开题报告---基于微机的自动准同期装置设计

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1、基于微机的自动准同期装置设计本科毕业设计（论文）开题报告题目：基于微机的自动准同期装置设计的统的学生姓名陈幸学　号0807020315教学院系电气信息学院专业年级电气工程及其自动化2008级指导教师陈贵职　称讲师单　　位西南石油大学9基于微机的自动准同期装置设计1准同期装置研究的目的意义1.1研究目的与意义一台发电机组在未并入系统运行之前，它的电压UG与并列母线电压UX的状态量往往不等，须对待并发电机组进行适当的操作，使之符合并列条件后才允许断路器QF合闸作并网运行。这一系列操作称为并列操作，有时也称为“并车”、“并网”等。随着负荷的波动，电力系统中运行的发电

2、机组台数也经常要波动。因此，同步发电机的并列操作是电厂的一项重要操作。另外，当系统发生某些事故时，也常要求将备用发电机组迅速投入电网运行。可见，在电力系统运行中，并列操作是较为繁琐的。电力系统的容量在不断增大，同步发电机的单机容量也越来越大，大型机组不恰当地并列操作将导致严重后果。因此，对同步发电机的并列操作进行研究，提高并列操作的精准度和可靠性，对于系统的可靠运行具有很大的现实意义。同步发电机组并列时遵循如下的原则：⑴并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能的小，其瞬时最大值一般不宜超过1~2倍的额定电流。⑵发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程

3、要短，以减少对电力系统的扰动。1.2研究现状在早期，我国大多采用“旋转灯光法”进行准同期并列操作，这是最原始的准同期方法。后来改用指针式电磁绕组的整步表构成的手动准同期装置。手动同期完全由人来判断合闸时机，因而误差较大，很容易造成同期失败，甚至损坏设备。二十世纪七十年代，一些电站采用了由分立器件构成的模拟式自动准同期装置，这是最早的自动准同期装置。但是模拟式自动准同期装置由于元器件的不稳定性，在合闸时机的选择和其他方面存在很多缺陷，不能很好的满足要求。二十世纪八十年代，随着微机技术的普及，出现了基于微机的数字式准同期装置。基于微处理器的数字式准同期装置具有高精

4、度、高可靠性、人机界面有好、操作方便、接线简单等特点。9基于微机的自动准同期装置设计我国是世界上准同期装置最早研制的国家之一。深圳市智能设备开发有限公司研制的SID-2系列多功能微机准同期装置比较具有代表性。它是我国最早从事微机准同期控制器研究、开发生产的企业之一，相继推出了QSA型、SID-1型、SID-2型、SID-2V系列发电机用微机准同期控制器及SID-2T系列线路用微机准同期控制器。目前国内有许多科研、制造单位都在进行微机自动准同期装置的研制。2同期装置设计任务概况根据电力系统对发电机机组并网发电的要求，设计一套以微机为核心的，基于单片机的自动准同期

5、装置，实现发电机机组自动并网发电的自动准同期装置，并设计相关的接口电路和外围电路，并编写相应的软件流程图，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。具体需要设计：①发电厂组母线电压、发电机组端电压的检测电路；②发电厂母线电压、发电机组端电压的频率检测电路；③母线电压与电机机端电压相角差的检测电路；④微机系统及外围接口电路，并组成系统。3主要研究内容及研究方法3.1自动准同期原理设待并发电机组G已经加上了励磁电流，其端电压为UG，调节待并发电机组UG的状态参数使之符合并列条件并将发电机并入系统的操作，称为准同期并列。如图1所示，QF为并列断路器，QF的另一侧为电网

6、电压UX。并列断路器合闸之前，QF两侧电压的状态量一般不相等，须对发电机组G进行控制使它符合并列条件，然后发出QF的合闸信号。这里需要说明的是，发电机三相电压A、B、C与系统的三相电压A、B、C的相序要相同，这在新机组装机时应该调好。图1电路示意图图2相量图9基于微机的自动准同期装置设计3.1.1准同期的理想条件设发电机的电压UG的角频率为ωG，电网电压UX的角频率为ωX，它们间的相量差UG－UX为US。计算并列时冲击电流的等值电路如图3所示。当电网参数一定时，冲击电流的大小决定于合闸瞬间的US的值。要求QF合闸瞬间的US尽可能的小，其最大值应使冲击电流不超过

7、允许值。最理想的情况是US的值为零，这时QF合闸的冲击电流也就等于零；并且希望并列后能顺利进入同步运行状态，对电网无任何扰动。可以看出，发电机并列的理想条件为并列断路器两侧电源电压的三个状态量全部相等，即图2中的UG，UX两个相量完全重合并且同步旋转，所以并列的理想条件可表达为：fG=fX或ωG=ωX，即频率相等UG=UX，即电压幅值相等（1）δe=0，即相角差为零这时并列合闸的冲击电流等于零，并且并列后发电机G与电网立即进入同步运行，不发生任何扰动现象。可以设想，如果待并发电机的调速器和调压器能按式（1）进行调节，实现理想的并列操作，则可极大的简化并列过程。

8、但是，实际运行中，待并发电机组的调节系