基于PC的 同步 发 电机 励磁调节

文／广东省电力试验研究所 翁 基于 P kC的同步发电机励磁调节 乖lJ用PLC可靠性高．抗干扰性强。模块化等优点 可编程微机励磁调节器具 有结构简单。易于编程的特点。 现 萎 和非 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 停运的主要原因。励磁调节装置是其重要的组成部 分，直接关系到励磁控制系统的可靠性。 为了满足中小型发电机组对励磁调节器可靠性的进一步 的要求，以及励磁调节器在中小型发电组中所占的费用，采 用可编程序控制器(PLC)作为主机的单通道励磁调节器。 硬 件 构 成 以自并励静态励磁系统为例。根据励磁控制器的功能要 求，PLC励磁控制器主要由以下几个单元组成：信号测量单 元、可编程主机、移相触发模块等。其原理如图1所示。 PLC励磁调节器各功能模块为： 1．信号采集部分 信号采集分模拟信号采集和开关量采集两部分。 TAl 图1 PLC励磁调节器原理图 1 30 I电气时代2006年第10期 该励磁调节器主要采集4种模拟量，它们是母线电压 端电压、定子电流，转子电流。母线电压信号取自母线 互感器TV3，仅作跟踪母线电压用。机端电压是重要模{l 通常取2路，以防电压互感器断线引起强励。一路取自机 磁专用调节变压器(TV1)，另一路取自励磁电压互感器或 机端仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 用电压互感器(TV2)。仪变信号仅作电压互感器 判断用，可只取单相。定子电流信号取自定子电流互 TA1：与TV1信号一起计算无功电流。励磁电流由霍尔 测得。 (1)发电机机端电压的测量 电压变换器YB1输出的电压信号经全波整流、阻容滤 密电位器分压后，送到 c的模拟量单元进行采集处理。精 位器起了整定采样电压的作用。电压变送器原理如图2所 图2 电压变送器原理图 (2)无功测量单元的构成及其原理 维普资讯 http://www.cqvip.com 该部分主要由隔离变送器及其信号处理单元组成。其无 功电流测量单元如图3所示。由发电机定子电流互感器LH(励 磁专用的或测量用的)二次侧输出的电流 和 经过电流变换 器LB1和LB2衰减后，分别流过电阻尺 和R (尺 =R )。两电 阻的前端加上由机端电压互感器YH(励磁专用的或测量用的) 二次输出的电压U 和 ，它们叠加上电阻压降后形成u 和 。 电阻前端电压 经电压变换器YB1降压，再经整流滤 波后得到 ；同样， 经变换后得到 。可以证明：在YB1 与YB2，LB1与LB2变比相同的条件下，发电机送出无功电 流(迟相运行)时 > ；吸收无功电流(进相运行)时，U< 。((，r一 的绝对值与 大小成正比，即( 一 的值乘上 一 个系数可得到无功电流‘ 、 、励磁电流等实时电量经 过处理后，送到PLCS7～200的模拟量模块EM235进行采样， 最后送至 CPU。 LB 图 3 无功测量单元 从上图可看出，无功电流测量单元的接线方式类似于模 拟调节器的调差单元。从反映无功电流这点看两者有内在联 系，但又有根本的区别：①后者在工作时要保持 的大小几 乎不变，而前者无此要求。②后者改变调差系数的大小是通 过改变R， 电阻值的大小来实现的，而前者是通过数字式a R 设定来实现的。 (3)转子励磁电流的测量 为了测量转子的励磁电流，我们采用了霍尔电流传感器 构成的励磁电流测量电路，具体电路原理如图4所示。 测量电路工作原理：励磁电流 作为待测电流穿过霍尔 电流传感器，由M端流出与励磁电流，f成比例的测量电流，C， 啦充过精密的测量电阻尺 便可获得与励磁电流， 成比例的电压 信号，该电压经调整后直接送到模拟量模块的A／D转换通道。 (4)频率的测量 15 图4 励磁电流测量原理图 发电机运行时，机端电压频率或多或少有些变化，考虑 到伏／赫限制等需要，必须对机端电压频率进行测量。 频率测量可以用通常的频率变送器，但这样会增加成本。 在PLC励磁调节器中，我们采用的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 是高速计数器测频。 即把机端正弦波电压转换为方波信号后接至PLC的输入口， 经软件分频后，用高速计数器记数，测得N个周期的计数值 后，通过换算就可得到频率值。 2．调节控制部分 控制部分的核心是s7—200PLC，它具有6个独立的 30kHz高数计数器，14输入／10输出共24个数字量I／O点，并 且具有PID控制器。PLC根据采集到的发电机运行参数及其 I／O口采集到的控制键、灭磁开关、断路器等开关量信号，判 断发电机所处的控制状态，并根据分析判断所得的状态，经 变参数PID运算得到相应的移相控制信号，再由D／A转换成 模拟控制电压，送到同步脉冲控制单元，进行移相控制。 3．同步脉冲单元 同步脉冲单元由成熟的大规模专用集成电路芯片TC787 实现。TC787具有功耗小，功能强，输入阻抗高，抗干扰性能 好，移相范围宽，外接元件少等优点，完全能满足可编程微 机励磁调节器中移相触发的要求。应用TC787移相触发的功 能，实现了可编程微机励磁，接线图如图5所示。 由图5中可知，该同步脉冲单元采用三相式同步信号，可 以防止机端电压发生不对称故障时可能引起的晶闸管工作不 正常。图中第4脚为输入控制电压，其信号范围为0～Vd，控 制的移相范围为0～177。，第1、2、18脚分别为三相同步输 入电压连接端，电容C ～C 为隔直耦合电容，而C4～ 为滤 波电容，它与R ～尺 构成滤去同步电压中毛刺的环节。另一 方面随RP．～RP 三个电位器的不同调节，可实现0～60。的 移相，从而适应不同主变压器接法的需要。 4．故障检测单元 在提高微机励磁系统可靠性方面，主要采用避错和容错 技术：PLC励磁调节器在硬件上和软件上都考虑了容错技术 的灵活应用，从而提高微机励磁调节器的可靠性。由于PLC 的可靠性高，抗干扰能力强，不存在死机问题，我们设立了 电号时代2006年第10期 I 1 31 维普资讯 http://www.cqvip.com + Vd 图5 I司步脉冲单元接线图 两种故障检测类型：PT断线故障和脉冲丢失故障。 5．手动、切换部分 考虑到运行和检修的需要，设置了一个模拟手动通道。 手动通道与自动通道可互相跟踪，互为热备用。正常运行时 自动通道工作，在发电机机组检修、故障、系统发生大振荡 时可由手动通道工作。 手动单元工作于恒励磁电流状态，控制励磁电流为给定 值，用单片机实现数字给定及对自动通道的跟踪。 软件设计及其控制原理 发电机的励磁调节是一个快速实时的闭环调节，它对发 电机端电压的变化要有很高的响应速度，以维持机端电压在 给定水平。同时，为保证发电机的安全运行，励磁调节器还 必须具有对发电机及其励磁系统起保护作用的一些限制功能。 1敬 件功能 该软件由SIEMENS公司开发的STEP—Micro／Win32编 程语言编写。调节器的软件主要有主程序和中断服务程序两 大部分组成。主程序主要完成硬件、软件的初始化、调差计 算、PID计算、限制保护、移相触发计算、通信与跟踪、显 示等任务。而中断服务程序主要完成频率测量、数据采集和 结果存放等任务。 2 软件主程序 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图 主程序流程图如图6所示。 在此程序当中，由于s7—200中自带的PID控制器是位 置式PID，因此我们舍弃了PLC自带的PID控制器，而由自 己编写PID计算程序。本调节器采用了变增益的PID调节规 律．实践证明，效果良好。PID计算算式为：△ =Kb【 ( 一 1 32 I电号时代2006年第10期 P 一1)+ P + (P 一2e 一1+P 一2)】，式中A Yk为输出 增量， 、 、 分别为比例、积分和微分系数， 为变增 益因子(为 的函数)， 、 一1、 一2分别为本次、上一次 和上二次的偏差值。输出算式为：yk=Yk一1+A yk，式中 ， yk～1分别为本次和上一次的输出。 图 6 本调节器配有2个232／485通信口，通过图形监控软件， 可方便地与上位机通信，实现开、停机等操作。 本调节器采用3种起励方式：即按设定的机端电压起励、 零升压、跟踪系统(母线)电压起励。它可工作于恒机端电压运 行方式和恒励磁电流运行方式。软件还设置了限制功能，主 要有过励、强励限制、欠励限制、最大励磁电流限制、伏，赫 限制。EA (收稿 日期 ：2006 02．09) 相关文章 B,qE一1型微机励磁调节器的改进 — — 《电气时代》2005年第6期 液晶模块在励磁调节器中的应用 — — 《电气时代》2005年第1 0期 维普资讯 http://www.cqvip.com