峡电厂励磁软件结构框图及其特色分析

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1、三峡电厂励磁软件结构框图及其特色分析陈小明1，胡先洪1，霍乾涛2，章俊1（1：三峡水力发电厂；2：国电自动化研究院）摘要本文介绍了三峡左岸电厂SIEMENS励磁调节器硬软件，详细分析了其软件结构框图和主要限制器特性曲线，并探讨国外励磁软件特色。关键词SIEMENS，THYRIPOL，SIMADYN-D，STRUCG，IBS，励磁软件。0励磁调节器硬软件简介三峡左岸电站的励磁系统采用德国SIEMENS公司生产的THYRIPOL静止式可控硅自并励励磁设备，由11面柜组成，如图1所示，从左到右分别是：调节器柜、辅助控制柜、5屏晶闸管整流柜、2屏灭磁开关柜、过电压保护和灭磁电阻柜、电制动

2、整流柜。整套系统结构复杂，器件众多，外观漂亮，运行可靠。图1THYRIPOL励磁装置SIEMENSTHYRIPOL全数字式微机励磁调节器，硬件由两套完全独立的SIMADYND全数字控制器组成。每套控制器包括3块32位的CPU控制板，以及各种数字模拟信号输入及输出接口板，耦合存储模块，扩展模块以及通讯接口模块，所有的模块集成于一个机箱中，组成一个完整的励磁调节通道。励磁调节器两通道采用热备用的运行方式，同时接受输入控制并执行操作与调节，但只有处于工作状态的通道有输出，并对可控硅进行触发。当工作通道发生故障时则备用通道自动投入运行，并闭锁故障通道。通道内部各模块之间以及通道和通道之间

3、实时通信跟踪，并及时上传数据到面板显示屏和监控系统，保证系统无扰动切换。在整套励磁装置盘面上，只有励磁调节器有两个可操作器件：远方现地切换控制锁和西门子OP2N操作面盘。励磁调节器编辑软件采用的STRUCG逻辑功能图语言，属于可编程逻辑图语言（组态语言）。STRUCG是SIEMENS公司专门针对SIMADYND硬件平台开发的结构化图形语言，主要编辑逻辑功能图，并通过存储卡读写器将软件写入存储卡中。三峡励磁SIMADYND有三块CPU10板，故需要插入三个程序存储卡。STRUCG基于SCOUNIX3.0版以上操作系统、具有形象直观、可读性强、编写灵活方便等优点，但UNIX操作系统学

4、习与使用难度较大。励磁调试软件IBS，即系统监视软件，也是SIEMENS公司专门针对SIMADYND硬件平台软件。IBS基于Windows98操作系统，通过PC机的RS232串口与SIMADYND的SS4上的RS232串口进行连接，使个人计算机与SIMADYND系统连接进行数据交换，可以进行逻辑功能图连接的改变，软件状态变量的读取和赋值等调试监视工作。1FPLTSCHRD_L6励磁功率柜风机投运切换逻辑软件(PAGE4)MFP0F647IB1B1QTTF1（信号输入端）MFP_1800T4（信号输出端）D_L6820T4DFR657IB1B1QDQNSRDBE_ER3.Q5/1.

5、2(S102isON)96ms（投自用电风机）NTHYB.I9/13.4`0（通道之间通讯）（另一通道已投厂用电风机）（投厂用电风机）（注：T4=48ms）图2励磁功率柜风机投运切换逻辑软件示意图为了更直观的介绍STRUCG逻辑图软件，现将励磁功率柜风机投运切换逻辑截取一小段置于图2中。这是写入CPU1（1FP）中命名为LTSCHR功能包、涉及名为MFP_1和D_L6两个逻辑模块。1FPLTSCHR的扫描工作时间为T4=48ms，即每48ms循环工作一次，这里的工作顺序是先MFP_1（800T4）后D_L6（820T4）。MFP_1是一个脉冲发生模块（MFP0F），相当于一个瞬时

6、动作延时返回的时间继电器；D_L6是D型触发器（DFR）。逻辑块中的B1（二进制）、Q（二进制）、TF(时间)表示变量的类型。在图2中，左边为输入信号，右边为输出信号，当BE_ER3.Q5/1.2＝1时，即交流灭磁开关S102合闸时，触发MFP_1并产生一个96ms宽的脉冲经Q端触发D_L6D型触发器，D型触发器按照其真值表使Q（投自用电风机）和QN（投厂用电风机）交替等于1，即交流灭磁开关每合闸一次，也就是励磁每启动一次，励磁功率柜风机就交替切换一次。1励磁调节器软件结构三峡励磁调节器软件由25个软件功能包组成，分配在三个CPU中，其中CPU1主管计算和调节控制，CPU2主管操

7、作显示和通讯，CPU3主管脉冲移相输出。表1总结了三峡水力发电厂（TGHP）励磁软件功能包。表1TGHP励磁软件功能包简介软件包名称及运行周期软件功能包功能简介PQISTX（CPU1）T1=3ms机端电压电流交流采样；计算有功、无功、机端电压电流频率，不平衡电压电流等。FEHL1（CPU1）T4=48msCPU1自检；电池电源检测。REGEL（CPU1）T3=12ms自动电压控制(AVR)；过励限制；定子电流限制；欠励限制。QREG（CPU1）T4=48msQ模式设置与控制。SW