ABB励磁系统相关知识讲解.doc

UNITROL5000励磁系统的实践与思考 熊巍 许敬涛 郭子锐 （广州电器科学研究院 510300） [摘要] UNITROL 5000 型励磁系统是瑞士ABB公司推出的数字式励磁系统，近年来逐步为国内众多电厂用户所采用。本文结合个人从事该励磁系统的设计和实践的体会，简要分析其在硬件配置、软件功能及工艺结构设计方面的一些显著特点，以期消化吸收国外先进的技术和设计理念，促进国产励磁系统水平的提高。 关键词：励磁系统 工艺 结构 硬件 软件 CMT 现场总线 UNITROL 5000 型励磁系统是瑞士ABB公司于98年推出的数字式同步发电机静止励磁系统，为UNITROL 系列的第五代励磁系统。 UNITROL 5000不仅包含了它的前两代励磁调节器UNITROL F和UNITROL P的核心技术，同时还吸收了目前数字控制领域内最先进的研究成果和工艺，net现场总线技术等。可以说，该系统代表了目前励磁控制领域的世界先进水平。 UNITROL 5000型励磁系统自推向市场以来，在世界各地得到了广泛应用。近年来，该型原装或组装的励磁系统在国内逐步被众多大中型水、火电厂用户所采用，具有一定的市场影响力。 笔者单位于2000年和瑞士ABB公司签订了长期的技术合作协议，在国内以组装形式推广应用该型励磁系统，迄今有多个项目执行。通过对该励磁系统的深入学习、研究和具体工程项目的设计与实践，获益匪浅，在此，结合个人体会，对该励磁系统的一些设计特点作一简单分析介绍。 结构和工艺 对励磁系统的结构与工艺的设计与考虑，是国内励磁系统与国外先进励磁产品间差距较为明显的地方，也是易为人所忽略的方面。UNITROL5000在此方面具有较为鲜明的特点，特别注重细节的设计考虑，值得我们借鉴与启发。 1．1柜体的布置与排列 通常，国内励磁装置柜体的排列习惯顺序为：从左到右（或从右到左）依次为调节柜、功率柜（n个）、灭磁柜。系统内部调节器、整流器、灭磁单元分别按柜布置。而在UNITROL5000系统的标准设计方案中，柜体的排列顺序一般为：调节柜、灭磁柜、功率柜、进线柜。其中，进线柜是用来安放自用电源变压器及交流进线母排等元器件，在实际应用中可以不必单独设置，而与灭磁柜合并。灭磁柜安放在调节柜与功率柜之间，这样的排列设计，初始接触感到不太习惯和不以为然，但仔细分析却感受到这样的设计具有较多特点： 减短和方便柜间连线。通常，调节柜与功率柜之间的联系相对简单，包括脉冲线和反映功率柜状态信息的信号等。在采用了现场总线的系统中（UNITROL5000系统采用ARCNET总线），连接关系更为简单，只需脉冲总线电缆和ARCNET电缆就够了。而调节柜与灭磁柜之间的联系相对就要多一些，一般包括对灭磁开关分合闸的控制，起励回路的控制等，这往往是通过硬接线来完成的。把灭磁柜安排在调节柜旁，只需考虑两柜间互联，众多过柜连线将大为缩短，不必穿过励磁功率柜，极大方便柜内布置，减轻布线工作量。 设计注重人身安全，实现集中操作。国外设计非常强调和注重人身安全，UNITROL5000系统的设计也体现了这样的思想。在该设计中，将需要操作的开关如直流控制电源开关、起励电源开关、交流电源开关等全部集中在调节柜，开机或运行情况下如需操作只需打开调节柜门进行操作即可。而功率柜、灭磁柜则属于强电区域，带有高电压，运行期间则禁止人员打开柜门，否则会引起机组停机。这样做，可以很大程度上避免不必要的人身危险。如需要对该区域进行检修，则必须停机才能进行。另外，所有对外接口也全部集中在调节柜。 减少干扰。功率柜远离调节柜，可以减少对调节器的电磁干扰，提高运行的可靠性。 1．2接地系统 实践证明，工业设备的干扰与系统的接地方式有很大关系。接地技术往往是抑制噪声的重要手段，良好的接地可以在很大程度上抑制系统内部噪声。UNITROL5000系统非常注重接地系统的设计，在系统内部采用了安全接地和屏蔽接地相结合的措施。柜内几乎所有带有金属外壳的器件均进行接地，包括灭磁开关、调节器的开关电源、风机单元、调节器通道外壳等等，所有的线路板在设计制板时也都提供了接地点，使用的脉冲变压器和自用变压器均设计有屏蔽层，诸多接地点或就近与柜体支撑件连接或直接通过横贯所有柜体的接地母排实现接地。 1．3功能单元模块化、组件化 在励磁系统内部实现功能单元模块化、组件化对方便柜内器件安装、集中功能，提高生产效率具有很大的好处。UNITROL5000系统在此方面作出了很好榜样，最为突出的就是功率柜，功率柜由整流桥、阻容吸收单元、风机单元、控制单元四部分组成，每一部分均实现模块组件化，安装极为方便，打开柜门，结构层次非常清晰，一目了然。灭磁柜、调节柜也是如此，把共同实现某种功能的器件集中在一起。这种设计思想需要国产励磁装置进一步学习、