数字式准同期自动并列实验装置的设计.doc

FU Zho uxing ,ZHAO J ingtao(Auto matic Depart ment , Xian Mining Instit ute , Shanxi Xian 710054)Abstract : The paper p resent s a kind of hardware and sof t ware design of digital auto matic subsynchro no usparallel2generato r experimental f acilit y. The result s show t hat t he designatio n of t his set is reaso nable , and it has been p ut into use labo rato ry.Key words : elect ric generato r ; labo rato ry experiment ; parallel ; auto matio n ;single2chip co mp uterhardware ;sof t ware ;design ;1引言随着电力系统的迅猛发展及电力系统自动化程度的不断提高 ,社会对电力系统技术人员的数量和 素质要求也不断提高 。为提高电力系统教学水平 , 具有时代特征的新一代电力系统实验装置的研制是 一个不可缺少的步骤 。并列操作是电力系统的一项 最基本操作 ,其简单的工作原理就是把发电机电压 和频率调到和电网电压和频率相等 ,在相角差满足 要求时把发电机并入电网 。本文介绍一种利用单片 机控制技术实现的数字式准同期自动并列装置的设 计 。图 1 并列装置系统框图2系统组成3系统功能模块划分号 。为了加快调节过程 ,压差和频差较大时应采用较大的调节步距 ,较小时采用较小的调节步距 。 合闸时机捕捉程序根据两个频率信号异或后产生的相差信号 ,在合适的时间发出合闸信号 ,把发电 机并入电网 。5 . 2主程序设计根据控制要求及过程 ,考虑实际因素 ,主程序流 程如图 3 所示 。图 2 系统功能划分图放组成一个整流电路 ,加上适当的滤波电路就可组 成 ,但考虑到误差的影响 ( 实际实验过程中 ,我们也 发现这样的问题) ,应尽量选用一致性相同的运放 , 电阻电容也要选用精密级别高的 ,也可采用专用集 成有效值变换芯片 。方波整形电路是把正弦交流信号变换为能反映 其频率的方波信号 ,用电压比较电路实现 。利用单 片机内部定时器测量其宽度从而达到测量频率的目 的 。4 . 2显示部分 为了使操作者能随时了解该装置的工作状况 ,我们利用单片机的串行口和 MC14499 设计了显示 电路 ,在系统工作过程中不断显示电网和发电机电 压及频率 。4 . 3 其他硬件部分除了单片机最小系统 ,还有接口部分 ,包括 A/ D ,负责把反映交流有效值的直流模拟信号转化为数字量采进单片机 ,两路 D/ A 输出两路模拟控制信号 。一路开关量输出接口采用光耦输出合闸信号 。图 3主程序流程框图6结束语5软件设计该实验装置已在实验室投入运行并取得了令人满意的结果 ,经过相应的改进可应用于具有并网条 件的自备电厂 ,加装相应的模块就可成为一个多功能装置 ,可实时监视电网电压 、频率 、有功 、无功功率 等 。( 收稿日期 :1999 - 07 - 05)作者简介 :傅周兴 ,男 ,40 岁 ,1997 年毕业于辽宁工程技术大学电力5 . 1各模块设计频率检测软件完成启动定时器测量方波宽度的 功能 ,经相应的转换程序 ,转换