CN208589936U - 一种具备励磁控制及调差功能的智能功率柜系统 - Google Patents
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Abstract
一种具备励磁控制及调差功能的智能功率柜系统，包括多个并联连接的智能功率柜，任意一个智能功率柜设有独立的控制模块，所述控制模块均通过第一通信网络与功率测量模块通信连接；所述控制模块通过第二通信网络与励磁调节柜内的第一励磁控制通道和第二励磁控制通道连接。所述功率测量模块，通过第一通信网络将无功功率数据发送到每一个智能功率柜的控制模块，在所述控制模块转为在线控制时，根据来自功率测量模块的无功功率数据完成调差计算，实现调差功能。通过本实用新型，智能功率柜增加了调差功能。同时智能功率柜独立运行时，仅剩2台智能功率柜的分布式励磁控制系统中，非在线智能功率柜增加了在线控制的智能功率柜是否正常的辅助判据，进一步提高励磁系统的冗余度。
Description
技术领域
本实用新型一种具备励磁控制及调差功能的智能功率柜系统，涉及发电机组控制技术。
背景技术
对于励磁系统而言，稳定可靠是最基本也是最重要的要求，所以励磁系统一般都配置了两个全功能控制通道，一个在线控制，另一个通道热备用。这样在线通道故障时备用通道可以立即转为在线控制，保证设备的可靠性。但是如果励磁调节器出现了导致双通道故障的问题，例如电源电路故障，则无法通过多通道冗余技术进行规避。
带励磁控制功能的智能功率柜通过通信网络连接了励磁调节柜的控制通道及智能功率柜的控制模块，在励磁调节柜退出运行时，智能功率柜能够通过对比自身以及其他智能功率柜通信状态的变化判断出所有励磁控制通道均已退出运行，并按照预置优先级选择一个智能功率柜的控制模块转为在线控制，协调所有智能功率柜实现励磁控制。在智能功率柜在线控制时，即使在线控制的智能功率柜出现了故障，其余正常的智能功率柜也能够根据通信状态的变化判断出故障并选择新的在线控制模块，有效提高了励磁系统的冗余度。
发电厂中2台发电机共用一台升压变压器接入电网是很常见的，这种接线形式称为扩大单元接线方式，需要励磁系统根据当前无功功率微调电压给定值，协调2台发电机的无功功率分配。调差计算公式一般为：
Ref_C＝Ref+KQ·Q
其中Ref是不考虑调差功能时的电压给定值，Ref_C是经过调差计算后得到的电压给定值，KQ是调差系数，Q是当前无功功率。
智能功率柜一般只测量阳极电压、阳极电流，不会测量定子电压、定子电流，也就不能直接计算发电机无功功率。励磁调节柜的励磁控制通道可以计算发电机无功功率并提供给智能功率柜，但是励磁调节器退出运行后智能功率柜也无法获取无功功率，也就不具备调差计算的能力。
另外，智能功率柜在线控制时，如果励磁系统仅剩2台智能功率柜，那么非在线控制的智能功率柜与在线控制的智能功率柜通信中断时，无法通过其他智能功率柜的通信状态辅助判断在线控制的智能功率柜是退出运行还是仅仅只是通信中断。在线控制的智能功率柜退出运行时，非在线智能功率柜无法转入在线控制，此时励磁系统无法达到最大冗余度。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具备励磁控制及调差功能的智能功率柜系统，通过本实用新型，分布式励磁控制系统中带励磁控制功能的智能功率柜增加了调差功能。同时，智能功率柜独立运行时，仅剩2台智能功率柜的分布式励磁控制系统中，非在线智能功率柜增加了在线控制的智能功率柜是否正常的辅助判据，进一步提高励磁系统的冗余度。
本实用新型采取的技术方案为：
一种具备励磁控制及调差功能的智能功率柜系统，包括多个并联连接的智能功率柜，
任意一个智能功率柜设有独立的控制模块，所述控制模块均通过第一通信网络与功率测量模块通信连接；所述控制模块通过第二通信网络与励磁调节柜内的第一励磁控制通道和第二励磁控制通道连接。
所述功率测量模块包含有独立的电源模块。
所述功率测量模块，通过第一通信网络将无功功率数据发送到每一个智能功率柜的控制模块，在所述控制模块转为在线控制时，根据来自功率测量模块的无功功率数据完成调差计算，实现调差功能。
所述控制模块、第一励磁控制通道、第二励磁控制通道均具备励磁控制功能。
所述第一励磁控制通道、第二励磁控制通道、控制模块均接入同一通信网络：第二通信网络，这些模块通过“广播”方式将自身状态传送给其他控制模块。
一种具备励磁控制及调差功能的智能功率柜控制方法，智能功率柜的控制模块在励磁调节柜的第一励磁控制通道、第二励磁控制通道均退出运行之后，转为在线控制通道时，根据来自功率测量模块的无功功率数据实现调差控制，协调并列运行的两台发电机无功功率分配。
一种具备励磁控制及调差功能的智能功率柜控制方法，智能功率柜转为在线控制通道后，如果励磁系统仅剩余两台智能功率柜，非在线的智能功率柜的控制模块在与在线控制的智能功率柜通信中断时，根据当前无功功率是否发生突变，判断在线控制的智能功率柜是退出运行还是仅仅出现通信故障；如果无功功率出现突减，说明在线控制的智能功率柜出现故障退出运行，非在线的智能功率柜应该转为在线控制；如果无功功率没有突变，说明通信网络出现故障，非在线的智能功率柜无法响应在线的智能功率柜的控制，应该退出运行。
在励磁调节柜的第一励磁控制通道、第二励磁控制通道均退出运行后，智能功率柜的控制模块能够按照预置优先级，选择某一智能功率柜的控制模块作为在线控制设备；如果某一非在线智能功率柜与在线控制设备出现通信故障，此非在线智能功率柜能够通过通信网络中其余智能功率柜与在线设备的通信状态，判断到底是在线控制设备退出运行还是仅仅只是自身与在线控制设备通信中断；如果一励磁控制通道、第二励磁控制通道退出运行，且仅仅剩下2台智能功率柜，则非在线智能功率柜无法获取其余智能功率柜的通信状态作为辅助判据，只能退出运行；这样当在线智能功率柜退出运行时无法转为在线控制设备，没有达到系统所允许的最大冗余度。
本实用新型一种具备励磁控制及调差功能的智能功率柜系统，在加入功率测量模块后，两个功率柜励磁系统能够通过以无功功率作为辅助判据判断在线设备的状态。如果作为在线设备的智能功率柜退出运行，则励磁系统输出的励磁电流损失一半，将造成发电机输出的无功功率突然减小，非在线智能功率柜应该立即转为在线控制设备；如果仅仅只是两个智能功率柜之间的通信中断，两个智能功率柜基本维持此前的输出，无功功率不会发生突变，非在线智能功率柜此时无法响应在线控制设备，应该退出运行。
本实用新型一种具备励磁控制及调差功能的智能功率柜系统，有益效果在于：为带励磁控制功能的智能功率柜增加了调差功能，以及功率柜独立运行时仅剩两台智能功率柜的励磁系统中，为非在线智能功率柜增加了在线控制的智能功率柜是否正常的辅助判据。进一步提高励磁系统的冗余度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1为集成本实用新型分布式励磁控制系统结构示意图。
图2为带调差功能的智能功率柜控制结构示意图。
图中：1—功率测量模块，2—第一通信网络(功率测量模块专属通信网络)，3—智能功率柜，4—控制模块，5—第二通信网络5(励磁系统通信网络)，6—励磁调节柜，7—第一励磁控制通道，7’—第二励磁控制通道，8—可控硅全控整流桥，9—信号调制模块， 10—功率柜输出电流互感器，11—励磁电压互感器，12—阳极电压互感器，13—阳极电流互感器。
具体实施方式
如图1所示，一种具备励磁控制及调差功能的智能功率柜系统，包括多个并联连接的智能功率柜3，任意一个智能功率柜3设有独立的控制模块4，所述控制模块4均通过第一通信网络2与功率测量模块1通信连接；所述控制模块4通过第二通信网络5与励磁调节柜6内的第一励磁控制通道7和第二励磁控制通道7’连接。
所述功率测量模块1包含有独立的电源模块。励磁调节柜或者某一个智能功率柜的电源模块故障造成所在电气柜失电时，不影响功率测量模块正常工作。
所述功率测量模块1，通过第一通信网络2将无功功率数据发送到每一个智能功率柜 3的控制模块4，在所述控制模块4转为在线控制时，根据来自功率测量模块1的无功功率数据完成调差计算，实现调差功能。
所述控制模块4、第一励磁控制通道7、第二励磁控制通道7’均具备励磁控制功能。
所述第一励磁控制通道7、第二励磁控制通道7’、控制模块4均接入同一通信网络：第二通信网络5，这些模块通过“广播”方式将自身状态传送给其他控制模块。
功率测量模块1采用NSD-PTM功率测量模块。
第一通信网络2采用光纤网络或者以太网。
智能功率柜3采用能事达公司的现有的STR-1200A-RG智能功率柜。
控制模块4采用能事达公司的现有的NSD-ICAM-T控制模块。
第二通信网络5采用以太网。
励磁调节柜6采用能事达公司的现有的IAEC-6000励磁调节柜。
控制模块4采用能事达公司的现有的NSD-ICAM-T控制模块，所述励磁控制通道就是一个CPU模块，与智能功率柜3一致，均为NSD-ICAM-T。
如图2所示，任意一个智能功率柜3包括可控硅全控整流桥8、信号调制模块9、功率柜输出电流互感器10、励磁电压互感器11、阳极电压互感器12、阳极电流互感器13。
三相阳极电源的每一相通过一个阳极电流互感器13连接此相对应的可控硅全控整流桥8上、下桥臂；三相阳极电源通过阳极电压互感器12连接信号调制模块9；可控硅全控整流桥8通过励磁电压互感器11连接信号调制模块9；可控硅全控整流桥8通过功率柜输出电流互感器10连接信号调制模块9，信号调制模块9连接控制模块4。
所述带调差功能的智能功率柜3中的控制模块4通过第二通信网络5与励磁调节柜6 内的2第一励磁控制通道7、第二励磁控制通道7’连接。正常时两个控制通道中的一个作为在线控制设备进行测量控制，得到的控制角通过第二通信网络5发送到各个智能功率柜的控制模块4，控制模块4从信号调制模块9获取同步信号，按照所获控制角，生成可控硅全控整流桥8触发脉冲，实现励磁控制。
励磁调节柜4所有控制通道均退出运行时，控制模块4可以对比自身通信状态及其他智能功率柜通过第二通信网络5输出的通信状态，判断高优先级的励磁控制通道均已退出运行，并按照预置优先级选择一个控制模块4作为在线控制设备。自并励励磁系统在两台发电机共用一台升压变压器的运行工况下，在线控制的智能功率柜将以通过阳极电压互感器12获取的阳极电压为控制对象，恒阳极电压方式运行，并使用功率测量模块1通过第一通信网络2发送的无功功率数据进行调差计算，实现调差功能。
一种具备励磁控制及调差功能的智能功率柜控制方法，智能功率柜3的控制模块4在励磁调节柜6的第一励磁控制通道7、第二励磁控制通道7’均退出运行之后，转为在线控制通道时，根据来自功率测量模块1的无功功率数据实现调差控制，协调并列运行的两台发电机无功功率分配。
智能功率柜3转为在线控制通道后，如果励磁系统仅剩余两台智能功率柜3，非在线的智能功率柜的控制模块在与在线控制的智能功率柜通信中断时，根据当前无功功率是否发生突变，判断在线控制的智能功率柜是退出运行还是仅仅出现通信故障。如果无功功率出现突减，说明在线控制的智能功率柜出现故障退出运行，非在线的智能功率柜应该转为在线控制；如果无功功率没有突变，说明通信网络出现故障，非在线的智能功率柜无法响应在线的智能功率柜的控制，应该退出运行。
Claims (6)
1.一种具备励磁控制及调差功能的智能功率柜系统，包括多个并联连接的智能功率柜（3），其特征在于：任意一个智能功率柜（3）设有独立的控制模块（4），所述控制模块（4）均通过第一通信网络（2）与功率测量模块（1）通信连接；所述控制模块（4）通过第二通信网络（5）与励磁调节柜（6）内的第一励磁控制通道（7）和第二励磁控制通道（7’）连接。
2.根据权利要求1所述一种具备励磁控制及调差功能的智能功率柜系统，其特征在于：所述功率测量模块（1）包含有独立的电源模块。
3.根据权利要求1所述一种具备励磁控制及调差功能的智能功率柜系统，其特征在于：所述功率测量模块（1），通过第一通信网络（2）将无功功率数据发送到每一个智能功率柜（3）的控制模块（4），在所述控制模块（4）转为在线控制时，根据来自功率测量模块（1）的无功功率数据完成调差计算，实现调差功能。
4.根据权利要求1所述一种具备励磁控制及调差功能的智能功率柜系统，其特征在于：所述控制模块（4）、第一励磁控制通道（7）、第二励磁控制通道（7’）均具备励磁控制功能。
5.根据权利要求1所述一种具备励磁控制及调差功能的智能功率柜系统，其特征在于：所述第一励磁控制通道（7）、第二励磁控制通道（7’）、控制模块（4）均接入同一通信网络：第二通信网络（5）。
6.根据权利要求1所述一种具备励磁控制及调差功能的智能功率柜系统，其特征在于：任意一个智能功率柜（3）包括可控硅全控整流桥（8）、信号调制模块（9）、功率柜输出电流互感器（10）、励磁电压互感器（11）、阳极电压互感器（12）、阳极电流互感器（13）；三相阳极电源的每一相通过一个阳极电流互感器（13）连接此相对应的可控硅全控整流桥（8）上、下桥臂；三相阳极电源通过阳极电压互感器（12）连接信号调制模块（9）；可控硅全控整流桥（8）通过励磁电压互感器（11）连接信号调制模块（9）；可控硅全控整流桥（8）通过功率柜输出电流互感器（10）连接信号调制模块（9），信号调制模块（9）连接控制模块（4）。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112821846A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-05-18 | 武汉钢铁有限公司 | 一种同步电机励磁系统 |
| CN114665762A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-06-24 | 三峡智控科技有限公司 | 一种按照正弦曲线设置给定值的起励方法 |
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| CN112821846B (zh) * | 2020-12-28 | 2022-06-07 | 武汉钢铁有限公司 | 一种同步电机励磁系统 |
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