3BHS340160E04A?ABBGroupFebruary5,2023|Slide1UNITROL6000勵磁控制系統

技術特點

李國良,哈爾濱電機廠有限公司/中國核電協會2016年勵磁工作會議，福建福清，2016年8月

?ABBGroupFebruary5,2023|Slide2ACPEC800控制平臺AC800PEC控制系統以超高速處理為特色（采用64位浮點運算，主頻600HZRISC的POWERPCCPU）：超高速模擬與數字處理I/O，典型周期時間為25微妙；高速閉環調節控制與常規過程邏輯控制由一臺控制器完成；低速I/O的典型周期時間為10ms；外圍I/O模塊直接完成超高速數模轉換。AC800PEC主控制器與外圍I/O模塊間的連接采用光纖，即36路雙向光路。?ABBGroupFebruary5,2023|Slide3UNITROL?6000AVRSESUNITROL?6000小型&中型UNITROL?6000小型，中型，大型，超大型

Productmatrix產品矩陣

UNITROL?6000介紹

替代UNITROLF,UNITROL6080替代UNITROL5000,UNITROL6800UNITROL?6000核電?ABBGroupFebruary5,2023|Slide4可配置:僅通過ECT調試可編程:通過ControlBuilder調試Productmatrix產品矩陣

UNITROL?6000介紹

?ABBGroupFebruary5,2023|Slide5UNITROL6080Channel#1CCM6080Channel#2CIO#1CIO#1DischargeFieldFlashingMeasurementSignalsOpticalDataLinkThyristorGateControlSM/SG1)1)tobeusedalternativelyorboth1)PIN6080CCM6080PIN6080ControlChannel#1SGDischargeSMFieldFlashingIODeviceIODeviceIODeviceControl2ConverterControlConverter#1MeasurementSignalsOpticalDataLinkThyristorGateControlOptionalUNITROL6800大型靜態勵磁系統小型靜態勵磁系統&AVRBackupControl&ProtectionBasicI/ODirecthardwiredCCM6080PIN6080BFCRCh#2UNITROL6000系統拓撲——帶獨立后備手動?ABBGroupFebruary5,2023|Slide6UNITROL6000靜態勵磁系統

（SES-StaticExcitationSystem）系統拓撲?ABBGroupFebruary5,2023|Slide7UNITROL6000靜態勵磁系統

（SES-StaticExcitationSystem）系統拓撲Controlchannel1BackupchannelControlchannel2Converterinterface1ConverterinterfacenConverterinterface2UNITROL6000靜態勵磁系統

控制器之間的光纖通訊UNITROL6000靜態勵磁系統

控制器之間的光纖通訊UNITROL6000靜態勵磁系統

控制器之間的光纖通訊UNITROL6000靜態勵磁系統

控制器之間的光纖通訊UNITROL6000靜態勵磁系統

控制器之間的光纖通訊UNITROL6000靜態勵磁系統

控制器之間的光纖通訊UNITROL6000勵磁調節系統

層次化的輸入輸出接口UNITROL6000勵磁調節系統

層次化的輸入輸出接口可選配為完全冗余（通道獨立）的IO接口最小集的重要接口信號（投勵、退勵、并網、增磁、減磁、外部跳閘；通道正常、跳閘、通道運行）獨立于接口設備（CIO）直接與控制通道接口（CCM或BFCRCCM），避免控制通道與CIO接口丟失時，維持系統基本運行多CIO結構體系可確保勵磁系統與外部多信息量的交流，擴展方便：隨著勵磁系統在發電機控制系統的重要性的提高，來自上級（如調度，PMU）對勵磁系統運行相關信息的需要越來越多，UNITROL6000每一控制通道可連接多達8路的CIO(DI*12,DO*16)設備，可極大地滿足勵磁系統與外部通訊的技術要求UNITROL6000勵磁調節系統

安全可靠的控制電源系統ICU#1PS#1ShuntACBatt#1UNITROLdeviceAPDPS#2APDICU#2ShuntACBatt#2UNITROL6000勵磁調節系統

抽出式整流橋設計UNITROL6000勵磁調節系統

層次化通訊手段UNITROL6000勵磁調節系統

AC800PEC軟件性能分層UNITROL6000勵磁調節系統

AC800PEC軟件性能分層IndustrialIT的集成：該層面基于IEC61131-3工業技術標準，包含低速控制、監測、操作、顯示和記錄功能，利用ABBIndustrialIT兼容工具ControlBuilder可開發符合IEC61131-3工業技術標準的應用程序。高速控制軟件：這一層包含高速控制和保護功能，運算周期以100微秒計。該類對時間敏感的高速控制、調節與I/O任務通過MATLAB/Simulink進行編程，并作為Simulink

I/O單元集成到ControlIT環境中，為高速AC800PEC核心功能與標準ControlIT軟件間的無縫協作創造了理想條件超高速I/O控制：這一層包含了對時間高度敏感的硬件型功能，如脈沖調制器、帶相關保護功能的脈沖邏輯電路以及高速模擬和數字輸入輸出端口等。該層功能在FPGA(FieldProgrammableLogicArray)中實施，利用VHDL（VeryHighSpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage）編程。該層軟件程序刷新周期快達25納秒。1AVRFCRUGIGIFAVR = AutomaticVoltageRegulatorFCR = FieldCurrentRegulatorBFCR = BackupFieldCurrentRegulator2nAVRFCRUGIGIFIFBFCRUNITROL6000勵磁調節系統

完善的控制通道冗余及切換機理

1IFBFCRAVRFCRUGIGIF2nAVRFCRUGIGIFIFBFCRAVRAVRFCRBFCRTRIP!!!!UNITROL6000勵磁調節系統

完善的控制通道冗余及切換機理

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完善的控制通道冗余及切換機理

UNITROL6000勵磁調節系統

完善而全面的軟件功能

測量保護監視AVR+FCR邏輯控制ACBreaker*FieldsuppressionAVR1AVR2ConverterControlCONVERTER1CONVERTER2CONVERTER3DCBreaker*CONVERTERN?ABBGroupFebruary5,2023|Slide25STANDBYOPERATINGActualvaluesTripsignalsStatusofsystemFollow-upRegulationMonitoringProtectionLogicControlRegulationMonitoringProtectionLogicControlVoltageReg.(AUTO)FieldCurrentReg.(MAN)PowerSystemStabilizerLimiterfunctionsOverridingContr.(P.F.,VAR)Act.voltageval.(ptfailure)Act.fieldcurrentval.CPURotortemperatureFieldovercurrentV/HzRotatingDiodesAct.voltageval.Act.fieldcurrentval.CPUFieldovercurrentV/HzRotatingdiodesUNITROL6000勵磁調節系統

完善而全面的軟件功能

?ABBGroupFebruary5,2023|Slide261p.u.=nominalGeneratorOver-excited(inductive)Under-excited(capacitive)MotorStabilityLimitP/QLimiterMinimumFieldCurrentLimiter+P+Q-Q-PIfn11-1-1IGnRotorCurrentLimiterStatorCurrentLimiterDrivingLimitTheexcitationsystemkeepsthegeneratorwithinthermalandstabilitylimitsRotorovercurrentinversetimeLossofexcitationprotectionLimiter:Protection:UNITROL6000勵磁調節系統

完善而全面的軟件功能

?ABBGroupFebruary5,2023|Slide27UNITROL6000勵磁調節系統

完善而全面的軟件功能——過勵限制與保護

TemperatureAlarmSWsupervisionperchannelHWsupervisionperchannelSupplymonitoring

ThyristormonitoringAirflowmonitoringRotorthermaloverloadstage1Rotorovertemperaturestage1Rotorearthfaultstage1Lossofp.t.AVRFCRAVRFCRUNITROL6000勵磁調節系統

完善而全面的軟件功能——監視

OverfluxV/HzOvertemperatureOverload

SWsupervisionHWsupervisionInternalsupply

InternalshortcircuitConverteroverloadRotorshortcircuitRotorthermaloverloadstage2RotorOvertemperaturestage2RotorovervoltageRotorearthfaultstage2AVRFCRAVRFCRUNITROL6000勵磁調節系統

完善而全面的軟件功能——保護

?ABBGroupFebruary5,2023|Slide30EarthfaultprotectionABBUNS3020Rotorearthfaultstage1(Alarm)Rotorearthfaultstage2(Trip)EarthfaultmonitoringbenderIRDH275Rotorearthfaultstage1(Alarm)Rotorearthfaultstage2(Trip)Onlineinsulationmeasurement(displayonECT)UNITROL6000勵磁調節系統

完善而全面的軟件功能——轉子接地保護

UNITROL6000勵磁調節系統

可配置的監視與保護出口無論是AC800PEC主控制器，還是與其相連接的外部IO設備（CCI，CIO），系統均配備有完善的監視與保護功能，并定義為相關事件，動作于不同的動作（報警、冗余故障、跳閘及禁止啟動等），用戶可根據實際需要進行合理配置UNITROL6000勵磁調節系統

標準化系統配置及仿真工具?ABBGroupFebruary5,2023|Slide33SynchronousMachineTransientSimulation(SMTS)Theprogramallowstheusertocarryoutsimulationsinvolvingasynchronousmachine.SMTSincludesmodelofaturbineandanetwork.SynchronousMachineTransientSimulationRealTime(SMTS-RT6000)Thetoolenablesrealtimesimulation(forstudies,trainingandotherpurposes)andclosed-looptestsoftheexci