大型同步发电机励磁调节器测量单元设计

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1、国内图书分类号：TM933工学硕士学位论文大型同步发电机励磁调节器测量单元设计硕士研究生：张震导师：庞兵申请学位级别：工学硕士学科、专业：仪器科学与技术所在单位：测控技术与通信工程学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex:TM933DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDesignofMeasurementUnitonExcitationRegulatorofLargeSynchronousGeneratorCan

2、didate：ZhangZhenSupervisor：PangBingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InstrumentScienceandTechnologyDateofOralExamination：March,2015University：HarbinUniversityofScienceandTechnology大型同步发电机励磁调节器测量单元设计摘要对于电力系统中大型同步发电机输出的交流信号进行多参数快速测量，可以从测

3、量结果充分了解发电机的运行状况，并通过励磁调节器对同步发电机的波动变化做出实时的调整。因此设计开发一种性价比高、工作稳定、响应速度快、精度良好、可多参数同时测量的系统是十分必要的，也是人们一直研究的重要方向。本系统设计的测量功能主要包括电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数等参数，并将测量结果的数据发送给励磁调节器进行处理。本文首先对同步发电机及其励磁调节系统的结构和工作原理进行概述，在了解相关测量参数背景知识的前提下，对测量中涉及到的常用理论算法进行分析比较，进而得到本系统的设计方案。有效值

4、的测量方法采用一个周期的等间隔采样法，对多个采样值进行均方根法运算，其中求平均值时采用递归滑动滤波法。频率的算法采用硬件测频跟踪和软件两点间隔采样法测频。功率的测量则在有效值的测量结果基础上代入理论公式进行求解。在对各种测量算法进行理论分析的基础上，提出一套测量系统的实现方法。在硬件设计方面，采用TI公司型号为TMS320F2812的微处理器芯片作为主要控制器。系统前端调理电路通过电流电压转换器、滤波、模数转换产生数字量送入控制器中进行算法处理。处理结果经串行通信接口传回励磁调节器。其中模数转换未使用微处理

5、器内部A/D，而是采用ADS8556芯片，可同时进行6路模拟电压信号转换。数据存储部分采用外部SRAM并行扩展方式实现高速存储。在软件设计方面，控制器首先完成了对外围硬件的初始化配置及相应功能的驱动。其次，在数字采样数据的基础上进行算法处理，完成相应参数测量功能。本次系统设计具有较强的理论基础、可靠的算法支持及严谨的软件辅助。在实验室环境下，对理想的交流信号在开发板上进行了实验算法验证，可以达到预期效果。关键词励磁调节器；方均根法；滑动平均滤波；DSPDesignofMeasurementUnitonExc

6、itationRegulatorofLargeSynchronousGeneratorAbstractWhileweareconductingrapidsurveyofmultiparameterconnectedwithACsignalsproducedbythesynchronousmachinewhichbelongstothepowersystem,therunningstateofgeneratorcanberealizedbythemeasuringresultsandthefluctuatio

7、nisabletobeadjustedinrealtime.Soitisnecessarytodevelopakindofmeasuringsystemwithfinecostperformance,stableproperty,fastresponsespeed,goodprecisionandtheabilitytocompletetestingofmultiparameter.Thetaskissoimportantthatitattractssomanypeople.Themeasurementfu

8、nctionconnectedwiththissystemmainlyincludevoltageeffectivevalue,currenteffectivevalue,activepower,reactivepower,powerfactor,etc.Andthesystemcansendthetestingresultstoexcitationregulatorforthesubsequentprocess