2017 电力设备管理智能化研讨会 - 644 - 基于光纤网络智能型励磁系统设计 中国长江电力股份有限公司葛洲坝电厂，高劲松、杨京广 摘 要：介绍一种基于光纤网络智能型励磁控制系统，励磁调节器与功率柜、灭磁开关之间、以及并联功率柜之间 采用光纤通道进行通讯。智能功率柜在励磁调节器退出后可以恒阳极电压方式独立运行，是一种新型运行方式，能显著 提高励磁系统运行可靠性。励磁系统具备励磁在线监测功能，对系统运行状态实时监测，并对其健康状况进行评估。 关键词：同步发电机；光纤网络；智能励磁；励磁在线监测 目前，国内电厂应用励磁控制系统种类颇多， 但其结构大致相同。对于自励系统而言，整个系统 主要包括以下五大单元：（1）励磁变压器；（2） 可控硅整流装置；（3）两套相互独立的励磁调节器 （A 套、B 套）；（4）起励单元、灭磁单元、过压 保护等辅助单元； （5）定子电压、电流，转子电压、 电流测量单元。励磁调节器对信号进行采集和处理， 运算产生控制脉冲，控制脉冲一般通屏蔽电缆送给 每个功率柜的脉冲变（隔离或放大），进行励磁电 流调节，实现 AVR 控制 [1]。目前，市面上主流的励磁 控制系统，功率柜和灭磁开关没有配置控制单元， 即便是功率柜配备有控制器，其功能也较为简单： 可以接收调节器的数字脉冲，完成功率柜的脉冲触 发；调节器退出运行后，并联功率柜可以恒电流运 行方式运行，但不能独立控制。为了更进一步提高 发电机励磁系统的稳定可靠性及智能化水平，设计 一种基于光纤网络智能型励磁控制系统。 2.1系统架构 光纤网络智能型励磁系统是采用光纤网络化通 讯和智能化功率柜（包括热管功率柜）技术相结合 的新型励磁系统。系统结构如图 1 所示。调节器两 通道、调节器和功率柜控制单元、调节器和灭磁柜 控制单元之间均通过光纤进行点对点连接，进行分 布式控制及数据交换。光纤通信波特率高、抗干扰 能力强，非常适合工业现场 [2]。智能化功率柜具备独 立运行能力，紧急情况下可作为第三通道运行。光 纤网络智能型励磁系统还配置有励磁在线监测装 置，励磁在线监测采用光纤通讯方式获得励磁调节 器、功率柜、灭磁开关各种数据。利用所获取的数 据对励磁系统健康状态进行评估，为励磁维护或故 障排查提供依据。 图 1 光纤网络智能型励磁系统结构 2.2励磁调节器配置 调节器硬件部分主要由五部分构成：（1）ICAM 光纤网络化励磁控制器：具备 PLC 的高可靠性和易 扩展性；ARM+FPGA 多核系统架构；集成兼容 DSP 指 令的高速浮点运算单元，强大运算/处理能力；分时 多任务操作系统；关键任务瞬时中断响应，控制实