效值，并且通过微处理器从c相到a相的信号（vc-a）和c相到b相的信号（vc-b）来计算发电机b相到a相电压（vb-a）有效值。另外，发电机c相到a相的（vc-a）信号是加到过零滤波检测电路，这个信号被加到微处理器，并被用来计算发电机频率。
（2）b相线电流
b相线电流（ib）信号是从客户提供的电流互感器产生并通过ct1和ct2端子来监控的，这两个端子可监控的电流有效值为5a，监控电流是通过内部电流互感器和adc电路来定标和限定的，加到adc的信号被用来计算b相线电流的有效值。另外，在b相电流与c相到a相电压之间的相位角通过计算被用在下垂补偿和无功（var）/功率因数的运行。
（3）磁场电压（vfield）
跨过调压器磁场输出端f＋和f-的电压在加到adc之前是被监控、定标和限定的，这个结果被用来计算磁场电压的直流值，作为系统/保护使用。
（4）磁场电流（ifield）
通过主要功率输出开关的电流方式被转换到成比例的电压水平。这个电压信号在加到adc输入之前被标定/限定。其结果用来计算磁场电流直流值，它被用于手动运行模式和保护系统。
（5）模拟（辅助）输入
如果直流电压在模拟（辅助）输入处移走，运行整定点将返回原来的数值，通过加正和负的直线电压到a、b两端，其直流输入可以使得dvr整定点得到调整，加到输入端的电压可以高到dc＋3v，这个电路将在直流电源中作为一个1000ω的负载，加了dc＋3v信号相当于整定点上有＋30％的改变。
（6）触点输入电路
4个触点输入电路是由内部一个dc13v电源供电，由客户提供的接触来提供输入控制。①上升：6u和7端子的一次闭合接触就引起实际运行整定点的增加，只要其闭合，功能就起作用。②6d和7端子的一次闭合接触就引起实际运行整定点减少，只要闭合接触，功能就起作用。
（7）无功（var）/功率因数控制（52j/k）选择
闭合接触端子52j和52k时，无功/功率因数控制不起作用，打开连接，能使 dvr2000e（c）在无功或者是功率因数模式下来控制发电机无功功率，当这个选择不存在时，这个接点没有作用。
（8）发电机并联补偿（52l/m）
闭合接点52l和52m，使并联运行不起作用，打开接点使得并联运行起作用，并且dvr2000e运行在无功下垂补偿形式。如果无功/功率因数控制选择存在，则52l/m输入具有奇偶性的。如果52l/m和52j/k都是打开的，则系统在无功/功率因数模式运行。
（9）通信接口
通信接口为dvr2000e的编程提供了界面，连接是做成插座式的rs232（db-9）与用户标准9分电缆相配接，通信接口是光隔离的，从变压器隔离电源供电。
（10）微处理器
它是dvr2000e的心脏，通过使用储存在储存器里的嵌入编程和不易改变的整定来做质量、计算、控制和通信功能。
（11）电源输入级
从pmg来的电源被加到端子3和4，在它被加到功率放大器和电源之前是被整流和滤波的。输入电源为单相交流电，电压为180～240v，频率范围为200～360hz。
（12）功率放大器
功率放大器是从电源输入级接收功率的，并通过端子f＋和f-提供一个被控功率给励磁机磁场，给励磁机提供的功率取决于从微处理器收到的门脉冲，功率放大器使用固定功率开关提供给励磁机磁场所需的功率，功率放大器到磁场的输出定额是连续dc 75v，dc 3a和强励dc 150v，dc 7.5a 10s时间。
（13）前面板指示灯
在前面板上，用12个发光二极管发亮来表示各种运行模式、保护功能和调整等。
（14）前面板开关
改变整定通过前面板上的3个按钮开关来实现，3个按钮上分别标有“选择”、“上升”和“下降”字样。
（15）继电器输出
通过端子al1和al2提供一个公共报警输出触头，它通常是打开的，在形成触点报警或复电机跳闸状态和保护关断或转换时触头闭合，这个继电器不是自锁。
图4 发电机电压板dvr2000e尺寸图
2．运行特性
（1）运行模式
dvr2000e 通过 windows和手掌机操作系统通信软件提供多达4种可选的运行模式，即自动电压调整模式、手动模式（标准模式）、无功和功率模式，其中后两种是可选的。
（2）自动电压调整模式
在自动电压调整模式（avr），dvr2000e调节发电机输出的电压有效值，通过检测发电机输出电压，调整直流输出励磁电流来维持电压在整定点调整率的范围内，这电压整定点是通过面板上升或下降接触输入来调整的，或通过windows或手掌机操作通信软件来完成。在一定条件下，调整点也可以通过下垂功能或低频功能来修正。
（3）手动模式
这个模式也称为磁场电流调整模式（fcr）。dvr2000e维持直流励磁在一定的水平。这个电流整定点可以通过上升或下降接触输入，也可通过windows或手掌机操作通信软件来达到dc0～3a的调整。对于初始启动，若调节器在手动模式下并整定在0.25a，发电机大约可达到额定电压的一半，在调节器调到avr模式前检查一下接线和检测引线，增加磁场电流0.5a，发电机电压将接近空载额定电压。
（4）无功（var）控制模式（选择）/c型
在无功（var）控制模式下，同步发电机与无穷大电网并联运行时，dvr2000e（c）维持发电机的乏（伏安-无功）在一整定的水平。dvr2000e（c）利用检测到的发电机输出电压
和电流值来计算同步发电机的乏。然后调整直流励磁电流来维持乏的整定点。通过前面板开关，windows或手掌机操作系统软件使得无功控制时使能或使不能。当软件被合上，无功控制使能或使不能是通过无功/功率因数控制（52j/k）接触输入电
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图1 马拉松dvr2000e发电机调压板
一、dvr2000e数字电压调节器综述
1．概述
dvr2000e 自动电压调节器是由电子式固态微处理器为基础的控制器件。从调节进入励磁机励磁绕组的电压最终控制发电机输出电压的工作状态的自动电压调节器（avr）。面板上的显示器如图2所示调压器及系统的状态，接线是通过背板上面的快速接插端子连接，db-9型9针接线座提供了ibm兼容的pc和调压器之间的通信。
图2 发电机自动电压调节器dvr2000e面板
2．特性
dvr2000e 自动电压调节器具有以下特点及性能：
1）4种控制模式：自动电压调整（avr）、手动或磁场电流调整（fcr）、功率因数调整（pf），无功功率调整（var）。
2）可编程稳定性整定。
3）在avr模式下的带时间可调的软启动控制。
4）在avr乏及功率因数控制模式下的过励磁限制（oel）。
5）低频（电压/频率）调整。
6）急剧短路电路保护磁场。
7）过温度保护。
8）在avr模式下的三相或单相电压检测/调整（有效值）。
9）单相发电机电流检测作为测量和调整之用。
10）磁场电流和电压检测。
11）系统界面的4个触点检测输入。
12）报警显示和断开功能合用的一个公共输出继电器。
13）6个保护功能：过励磁关闭、发电机过电压关闭、dvr过热关闭、发电机检测信号丢失关闭、过励磁限制及其急剧短路关闭。
14）发电机并联运行时的无功下垂补偿和无功差补偿。
15）前面板的人-机界面（hmi）显示系统及dvr2000e状态，并提供整定改变的功能。
16）后面板的rs-232的通信接口为使马拉松-dvr2000e-coms windows 基础软件作为pc（机）通信能快速、友好的建立和控制。
二、dvr2000e型数字电压调节器的功能及运行特性
dvr2000e的功能如图3所示，它的运行包括4个运行模式、4个保护功能，提供突然启动、无功下垂补偿、低频补偿和一个辅助模拟输入，每个运行特性将在下面叙述。
图3 发电机自动电压调节器dvr2000e功能框图
1．功能
（1）模拟输入
有6个模拟电压和电流输入可以检测并输入到dvr2000e。发电机电压是在端子e1（a相）、e2（b相）、e3（c相），被监视，在这些端子被检测额定电压可高到ac 600v。加到输入端的电压，在加入模-数转换器前是要定标的和限定的，从发电机c相和a相来的信号电压（vc-a）是通过adc来计算跨于c相和a相电压的有效值，同样从发电机c相和b相的信号电压（vc-b）是通过adc来计算跨于c相和b相的电压有效值，并且通过微处理器从c相到a相的信号（vc-a）和c相到b相的信号（vc-b）来计算发电机b相到a相电压（vb-a）有效值。另外，发电机c相到a相的（vc-a）信号是加到过零滤波检测电路，这个信号被加到微处理器，并被用来计算发电机频率。
（2）b相线电流
b相线电流（ib）信号是从客户提供的电流互感器产生并通过ct1和ct2端子来监控的，这两个端子可监控的电流有效值为5a，监控电流是通过内部电流互感器和adc电路来定标和限定的，加到adc的信号被用来计算b相线电流的有效值。另外，在b相电流与c相到a相电压之间的相位角通过计算被用在下垂补偿和无功（var）/功率因数的运行。
（3）磁场电压（vfield）
跨过调压器磁场输出端f＋和f-的电压在加到adc之前是被监控、定标和限定的，这个结果被用来计算磁场电压的直流值，作为系统/保护使用。
（4）磁场电流（ifield）
通过主要功率输出开关的电流方式被转换到成比例的电压水平。这个电压信号在加到adc输入之前被标定/限定。其结果用来计算磁场电流直流值，它被用于手动运行模式和保护系统。
（5）模拟（辅助）输入
如果直流电压在模拟（辅助）输入处移走，运行整定点将返回原来的数值，通过加正和负的直线电压到a、b两端，其直流输入可以使得dvr整定点得到调整，加到输入端的电压可以高到dc＋3v，这个电路将在直流电源中作为一个1000ω的负载，加了dc＋3v信号相当于整定点上有＋30％的改变。
（6）触点输入电路
4个触点输入电路是由内部一个dc13v电源供电，由客户提供的接触来提供输入控制。①上升：6u和7端子的一次闭合接触就引起实际运行整定点的增加，只要其闭合，功能就起作用。②6d和7端子的一次闭合接触就引起实际运行整定点减少，只要闭合接触，功能就起作用。
（7）无功（var）/功率因数控制（52j/k）选择
闭合接触端子52j和52k时，无功/功率因数控制不起作用，打开连接，能使 dvr2000e（c）在无功或者是功率因数模式下来控制发电机无功功率，当这个选择不存在时，这个接点没有作用。
（8）发电机并联补偿（52l/m）
闭合接点52l和52m，使并联运行不起作用，打开接点使得并联运行起作用，并且dvr2000e运行在无功下垂补偿形式。如果无功/功率因数控制选择存在，则52l/m输入具有奇偶性的。如果52l/m和52j/k都是打开的，则系统在无功/功率因数模式运行。
（9）通信接口
通信接口为dvr2000e的编程提供了界面，连接是做成插座式的rs232（db-9）与用户标准9分电缆相配接，通信接口是光隔离的，从变压器隔离电源供电。
（10）微处理器
它是dvr2000e的心脏，通过使用储存在储存器里的嵌入编程和不易改变的整定来做质量、计算、控制和通信功能。
（11）电源输入级
从pmg来的电源被加到端子3和4，在它被加到功率放大器和电源之前是被整流和滤波的。输入电源为单相交流电，电压为180～240v，频率范围为200～360hz。
（12）功率放大器
功率放大器是从电源输入级接收功率的，并通过端子f＋和f-提供一个被控功率给励磁机磁场，给励磁机提供的功率取决于从微处理器收到的门脉冲，功率放大器使用固定功率开关提供给励磁机磁场所需的功率，功率放大器到磁场的输出定额是连续dc 75v，dc 3a和强励dc 150v，dc 7.5a 10s时间。
（13）前面板指示灯
在前面板上，用12个发光二极管发亮来表示各种运行模式、保护功能和调整等。
（14）前面板开关
改变整定通过前面板上的3个按钮开关来实现，3个按钮上分别标有“选择”、“上升”和“下降”字样。
（15）继电器输出
通过端子al1和al2提供一个公共报警输出触头，它通常是打开的，在形成触点报警或复电机跳闸状态和保护关断或转换时触头闭合，这个继电器不是自锁。
图4 发电机电压板dvr2000e尺寸图
2．运行特性
（1）运行模式
dvr2000e 通过 windows和手掌机操作系统通信软件提供多达4种可选的运行模式，即自动电压调整模式、手动模式（标准模式）、无功和功率模式，其中后两种是可选的。
（2）自动电压调整模式
在自动电压调整模式（avr），dvr2000e调节发电机输出的电压有效值，通过检测发电机输出电压，调整直流输出励磁电流来维持电压在整定点调整率的范围内，这电压整定点是通过面板上升或下降接触输入来调整的，或通过windows或手掌机操作通信软件来完成。在一定条件下，调整点也可以通过下垂功能或低频功能来修正。
（3）手动模式
这个模式也称为磁场电流调整模式（fcr）。dvr2000e维持直流励磁在一定的水平。这个电流整定点可以通过上升或下降接触输入，也可通过windows或手掌机操作通信软件来达到dc0～3a的调整。对于初始启动，若调节器在手动模式下并整定在0.25a，发电机大约可达到额定电压的一半，在调节器调到avr模式前检查一下接线和检测引线，增加磁场电流0.5a，发电机电压将接近空载额定电压。
（4）无功（var）控制模式（选择）/c型
在无功（var）控制模式下，同步发电机与无穷大电网并联运行时，dvr2000e（c）维持发电机的乏（伏安-无功）在一整定的水平。dvr2000e（c）利用检测到的发电机输出电压
和电流值来计算同步发电机的乏。然后调整直流励磁电流来维持乏的整定点。通过前面板开关，windows或手掌机操作系统软件使得无功控制时使能或使不能。当软件被合上，无功控制使能或使不能是通过无功/功率因数控制（52j/k）接触输入电
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