MW发电机自并励励磁自动控制系统设计.doc

辽宁工业大学
电力系统自动化课程设计(论文)
题目: 250MW发电机自并励励磁自动控制系统设计
院(系): 电气工程学院
专业班级: 电气104
学号: 100303116
学生姓名: 孙鹏
指导教师:
起止时间: -

课程设计(论文)任务及评语
院(系):电气工程学院教研室:电气工程及其自动化
学号
100303116
学生姓名
孙鹏
专业班级
电气104
课程设计题目
250MW发电机自并励励磁自动控制系统设计
课程设计(论文)任务
设计要求
阐述发电机励磁控制系统的控制原理。
确定励磁控制系统方案。
设计输入接口及电力参数数据采集通道。
设计输出接口及输出励磁控制通道。
确定控制算法,设计系统软件。
对设计进行总结。
基本参数及要求:
1水轮发电机容量250MW,,定子额定电压20KV,额定转子电压220V。
2 要求电压调差系数在±10%范围内可调。
3 ,不小于10秒
4 调压精度,机端电压静差率小于1%。
5 自动电压调节范围:85%~120%。
6 起动升压至额定电压时,超调量不大于11%。
进度计划
1、布置任务,查阅资料,理解掌握系统的控制要求。(1天)
2、系统总体方案设计,选择CPU,设计单片机最小系统。(1天)
3、设计输入接口及电力参数数据采集通道。(2天)
4、设计输出接口及输出励磁控制通道。(3天)
5、系统软件设计。(2天)
6、撰写、打印设计说明书(1天)
指导教师评语及成绩
平时: 论文质量: 答辩:
总成绩: 指导教师签字:
年月日
注:成绩:平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算
摘要
励磁系统中发电机的励磁电源不用励磁机,而由机端励磁变压器经整流装置供给。励磁装置采用大功率晶闸管元件,没有转动部分,故称静止励磁系统,即自并励励磁系统。
课设要求是设计容量为250MW水轮发电机的自并励励磁控制系统。首先根据课设的要求和内容设计并选取自并励励磁控制系统的总体方案,方案由励磁检测电路、A/D转换、励磁调节电路等确立。并确定了采用AT89C51单片机作为课设的核心基础的设计方案,由于单片机需初始化和复位进而设计了时钟电路(内部)和复位电路(独立式按键)从而形成了本次设计的最小系统。在硬件部分中分别设计了模拟量检测电路(信号的采集和变换器UA、UV转换)、功率角测量电路、三相全控整流电路以及开关驱动控制电路。通过对单片机的软件编程实现对同步发电机自并励系统跳崖范围和功率因数角的调节和控制。
通过采用单片机作为核心,励磁调节等的电路相辅助,验证了自并励励磁系统的直接用晶闸管控制转自电压等特点。获悉自并励励磁适用于发电机与系统间有升压变压器的单元接线中。
关键词:自并励励磁系统;单片机;开关驱动控制;三相桥式全控整流
目录
第1章绪论 1
励磁控制系统概况 1
本文主要内容 2
第2章发电机自并励励磁控制系统的硬件设计 3
自并励励磁自动控制系统的总体设计方案 3
单片机最小系统设计 4
CPU的选择 4
复位电路的设计 4
时钟电路设计 5
最小系统 6
发电机自并励励磁控制系统模拟量检测电路设计 6
信号的采集和转换 7
励磁电流的监测电路 8
发电机自并励励磁控制系统可控整流电路设计 8
整流电路的设计 8
开关驱动控制电路设计 9
第3章自并励励磁控制系统软件设计 10
软件实现功能综述 10
流程图设计 10
主程序流程图设计 10
模拟量检测流程图设计 10
第4章课程设计总结 12
参考文献 13
绪论
励磁控制系统概况
供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备称为励磁系统。同步发电机的(synchronization dynamo)励磁系统只要有功率单元和调节器(装置)两大部分组成。其中励磁功率单元是指同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分,而励磁调机器则是根据控制要求的输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元输出装置。励磁系统的自动励磁调节器对提高电力系统并联机组的稳定性具有相当大的作用。尤其是现代电力系统的发展致机组稳定极限降低的趋势,也促使励磁技术不断发展。
一般我们把根据电磁感应原理使发电机转子形成旋转磁场的过程称为励磁。此外,为发电机等“利用电磁感应原理工作的电气设备”提供工作磁场也叫做励磁。有时候,向发电机转子提供转子电源的装