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1、- 科 技 学 院 本科学生毕业设计（论文） 题 目 微机准同期并网合闸分析研究 系 别 自动化与电气工程学院 专业班级 自动化 姓 名 学 号 指导教师 职 称 副 教 授 二零零六 年 六 月 九 日摘 要依据电压差和频率差在允许范围内，跟踪相位差，预测最佳合闸角，在导前时间，发出合闸命令，瞬间发电机和电网的相位差为0，实现发电机同期并网。采用PIC16F77单片机进行控制，设计一种准同期控制器，通过电压和频率参数调节（升压降压和升速降速）达到相位差寻优并合闸。使用准同期控制器，可以有效防止冲击电流，防止机组受损，提高并网的速度和精度，它可靠的性能，强大的功能，将给水力发电带来更多经济效益
2、。关键词：相位差、导前时间、准同期、电压差、频率差。Abstract:Suppose that voltage difference and frequency difference lie in a permitted range, the phase difference must be tracked in order to forecast the best switching on angle. At the moment of the forward time, release the command of switching on and meanwhile the phase
3、difference between dynamo and electric net is 0. Thus, we realize dynamo synchronous incorporating in the power network. We use PIC16F77 as CPU to control the whole process and also, we try to design a preparative and synchronous controller via voltage and frequency parameters adjustment (increase o
4、r decrease the voltage and increase or decrease the speed). So that we can switch on when the phase difference is the best.The preparative and synchronous controller can effectively avoid dash current and machine group damage. Moreover, it can advance the speed and precision of incorporating in the
5、power network. Its reliability in capability and strength in function will bring more economic benefit to waterpower industry.Key words: Phase difference、forward time、preparative and synchronous、voltage difference、frequency difference.目录摘要-1 引言-11.1目前状况-11.2 传统的装置和操作方法-1 1.3 出现的问题-11.4 问题如何解决-12 本次设
6、计构思-32.1 同期并网条件-32.2 电压控制-32.3 频率控制-32.4 相位控制-33 硬件设计-53.1 差频并网条件分析-53.2 装置部分结构原理-63.3 具体配置-93.4 组成单元-113.5 角频差检测-133.6 部分电路分析-144 软件设计-214.1 流程框图-214.2 电压、频率控制-214.3 相位控制-234.4 中断-245 干扰及预防、保护-275.1 干扰的来源-275.2 抗干扰措施-275.3 装置保护-286 小结-29致谢- 30参考文献-31附录1英文翻译原文-32附录2英文资料翻译-461 引言1.1 目前状况如今，电力系统规模的日益扩
7、大，系统运行变化越来越频繁，发电机与电网的并列操作就成为系统中的一个重要环节。这里的并列就是指同步发电机投入电力系统并列运行的操作。 1.2 传统的装置和操作方法传统的同期装置已经不再适应于现代电力系统的并网操作的需要。它存在许多先天不足和缺陷，主要表现在：(1) 导前时间不稳定； (2) 构成装置元器件参数飘移不稳定；(3) 同步操作速度很慢； (4) 同频并网时所表现的问题更突出。传统的方法是操作人员根据并列原则按频率表、同步指示器进行判断或利用模拟式准同期并列装置实现准同期并列操作，其中操作人员的经验和对合闸时机的捕捉是并列操作的关键。1.3 问题操作人员在操作中，难免会引起操作不当或误
8、操作,这都会在断路器处产生极大的冲击电流，对系统产生扰动，甚至并列失败。并网过程中出现的压差将导致无功性质的冲击，频差将导致有功性质的冲击，而相差则同时包含这两类性质的冲击。特别要强调的是，相差的出现，不论是发电机对系统或是系统对系统并网，这种功率交换都有相当承受力，因此，相差这一指标要严格控制。考虑到并网速度要快，所以压差和频差的限制不能太严。而并网时，相位差的存在将会导致机组的损伤甚至系统的崩溃，诱发后果更为严重的次同步谐振(扭振)。因此，既要把压差和频差限制适当，又要把相位差控制得当，同时又不能影响并网速度，这样一来，合闸时机的捕捉就显得十分重要。1.4 问题的解决针对如上问题，我们想用单片机来控制并列操作。对于第1个条件，可以自动调节导水叶使其满足，对于第2个条件可以通过调节励磁电流使其满足。现在最主要的，是着手于如何自动跟踪相位在相位差最小时并网。按恒定超前时间准同期自动并列原则，实现合闸时机自动捕捉的设计与研究。通过设计研究,我们想达到如下目的:(1)可以通过描述数学模型进行求解来解决导前时间问题，均频均压控制问题，捕捉第一次并网时机等问题。(2)不会再因元件老化，环境温度、湿度变化引起特性漂移。(3)在差频并网时，有均频均压控制，若发电机并网过程中出现同频状态时，装置会自动给出加速命令，摆脱同频状
