一、 概述
XES系列微机励磁调节装置是武汉欧立德电气有限公司最新研制的最新一代微机励磁调节控制装置，该控制装置具有如下特点：
◄ 32位控制芯片+人机界面混合结构
采用32位ARM或DSP（用户可选）控制芯片，智能化人机界面（HMI）混合运用的结构；
保证了良好抗干扰性能，扩展了励磁调节控制系统的功能。
◄ 系统具有最小布线，整个控制器由一个电路板组成，高可靠性，；
◄ 适应能力较强，能适应高温、高湿、腐蚀、振动冲击、灰尘等恶劣环境；
◄ 有很强的电磁兼容性，有很高抗干扰能力及共模抑制能力。
◄ 双通道处理器构成的励磁调节控制器互为热备用
◄ XES系列微机励磁调节装置双通道为热备用方式—双通道并联运行方式。出现某通道故障，控制系统通过其自身的软、硬件诊断系统（WATCHDOG）及相互通讯，自动地将故障通道退出。
◄ 励磁监控单元 ：
励磁监控单元以人机界面为主要部件，人机界面为工业控制中非常成熟的人机交互平台。人机界面通常可以随意选择液晶屏的大小和显示器的色彩等，并配以触摸屏结构，为工业领域的通用配件。人机界面通过RS232C/RS485串行通讯口与励磁调节器单元相联，从而实现对励磁系统各组成部分的集中控制和管理。
励磁系统监控单元可显示实际发电机定子电压、定子电流、有功功率、无功功率、励磁电流（电压）、脉冲角度、发电机频率，调节器的故障、异常、发电机空载（并网）、各个开关分合状态等等。
◄ 数据传输：通过串行总线（RS232C、RS422、RS485）、现场总线（ProfiBus、CAN）、MODBUS等方式上传到电厂计算机监控系统，也可以接收监控系统控制数据。
◄ 独立励磁电流调节通道
硬件、软件完全独立的励磁电流调节通道，以单片机为控制核心，通过励磁电流（电压）闭环PID（PI）调节，以实现发电机恒励磁电流（电压）工作方式。
XES系列励磁控制器在设计上充分考虑了装置的高度通用性。它能够满足各种交、直流励磁系统的同步控制功能，使控制系统能够在各种发电机励磁系统中得到良好应用。
2.1 主要特点
XES系列微机励磁装置的最大特点是结构简单，功能强大，以ARM公司32位控制芯片为核心，辅以外围接口芯片组成整个励磁控制器。
1．励磁调节器AVR可配置两个独立的自动通道，通道间不共用电压互感器、电流互感器及稳压电源。双通道间采用并联运行方式或主从方式运行。
2．励磁调节器具有在线参数整定功能。在后台人机界面上能显示调节器各参数及各功能单元的输出量的实际值。
3．励磁调节器电压测量单元的时间常数小于25ms。
4．励磁调节器的移相采用全数字移相。
5．工作电源采用两路独立电源供电，其中一路取自厂用直流系统，另一路取自交流电源系统，依据励磁方式的不同有所不同。
6．AVR自身还配备有完善的软、硬件诊断系统，故障时能自动退出故障通道的运行。
7．励磁调节器配备有完善的限制及保护功能。
8．励磁调节器配有PSS附加控制单元，PSS采用电功率加频率双输入信号。PSS具有自动投入、手动投入、输出限幅（±5%~±10%）及故障自动退出运行功能。PSS的输出噪声小于输出限幅值的2%~5%。
9．配备有PT断线保护功能，即在某一只电压互感器回路失压时防止误强励功能。
10．手动励磁控制方式满足做励磁装置试验及发变组试验。手自动通道切换时无波动。
11.当采用XES系列励磁调节器构成发电机励磁系统时，发电机励磁系统满足如下技术指标：
◄ 励磁系统完全满足发电、调峰、调频、调相、同步并列、线路充电、进相运行和带线路零起升压要求。
◄ 励磁系统电压响应时间上升不大于0.08s；下降不大于0.10s。
◄ 励磁系统的延迟时间小于0.02秒。
◄ 保证发电机电压静差率±0.5%。
◄ 发电机零起升压时，励磁调节器保证发电机电压最大值不大于额定值的110%，振荡次数不超过3次，调节时间不大于10s。
◄ 励磁控制系统电压给定阶跃响应满足：空载阶跃响应：超调量不大于阶跃量的30%，振荡次数不大于3次，上升时间不大于0.08s，调节时间不大于5s。
◄ 在发电机甩额定无功功率时发电机电压最大值不大于额定值的115%。
◄ 励磁电压调节器在发电机空载额定电压的10%~130%范围内能进行稳定、平滑地调节。电压分辨率不大于额定电压值的0.5%。
◄ 手动控制能保证发电机励磁电压能在空载额定励磁电压的10%到额定励磁电压的110%进行稳定、平滑调节。
◄ 在发电机空载运行状态下，励磁调节器的给定电压调节速度不大于1%额定电压/s；不小于0.3%额定电压/s。
◄ 调节器对发电机电压的调差采用无功调差。调差范围不小于±10%。调差率的整定在全程内数字分挡调整。
◄ 发电机空载运行时，频率变化1%，发电机端电压波动不大于额定值±0.25%。
◄ 励磁调节器平均故障间隔时间（MTBF）不小于24000h，年强行退出比小于0.04%，励磁装置平均故障时间小于4小时/年，可使用率大于99.0%，故障率小于0.25次/台年。
◄ 在下述厂用电源电压及频率偏差范围内，励磁调节器能够保证长期连续正常工作。
◄ 交流380/220V系统，电压偏差范围为额定值的±15％，频率偏差范围为-3～+2％HZ，直流220V系统，电压偏差范围为额定值的-20％～+10％。
◄ 交流工作电源短时间内波动范围55％～120％额定值时，励磁调节器能正常工作，并保证强行励磁和快速减磁工作。
◄ 励磁调节器中与励磁绕组在电气上直接相连的电器设备或组件，发电机额定励磁电压不大于500V时，出厂工频试验电压为10倍额定励磁电压，但最低不小于1500V；发电机额定励磁电压大于500V时，2倍额定励磁电压加4000V。
◄ 其它电气组件工频试验电压为：额定工作电压在12V－60V范围时，500V；额定工作电压大于60V时，2倍额定工作电压加1000V，但最低不小于1500V。
◄ 对操作直流电源220V回路试验电压为2500V。对厂用系统380V回路，出厂试验电压为3800V。其他出厂试验电压按有关规定执行。
◄对于信号线用500V摇表，绝缘应大于10MW，对于电源线用1KV摇表，绝缘应大于10MW ◄ 励磁调节器在受到现场任何电气操作、雷电、静电及无线电收发讯机等电磁干扰时不会发生误调、失调、误动、拒动等情况。
◄ 励磁调节器配备与计算机监控系统接口的软件和硬件，接口分计算机数据通讯、开关量和模拟量三种方式。
◄ 数据通讯可采用串行（RS232C、RS422、RS485）、现场总线（ProfiBus、CAN）等方式。
◄ 所有开关量输入应为无源的节点，检测电源为＋24V（220V）3mA，串联电阻1MW；所有开关量输出均为无源的节点，容量：阻性负载24～220Vdc，5A。
◄ 模拟量输出信号为4mA～20mA（或0～5V），精度为0.5％。
2.2、适用范围
XES系列系列微机励磁控制装置具有很强的适应性及通用性，可应用在200MW及以下的各类同步发电机组上。励磁系统包括：
1.直流励磁机系统：
输入直流电压： 30V～300V
输出电流： 5A～100A
2.三机励磁系统：
输入电压： 50V～130V
输入频率： 50Hz～500Hz
输出电流： 5A～300A
3.两机交流励磁机系统：
输入电压： 50V～500V
输入频率： 50Hz～500Hz
输出电流： 5A～500A
4.自并激励磁系统：
输入电压： 50V～1000V
输出电流： 100A～3000A
2.3、基本功能
发电机恒端电压运行方式
发电机恒励磁电流运行方式
发电机恒功率因数运行
恒导通角运行
空载过压保护
强励顶值限制
过励反时限限制
低励限制
励磁/仪表电压互感器断线检测及保护
V/F限制，低频保护
正负调差率可以选择
开机电压自动置位，关机电压自动清零
PID及PI控制调节，附加PSS调节、可变参数自适应调节(可选)
与其它自动化仪器仪表及计算机监控系统的通信接口
HMI液晶触摸显示屏，在线显示多种参量
脉冲输出双层隔离，面板测量及指示
电源、硬件、软件故障信号以及其它各种故障信号输出
在线修改控制参数
软件防误操作闭锁
双套电源供电、面板测量及指示状态信号显示
掉电数据保护
一键开机功能
2.4、技术数据
1.机端电压UF： 电压互感器副边额定值100V或105V
2.定子电流测量IF： 额定值5A输入或1A输入
3.转子电流测量IL： 霍尔电流传感器测量4～20mA或0～5V信号输入
4.输出脉冲： 50Hz～500Hz可控硅触发脉冲(可控硅励磁系统)
5.励磁电流输出范围： 50～3000A
6.励磁电压输出范围： 50V～1000V(可控硅励磁系统)
7.交直流并联供电： 交流输入220V+10%，-20%
直流输入220V+5%，-15%
2.5、主要技术指标
1.脉冲调节范围： 10～150°(可控硅励磁系统)
2.脉宽调节精度： 优于0.00005°
3.矩形波脉宽调节精度：优于0.01%
4.A/D转换分辨率： 优于2－12
5.计算调节速度： 3ms/周期
6.调压范围： 10%～130%Ue(手动时10%～110%Ue)
7.调压精度： 优于0.5%
8.具有调差特性： ±15%可设定，步长0.1%
9.频率特性： 频率变化1%，机端电压变化小于额定的±0.1%
10.频率范围： 40～77.5Hz
11.给定调节速度： 不高于1%每秒，不低于0.1%每秒
12.采用32位ARM处理器：主频72MHz
13.励磁PT和IF、仪表PT、系统PT、采用12位AD进行交流采样
14.FFT交流采样算法
15.36点12位AD同步采样
16.使用PSS2A模型的内置PSS软件模块
17.完整的PSS测试接口
18.隔离RS-232C/ RS-485通讯接口，支持标准的ModBusRTU通讯协议
19.多种规格人机界面供选择。
20.功率消耗： 小于25W
