文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
基于DSP的水轮机调速系统仿真测试仪设计与实现
姓名:王兰芳
申请学位级别:硕士
专业:系统分析与集成
指导教师:周建中
20070601
摘要
水轮机调节系统是水电站运行的重要组成部分,调速器是水轮机调节系统的核心,
其品质好坏对水轮发电机组运行的安全性、经济性以及电力系统电能质量和安全具有
重大意义。
针对调速器在产品出厂、发电现场投运和水轮发电机组检修过程需要对调速器的
调节性能和参数指标进行全面测试,研制开发了一种基于DSP技术的水轮机调速系统仿
真测试仪。仿真测试仪的设计采用TI公司TMS320F2812芯片作为核心处理器,完成数
据采集和仿真功能,此外, 机连接,在windows环境下自动分析
数据并生成图形化报表,实现了高性能仿真测试仪的智能化、集成化、参数化和小型
化。为了提高调速系统仿真测试仪在工业现场环境中的抗干扰能力,所有模拟采样通
道前后级和通道之间都进行了隔离设计,频率测量和模拟量采样由模拟和数字两级滤
波器组成。同时,采用一种新的采样计算方法,以最简洁的方式将采样值还原成真实
模拟量。
本文首先对水轮机调速系统对象进行分析,获得了仿真测试仪的输入输出信号及
其特征,根据这些信号及其特征设计了仿真测试仪的模拟采样电路,频率测量电路,
开关量输入电路、频率发生电路以及用于和PC机通信的USB通信电路,并在仿真建模
的基础上,依据调速系统试验国家标准要求编写了试验程序。
在试验过程中仿真测试仪实时采集导叶接力器行程、桨叶接力器行程、水压、油
压、定子电流、机组功率、机组频率、电网频率、断路器、合闸令等信号,将数据传
送至PC机,绘制信号曲线,自动计算结果并给出试验报告;仿真测试仪还可以仿真发
电机组或发电机组+接力器,按照相应模型计算输出机组频率信号与调速器构成闭环
系统,进行调速器动特性试验。
工程应用证明,调速系统仿真测试仪不仅可以很好的完成静特性、摆动、扰动、
不动时间、甩负荷等常规试验外,而且还可以实现同期和一次调频试验。仪器稳定可
靠,12位AD采样,在45-,7路模拟信号同时采
,因此,还可以满足电力系统瞬态故障分析的需求。

关键词:水轮机调速系统;仿真测试仪;TMS320F2812;
I
ABSTRACT
The hydraulic turbine governing system is an ponent of the hydropower
station, and the hydraulic turbine governor is the core of hydraulic turbine governing system
[48]. The qualities that the governor performs count for much of the security and economy of
the hydraulic turbine generator, even of the electric energy quality and stability.
In order to test its performance and characteristic when the governor is dispatched from
the factory, handed over and overhauled. A tester of governing system Based on DSP was
developed. It adopts pany TMS320F2812 chip as the key processor and connect with
PC through interface. Under the environment of windows, the tester can automaticly
analyse the experiment data and produce figure report form. All analog sample passway of
the tester is isolated. Frequency and analog measuring has joined 2 grades of analog and
digital filters. Also a new puting technology has