开题报告---基于微机的自动准同期装置设计

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1、 本科毕业设计（论文）开题报告本科毕业设计（论文）开题报告 题目：题目： 基于微机的自动准同期装置设计基于微机的自动准同期装置设计 基于微机的自动准同期装置设计 1 1 准同期装置研究的目的意义准同期装置研究的目的意义 1.1 研究目的与意义研究目的与意义 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

2、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： 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 12 倍的额定电流。 发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少 对电力系统的扰动。 1.2 研究现状研究现状 在早期，我国大多采用“

3、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度、 高可靠性、 人机界面有好、 操作方便、 接线简单等特点。 我国是世界上准同期

4、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 2 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

5、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：发电厂组母线电压、发电机组端电压的检测电路；发电厂母 线电压、发电机组端电压的频率检测电路；母线电压与电机机端电压相角差的检测 电路；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主要研究内容及研究方法 3.1 自动准同期原理自动准同期原理 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 的另一侧为电网电压 UX。并列断路器合闸之前，

6、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 U A、 U B、 U C与系统 的三相电压 UA、 UB、 UC的相序要相同，这在新机组装机时应该调好。 图图 1 1 电路示意图电路示意图 图图 2 2 相量图相量图 基于微机的自动准同期装置设计 3 3.1.1 准同期的理想条件准同期的理想条件 设发电机的电压 UG的角频率为G，电网电压 UX的角频率为X，它们间的相 量差 UGUX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