发布时间 : 星期日 文章GEC300技术说明书 - 图文更新完毕开始阅读445c53df5022aaea998f0fea
6.4 晶体开关管式微机励磁系统（GEC-34X）
作为晶体开关管的电力元件原采用巨型晶体管GTR（Giant Transistor）以及功率场效应管（MOS-Power），目前则采用性能更加优越的绝缘栅双极型大功率晶体管IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）作为开关管元件用。开关管式调节器结构简单、易于维护，可用于直流励磁机励磁系统。
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第二部分 软件功能
1 功能规范
软件是GEC-300励磁控制系统的控制核心，大部分功能都是靠软件实现的。 GEC-300励磁控制系统的软件功能满足：
《大型汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件》DL/T 843－2003 《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》DL/T 650－1998
《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》DL/T583-1995 《同步电机励磁系统》GB/T7409-1997的技术要求。
a) 励磁系统满足发电机发电、进相、同期(手动准同期、自动准同期)等运行方式要求。
b) 励磁系统保证当发电机励磁电压和电流为发电机额定负荷下励磁电压和电流的
1.1倍时能长期连续运行。
c) 励磁系统强励倍数不小于2倍额定励磁电流，强励时间不小于20s。 d) 励磁系统保证发电机静差率在0.05%之内，投纯积分时为零。
e) 在发电机空载运行情况下，频率值每变化1%，励磁调节系统保证发电机电压的变
化小于额定值的±0.25%。
f) 在发电机空载运行状态下，自动励磁调节器的整定电压变化速度，不大于额定电
压1%/s，不小于额定电压0.3%/s
g) 励磁系统的年强迫退出比不大于0.05%，强迫停运次数不大于0.10次/年。 h) 励磁系统各部件设备及柜屏能很好适应电厂灰尘、振动等环境条件。 i) 整套励磁系统保证连续运行30000小时而不退出运行。
j) 在下述厂用电电源电压及频率偏差范围内，励磁系统保证发电机在额定工况下长期连续运行：交流380/220V系统，电压偏差范围为额定值的±15%，频率偏差为-3～+2Hz。直流220V系统，电压偏差为额定值的-20%～+15%。
k) 励磁系统在机端电压频率为45～55Hz范围内，保证维持正确工作，并保证强励和快速减励能正确动作。
l) 励磁调节器装设电力系统稳定器(PSS)，其有效功率范围为10%～150%的额定值（可在线整定），有效频率范围为50±0.15～2.2Hz，可根据用户需要设置为自动投退或远方手动投退。
m) 励磁系统满足GB/T14958.9 10 13 14（idt IEC60255－22, evqIEC60255－5）、GB/T17626. 5.6（idtIEC61000-4－5-6）等抗电磁干扰试验标准提出的要求，在受到下列级别的干扰时不发生误调、失调、误动、拒动等情况：
1） 1MHz(100kHz)脉冲群抗扰度试验3级（共模2.5 kV，差模1 kV）。 2） 静电放电抗扰度试验3级（接触放电6 kV或空气放电8 kV）。 3） 辐射电磁场抗扰度试验3级（试验场强10V/m）。 4） 快速瞬变抗扰度试验3级（开路输出试验电压峰值和脉冲重复率在供电
电源端口2 kV/5kHz，在输入/输出信号、数据和控制端口1 kV/5kHz）。 5） 浪涌（冲击）抗扰度试验3级（2.0 kV）。
6） 工频磁场抗扰度试验4级（稳定磁场强度30A/m）。
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n) 励磁系统参数（如增益、时间常数、调差、调压速度、起励电压、各种保护定值等）可在线实时整定。最优整定值由用户在现场决定。
o) 励磁系统能就地和通过机组的就地单元LCU（Local Control Unit）进行控制和调节。在电站计算机监控系统自动控制下，励 磁系统能使单台机组和并联机组保持稳定运行。
p) 励磁系统为计算机监控系统提供必需的接口和输出（RS485），可经RS485/RS422转换成RS232接口，接口采用I/O和通信两种方式并存。
2 软件的可靠性设计
微机控制系统的软件可靠性直接影响了系统的可靠性。软件工程学告诉我们，大型复杂的软件是不可能做到100%无错误的。对微机励磁等关键性控制系统，系统出现可靠性问题时会导致严重后果。为此我们在硬件上采取了一定的措施，比如全双置等，在软件上也采取了相应的措施，以保证软件达到近乎100%正确率，即使在极端情况下发生错误，也应尽可能地限制故障的范围，避免导致严重的结果。
我们将软件的开发过程视为与产品的生产过程是等同的，每个环节都必须执行严格的质量管理，控制标准，只有这样才能生产出高可靠性的软件产品。在这个过程中，结构化软件设计思想是最为根本的一点，也正因为严格管理，GEC产品投运至今没有出现过死机和失控等现象。
2.1结构化软件设计的重要性
“软件危机”导致人们对如何提高软件的开发效率， 软件产品的质量及可维护性方面作了大量的研究，并且专门研究上述问题的新学科\软件工程学\越来越受到重视。但在偏重于硬件的控制领域开发、研究中，人们往往还没有软件工程，软件管理的概念，导致了一系列的问题。
? 对软件开发成本和进度估计不准确。实际成本比预算高一个数量级，实际进度拖延几个
月甚
至几年的现象并不罕见。
? 用户对\已完成\的软件系统不满意的现象经常发生。 ? 软件产品的质量往往不可靠。
? 软件常常是不可维护的。很多程序中的错误很难改正，并且适应新要求的能力也很差。 ? 软件没有适当的文档资料。计算机软件不仅仅是指程序清单，还包括一整套完备的文档
资料。
为了提高软件开发效率及软件质量，可靠性， 可测试性及可维护性，最有效的办法就是养成结构化程序设计风格(Structured Programming)，结构化设计出来的子程序不但其本身具有模块特性,单入口，单出口,而且其内部也是由若干子模块组成。 模块特性对测试及维护是很方便的。模块具有以下五种结构：
? 顺序结构(DO结构)
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? ? ? ? 选择结构(IF结构) 当结构(WHILE结构) 重复结构(REPEAT结构) 循环结构(FOR结构)
这五种结构是人们所熟知的,用这五种基本结构可以构成任何复杂的程序。为了使程序更清晰、易懂、符合结构化规范，GEC的软件设计遵循以下几条原则。
2.2结构化编程原则
1.独立性原则
对问题，任务进行分解时，应使各子任务之间最大地无关， 而同在一个子任务的内容则强相关。这就要求子任务，子模块的独立性要高，强的内聚能提高效率， 而弱的耦合可以简化模块间的接口关系，提高可靠性。 独立性原则是与结构化设计相一致的。
2.简单性原则(per-page原则)
每一模块应在一页纸内写完，因为研究表明，当模块中程序语句多于30行时，可理解性迅速下降，所以建议一个模块的语句数最好在40行以内。per-page原则也保证了读程序时不必前后翻页。
3.单入口，单出口原则
一个模块只允许有一个入口，一个出口，不允许从模块的外部直接跳入到模块内部，也不允许从模块内跳到模块外。 一个模块只能通过CALL被调用，用RET返回。这样就保证了程序流向的清晰性。在一个模块内可以用跳转指令JUMP。
4.作用域原则
每个变量，标志字都有其作用域， 或者说存在周期， 在其作用域外访问某一变量，标志被认为是非法的。因此对特定的模块，有些变量是透明的， 可以访问，有些变量则是隐含的，必须明确区分。
5.流水线原则
模块可以被看成一个输入， 处理到输出的过程， 即模块的IPO格式(Input Process Output)。对于顺序连接的模块，前一模块的输出应尽可能地直接作为下一个模块的输入，避免再进行额外的格式转换，正如流水线上的各道工序的嵌接，这样才有高效率与可靠性。
6.完备的文档
软件是指程序与有关的，完备的文档，而不单单是程序清单。软件设计思想的文档比程序清单更有价值。一个模块完成后，最少必须提交三份有关文档：
? 含有简单说明的程序清单； ? 该程序的流程图；
? 该模块的设计思想，变量的说明，实现原理，数据结构，参考文献等内容。
没有这三份文档，该模块的设计工作就没有完成。
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