专利名称：同步发电机plc可控硅静止励磁系统的制作方法
技术领域：
本发明属于同步发电机可控硅静止励磁装置，特别涉及由PLC可编程控制器作为核心控制部件的同步发电机可控硅静止励磁装置。
背景技术：
随着同步发电机单机容量的不断增大，远距离输电线路不断增多，使用电力系统的稳定性问题日益重要。为了保证同步发电机的可靠运行，对励磁调节系统的要求更加严格。如要求运行高度可靠，具有优良的技术和经济性能指标，能完成某些专门的控制功能等。传统的模拟式励磁调节器的所有功能均通过硬件实现，要求功能愈多，所使用的元器件、焊点和接插件的数量也愈多，线路愈复杂，可靠性降低，维护困难。此外，模拟式励磁调节器难以灵活地实现最优化运行。另一方面，PLC可编程控制器具有强大的计算和控制处理功能，在工业控制上将得到了越来越广泛的应用。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种同步发电机PLC可控硅静止励磁系统，利用PLC可编程控制器作为同步发电机励磁装置的核心控制部件，解决模拟式励磁装置的不足，满足同步发电机可靠运行的严格要求，并提供强大的控制功能。
本发明所采用的技术方案为同步发电机PLC可控硅静止励磁系统，包括参数输入电路，信号变换调理电路，数模转换电路，PLC可编程控制器，移相触发电路，整流桥电路SCR，手动控制单元，开关量输入输出电路和人机界面装置，发电机的参数通过参数输入电路送入信号变换调理电路，整流、滤波后形成直流电压信号，与励磁直流电压信号一同输入数模转换电路变换为数字信号，PLC可编程控制器读取该数字信号计算出控制电压Uk，将控制电压Uk送入移相触发电路，移相触发电路移相触发产生控制脉冲输入到整流桥电路SCR，整流桥电路SCR的输出电压控制发电机的机端电压。
发电机的参数包括机端电压、输出电流、励磁电流和网压，参数输入电路由在同步发电机的电力输出线路上靠近发电机一端接入的机端电压互感电路、输出电流互感器CT、LH电路，在电力输出线路靠近用电系统一端接入的电压互感器PT3，以及Ufd变送器组成，发电机机端电压通过电压互感电路输入信号变换调理电路，网压通过电压互感器PT3输入信号变换调理电路，励磁电流经过LH电路输入信号变换调理电路，励磁电压经过Ufd变送器输入信号变换调理电路。
机端电压互感电路包括电压互感器PT1、PT2，以及可变电阻PR。
励磁直流电压信号是励磁电压经Ufd电压变送器直接变换得到。
移相触发电路移相触发产生的控制脉冲为六路互差60度相位的双窄脉冲。
整流桥电路SCR为三相全控整流桥，接收的控制脉冲通过控制可控硅的通断调节整流桥电路SCR的输出电压。
手动控制单元包括PI调节和移相触发两部分，通过输入的励磁变压器副边电流、电压进行PI调节得到控制电压Uk，控制电压Uk移相触发后输入整流桥电路SCR。
PLC可编程控制器连接人机界面装置和开关量输入输出电路。
开关量输入输出电路利用继电器控制灭磁开关、主油开关、增/减磁接点信号。
本发明的发明优点在于用PLC可编程控制器作为同步发电机可控硅静止励磁装置的控制中心，控制功能强大，可根据负载的变化自动调节励磁电流，保证同步发电机励磁电压或电流恒定，同时该励磁装置具有安全灭磁、快速起励、过励限制、事故保护和报警、手动控制通道备用等功能，结构简单，操作方便，运行可靠，功能强大，扩展性强，为发电机的工作提供了可靠的保证。
图1为本发明的结构示意图。
图中1-信号变换调理电路，2-数模转换电路，3-PLC可编程控制器，4-移相触发电路，5-整流桥电路SCR，6-手动控制单元，7-开关量输入输出电路，8-人机界面装置。
具体实施例方式
如图1所示，一种同步发电机PLC可控硅静止励磁系统，包括参数输入电路，信号变换调理电路1，数模转换电路2，PLC可编程控制器3，移相触发电路4，整流桥电路SCR5，手动控制单元6，开关量输入输出电路7和人机界面装置8，发电机的参数通过参数输入电路送入信号变换调理电路1，整流、滤波后形成直流电压信号，与励磁直流电压信号一同输入数模转换电路2变换为数字信号，PLC可编程控制器3读取该数字信号计算出控制电压Uk，将控制电压Uk送入移相触发电路4，移相触发电路4移相触发产生控制脉冲输入到整流桥电路SCR5，整流桥电路SCR5的输出电压控制发电机的机端电压。
发电机的参数包括机端电压、输出电流、励磁电流和网压，参数输入电路由在同步发电机的电力输出线路上靠近发电机一端接入的机端电压互感电路、输出电流互感器CT、LH电路，在电力输出线路靠近用电系统一端接入的电压互感器PT3，以及Ufd变送器组成，发电机机端电压通过电压互感电路输入信号变换调理电路，网压通过电压互感器PT3输入信号变换调理电路，励磁电流经过LH电路输入信号变换调理电路，励磁电压经过Ufd变送器输入信号变换调理电路。
机端电压互感电路包括电压互感器PT1、PT2，以及可变电阻PR。
励磁直流电压信号是励磁电压经Ufd电压变送器直接变换得到。
移相触发电路移相触4发产生的控制脉冲为六路互差60度相位的双窄脉冲。
整流桥电路SCR5为三相全控整流桥，接收的控制脉冲通过控制可控硅的通断调节整流桥电路SCR的输出电压。
手动控制单元6包括PI调节和移相触发两部分，通过输入的励磁变压器副边电流、电压进行PI调节得到控制电压Uk，控制电压Uk移相触发后输入整流桥电路SCR。
PLC可编程控制器3连接人机界面装置8和开关量输入输出电路7。
开关量输入输出电路7利用继电器控制灭磁开关、主油开关、增/减磁接点信号。
权利要求
1.同步发电机PLC可控硅静止励磁系统，其特征在于包括参数输入电路、信号变换调理电路(1)、数模转换电路(2)、PLC可编程控制器(3)、移相触发电路(4)、整流桥电路SCR(5)、手动控制单元(6)、开关量输入输出电路(7)和人机界面装置(8)，发电机的参数通过参数输入电路送入信号变换调理电路(1)，整流、滤波后形成直流电压信号，与励磁直流电压信号一同输入数模转换电路(2)变换为数字信号，PLC可编程控制器(3)读取该数字信号计算出控制电压Uk，将控制电压Uk送入移相触发电路(4)，移相触发电路(4)移相触发产生控制脉冲输入到整流桥电路SCR(5)，整流桥电路SCR(5)的输出电压控制发电机的机端电压。
2.根据权利要求1所述的同步发电机PLC可控硅静止励磁系统，其特征在于发电机的参数包括机端电压、输出电流、励磁电流和网压，参数输入电路由在同步发电机的电力输出线路上靠近发电机一端接入的机端电压互感电路、输出电流互感器CT、LH电路，在电力输出线路靠近用电系统一端接入的电压互感器PT3，以及Ufd变送器组成，发电机机端电压通过电压互感电路输入信号变换调理电路，网压通过电压互感器PT3输入信号变换调理电路，励磁电流经过LH电路输入信号变换调理电路，励磁电压经过Ufd变送器输入信号变换调理电路。
3.根据权利要求1所述的同步发电机PLC可控硅静止励磁系统，其特征在于机端电压互感电路包括电压互感器PT1、PT2，以及可变电阻PR。
4.根据权利要求1所述的同步发电机PLC可控硅静止励磁系统，其特征在于励磁直流电压信号是励磁电压经Ufd电压变送器直接变换得到。
5.根据权利要求1所述的同步发电机PLC可控硅静止励磁系统，其特征在于移相触发电路(4)移相触发产生的控制脉冲为六路互差60度相位的双窄脉冲。
6.根据权利要求1所述的同步发电机PLC可控硅静止励磁系统，其特征在于整流桥电路SCR(5)为三相全控整流桥，接收的控制脉冲通过控制可控硅的通断调节整流桥电路SCR的输出电压。
7.根据权利要求1所述的同步发电机PLC可控硅静止励磁系统，其特征在于手动控制单元(6)包括PI调节和移相触发两部分，通过输入的励磁变压器副边电流、电压进行PI调节得到控制电压Uk，控制电压Uk移相触发后输入整流桥电路SCR(5)。
8.根据权利要求1所述的同步发电机PLC可控硅静止励磁系统，其特征在于PLC可编程控制器(3)连接人机界面装置(8)和开关量输入输出电路(7)。
9.根据权利要求1所述的同步发电机PLC可控硅静止励磁系统，其特征在于开关量输入输出电路(7)利用继电器控制灭磁开关、主油开关、增/减磁接点信号。
全文摘要
本发明公开了一种同步发电机PLC可控硅静止励磁系统、包括参数输入电路、信号变换调理电路、数模转换电路、PLC可编程控制器、移相触发电路、整流桥电路SCR、手动控制单元、开关量输入输出电路和人机界面装置，通过PLC可编程控制器对其他模块的控制和协同工作，可根据负载变化自动调节励磁电流，以保证发电机机端电压或电流为恒定值，同时该励磁装置具有安全灭磁、快速起励、过励限制、事故保护和报警、手动控制通道备用等功能。本发明结构简单，操作方便，运行可靠，功能强大，扩展性强，为发电机的工作提供了可靠的保证。
文档编号H02P9/14GK1913339SQ20061002175
公开日2007年2月14日 申请日期2006年9月5日 优先权日2006年9月5日
发明者冯安, 彭加荣, 邓继建 申请人:四川东风电机厂有限公司