文档介绍：辽宁工业大学
电力系统自动化课程设计(论文)
题目: 200MW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105
学号:
学生姓名:
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
100303155
学生姓名
付贵鑫
专业班级
电气105
课程设计题目
25MW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。发
基本参数及要求:
1水轮发电机容量200MW,,定子额定电压18KV,额定转子电压177V。
2 要求电压调差系数在±15%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:60%~140%。
6 起动升压至额定电压时,超调量不大于5%。
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
同步发电机励磁系统是同步发电机的重要组成部分, 直接影响发电机的运行特性。励磁系统根据负载电流、功率因数、端子电压的变化而自动调节励磁电流,达到保持发电机机端电压稳定的目的。励磁系统的可靠性对电网的安全运行至关重要。本文采用自励系统中接线最简单的自并励励磁系统,该系统可作为发电机组优选的励磁方式。目前, 大多数水轮机组都采用了自并励励磁方式, 发电机组也将越来越多采用这种励磁方式。本文对同步发电机论述了自并励励磁自动控制系统的特点及发展现状,分析了自并励励磁自动控制的原理和实现方法,提出了基于AT89C51单片机的同步发电机自并励自动控制系统的设计思路,对于所设计的单片机最小系统经过经济性与技术性的比较后,选用了按键电平复位电路和内部时钟电路,并在此基础上设计了励磁装置的硬件系统和软件系统。最后又对整个系统进行了MATLAB仿真,以用来对比运用算法所得结果与仿真所得结果是否在误差允许范围内。
关键词:自并励励磁自动控制系统;AT89C51单片机;MATLAB仿真
目录
第1章绪论 1
励磁控制系统概况 1
本文主要内容 1
第2章自并励励磁自动控制系统的硬件设计 3
自并励励磁自动控制系统设计方案 3
单片机最小系统设计 3
发电机自并励励磁自动控制系统模拟量检测电路设计 6
PID励磁控制系统设计 7
直流稳压电源设计 8
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 11
程序清单 12
第4章系统仿真与分析 14
Matlab软件简介 14
系统仿真模型的设计 15
第5章课程设计总结 17
参考文献 18
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统称为励磁系统。它一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成。励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流;而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。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导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”提供工作磁场也叫励磁。有时,向发电机转子提供转子电源的装置也叫励磁。励磁的主要作用是:第一,维持发电机端电压在给定值,当发电机负荷发生变化时,通过调节磁场的强弱来恒定机端电压。合理分配并列运行机组之间的无功分配。第二,提高电力系统的稳定性,包括静态稳定性和暂态稳定性及动态稳定性。第三,直流电机的转动过程中,励磁就是控制定子的电压使其产生的磁场变化,改变直流电机的转速,改变励磁同样起到改