UNITROL 1020 励磁调节器 支持Profibus DP 通信

描述

技术规格

产品型号：UNITROL 1020

制造商：ABB

核心板卡型号：UNS0119A-Z,V1

物料号：3BHE030579R0003

产品类型：数字式发电机励磁调节器(Digital Automatic Voltage Regulator-AVR)

应用：同步发电机励磁控制系统

控制核心：高性能微处理器

主要功能：

自动电压调节(AVR)

无功功率/功率因数调节(Q/F)

恒定励磁电流调节(FCR)

电力系统稳定器(PSS-可选)

调节精度：<±0.5%(额定电压下)

响应时间：<20ms(阶跃响应)

电压测量范围：80V-600V AC(线电压，通过PT)

电流测量范围：1A/5A AC(通过CT)

输出信号：

触发脉冲:用于控制励磁功率单元(SCR/T全控桥)

模拟量输出:4-20mA(可配置，用于DCS/SCADA)

继电器输出:多路干接点(用于报警、状态)

通讯接口：

Profibus DP(标配)

RS485(Modbus RTU,可选)

Ethernet(可选，用于高级诊断)

供电电压：85-260 V AC/DC或24 V DC(取决于具体电源模块)

工作温度：0°C至+50°C(或+55°C，取决于型号)

存储温度：-25°C至+70°C

相对湿度：5%至95%RH，无冷凝

安装方式：机架式安装(标准19英寸机柜)

防护等级：IP20

尺寸（H×W×D）：约320mm×250mm×300mm(典型机箱尺寸)

重量：约8-10kg

认证：IEC 61508 SIL 2,IEC 60255,IEEE 421.5

产品概述

这UNITROL 1020，是同步发电机的“心脏起搏器”和“电压稳压器”。它不是直接产生励磁电流的功率部分（那是励磁机或静止励磁系统的功率柜），而是整个励磁控制系统的“大脑”——自动电压调节器(AVR)。

它的核心任务是维持发电机机端电压的稳定。当电网负荷变化导致电压波动时，UNITROL 1020会实时监测机端电压（通过电压互感器PT）和定子电流（通过电流互感器CT），运用先进的控制算法（如PID），精确计算出所需的励磁电流。然后，它向励磁功率单元（通常是可控硅整流桥）发出触发脉冲，调节其导通角，从而动态调整供给发电机转子的直流励磁电流大小。励磁电流增大，发电机电压升高；励磁电流减小，电压降低。这个闭环控制过程，确保了无论负荷如何变化，发电机输出的电压都能稳定在设定值。

型号UNS0119A-Z,V1是其内部核心控制板卡的型号，3BHE030579R0003是ABB为这个特定配置（可能包含特定的固件版本、通讯选项等）分配的物料号。它采用全数字化微处理器控制，相比老式模拟AVR，精度更高、响应更快、功能更丰富。除了基本的AVR功能，它还能实现无功功率(Q)或功率因数(PF)调节，帮助电网进行无功补偿。可选的电力系统稳定器(PSS)功能，能有效抑制电力系统的低频振荡，提高电网稳定性。

SIL 2安全认证意味着它可用于某些安全相关的应用，例如在孤网运行或黑启动过程中作为关键控制。Profibus DP等通讯接口，使其能轻松集成到电站的DCS或SCADA系统中，实现远程监控和数据采集。前面板通常有状态指示灯和接口，用于连接配置软件进行调试和诊断。

主要特点和优势

UNITROL 1020的优势，集中体现在“稳定、智能、可靠”三大核心价值。

“稳定”是生命线。其**<±0.5%**的电压调节精度和**<20ms**的快速响应时间，能有效应对电网的瞬时扰动（如大电机启动、短路故障），防止电压崩溃，保障用电设备安全。先进的控制算法确保了系统动态和静态性能的优越。

“智能”是现代化标志。全数字化控制提供了无与伦比的灵活性和可配置性。丰富的通讯接口(Profibus DP,Modbus)实现了与上位系统的无缝集成。强大的自诊断功能能实时监测AVR自身、PT/CT回路、励磁系统状态，并通过继电器和通讯上报故障，便于预防性维护。可通过软件进行参数整定、录波分析、事件记录。

“可靠”是硬要求。作为发电设备的核心控制单元，其设计遵循严苛的工业标准。SIL 2认证彰显了其在安全关键应用中的可靠性。模块化设计，关键部件（如电源、CPU板）可冗余配置（虽然1020本身可能为单通道，但系统可设计为双AVR冗余）。坚固的工业级设计，适应电站的电磁环境和温湿度变化。

The ABB UNITROL 1020(with core board UNS0119A-Z,V1,P/N 3BHE030579R0003)is a high-performance,digital Automatic Voltage Regulator(AVR)designed for the precise control of synchronous generator excitation systems.Its primary role is to maintain stable generator terminal voltage under varying load conditions by continuously regulating the field current.Utilizing advanced digital control algorithms,it offers exceptional voltage regulation accuracy(<±0.5%)and fast response time(<20ms),crucial for power system stability.The UNITROL 1020 provides multiple control modes(AVR,Q/F,FCR)and optional Power System Stabilizer(PSS)functionality.Its intelligence is enhanced by standard Profibus DP communication and comprehensive self-diagnostics,enabling seamless integration into plant control systems(DCS/SCADA)and predictive maintenance.Certified to SIL 2,the UNITROL 1020 delivers the reliability and performance required for critical power generation applications in thermal,hydro,and industrial power plants,ensuring consistent and safe electrical power supply.

应用领域

UNITROL 1020广泛应用于各种需要稳定电压输出的同步发电机场合。在火力发电厂和水力发电厂，作为主发电机的励磁调节器，是电站控制系统的核心组成部分。在工业自备电厂或大型工厂（如石化、冶金），用于驱动大型电动机的同步电机励磁控制。在船舶电站，为船用发电机提供稳定的电压。在应急备用电源系统中，确保在电网故障时快速建立稳定电压。只要是采用可控硅静止励磁或旋转励磁的同步发电机，且需要高性能、数字化AVR的，UNITROL 1020就是成熟可靠的选择。

选型指南/购买建议

选这UNITROL 1020，务必严谨。第一，型号与物料号精确匹配。确认您需要的是3BHE030579R0003对应的具体配置，包括固件版本、通讯选项（Profibus DP是标配，但具体协议版本可能有差异）、电源电压等。UNS0119A-Z,V1是其关键板卡。第二，原厂正品。励磁调节器的算法和稳定性是核心，非原厂备件风险极高，可能导致发电机失磁、过励磁等严重事故。第三，系统兼容性。确保其与您现有的励磁功率单元（SCR柜）、PT/CT变比、以及上位监控系统（支持Profibus DP）兼容。第四，备件策略。对于关键发电机组，建议备一台AVR，可在故障时快速更换，避免长时间停机。第五，技术支持。更换或首次投运前，强烈建议由熟悉UNITROL系统的专业工程师进行参数设置、功能测试和并网试验。

常见问题解答(FAQ)

Q：UNITROL 1020和UNS0119A-Z,V1是什么关系？

A：UNITROL 1020是产品系列/型号，指整个励磁调节器装置。UNS0119A-Z,V1是其内部的核心控制板卡（主CPU板）的型号。3BHE030579R0003是这个特定配置（包含该板卡及其他组件）的完整物料号。

Q：它需要配合什么功率单元使用？

A：它需要配合可控硅整流(SCR)励磁功率单元使用。UNITROL 1020发出触发脉冲来控制SCR的导通角，从而调节输出的直流励磁电流。

Q：Profibus DP通讯有什么用？

A：通过Profibus DP，电站的DCS或SCADA系统可以实时读取发电机的电压、电流、励磁电流、有功/无功功率等数据，接收报警信息，并可能进行远程设定值调整或模式切换，实现集中监控。

Q：SIL 2认证对AVR意味着什么？

A：表明该AVR的设计和制造满足IEC 61508 SIL 2的要求，具有高可靠性和高诊断覆盖率，可用于某些安全仪表功能（SIF），例如在特定工况下作为防止发电机过电压或欠电压的安全保护。

Q：如何进行参数整定和诊断？

A：通常需要使用ABB专用的配置和诊断软件（如通过RS232或以太网接口连接），运行在PC上，可以访问AVR的内部参数、进行PID整定、查看实时数据、读取事件记录和故障录波。

相关产品

UNITROL 1000/1010/1030：ABB UNITROL系列的其他型号，功能或性能略有差异。

励磁功率单元(Excitation Power Unit)：包含SCR整流桥、灭磁回路等的功率柜，由UNITROL 1020控制。

电压互感器(PT)/电流互感器(CT)：为AVR提供测量信号。

ABB Control Builder/UNITROL Software：用于配置、编程和诊断UNITROL AVR的专用软件。

3BHE030580R0001：可能为UNITROL 1020的电源模块或其他组件。

3BHE030581R0001：可能为通讯模块或I/O扩展模块。

同步发电机(Synchronous Generator)：被控制的主体设备。

电站DCS/SCADA系统：上位监控系统。

安装与维护

安装前准备:装这UNITROL 1020，安全第一。务必断电操作。按接线图正确连接PT、CT信号线，注意极性，屏蔽层单点接地。连接至励磁功率单元的触发脉冲电缆。接入正确的控制电源。通讯线缆（Profibus DP）按规范敷设和终端电阻匹配。通电前，检查所有接线是否牢固。首次上电，观察面板指示灯是否正常。

维护建议:日常巡检，看运行指示灯、报警灯状态。定期（如每月）通过DCS或诊断软件检查AVR状态、测量值、有无报警或事件记录。利用其自诊断功能进行健康评估。保持机柜清洁、通风良好。切记：任何涉及AVR的维护或参数修改，都应在充分了解系统原理和安全规程的前提下，由专业人员进行，避免误操作导致发电机运行异常。

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