页数：25页文件大小：359.3 KB来源： 电力系统自动化ppt课件
本课件讲解微机型励磁调节器的发展与数字式励磁调节器的优点，依次介绍模拟量输入通道、工业控制微型计算机、接口电路等硬件构成，以及主程序、调节控制程序与强励过励等限制判别程序的软件流程。
5.6微机型励磁调节器概述
数字式励磁调节器的特点
：目前数字式励磁调节器的主导产品是以微型计算机为核心构成的。它具有以下优点：
微机励磁的通用性与性能
2)通用性好微机励磁可以根据用户的不同要求选取硬件和软件模块，构造出不同功能的微机励磁调节器来满足不同发电机及其励磁功率单元以及电力系统对发电机励磁的要求。
一台设计良好的微机励磁调节器可以适用于各种不同的励磁系统。
3)性能好微机励磁调节器可以很方便地在机组运行过程中根据机组和电力系统的运行状态实时地在线修改励磁控制系统的控制结构和参数，以提高励磁控制系统的性能。
3、运行维护方便微机励磁调节器的发展方向是使硬件尽量简化，而调节功能尽量由软件实现。
如电压给定、控制参数整定等用数字式代替了模拟式励磁调节器中的电位器，使维护量大大减少。
微机型励磁调节器硬件构成
发电机数字励磁调节系统是由专用控制计算机组成的计算机控制系统。
如果按计算机控制系统划分，可将这个系统分为硬件和软件两部分。
二、微机型励磁调节器硬件构成数字式励磁系统的最本质特征是它的励磁调节器是数字式的，而励磁功率单元可以是本章第四节中介绍的任何一种形式。
各种型式的微机励磁调节器和不同形式的励磁功率单元的不同组合，构成了各种不同型式的励磁系统。
下面仅对图5-48自并励式微机励磁系统进行说明，以求对数字式励磁系统的硬件构成有基本了解。
模拟量输入和电量变送器
微机型励磁调节装置的输入为发电机的端电压UG、输出电流IG。
（有的产品还输入发电机有功功率PG和无功功率QG、频率f和励磁电流IEF）.输入两路发电机电压UG1和IG1是为了防止电压互感器断线(或熔丝熔断)时产生误调节。
对发电机励磁电流的检测即可采用晶闸管整流电路的交流侧电流IEF’经交流互感器供给，如图5.48所示；亦可采用晶闸管整流电路的直流侧电流经直流互感器供给。
输入微机型励磁调节装置的这些模拟电量需转换成数字量才能输入到微机型励磁调节装置的核心部分——微型计算机中。
模拟量的转换方式有两种，即采用电量变送器和交流采样。
多路转换开关与采样方式
工业控制微型计算机
图5.48中，虚线框内为微机励磁调节装置配用的工业控制微型计算机。
图中微处理器(CPU)和存储器RAM、ROM合在一起称为主机。
发电机运行状态变量的实时采样数据、控制计算过程中的一些中间数据和主程序中控制用的计数值等存放在可读写的随机存储器RAM中。
固定系数、设定值、应用软件和系统软件等则事先固化存放在只读存储器ROM或EPROM、EEPROM中。
主机是励磁调节装置的核心部件。
它根据从输入通道采集的发电机运行状态变量的实时数据，进行控制计算和逻辑判断，求得控制量。
该控制量即为晶闸管的控制角α的角度。
该控制量输入到“同步和数字触发控制”单元，发出载有控制角α的触发脉冲信号，经脉冲放大器放大和脉冲变压器整形后送到晶闸管整流器的SCR1~SCR6，从而实现对发电机励磁电流IEF的控制。
接口电路的组成
数字触发与并行I/O接口
微机型励磁调节器软件结构
1.软件的组成发电机的励磁调节是一个快速实时的闭环调节，对发电机端电压的变化要有很高的响应速度，以维持端电压在给定水平；同时，为了保证发电机的安全运行，励磁调节装置还必须具有对发电机及励磁系统起保护作用的一些限制功能，如强励和低励限制等。
微机型励磁调节装置的调节、限制及控制等功能，都是通过软件实现的。
它不仅取代了模拟式励磁调节装置中某些调节和限制电路，而且扩充了许多模拟电路难以实现的功能，充分体现了微机型励磁调节装置的优越性。
微机型励磁调节装置的软件由监控程序和应用程序组成。
监控程序就是计算机系统软件，主要为应用程序的编制、调试和修改等服务，而与励磁调节没有直接的关系，但仍作为软件的组成部分设置在微机型励磁调节装置中。
应用程序包括主程序和调节控制程序，是实现励磁调节和完成数据处理、控制计算、控制命令的发出及限制、保护等功能的程序，以及用于实现交流信号的采样及数据处理、触发脉冲的软件分相和机端电压的频率测量等功能。
主程序流程及功能
开机条件判别及开机前设置
。
图5.50是开机条件判别及开机前设置流程图。
。
开机前设置主要是将电压给定值置于空载额定位置以及将一些故障限制复位。
首先判别是否有开机命令。
若无开机命令，则检查发电机断路器分、合状态。
分，则表明发电机尚未具备开机条件，程序转入开前设置，然后重新进行开机条件判断；合，表明发电机已并入电网运行，转速一定在95%以上，程序退出开机条件判别。
若有开机命令，则反复不断地查询发电机转速是否达到95%，一旦达到了，表明开机条件满足，结束开机条件判别，进入下一阶段。
开中断与故障检测
终端显示和人机接口命令
。
为了监视发电机和微机励磁调节装置的运行情况，可通过CRT动态地将发电机和励磁调节装置的一些状态变量显示在屏幕上。
终端显示程序将要监视的量从计算机存储器中按一定格式送往终端CRT显示出来。
在调试过程中，往往对一些参数进行修改，为此设计了人机接口命令程序。
该程序能实现对电压偏差的比例积分微分(PID)调节参数、调差系数等在线修改。
调节控制程序的流程和功能
图5.50所示为调节控制程序流程图。
对于图5.48晶闸管全控桥式整流电路，每个交流周期内触发六次，对于50Hz的工频励磁电源则每秒触发300次。
为了满足这种实时性要求，中断信号每隔60°电角度出现一次，每次中断间隔时间约3.3ms。
要在每个中断间隔时间内执行完所有的调节控制计算和限制判别等程序是不可能的。
因此，程序采用分时执行方式，在每个周期的六个中断区间，分别执行不同的功能程序。
这六个中断区间以同步信号为标志。
中断程序的现场保护与同步查询
机组故障判别与逆变灭磁
③发电机频率低于45Hz。
只要其一成立，则转入逆变灭磁程序。
如果发电机断路器处于闭合状态(即机组并网运行)，或空载运行而不需逆变灭磁，则转入调节计算程序或限制控制程序。
在执行调节计算程序或限制控制程序之前，首先检查是否有限制标志。
限制标志包括强励限制标志、过励限制标志和欠励限制标志。
若有限制标志即转入限制控制程序；若无限制标志则转入正常调节计算及限制判别程序。
执行电压调节计算程序或限制控制程序后，就得出晶闸管的控制角和应触发的桥臂号。
“控制输出”将输出到同步和数字触发控制电路，生成晶闸管的触发脉冲。
然后恢复现场，退出中断，回到主程序。
电压调节计算
电压调节计算流程包括采样程序、调差计算程序和对电压偏差的比例调节等。
采样控制程序的作用：将各种变送器送来的电气量经A/D转换成微机能识别的数字量，供电压调节计算使用。
被采集的量有发电机电压、有功功率、电感性无功功率、电容性无功功率、转子电流和发电机电压给定值。
调差计算：为了保证并联运行机组间合理分配无功功率而进行的计算，作用相当于模拟式励磁调节装置的调差单元。
在硬件配置不变的情况下，微机型励磁调节装置采用不同的算法(即采用不同软件)就可实现不同的控制规律，如对电压偏差的比例(P)调节、比例积分(PI)调节、比例积分微分(PID)调节等。
这样可以很方便地用同一套硬件构成满足不同要求的发电机励磁系统，体现了微机型励磁调节装置特有的灵活性。
限制判别程序的作用
为了减少电网事故造成的损失，一般希望发生事故时发电机尽量保持并网运行而不要轻易解列。
而电网事故又往往造成发电机运行参数超过其允许范围。
为了保证电网事故时发电机尽量不解列，而又不危及发电机的运行安全，容量在100MW以上的发电机一般应设置励磁电流限制。
为此目的设置的限制包括强励定时或反时限限制、过励延时限制和欠励限制。
为了防止发电机空载运行时由于励磁电流过大导致发电机过饱和而引起过热，还应设置发电机空载最大磁通限制。
这些限制用模拟电路实现比较困难，所以，在模拟式励磁系统中一般不设置或只设置必要的一两种。
在微机型励磁调节系统中，只增加一些应用程序，就可实现上述各种限制。
因此，微机型励磁调节装置有较完善的励磁电流限制功能。
限制判别程序的流程
强励反时限限制
特性设计。
程序设计时，将图5.52所示的曲线以表格形式存入计算机。
强励反时限限制判别程序流程如图5.53所示。
当发电机励磁电流不大于额定值时(即IEE≤IEEN)，延时计数器A置零，清除强力限制标志；当IEE>IEEN时，查强励反时限限制特性，得出强励允许时间ty。
延时计数器A的内容加1，产生延时t,当t>ty时，置强励限制标志。
过励限制判别程序
本章作业
本章作业5-1,5-2,5-3,5-4,5-5,5-6,5-7,5-8
下载地址：{{downurl}}
{{{a}}}
{{#b}}{{{b}}}
{{/b}} {{/title}} {{#nolog}}登陆注册
{{/nolog}} {{#djsx}}点我刷新
{{/djsx}} {{#gocz}} {{/gocz}} {{#ffqr}} {{/ffqr}}