微机准同期并列装置硬件电路设计论文.doc

电力系统综合自动化 课程设计报告书 课程设计题目：微机准同期并列装置硬件结构设计 专 业 班 级 ： 电 气 0803 学 生 姓 名 ： 苏 辉 辉 学 号 ： 200848720310 指 导 教 师 ： 邵 锐 课程设计时间： 2011.12.5—2011.12.10  电力系统综合自动化课程设计任务书 学生姓名 苏辉辉 专业班级 电气0803 学号 200848720310 题 目 微机准同期并列装置的硬件结构设计 课题性质 其他 课题来源 教师拟定 指导教师 邵 锐 主要内容 （参数） 根据专业教学计划与教学大纲的规定，本课程应有一周的课程设计。通过一定的课题，使学生巩固本课程的基础知识。提高运算、查阅资料、制图和设计的独立工作能力。 本实践环节主要以微机准同期并列装置的硬件结构设计为主要对象，设计符合要求硬件结构，并写出课程设计的报告书。 任务要求 （进度） 1．12月5日 阅读课程设计任务书，复习有关知识； 2．12月6日 确立方案，收集文献资料； 3．12月7日 初步选定各部分框图，设计系统框图； 4．12月8-9日 对研究对象进行分析，选择合理的装置； 5．12月10日 整理、汇总、撰写文图说明书。 主要参考 资料 1、电力系统综合自动化教材 2、孟祥忠主编《电力系统自动化》2006 3、计算机控制技术 4、微机原理与接口技术 1 前言 一台发电机组在未并入系统运行之前，它的电压与并列母线电压的状态量往往不等，需对待并发电机组进行适当的操作，使之符合并列的条件之后才允许断路器QF合闸做并网运行。这一系列操作称为并网或并列。 随着负荷的波动，电力系统中运行的发电机组台数也经常变动，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，并列操作是较为频繁的。 电力系统的容量在不断扩大，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，提高并列操作的准确度和可靠性，对于系统的可靠运行具有很大的现实意义。 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，可以表达为： fG=fX或ωG=ωX,即频率相等，（ωG=2πfG，ωX=2πfX） UG=UX,即电压相等 δe=0，即相角差为零 这时，并列合闸的冲击电流等于零，并且并列后发电机与电网立即进入同步运行，不会发生任何扰动现象。 2 综述 用大规模集成电路微处理器（CPU）等器件构成的数字并列装置，由于硬件简单，编程方便灵活，运行可靠，且技术上已日趋成熟，成为当前自动并列装置发展的主流。 微处理器（CPU）具有高速运算和数字判断能力，它的指令周期以微妙计，对于发电机频率为50HZ、每周期20MS的信号来说，可以具有充裕的时间进行相角差δe和滑差角频率ωs近乎瞬时值的运算，并按照频差值的大小和方向、电压差值的大小和方向，确定相应的调节量，对发电机组进行调节，以达到较满意的并列控制效果。 一般模拟式并列运行装置为了简化电路，在一个滑差周期TS 时间内把WS 假定为恒定。而数字式并列装置可以克服这一假设的局限性，采用较为精确的公式，考虑相角差δe可能具有加速运动等问题，能按相角差δe当时的变化规律，选择最佳的越前时间发出合闸信号，可以缩短并列操作的过程，从而提高了并列运行装置的技术性能和运行的准确性。 并列装置引入了计算机技术后，可以较方便的运用检测和诊断技术对装置进行自检，提高了装置的维护水平。数字式并列运行装置有硬件和软件组成，本设计主要针对硬件设计。 3 硬件框图 图 1 数字式并列装置硬件框图 4 硬件电路分析 以处理器(CPU)为核心的数字处理装置，就是一台专用的计算机控制系统。因此，按照计算机控制系统组成原则，硬件的基本配置有主机，输入、输出接口和输入、输出过程通道等部件组成。它的原则性框图如图1所示。 4.1 主机 微处理器（COU）是控制装置的核心。它和存储器（RAM、ROM）一起，通常又称为主机。控制对象运行变量的采样输入，存放在可能读写的随机存储器RAM内，固定的系数和设定值以及编程的程序，则固化存放在只读存储器ROM内。自动并列装置的重要参数，如断路器合闸时间、频率差和电压差允许并列的阀值、滑差角加速度计算系数、频率和电压调节器的脉冲宽度等，为了既能固定存储、又便于设置和整定值的修改，可存放在E2PROM中。 程序是按人们事先选用的控