Секция управления и регулирования (стр. 3 )

Название сигнала	№ клеммы на ХТ4	№ релейногомодуля K	Описание сигнала
Канал 1 в работе Channel 1 ON	9,10	4	Сигнал формируется, если канал 1 управляет возбуждением генератора
Канал 2 в работе Channel 2 ON	11,12	54	Сигнал формируется, если канал 2 управляет возбуждением генератора
Автоматический регулятор в работе AUTO ON	13,14	5, 55	Сигнал о работе автоматического регулятора напряжения генератора
Ручной регулятор в работе MAN ON	15,16	6, 56	Сигнал о работе ручного регулятора тока возбуждения (кассета ЕСR)
Регулятор cosj в работе P. F. ON	17,18	7, 57	Сигнал о работе в режиме регулирования коэффициента мощности (cosj).
Регулятор Q в работе VAR ON	19,20	8, 58	Сигнал о работе в режиме регулирования реактивной мощности (VAR).
Q=0	21,22	9, 59	Сигнал формируется, если по команде "Q®0" регулятор выполнил разгрузку генератора по реактивной мощности.
Ug=Ubar	23,24	10, 60	Сигнал формируется, если по команде "Ug®Ubar" регулятор выполнил подгонку напряжения генератора к напряжению сети.
Уставка максимальная Set point MAX	25,26	11, 61	Сигнал формируется, когда уставка активного регулятора (AUTO, MAN, P. F. или VAR) достигает своего максимального значения.
Уставка минимальная Set point MIN	27,28	12, 62	Сигнал формируется, когда уставка активного регулятора (AUTO, MAN, P. F. или VAR) достигает своего минимального значения.
Готов 1«2 Ready 1«2	29,30	13, 63	Сигнал формируется, если разрешен перевод управления на резервный канал.
Перегрузка Overload	31,32	14, 64	Сигнал формируется, если ток ротора или статора превысил заданное значение.
Работает ограничитель перегрузки ротора If Limiter active	33,34	15, 65	Сигнал формируется, если работает ограничитель перегрузки тока ротора.
Работает ограничитель перегрузки статора Ig Limiter active	35,36	16, 66	Сигнал формируется, если работает ограничитель перегрузки тока статора.
Работает ограничитель минимального возбуждения UE Limiter active	37,38	17, 67	Сигнал формируется, если работает ограничитель минимального возбуждения.

Продолжение таблицы 2

Название сигнала	№ клеммы на ХТ4	№ релейногомодуля K	Описание сигнала
Работает PSS PSS active	39,40	18, 68	Сигнал формируется, если активен системный стабилизатор.
Местное управление Local	41,42	19, 69	Индикация о местном управлении возбуждением (с пульта управления, расположенного в СУР). Примечание: при местном управлении сигналы, приходящие на клеммник СУР блокируются.
Неуспешное возбуждение Field Flashing failure	43,44	20, 70	Сигнал формируется при неуспешном начальном возбуждении.
Снижение изоляции ротора (1 ступень) Insulation reduction - 1 stage	45,46	21, 71	Предупредительный сигнал о снижении изоляции ротора.
Неисправность системы возбуждения Excitation failure	47,48	22, 72	Обобщенный сигнал, который формируется при наличии любой неисправности в системе возбуждения
Отключение по защитам Emergency trip	49,50	23, 73	Сигнал формируется, если произошло аварийное отключение автомата гашения поля (QE1).
Аварийная сигнализация Alarm	51,52	24, 74	Сигнал формируется - при снижении изоляции (2 ступень); - при неисправности параллельных RC-цепей; - при отказе трех и более предохранителей бесщеточного возбудителя

7.  СТРУКТУРНАЯ СХЕМА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ АРВ

Структурная схема регулятора представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Структурная схема регулятора

В состав регулятора входят следующие узлы:

·  ячейка контроллера Е167-3UM;

·  блок преобразователей токов и напряжений CVT;

·  ячейка обработки аналоговых сигналов PAS;

·  три ячейки цифрового ввода DI-AT96;

·  ячейка управления тиристорным преобразователем TC;

·  ячейка цифрового вывода DO-AT96;

·  ячейка аналогового вывода AO-AT96;

·  ячейка контроля регулятора MR;

·  ячейка перекрестных связей CC;

·  объединительная плата BB-AT96;

·  панель местного управления регулятором LC;

·  блок питания PS.

В регуляторе используются унифицированные ячейки, разработанные для применения в различных модификациях. Поэтому на печатных платах могут отсутствовать элементы неиспользуемых узлов.

В ячейках Е167-3UM, DI-AT96, DO-AT96, AO-AT96, MR, CC установлены микропереключатели и джамперы, которые должны быть включены в соответствии с указаниями в таблице 22. Там же содержится перечень сигналов, выводимых на контрольные гнезда ячеек.

7.1  Ячейка контроллера E167-3UM

Ядром регулятора является ячейка контроллера, в состав которой входят:

·  микроконтроллер типа SAB-С167-CR-LM фирмы Siemens;

·  узел энергонезависимой флэш-памяти объемом 1 Мбайт;

·  узел оперативной памяти объемом 256 Кбайт;

·  два 12-разрядных 8-канальных аналого-цифровых преобразователя с временем преобразования 2 ms. Диапазон входных напряжений от минус 5 до плюс 5 V;

·  один 12-разрядный 4-канальный цифро-аналоговый преобразователь. Диапазон выходных напряжений от минус 5 до плюс 5 V;

·  оптоизолированный асинхронный последовательный порт RS-232, используемый для связи с PC и сенсорным дисплеем;

·  оптоизолированный асинхронный последовательный порт RS-485;

·  оптоизолированный порт интерфейса CAN, используемый для обмена информацией с другим регулятором;

·  быстродействующий синхронный последовательный порт интерфейса SPI, используемый для связи с панелью местного управления регулятора;

·  8-разрядный параллельный входной порт;

·  8-разрядный параллельный выходной порт;

·  узел системной шины AT-96.

7.2  Блок преобразователей токов и напряжений CVT

Блок CVT служит для подключения к регулятору цепей от измерительных трансформаторов тока и напряжения, гальванического разделения цепей, подавления высокочастотных помех и предварительного масштабирования сигналов. На входы CVT поступают сигналы от измерительных трансформаторов напряжения генератора и сети, напряжение синхронизации тиристорного преобразователя, а также сигналы от трансформаторов тока генератора и тиристорного преобразователя.

В цепях напряжения используются преобразователи типа LV25-P, в цепях тока - преобразователи типа LA25-NP фирмы LEM, имеющие высокую точность, надежность и быстродействие при малых габаритных размерах. Испытательное напряжение вход/выход составляет 2500 V.

В первичные цепи преобразователей напряжения включены резисторы, величина которых определена по условию обеспечения требуемых линейных диапазонов цифровых датчиков. Коэффициент передачи этих преобразователей по току равен 2,5.

Номинальный ток преобразователя тока зависит от схемы соединения витков первичной обмотки и установлен равным 8,33 А; коэффициент передачи по току составляет 0,003.

Подавление высокочастотных помех обеспечивается RC-фильтрами, установленными на вторичной стороне преобразователей. Для сглаживания напряжений синхронизации, искаженных коммутационными провалами, предусмотрены RC-фильтры второго порядка.

Для измерения напряжения ротора используется измерительный преобразователь напряжения, установленный, из соображений электробезопасности, в силовой секции. Нагрузочный резистор этого преобразователя и RC-фильтр, сглаживающий напряжение ротора, находятся в блоке CVT. Питание этого преобразователя производится от источника питания регулятора.

7.3  Ячейка обработки аналоговых сигналов PAS

Выходные сигналы блока CVT поступают на входы ячейки PAS, в которой установлены операционные усилители, включенные по схеме повторителей напряжения. Исключением является узел для измерения напряжения сети, содержащий прецизионный выпрямитель и активный фильтр второго порядка.

Напряжения, сформированные ячейкой PAS, поступают на входы аналого-цифровых преобразователей контроллера. Для измерения этих напряжений предусмотрены контрольные гнезда (см. п.23).

Для измерения частоты напряжения генератора в ячейке PAS установлены три компаратора, на входы которых подаются напряжения, пропорциональные линейным напряжениям генератора. На выходах компараторов формируются импульсы, передние фронты которых совпадают с моментами перехода через ноль в область положительных значений этих напряжений.

7.4  Ячейка цифрового ввода DI-AT96

Ячейка обеспечивает ввод 16-ти сигналов с оптронной гальванической развязкой с испытательным напряжением 500 V. Источником сигнала может быть транзистор с открытым коллектором, либо контакт реле. Питание входных цепей ячейки осуществляется от гальванически развязанного источника 24V, установленного в ячейке MR.

Микроконтроллер осуществляет ввод состояния этих сигналов по шине АТ-96.

7.5  Ячейка управления тиристорным преобразователем TC

Ячейка служит для формирования шести оптоизолированных импульсов управления мостовым тиристорным преобразователем. Выходные транзисторы ячейки включены по схеме с открытым коллектором. Проводящему состоянию транзистора соответствует наличие импульса управления.

Ячейка TC содержит последовательный сдвиговый регистр, на шести выходах которого формируются указанные импульсы. На входы регистра от микроконтроллера поступают два сигнала. Сигнал данных определяет текущее состояние импульса управления первым тиристором. Сигнал записи определяет момент формирования очередного импульса.

Микроконтроллер управляет также длительностью импульсов управления. В режимах, при которых отсутствует ток возбуждения, или возможен прерывистый ток, длительность импульсов равна 120° (точнее – равна интервалу между импульсами, поступающими на i-тый и (i+2)-ой тиристоры). При увеличении тока возбуждения формируются сдвоенные импульсы с интервалом 60°. Длительность этих импульсов (от 0,7 до 0,9 ms) определяется настройкой одновибратора ячейки ТС.

Предусмотрен входной сигнал блокирования импульсов, по которому все выходные транзисторы переводятся в непроводящее состояние. При этом светодиод, установленный в этой ячейке не светится.

7.6  Ячейка цифрового вывода DO-AT96

Ячейка служит для вывода 32-х дискретных сигналов. Выходные транзисторы ячейки включены по схеме с открытым коллектором и управляют выходными реле на 24 V, установленными в секции управления и регулирования. Проводящему состоянию транзистора соответствует наличие сигнала. Питание реле производится от источника питания регулятора.

При отказе канала или при работе регулятора в режиме off-line все выходные сигналы ячейки блокируются, что позволяет объединять цепи управления реле АРВ1 и АРВ2.

Микроконтроллер управляет состоянием выходных сигналов по шине АТ-96.

7.7  Ячейка аналогового вывода AO-AT96

Ячейка аналогового вывода служит для вывода аналоговых сигналов и используется для управления стрелочными приборами, установленными в СУР В ячейке установлены два четырехканальных 12-разрядных цифро-аналоговых преобразователя, имеющих диапазон выходного напряжения от минус 10 V до плюс 10 V.

На выходах цифро-аналоговых преобразователей установлены реле, блокирующие выходные сигналы ячейки, что позволяет, при необходимости, включать параллельно эти цепи АРВ1 и АРВ2. Поскольку в СУР установлено два комплекта приборов, эта возможность не используется.

Микроконтроллер управляет состоянием выходных сигналов по шине АТ-96.

7.8  Ячейка контроля регулятора MR

Ячейка обеспечивает контроль уровней напряжений источников питания, контроль длительности выполнения основного цикла программы (5 ms) и формирует сигналы состояния регулятора, которые устанавливаются в результате логической обработки информации, поступающей от контроллера и аналогичной ячейки, установленной в другом регуляторе. Сигналы состояния поступают на разъем Х5 регулятора, в контроллер, а также через оптронную развязку в контроллер другого регулятора.

В этой ячейке установлен гальванически развязанный источник питания 24 V для питания входных цепей ячеек DI-AT96.

7.9  Ячейка перекрестных связей CC

Ячейка служит для организации электрических соединений между контроллером и периферийными ячейками. В ячейке CC установлены разъемы, к которым подключаются плоские кабели от контроллера и указанных ячеек. Микропереключатель служит для задания номера регулятора и требуемой конфигурации программного обеспечения в соответствии с требованиями конкретного применения (см. таблицу 22).

7.10  Объединительная плата ВВ-АТ96

Объединительная плата содержит разъемы, в которые устанавливаются ячейки E167-3UM, DI-AT96, DO-AT96, AO-AT96. Одноименные контакты этих разъемов объединены печатными проводниками. Внутренние слои четырехслойной печатной платы подключены к выводам +5 V и 0 V блока питания PS.

7.11  панель местного управления регулятора LC

Панель установлен в нижней части кассеты и содержит следующие элементы:

·  семисегментный индикатор ERROR – для вывода диагностической информации;

·  светодиоды ON-LINE, READY, TEST, WORK – для отображения состояния регулятора;

·  переключатели TEST, PULSES, RELAYS, BLOCK – для управления состоянием регулятора;

·  разъем RS-232 - для подключения персонального компьютера (PC);

·  гнезда DAC1-DAC4, ^ для подключения осциллографа к выводам цифро-аналоговых преобразователей контроллера. С помощью сенсорного дисплея на входы этих преобразователей могут быть поданы различные переменные, вычисляемые при выполнении программы. Используются при наладке регулятора;

·  кнопка RESET, установлена внутри панели LC для защиты от случайного замыкания. При включении этой кнопки производится перезапуск программы. При этом в течение от 1 до 2 s блокируются выходы регулятора. Настройки регулятора устанавливаются в исходное состояние.

Сведения о назначении светодиодов и переключателей, а также расшифровка диагностической информации содержатся в п. п. 20, 22.

Управление семисегментным индикатором и светодиодами, а также ввод состояния переключателей производится встроенным в панель микроконтроллером. Обмен информацией с основным микроконтроллером производится по последовательному периферийному интерфейсу SPI.

7.12  Блок питания PS

Питание аппаратуры регулятора производится от источника типа NFS80-7606 фирмы Computer Products. Источник может быть включен в сеть напряжением 220 V как переменного, так и постоянного тока. На выходах источника формируются стабилизированные напряжения +5 V, +15 V, -15 V и +24 V.

Для питания цепей входных дискретных сигналов регулятора используется гальванически изолированный источник 24 V, установленный в ячейке MR.

7.13  сенсорный дисплей

В СУР имеются два пульта местного управления системой возбуждения (ПУ1 и ПУ2). В каждом пульте установлен сенсорный дисплей, у которого экран совмещен с программируемой клавиатурой. Сенсорный дисплей связан с регулятором своего канала интерфейсом RS-232.

На экран выводится информация о режиме и состоянии системы регулирования возбуждения, настройке регулятора, дается расшифровка диагностической информации, выводимой на семисегментный индикатор панели местного управления регулятора, ведется дневник событий. С помощью сенсорного дисплея изменяются настройки регулятора.

Порядок взаимодействия оператора с сенсорным дисплеем рассмотрен в п.19.

8.  ВВОД И ВЫВОД ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ АРВ

8.1  Ввод дискретных сигналов

В регуляторе установлены три 16-канальные ячейки дискретного ввода DI-АТ96, на входы которых с разъемов X1, X2, Х11 поступают сигналы состояния системы возбуждения и команды на выполнение регулятором функций управления.

Входные дискретные сигналы подвергаются логическому анализу на непротиворечивость и соответствие состоянию генератора и системы возбуждения. Например, предусмотрены следующие проверки:

·  если на входе регулятора установлен сигнал Генераторный выключатель отключен (Х2:3), а ток генератора Ig > T164 Ig@GenON, то этот сигнал считается недостоверным, а регулятор выполняет функции, соответствующие работе генератора в сети;

·  если одновременно установлены сигналы Больше (Х1:20) и Меньше (Х1:8), то эти сигналы игнорируются.

Для выявления несовпадения входных дискретных сигналов, поступающих от одного источника на входы регуляторов АРВ1 и АРВ2, предусмотрен обмен информацией между ними по интерфейсу CAN.

В п.21 содержатся сведения о назначении контактов разъемов Х1, Х2, Х11. Там же рассмотрен порядок отображения на дисплее входных дискретных сигналов и диагностической информации об их недостоверности и несовпадении.

8.2  Вывод дискретных сигналов

Регулятор содержит 32-канальную ячейку дискретного вывода DO-AT96, выходы которой подключены к разъемам Х3, Х4. Выходные транзисторы этой ячейки управляют реле, установленными в СУР. Если регулятор отключен или находится в горячем резерве, то его выходные дискретные сигналы, формируемые ячейкой DO-AT96, блокированы.

Сигналы состояния регулятора, формируемые ячейкой MR, выводятся на разъем Х5. Эти сигналы не блокируются при любом состоянии регулятора. Дублированные сигналы Канал в работе (Х5:5, Х5:18), Готовность к возбуждению (Х5:6, Х5:19), Неисправность (Х5:7, Х5:20) и Отказ канала (х5:8, Х5:21) формируются отдельными транзисторами, включенными по управлению параллельно, что позволяет их использовать в различных цепях СУР. Назначение контактов разъемов Х3, Х4, X5 а также порядок отображения выходных дискретных сигналов на дисплее приведены в п.21.