出厂文件注意保存西安中电变压整流器厂技术资料饱和电抗器控制二极管电解整流装置安装使用说明书西安中电变压整流器厂2010．06ZHS-2x54KA/550V 二极管电解整流装置安装使用说明书目录1 概述————————————————————————------31.1. 用途与特点1.2. 引用技术标准1.3. 装置型号意义1.4. 主要技术规格1.5. 使用条件2. 安装使用要求----------------------------------------------53. 系统组成原理----------------------------------------------63.1. 整流主电路工作原理3.2. 饱和电抗控制电路原理3.3. 自动调节控制系统概况3.4. 稳流系统工作原理3.5. PLC 控制系统工作原理3.6. 整流机组保护工作原理3.7. 仪表显示界面与按钮3.8. 控制电源分配3.9. 电量检测电路4. 电流控制方式---------------------------------------------214.1. 触摸屏电流给定1) 电流给定状态设置2) 本地电流自动给定3) 本地电流手动给定4) 本地有载档位升降4.2. 总控触摸屏电流给定4.3. 总控计算机电流给定5. 本控触摸屏操作-------------------------------------------241) 首页2) 管理3) 机组4) 单元5) 状态6) 显示7) 报警6. 总控触摸屏操作-------------------------------------------291) 首页2) 管理3) 操作4) 状态5) 显示6) 报警7. 上级计算机操作-------------------------------------------347.1. 说明7.2. 总控 S7300 以太网通讯变量地址表7.3. 机组 S7200 采用MODBUS 通讯变量地址表7.4. 运行数据变量地址清单7.5. 运行状态变量地址清单7.6. 参数设置变量地址清单7.7. 状态设置变量地址清单7.8. 运行操作变量地址清单7.9. 电流给定变量地址清单7.10. 机组 S7200 采用MODBUS 通讯变量地址表8. 装置调试------------------------------------------------628.1. 概述8.2. 一般检查1) 外观检查2) 绝缘检查3) 水路检查8.3. 通电检查8.4. 系统调试1) 检查2) 轻载试验3) 重载试验4) 负载试验5) 正常运行9. 维护使用-------------------------------------------------649.1. 操作程序9.2. 一般维护9.3. PLC 的维护和诊断9.4. 故障停机后的检查与处理10.包装运输-------------------------------------------------6511.技术资料-------------------------------------------------6512.备品备件-------------------------------------------------6513.附录-----------------------------------------------------661. 主电路控制系统框图2. 网络控制系统框图3. 稳流控制系统框图4. 总控屏 S7300 控制框图5. 总控屏电源供给与二次电路6. 总控屏开关量输入输出7. 总控屏模拟量输入8. 总控屏端子图9. 整流 A 柜主电路图10. 整流 B 柜主电路图11. 主电路过电压保护12. 整流 A 柜水温水压检测13. 整流 B 柜水温水压检测14. 整流 A 柜母线温度检测15. 整流 B 柜母线温度检测16. 整流 A 柜元件损坏检测17. 整流 B 柜元件损坏检测18. 整流 A 柜绝缘监测19. 整流 B 柜绝缘监测20. 整流 A 柜端子图21. 整流 B 柜端子图22. 机组可编程输入输出分配图23. 内部通讯地址表24. 电源分配图25. 仪表显示与变送图26. A 柜稳流控制电路27. B 柜稳流控制电路28. A 柜电流电压检测29. B 柜电流电压检测30. 可编程硬件配置31. 可编程基本单元32. 开关量输入输出一33. 开关量输入输出二34. 模拟量输入一35. 模拟量输入二36. 输入隔离继电器一37. 输入隔离继电器二38. 输入隔离继电器三39. 输出继电器40. 直流母线逆流检测41. 直流母线整流电流检测42. 控制与稳流柜端子图一43. 控制与稳流柜端子图二44. 控制与稳流柜端子图三45. 控制与稳流柜端子图四46. 控制与稳流柜端子图五西安中电变压整流器厂 ZHS-2x54KA/550V 二极管电解整流装置安装使用说明书第 3/66 页1 概述1.1.用途与特点ZHS 系列全数字二极管电解整流装置适用于电化学及其它性质类似负荷作直流电源使用，是国内新一代、新结构电化学用电解整流装置。
具有如下功能与特点:1) 整流主电路采用新结构适用大电流、高电压负载系统;2) 使用方便、性能稳定、运行可靠;3) 高速高电压开关器件采用大功率 IGBT;4) 机组稳流输出执行采用 PWM 控制;5) 机组稳流控制执行采用可编程控制器;6) 信号处理系统采用可编程控制器;7) 全局控制处理采用可编程控制器;8) 机组控制采用 S7200;操作采用大屏幕全彩触摸屏;数据总线为RS485/PPI;9) 系列控制采用 S7300;操作采用大屏幕全彩触摸屏;数据总线为RS485/PROFIBUS;10) 上级计算机与系列控制接口采用工业以太网;11) 上级计算机与机组控制接口采用 RS485/MODBUS;注: RS485 是指数据通讯网络的物理层为RS485 标准;PPI PROFIBUS MODBUS 是指数据通讯所遵循的协议,属数据链路层;全数字是指整流装置的控制、运行设定、驱动与通讯等为数字化1.2.引用技术标准ZHS 系列全数字二极管电解整流装置满足如下技术标准:1) GB/T3859-93 《半导体电力变流器》2) JB/T8740-98 《电化学用整流器》;3) JB5833-93 《电力变流器用纯水冷却装置》4) IEC-146 《国际电工标准》5) GB/T2900.32 《电工术语 电力半导体器件》6) GB/T2900.32 《电工术语 电力电子技术》7) JB4276 《电力变流器包装技术条件》8) GB/T13384 《机电产品包装通用技术条件》9) GB10236 《半导体变流器与电网相互干扰及其防护方法导则》10) JB1505 《半导体电力变流器 型号编制方法》11) GB4208 《外壳防护等级的分类》12) GB/T17950 《半导体变流器》13) GB/T16859 《阀器件堆、装置和电力变流设备的端子标记》14) GB/T13422 《半导体电力变流器——电器实验方法》15) GB/T8446 《电力半导体器件用散热器》16) GB/Z18509 《电磁兼容 电磁兼容标准起草导则》17) GB/Z18039 《电磁兼容》西安中电变压整流器厂 ZHS-2x54KA/550V 二极管电解整流装置安装使用说明书第 4/66 页1.3.装置型号意义型号: ZHS-2×54KA/550V其中:Z 整流二极管装置代码H 电化学代码S 强迫水冷代码2×54KA 额定直流电流为54KA 的单整流柜 2 台为一机组550V 额定直流电压1.4.主要技术规格a. 电网电压 交流 KV ,3 相,50HZb. 调压变压器c. 整流变压器 型号:容量: KVA型式容量: KVA网侧电压: KV , 3 相,50HZ网侧电流: A阀侧电压: V阀侧电流: A接法:短路阻抗: ≤12%冷却: 油风冷却d. 整 流 器 额定直流电流 2×54 KA,直流电压550 Ve. 负载性质 电解槽, 连续运行f. 冷却方式 强迫水冷g. 控制方式 手动与自动,开环与闭环,本控与远控。
h. 联结方式 三相桥非同相逆并联1.5.使用条件a. 海拔高度不超过 1000 米;b. 室内空气温度－10℃～＋40℃;c. 空气最大相对湿度不大于 90%(在相当于空气温度20±5℃时);d. 没有导电及易爆尘埃, 以及没有腐蚀金属和破坏绝缘的气体及蒸汽的场所;e. 无剧烈振动的冲击以及垂直倾斜度不超过 5%的场所;f. 环境温度变化率不超过 5℃/h, 相对湿度变化率每小时不超过5%;g. 交流电网电压波形为正弦波,(当实际电压的瞬时值 a 与基波电压的瞬时值b 最大偏差不大于基波电压峰值c 的5%时,即|a-b|≤0.05c, 即认为电压波形为正弦波);h. 电压波动范围 电压幅值的持续波动范围不超过额定值的±5%, 短暂波动( 小于1S )不超过±10%瞬时波动(例如在换相过程中) 不超过基波峰值的20%;西安中电变压整流器厂 ZHS-2x54KA/550V 二极管电解整流装置安装使用说明书第 5/66 页i. 户内装置, 室内通风良好2. 安装使用要求ZHS 系列整流装置安装使用前请详细阅读本说明书,掌握基本要求,明确注意事项,确认操作规程!1) 安装要求A. 整流柜应安装于户内,安放处地面应干燥,符合环境要求,布局合理以便维护与检修。
安装场地基础应牢固，柜体通过绝缘子与基础固定进出整流柜内的母线应通过一段软连接与柜内母线连接，并另设支撑架承重，防止剧烈振动与冲击B. 开箱后安装前注意事项：* 开箱后整流器勿留放户外；* 检查柜内易损易碎件和元器件，是否有因运输而被损坏现象检查各连接处的紧固件、焊点、接头等有无因运输而松动检查各元件的压板变形是否一致，有明显不同应予调整 检查水路与管道是否有扭折、弯死与脱落现象C. 电气安装前，主回路及辅助回路用 1000V 兆欧表检查其与柜壳之间的绝缘电阻当相对湿度不大于85%时，主回路对柜壳的绝缘电阻应不小于4MΩ试验时注意保护好可控柜或二极管、电容器及二次敏感部件，将可控柜或二极管阳极与阴极、控制极与阴极、电容器两端短接）D. 根据电气原理图对各部分进行电气连接E. 严格按照图纸要求连接电源地、铁芯地、柜壳地等，防止因接地不正确使系统过电压无法泄放，或造成人身伤害F. 整流柜交流进线母排与直流汇流母线进出方式参见相关技术要求G. 整流柜总汇水管采用不锈钢管制成，整流柜安装时，用户应采用一段长度不小于 的绝缘软管与汇水管连接整流柜与冷却器之间的水路应选用不锈钢管或胶管，应为各单柜设阀门及流量计以控制调节水量与压力。
2) 水质要求A. 送入整流柜的冷却水须为去离子水;B. 冷却水硬度（以碳酸钙计）不超过 0.03mg/L;C. 冷却水电导率不大于 0.5mS/m;D. 冷却水酸碱度(PH 值)为7-8;E. 不溶解沉淀物不超过 0.03mg/L;F. 进水口压力不高于 0.25MPa,不低于0.15MPa;G. 冷却水流量不小于 30m³/hH. 整流柜损耗功率所产生的热量主要由冷却水带走,要求进出口循环水温差不超过5°C,进出口冷却水温差不超过4°C西安中电变压整流器厂 ZHS-2x54KA/550V 二极管电解整流装置安装使用说明书第 6/66 页3. 系统组成原理ZHS 系列整流装置主要由整流主电路、饱和电抗器偏移绕组调整电路、饱和电抗器控制绕组稳流控制电路、PLC 控制电路、电流反馈检测电路、控制电源分配供给、网络控制拓扑系统及电量检测电路等组成2 台整流柜与1 台有载调压变压器、1 台整流变压器、1 组纯水冷却器、2组直流刀闸开关等组成一套整流机组;机组2 台整流柜分别称为A 柜与B 柜，机组设置1 台控制柜及1 台稳流柜对其集中控制处理; 稳流柜对整流变A 组与B 组输出部分控制与偏移绕组实现独立调节稳流控制。
3.1.整流主电路工作原理整流主电路工作原理是将高压供电电网提供的高压交流电经调压变压器和有载分接开关降压调压后，经整流变压器进行降压，饱和电抗器细调后再经二极管整流器整流，将交流电能转换为直流电能，为工艺电解槽提供直流电流，以满足负载对直流电源的要求在整个电力变换过程中，降压调压变压器和有载分接开关主要完成交流电压有级调节，即粗调以确保运行中网侧平均功率因数，满足供电部门对用电用户的要求二极管整流器是将交流电流在饱和电抗器PWM 输出的控制电流控制下，将交流电流整流为直流电流，并实现直流电流与功率因数（饱和角）的细调，以满足电解工艺过程对电流大小和电流稳定度的要求对于三相桥整流电路，若有载调档开关处于某一档位时，整流变压器的输出电压为U2，整流器的输出直流电压·U2·COSα，当电解槽负载的等效电阻为Rd 时，按照欧姆定律，整个直流回路中的直流电流·U2·COSα/Rd饱和电抗器的调节作用是通过控制绕组电流来改变铁芯磁密,来调整饱和角α，从而平滑调节直流电流的大小,故有载分接开关用来调节U2（粗调），PWM 控制器用来调节COSα（细调），二者均是调节直流电压Ud整流机组处于电流闭环运行时,由于电网与负载变化会产生电流波动,通过对饱和电抗器电流的控制自动调节，实现机组有扰动时的直流输出电流的稳定。
偏移电流用于调整饱和电抗器控制的非线性死区；使A 组与B 组控制调节相对对称整流装置系统与主电路原理参见附图3.2.饱和电抗控制电路原理饱和电抗在整流变压器阀侧，控制绕组与偏移绕组按一定方式安装于交流母线上偏移绕组用于消除非线性死区，控制绕组则调节有载分接级间输出电压有载分接开关调压与饱抗的控制与偏移联合调压后，其阀侧电压输出至整流器控制系统有偏移绕组电路与控制绕组电路偏移绕组有独立二路输出分别控制饱和电抗A 组与B 组每组单独设置有交流进线断路器、自耦调压变压器、整流变压器、整流模块、滤波电抗器与输出保护等控制绕组也有独立二路输出分别控制饱和电抗A 组与B 组每组单独设置有交流进线断路器、整流变压器、三相整流模块、IGBT 高频开关模块、IGBT 驱动保护、滤波电抗器与输出保护等整流变压器将三相交流电压转换为恒定直流电压，经IGBT 模块PWM 控制调制输出为可控的直流电压，经滤波电抗器滤波后，向控制绕组提供纹波符合控制要求的控制电流IGBT 模块PWM 调制的指标直接影响电流级间调整范围与稳流精度西安中电变压整流器厂 ZHS-2x54KA/550V 二极管电解整流装置安装使用说明书第 7/66 页机组 PLC 之S7200 高速开关量输出端子输出的PWM 控制信号,通过双绞屏蔽线输入到IGBT 驱动单元LGC01,经厚膜电路放大隔离与保护处理后, 驱动IGBT 使控制电流输出变化。
由人机界面或上级S7300 输入到S7200 的机组给定电流量后， S7200 采用特定的控制算法，输出脉冲宽度随给定变化的PWM 信号驱动厚膜电路型号为：M57962AL饱和电抗控制电路原理参见附图3.3.自动调节控制系统概况自动控制系统均采用可编程序控制器作为核心单元机组执行控制单元采用西门子S7200 控制器；系列控制采用西门子S7300 控制器作为上级集中控制机组控制单元S7200：硬件由基本单元CPU226、开关量输入输出单元EM223、开关量输入单元EM221、模拟量输入单元EM231、PROFIBUS 智能通讯模块、光电通讯模块、总线连接器等组成基本单元具有二组通讯端口PORT0 与PORT1；PORT0 出厂已组态为RS485/MODBUS 通讯口，作为机组与上级集控数据通讯口PORT1 出厂组态为RS485/PPI 通讯口，作为机组控制柜人机界面之触摸屏通讯口集中控制单元S7300：硬件由0#槽位的机架、1#槽位的电源模块PS307-5A、2#槽位的处理器模块CPU315-2DP、4#槽位的工业以太网模块CP343-1、5#槽位的开关量输入输出模块SM323、6#槽位的模拟量输入模块SM331、光电通讯模块、总线连接器等组成。
处理器模块内置有二种性质的通讯接口，分别是RS485/MPI 与RS485/PROFIBUS 接口RS485/MPI用于连接总控制屏人机界面之触摸屏，实现总控制屏的操作与控制；RS485/PROFIBUS 用于连接总控制PLC 之S7300 与各机组PLC 之S7200 的通讯，实现总控制屏操作指令参数设置的输出与机组运行状态与数据的采集自动控制系统的运行状态、电流给定、软启动、调节器、IGBT 驱动器、逻辑控制器与检测单元均由可编程序控制器及软件实现，IGBT 驱动采用PWM 脉冲宽度调制输出，系统电量反馈检测采用超小型传感器，系统工作电源采用多路开关调制电源自动控制回路可使整流系统在自动、手动工作方式下实现开环、闭环稳流运行可采用电流检测或叠加方式实现系列直流电流的大开环与大闭环总调稳流运行手动工作方式是指整流器的电流是人为给定调节用户根据系统需要设定给定值来调节直流电流输出自动工作方式是指整流器的电流属自动给定调节，当系统某一物理量需要控制在某一范围内时，均可采用自动工作方式进行控制将物理量通过传感器转换成电流信号电流信号输入自动控制系统，则整流器的电流给定信号便是物理量的大小一般自动工作方式称为大闭环自动控制。
开环、稳流是指整流器本身的工作方式，在自动、手动方式下均可实现开环工作方式，电流给定不经过任何处理与变换直接控制可控整流器，电解槽的电流受电网波动、负载变化影响较大稳流工作方式下电流给定要与反映电流变化的反馈值综合比较后控制整流器系统，此种情况下调节电流给定，电解槽负载电流变化平稳并且受电网波动、负载变化等外界因素影响较小自动调节控制系统原理框图参见附图3.4.稳流系统工作原理1) 稳流系统稳流控制系统是采用自动闭环负反馈调节原理，即PI 调节器先将直流电流测量装置测得的直流电流值信号If 与直流电流给定信号Ig 进行综合比较（ΔI=Ig-If）在将比西安中电变压整流器厂 ZHS-2x54KA/550V 二极管电解整流装置安装使用说明书第 8/66 页较后的偏差ΔI 作为PI 调节器的输入量，PI 调节器进行比例积分运算进行偏差校正，用其输出控制PWM 脉冲宽度调节饱和角α其过程达到调节直流输出电压·U2·COSα，保持电流恒定使实际输出电流值跟踪电流给定值的目的西安中电稳流控制系统采用可编程序控制器软件组态实现调节与稳流控制系统的比例常数、积分常数及反馈系数均可通过人机界面动态调整设置。
稳流系统配置有机组稳流与系列稳流2) 机组稳流机组稳流为单机组电流闭环运行方式整流器A 柜与B 柜为一12 脉波机组，有一台稳流与控制柜实现稳流控制A 柜与B 柜直流电流汇流母排均装有电流传感器传感器送出4-20mA 信号到控制系统交直流电流反馈板A 柜与B 柜电流信号均被PLC 之S7200 模拟量模块所采集未经PLC 内数字滤波处理的A 柜与B 柜电流信号,分别作为2 组PI 调节器反馈之用A 柜与B 柜分别有各自的给定、反馈与调节单元，分别输出独立的调节输出控制A 柜与B 柜电流当控制系统设置为机组控制时，A 柜与B 柜给定电流相同，为机组给定的1/23) 系列稳流系列稳流为多机组电流大闭环运行方式大闭环总电流调节器PI 在总控制屏PLC 之S7300 中，PLC 向各机组输出调节电流值，通过内置的RS485/PROFIBUS 接口向各机组整流器分发实现稳流控制各机组整流器直流电流传感器送出4-20mA 信号到控制系统交直流电流反馈板PLC 所采集数据通过PROFIBUS 网络传送到总控PLC，PLC 综合各机组电流作为叠加反馈到总调节器反馈如果用户将系列总直流电流传感器信号上传到总PLC，可通过人机界面选择实时电流检测作为反馈。
大闭环稳流的电流给定是所有参与运行机组电流给定的总和，运行在大闭环时，必须将各机组运行状态设置为参量给定，而不是电流给定大闭环电流反馈选择有二种：电流求和与电流检测4) 电流给定在各机组的运行状态设置项目中，运行给定方式的设置状态有二种：电流给定与参量给定此状态均可在运行时设置转换机组重新上电运行时维持上次状态不变机组设置好直流电流传感器（额定电流）数据后，本地与上级的运行电流显示均按此量程比例显示通过网络传送分发的数据亦按此来计算电流给定是指按照电流显示格式（显示值）设置输出电流给定值在机组开环或闭环状态下， 由机组人机界面或总控屏通过RS485/PROFIBUS 接口向机组设置电流给定值，确认运行后不超时情况下（调档设置为自动），机组电流将运行到此电流给定值5) 参量给定参量给定是由机组人机界面或总控屏通过RS485/PROFIBUS 接口向机组设置0-3200 范围的数据，数据0 对应机组电流最小值而3200 对应机组电流最大值参量给定是总控PLC大闭环稳流输出与机组PLC 的数据接口；而电流给定则是总控PLC 大开环电流给定输出与机组PLC 的数据接口电流给定与参量给定状态量记录在机组PLC 之S7200 中，可分别由机组控制柜与总控屏人机界面设置并转换。
多台机组大闭环稳流运行时一定将其设置为参量给定！6) 本地给定机组整流控制系统的运行状态配置有本控与远控在本控状态下，机组的电流给定在西安中电变压整流器厂 ZHS-2x54KA/550V 二极管电解整流装置安装使用说明书第 9/66 页本地触摸屏上上级总控制屏只能监视运行数据而不能改变数据本地给定只有电流给定，分别有机组给定与单元给定机组给定是指人机界面对整流器A 组与B 组的对称给定，给定数据是二者之和；单元给定是指分别对整流器A 组与B 组电流给定，二组运行电流可以不一致，单元给定仅供检修与维护时参考使用，正常运行均为机组给定当机组设置为远控状态时，控制系统默认为机组给定必须将机组设置为机组给定！7) 上级给定上级给定是总控制屏通过RS485/PROFIBUS 接口传送到机组的运行电流给定值要使此给定值有效必须将机组状态设置为远控在本控状态时上级给定的数据域始终由本地给定值填充；同样在远控状态时本地给定的数据域始终由上级给定值填充，以备无扰动转换之用机组控制系统接收上级给定信号数据接口有：电流给定与参量给定电流给定域接收上级大开环来的给定（0-额定电流）；参量给定域接收上级大闭环来的给定（0-3200）；8) 机组给定机组给定是指控制系统S7200 对由整流器A 组与B 组组成的各机组的运行电流设置。
机组给定分电流与参量给定本控运行只能为电流给定；远控运行可以是电流（0-额定电流）也可以是参量（0-3200）正常运行时应设置状态为机组给定，而非单元给定9) 系列给定系列给定是指上级总控制系统S7300 对由各机组组成的整流供电系统的总运行电流给定，即总调给定总控制系统运行机组数量N 由人机界面设置或由控制系统检测选择那种状态确定机组数量，有控制系统配置的手动设置与自动检测来决定自动检测机组运行的判据是：各机组直流正负刀闸全合与高压开关合闸确认当上级控制系统设置为大开环运行状态时，系列给定由总控界面设置为电流值（0-总额定电流），由S7300 给定软件模块输出经运行机组数平均的电流值（0-总额定电流）/N，通过通讯网络分发给机组电流给定当上级控制系统设置为大闭环运行状态时，系列给定由总控界面设置为电流值（0-总额定电流），给定输入大闭环调节器，与总电流反馈比较计算偏差，PI 运算处理后由S7300软件模块输出机组参量值（0-3200），通过通讯网络分发给机组参量给定运行的N 个机组将直流传感器检测的电流值或总传感器检测的电流值回馈于S7300 控制系统，实现电流稳定运行系列给定既可在大开环状态运行，也可在大闭环状态运行！一般运行初期采用大开环电流给定运行，而在整个系列负载稳定后可选择大闭环稳流运行。
10) 电流反馈整流器A 柜与B 柜组成12 脉波机组，各机组有二台直流电流传感器，分别检测A 柜与B 柜直流母排的电流各机组输出的直流电流汇流于总负载直流母排，安装有总直流电流传感器，检测总直流电流大小各机组A 柜与B 柜具有二组电流调节器（PI 调节器），电流反馈取自各自的电流信号系列总电流调节器（PI 调节器）有二种选择：一是总电流检测；二是各机组电流求和（叠加）11) 电流求和系列总电流信号采集方式由用户设置决定；操作界面均可运行选择由于各传感器性能与参数存在误差，求和与采集具有一定的误差是不言而喻的电流求合数据与运行机组西安中电变压整流器厂 ZHS-2x54KA/550V 二极管电解整流装置安装使用说明书第 10/66 页数有关，请检查并正确设置运行机组数3.5.PLC 控制系统工作原理PLC 控制系统各机组控制柜采用西门子S7200 可编程序控制器（下级）；总控制屏采用西门子S7300 可编程序控制器（上级）控制器具有开关量输入输出单元、模拟量输入输出单元、基本通讯处理单元、PROFIBUS高速通讯单元及工业以太网单元等在整流装置中，PLC 是整个控制系统的核心控制单元在整流装置运行过程中，PLC的作用是接收各种主令装置的运行状态并发送控制与操作指令；实时采集运行数据并设置更新运行数据；对整流系统数据进行综合处理判断提交上级控制系统或与上级系统实现实时快速正确的交互；对整流系统实现联动操作、故障处理、状态记录与诊断等。
1) 机组运行状态设置整流机组运行状态设置在机组可编程序控制器之S7200 的EEROM 非易失存储器中设置界面为触摸屏或上级监控计算机，可运行时设置设置的状态有本控/远控、开环/闭环、给定方式、给定类型、档位控制等A. 本控远控 本控是指在机组控制柜面板通过操作界面的操作控制；远控是指在控制柜面板以外的操作控制，如上级总控PLC 之S7300 所连触摸屏或上级监控计算机的组态界面操作控制B. 开环闭环 开环是指手动方式控制电流的增大与减小，电流输出随电网波动、负载变化等影响；闭环是指在采用电流调节器对整流器的输出电流进行PI 稳流调节运行控制，能实时调节因系统扰动所所产生的电流偏差C. 给定方式 分机组给定与单元给定机组给定是指操作界面对机组A 柜与B 柜的整体给定，各柜给定为机组的1/2；单元给定是指操作界面分别控制单柜的给定，适应于调试维护机组中单柜运行D. 给定类型 分电流给定与参数给定电流给定是指操作界面对机组（0-额定电流）类型的给定，给定数据与显示数据格式一致，直观；参数给定是指上级操作界面对机组给定后，由总调节器输出的参数（0-3200）对机组的参数类型给定，用户无须了解上级给定多少，控制权在上级调节器。
E. 档位控制 分手动档位与自动档位手动是指采用手动方式，通过触摸屏按钮或上级监控系统按钮对有载开关升降档；自动是指PLC 根据设置的饱和电抗器控制量输出（PWM）高限值与低限值作为判断依据，根据检测到的控制量（PWM）过程值，PLC 自动对有载开关升降档2) 机组运行状态输出整流机组运行状态输出在可编程序控制器中系统在通过PLC 设置状态后将记忆状态于PLC 中，开机或重新启动整流机组PLC 将按记忆状态运行如本控/远控、开环/闭环、给定方式、给定类型、档位控制等在有授权的情况下，上级监控计算机可读取或更改PLC所设置的状态正常运行时请不要随意修改运行状态设置，运行状态的修改将影响整流机组的运行状态3) 机组运行参数设置整流机组运行参数设置在机组可编程序控制器之S7200 的EEROM 非易失存储器中设西安中电变压整流器厂 ZHS-2x54KA/550V 二极管电解整流装置安装使用说明书第 11/66 页置界面为触摸屏或上级监控计算机，可运行时设置设置的机组参数有额定电流、保护电流、反馈系数、比例常数、积分常数、高限控制、低限控制、调档时间、控制电流等额定电流与保护电流用于直流电流的显示控制与保护；反馈系数、比例常数与积分常数用于机组电流调节器；高限控制、低限控制与调档时间用于有载开关调档控制；控制电流用于限制饱和电抗器的控制电流最大值并保护IGBT 因长期过载而损坏。
A. 额定电流 直流电流检测通过汇流母线直流传感器完成,传感器输出电流信号为0-5V 或4-20mA 信号并与实际电流成线性比例关系，信号一路送到可编程控制器作为电流闭环稳流使用，一路由PLC 模拟量单元采集处理为直观的电流显示数据，显示数据既用于控制面板触摸屏显示，同时又上传给上级监控计算机使用要显示与传送正确的运行电流数据，必须正确设置<额定电流>项目,与传感器电流变比相一致如传感器变比为：50KA/4-20mA，此项设置应是B. 保护电流 保护电流通常设置为1.1 倍过电流保护值当整流器实际电流运行值大于此值时，PLC 延迟约1 秒向系统发出报警信号，通过电流给定通道将不能增加电流C. 反馈系数 通常电流PI 调节器要正常稳定工作，需要设置如下基本要素：电流给定与反馈、比例与积分常数反馈量的大小用来调整输入调节器电流反馈大小；比例常数用来调整调节器响应速度的快慢；积分常数则用来控制调节器输出的精度三者须根据负载运行工况进行设置调整，满足系统控制的要求调节器比例常数与积分常数是由负载性质决定的，即负载的惯性参数决定比例与积分常数反馈系数出厂设置为100%设置范围为0-150D. 比例常数 比例常数用来调整调节器响应速度的快慢。
根据负载运行工况进行设置调整比例常数设置过大将导致整流机组电流输出超调；严重可导致机组电流波动与振荡比例系数出厂设置为10%设置范围为0-100E. 积分常数 积分常数则用来控制调节器输出的精度根据负载运行工况进行设置调整积分常数大电流调节精度高；积分常数小电流调节精度低调节精度与系统反应速度是一对矛盾体，精度高反应速度就慢，精度低反应速度就快二者应相互兼顾设置积分常数出厂设置为100ms设置范围为0-255F. 高限控制 当整流变压器的饱和电抗器处于饱和状态时，整流变输出电压已不能继续依靠增加控制电流降低输出电压，系统功率因数减小必须对调变进行档位调整运行于此状态下的整流器是不经济不理想的，各方面都没好处此状态下应及时手动或自动调整有载开关档位，使整变输入的交流电压Ud 降低，运行饱和角减小，使整流器工作于最佳运行区域控制高限就是设置调档降压的饱和角判断值当调档设置为自动状态饱和角大于高限值时，PLC 将控制有载档位控制器，按照调档间隔的时间使整流器工作于最佳运行区域控制高限一般设置为95%G. 低限控制 当整流变压器的饱和电抗器处于低端非线性死区时，系统功率因数很高运行于此状态下的整流器调节器是无法控制的，因为主电路已无电压上调的余度，整流系统将无法满足工艺对直流电流大小与稳定度的需求。
此状态下应及时手动或自动调整有载开关档位，使整变输入的交流电压Ud 升高，运行饱和角进入饱抗线性控制区，使整流器工作于最佳运行区域控制低限就是设置调档升压的饱和角判断值当调档设置为自动状态饱和角小于控制低限值时，PLC 将控制有载档位控制器，在间隔设置的时间使整流器工作于最佳运行区域控制低限一般设置为5%H. 调档时间 机组在自动调档状态下，设置的两次调档间隔值运行时可动态设置此数据出厂设置为20 秒界面数据设置范围0-255西安中电变压整流器厂 ZHS-2x54KA/550V 二极管电解整流装置安装使用说明书第 12/66 页I. 控制电流 控制电流参数用于限制IGBT 输出到饱抗的最大控制电流，它是一百分数设置范围为20-100%设置的百分数越小，IGBT 输出到饱抗的最大电流越大；反之设置的百分数越大，IGBT 输出到饱抗的最大电流越小如设置为100%输出的控制电流将始终为零请不要随意改动此设置值，设置过小将导致IGBT模块与驱动损毁！一般此项用于首次机组调试时，确定输出到饱抗的最大输出电流控制绕组驱动额定输出电流为30A，设置此参数使控制电流限制在30A 以内！出厂设置为70%。
4) 机组运行参数输出整流机组运行参数输出在可编程序控制器中运行参数可输出至触摸屏、计算机或其它具有MODBUS/PROFIBUS 接口协议的智能装置在有授权的情况下，通过接口上级计算机可读取或更改PLC 所设置的运行参数正常运行时请不要随意修改运行参数设置值，运行参数的修改将影响整流机组的计量、显示、远传信息及运行状态5) 总控运行状态设置整流系列运行状态设置在总控制屏可编程序控制器之S7300 的EEROM 非易失存储器中设置界面为触摸屏或上级监控计算机，可运行时设置设置的状态有开环/闭环、给定方式、电流检测、电压检测、机组数量等A. 开环闭环 分大开环运行与大闭环运行大开环是指系列机组总调为开环方式通过总控界面设置的运行电流或手动方式控制电流的增大与减小，不通过总控PLC 之S7300 的电流调节器软件模块，输出电流给定值按照运行机组数平均分发原则输出到各机组电流给定软件接口大闭环是指系列机组总调为闭环方式通过总控界面设置的运行电流或手动方式控制电流的增大与减小，输入到总控PLC之S7300 的电流调节器，作为调节器电流给定，与总电流反馈量比较后，由调节器输出电流偏差控制值到系列各机组。
大闭环运行上级输出的控制量为参数（0-3200）B. 给定方式 分机组电流给定与系列电流给定机组电流给定是指操作界面分别独立对各运行机组给定，各机组运行电流可以不相同；系列电流给定是指操作界面输入期望的总运行电流值，根据运行机组数量均衡运行C. 电流检测 分总直流传感器检测与机组电流求和总直流传感器检测电流信号来自总直流传感器，经S7300 外围隔离传感器变送后PLC 模拟量输入模块采集的总直流电流量；机组电流求和是各个运行的机组通过各自的传感器将检测到的机组电流量，采用PROFIBUS 网络传送至总控PLC，根据自动判断的运行机组数或人工设置的机组数进行求和的总直流电流量D. 电压检测 分总电压传感器检测与机组电压平均总直压传感器检测电压信号来自总母线电压传感器，经S7300 外围隔离传感器变送后PLC 模拟量输入模块采集的总直流电压量；机组电压平均是各个运行的机组通过各自的传感器将检测到的机组整流电压量，采用PROFIBUS 网络传送至总控PLC，根据自动判断的运行机组数或人工设置的机组数进行求和平均的总直流电压量E. 机组数量 分运行机组数自动检测与手动设置自动检测是指上级总控PLC 之S7300 根据各机组上传来的运行状态判断运行的机组数，机组直流正负刀闸全合与高压开关合闸确认判断为某机组运行；手动设置是指在上级总控PLC 之S7300所联触摸屏或上级监控计算机的组态界面根据实际运行机组数设置。
西安中电变压整流器厂 ZHS-2x54KA/550V 二极管电解整流装置安装使用说明书第 13/66 页6) 总控运行参数设置整流系列运行参数设置在总控制屏可编程序控制器之S7300 的EEROM 非易失存储器中设置界面为触摸屏或上级监控计算机，可运行时设置设置的系列参数有额定电流、保护电流、反馈系数、比例常数、积分常数、额定电压、机组数量等额定电流与保护电流用于系列总直流电流的显示控制与保护；反馈系数、比例常数与积分常数则用于大闭环电流调节器A. 额定电流 总直流电流检测通过系列机组通向电解槽负载的总汇流母线直流传感器完成,传感器输出的电流信号为0-5V 或4-20mA 信号与总输出电流成线性比例关系，信号一路送到S7300 可编程控制器作为电流大闭环稳流使用，一路由PLC 模拟量单元采集处理为直观的总电流显示，数据既用于控制面板触摸屏显示，同时又通过以太网送给上级监控计算机要正确显示与传送的总直流电流数据，必须正确设置<额定电流>项目,与传感器电流变比相一致如传感器变比为：600KA/4-20mA，此项设置应是B. 保护电流 保护电流通常设置为1.1 倍过电流保护值当系列机组总电流运行值大于此值时，PLC 延迟约1 秒向系统将发出报警信号，通过S7300 的电流给定通道将不能增加电流。
C. 反馈系数 总调大闭环电流调节器也是PI 调节器调节器要正常稳定工作，需要设置电流给定与反馈、比例常数与积分常数基本要素反馈系数用来调整输入总调节器电流反馈大小；比例常数用来调整总调节器响应速度的快慢；积分常数则用来控制总调节器的精度三者须根据总负载运行工况进行设置，满足总电流控制系统及工艺对稳流的要求总调节器比例常数与积分常数是由负载性质决定的，即总负载的惯性环节决定比例与积分常数的大小反馈系数出厂设置为100.0%允许设置范围为0-100.0%D. 比例常数 比例常数用来调整总调PI 调节器对总电流扰动响应速度的快慢根据总负载运行情况设置比例常数设置过大将导致总负载电流输出超调；严重可导致总电流波动与振荡比例系数出厂设置为25.0%允许设置范围为0-100.0%E. 积分常数 积分常数用来控制总调节器输出调整偏差的精度根据总负载运行惯性环节(各机组主回路感抗的大小、输出均衡度、饱抗的阻抗特性等)调整积分常数大总调节精度高；积分常数小总调节精度低调节精度与系统反应速度是自动控制系统固有的矛盾，精度高反应速度就慢，精度低反应速度就快二者应相互兼顾设置总电流调节精度也与电流传感器的检测精度直接关联。
由于总系列在运行时系统惯性很大响应很缓慢，所以，积分常数出厂设置为20SF. 额定电压 同机组G. 机组数量 用于手动设置实际运行的机组数当运行状态设置为自动检测运行机组数时，此设置域始终被自动检测的机组数所覆盖运行机组数设置很关键，它直接影响各机组运行电流的分配7) 总控运行状态与参数输出总控可编程序控制器中，设置的状态与数据记忆于PLC 中，开机或重启时总控PLC 将按记忆状态运行上级总控计算机与整流系统交换数据的途径有二种：第一通过总控S7300工业以太网接口与总控计算机交换数据；第二通过各机组S7200 的MODBUS 接口交换数据在有授权的情况下，上级监控计算机可按照二种接口的数据通讯表获取（读）或重设（写）整流系统（总控与机组）的数据与状态更改某写参数可能需要一定授权通讯数据参照表参见附表西安中电变压整流器厂 ZHS-2x54KA/550V 二极管电解整流装置安装使用说明书第 14/66 页8) 机组开关量输入单元开关量输入单元是可编程序控制器获取整流机组各执行机构运行状态、故障报警、相关运行数据的主要通道之一执行机构的开关量状态经过控制柜内输入继电器隔离处理后以无源触点形式，传送给PLC 开关量输入单元。
隔离继电器所用电源为直流+24V 供电如果用户执行机构距离控制柜较远，建议用户采用AC220V 或DC220V 继电器将信号传输到控制柜，用其触点驱动+24V 输入继电器来保证信号线路因衰减而造成接触不良输入继电器在控制柜下方开关量输入单元由来自整流柜、高压开关柜、有载开关、直流刀开关、纯水冷却器及工艺DCS 等信号A. 整流柜 各机组整流柜由A 柜与B 柜组成每柜开关量输入共7 点分别是：进口水压低、出口水温高、母排温度高、元件损坏一、元件损坏二、绝缘降低与过压故障等二柜共计14 点这些开关量分别来自整流柜二次保护装置的输出B. 高压开关柜 高压开关柜开关量输入共2 点分别是：高压开关合确认、高压开关分确认等通常高压开关常开/常闭触点通过电缆送到控制柜，隔离处理后其常开触点作为开关合确认输入；常闭触点作为开关分确认输入C. 有载开关 机组档位信号转换器送来开关量输入共7 点分别是：档位BCD 码数据个位4 点、BCD 码数据十位3 点D. 直流电流传感器 开关量输入共2 点分别是：整流A 柜逆流保护动作与整流B柜逆流保护动作等E. 直流刀开关 直流刀闸开关量输入共8 点分别是：A 柜正刀合位与分位、A 柜负刀合位与分位、B 柜正刀合位与分位、B 柜负刀合位与分位等。
F. 纯水冷却器 纯水冷开关量输入共12 点分别是：1#纯水冷却器运行、1#纯水冷却器故障、2#纯水冷却器运行、2#纯水冷却器故障、纯水流量低、纯水流量太低、纯水水压低、纯水水位低、纯水水位太低、纯水水温高、纯水水温太高、纯水电导率高等G. 模拟屏 开关量输入共1 点允许升降有载开关即是否允许本地控制柜面板进行有载开关手动升档与降档控制权在模拟屏H. 控制柜面板 开关量输入共2 点分别是：故障复位、逆流允许开关等9) 机组开关量输出单元开关量输出单元是可编程序控制器向整流机组各执行机构发送运行与停止命令、状态转换命令、运行超限及故障报警等主要通道之一可编程发往控制柜外部的命令，经过柜内输出继电器隔离后，以无源触点形式到各执行机构送往高压开关的命令输出采用AC220V 接触器无源输出触点；其它继电器所用电源为直流+24V 供电并输出无源触点如果用户执行机构距离控制柜较远，建议用户采用AC220V 或DC220V 接触器将命令信号传输到执行机构，用控制柜内+24V 触点驱动用户接触器来保证命令信号畅通输出继电器在控制柜上方A. 高压开关 开关量输出共3 点分别是：高压合闸命令、高压分闸命令、高压直接跳闸命令等。
通常高压合闸/分闸命令输出到DCS 综合后控制高压开关，高压直接跳闸命令则直接与高压柜跳闸回路连接B. 有载开关 有载开关输出共3 点分别是：有载升压、有载降压、有载急停命令等通常输出到有载分接开关附件机组档位信号转换器C. 逆流高压跳闸 逆流跳闸输出1 点无源输出到DCS 或上级控制系统用于总系统判断综合处理后，连接高压柜跳闸回路，控制高压跳闸西安中电变压整流器厂 ZHS-2x54KA/550V 二极管电解整流装置安装使用说明书第 15/66 页D. DCS 或其它 开关量输出共3 点分别是：机组允许合闸输出、机组运行输出、机组故障输出通常此组命令输出到DCS 或其它上级系统等10) 机组档位信号输入单元可编程序控制器接收由用户机组档位信号转换器送来的有载开关BCD 码档位信号,个位4 点,十位3 点PLC 接收后将其转换为16 进制数用于显示并通过通讯拓扑传送给上级监控系统11) 机组逆流保护单元整流机组的逆流保护由独立的二个回路组成第一路为可编程控制器的判断与输出；另一路则是传统继电回路的判断与输出机组A 柜与B 柜直流汇流母线直流传感器检测是否有逆流输出，控制柜面板逆流允许开关设置机组是否运行逆流（KJ507 输出继电器将此设置信号通过硬连接传送于DCS，通过PROFIBUS DP 网络以数字通讯方式也可传送到上级总控系统）。
设置为允许时，二个回路均不输出逆流高压跳闸信号；否则二回路输出逆流高压跳闸信号到DCS 系统并使高压分断12) 机组模拟量输入单元模拟量输入单元是可编程序控制器获取整流机组各单元运行数据的重要通道，运行数据与过程控制量显示与模拟量检测的准确性直接相关各控制量由各单元送出0-5V 或4-20mA 信号到控制柜模拟量隔离变送器，经格式化后传送给PLC 模拟量输入单元隔离变送器所用电源为直流+24V 供电如果用户执行机构距离控制柜较远，建议用户采用4-20mA格式进行信号传输，减小因大电流磁电与杂散效应带来的干扰隔离变送器在控制柜下方模拟量输入单元由来自整流柜、稳流柜、直流电流传感器、纯水冷却器等信号输入A. 整流柜 各机组整流柜由A 柜与B 柜组成各柜模拟量输入共3 点分别是：出口水温、进口水压、整流电压等模拟量水温与水压由整流柜检测仪表输出为4-20mA 被PLC 采集；整流电压由整流柜将0-<额定直流电压>转换为0-5V 后被PLC采集并送数字仪表显示A 柜与B 柜共6 点B. 直流电流传感器 直流电流传感器模拟量输入共2 点分别是A 柜与B 柜4-20mA整流电流信号二信号均正确反映各整流柜直流输出电流的大小。
此组模拟量不仅用于正确显示运行电流；更重要的是将作为过程量输入A 柜与B 柜各自的稳流环节：电流调节器直流电流传感器的性能指标直接影响整流机组运行电流的稳定度故要求直流电流传感器必须具有较高精度、较小的反应时间、更高的稳定度C. 纯水冷却器 模拟量输入共3 点分别是：纯水水温模拟量（4-20mA）、纯水水压模拟量（4-20mA）、纯水电导率模拟量（4-20mA）D. 稳流柜 模拟量输入共4 点来自饱和电抗器的控制与偏移回路分别是：A 柜与B 柜控制电流模拟量、A 柜与B 柜偏移电流模拟量此组模拟量经小霍尔传感器隔离变送处理后由PLC 采集小霍尔传感器安装于稳流柜，工作电源为±15V13) 机组基本通讯单元各机。