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图2.8 P/Q过励限制模型
? 瞬时强励限制
瞬时强励限制，或者称为强励顶值限制。其作用是防止在调节过程中发电机转子电流瞬时超过容许的强励顶值。其与前述过励限制有两点不同：
? 其定值是强励容许值，不是长期允许值； ? 动作是瞬时的，不是按发热积累考虑的延时。 ? 伏赫兹（V/Hz）限制
发电机运行时，发电机端电压与发电机频率的比值有一个安全工作范围，当伏赫兹比值超过安全范围时，容易导致发电机及主变过激磁和过热时，必须限制发电机端电压幅值，控制发电机端电压随发电机频率变化而变化，维持伏赫兹比值在安全范围内，此项功能称为伏赫兹（V/Hz）限制。
实际应用中一般取1.06为伏赫兹比值安全范围，当伏赫兹比值超出1.06时，伏赫兹限制启动，调低发电机端电压并预留一定的安全裕度。另外，发电机空载时，当发电机频率低于整定值时（45Hz），实际发电机组不允许继续维持机端电压，此时，需发出逆变脉冲，励磁系统逆变灭磁。
伏赫兹（V/Hz）限制动作条件为过电压或低频率。发电机负载时，由于发电机频率即为系统频率，实际负载伏赫兹（V/Hz）限制主要为过电压限制。发电机空载时，由于发电机电压和频率的比值与发电机励磁电流成比例关系，实际空载伏赫兹（V/Hz）限制主要为过电流限制。
U启动区不安全区安全运行区F
图2.9 伏赫兹（V/Hz）限制示意图
在NES5100励磁调节装置中，伏赫兹（V/Hz）限制器的输出是叠加到AVR电压叠加点，实现减少励磁的目的。 2.4.3 PT断线保护
发电机机端PT断线为电厂常见故障之一，同时PT断线也是误强励发生的主要诱因之一。励磁系统对PT断线的处理要求要迅速又要准确，如果判断时间过长，实际PT断线时，如果不能及时进行容错控制，发电机励磁电流很快上升直至强励。
NES5100励磁装置对PT断线判断采用三种方法：双PT比较法、负序比较法和冗余判别法，保证各种PT断线均能被正确而迅速地判别出，PT断线保护采用两种方法：主从切换和控制方式切换。双PT比较方法是常规PT断线判断方法，即同时测量两个PT的测量值，正常情况下，两个输出值基本相同，一旦两个输出值差别较大，则判断输出低的PT断线。
负序比较法主要针对单PT或双PT同时断线而设计，采样系统计算发电机定子三相电压的正序分量和负序分量，定子三相电流的正序分量和负序分量，当PT断线时，出现电压负序分量，但没有电流负序分量。冗余判别法针对自并励机组的PT全部断线，当定子电压没有测量值，转子电流和定子电流均正常，可以判断为PT信号丢失（短路试验时通过置“短路试验使能”标志可以退出）。 2.4.4 电力系统稳定器（PSS）
电力系统稳定器（PSS）是NES5100励磁调节器的一个标准功能。PSS的目的是通过引入一个附加的反馈信号，增加弱阻尼或负阻尼控制系统的正阻尼系数，以抑制同步发电机的低频振荡，提高发电机组（线路）最大输出能力，有助于整个电网的稳定性。PSS的控制算法是以IEEE Std 421.5-2005中PSS2B为基础的。NES5100励磁调节器中PSS2B附加的反馈
信号为机组的加速功率（由电功率信号和转子角频率信号综合而产生的），其数学模型如图2.10所示：
图2.10 PSS2B传递函数图
2.4.5 逻辑判断
正常运行时，NES5100励磁调节器不断地根据现场输入的操作命令和状态信号进行逻辑组合辨识励磁系统的工作状态或识别现场的控制需求，并自动做出相应的处理：
? 是否进入励磁运行 ? 是否进行逆变灭磁 ? 是否进行增磁或减磁 ? 是空载还是负载状态 ? 是否进行系统电压跟踪 ? 是否切换闭环运行方式 ? 是否投入PSS附加控制
2.4.6 参考值设定
正常运行时，NES5100励磁调节器不断地检测增减控制命令，并按照增减的控制命令持续时间、励磁闭环控制方式、发电机工况和预置的增减速度等要求，修改被调节量的参考值，从而实现被调节量的增加或减小。 2.4.7 双机通讯
从通道自动跟踪主通道的被调节量的参考值和输出的控制值。正常运行中，一个自动通
道为主通道运行，另一个自动通道为从通道运行，为保证通道间切换时无扰动，从通道通过双机通讯，交换控制信息，自动跟踪主通道的工况。基本原理为：主通道将本通道的被调节量的参考值和输出的控制值由通讯口发出，从通道接受双机通讯来的参考值和输出控制值，再通过容错处理，作为从通道的控制信息。通过双机通讯，从通道不间断地跟踪主通道的运行工况和控制信息，实现在任何方式下进行主从通道切换，发电机工况均无波动。 2.4.8 自检和自诊断
NES5100励磁调节器在运行中，不间断地对装置硬件和软件进行自检和自诊断，及时地发现故障或异常，并做出容错处理，发出告警信息及切换至完好的从通道运行。具体来讲，调节器对电源、硬件、软件、信号进行检测，自动对异常或故障进行判断和处理，防止因励磁系统异常导致发电机事故的发生。 2.4.9 人机对话
NES5100采用NES－HMI励磁智能监控软件系统作为人机对话，该软件系统由励磁智能监控软件和通讯中间件OPC Server for NES5100组成。
NES_HMI开发基于Windows 2000，采用先进的面向对象的设计方法。用Visual Basic和Visual C++开发而成。系统通讯效率高，占用CPU资源小，可运行在Windows 2000和Windows XP操作系统下。
NES_HMI由以下几个模块组成：系统拓扑视图、故障日志、参数设置、过欠励曲线、试验录波、采样示波器、阶跃试验、参数比较、通讯变量组态等模块组成，可充分满足微机励磁调节器的运行监控和调试需求。 2.4.10 对外通讯
励磁调节装置对外通讯接口包括以太网、RS232/RS485和CAN总线接口，并适用于多种通讯协议。
第三章 NES5100调节器的界面操作
3.1 NES-HMI励磁智能监控界面介绍
NES5100励磁调节器配备1台液晶工控机、1台D-LINK交换机、3根网线。操作系统为Windows XP。3根网线分别连接工控机、A套调节器、B套调节器。 3.1.1界面启动前的准备
调节器与D-LINK交换机、D-LINK交换机与工控机的网络线连接好，励磁调节器柜上所有电源投入，电源投入的顺序为：D-LINK交换机，工控机，调节器A和调节器B，开入开出电源。 3.1.2界面使用
点击桌面上“opc.exe” 正常启动后会自动最小化到系统托盘图标。
注意：如果“opc.exe”不能正常启动，请检查工控机的IP地址是否正确、网线是否插好、两套程序内IP地址是否重复、“config.ini”文件内设置是否正确、确认所传数据文件同opcconfig文件夹中数据库统一。
启动opc服务器成功后，点击桌面上“client.exe”，看到如图3.1的界面，
界面左侧有三个菜单“监控”、“调试”、“工具”。主界面打开时默认在“监控”菜单“系统拓扑”。