基于可编程计算机控制器IGBT励磁系统的开发
摘要
本文在全面分析同步发电机微机励磁装置特点及发展现状的基础上，论述了微机励磁调节的原理，提出基于可编程计算机控制器(PCC)控制的绝缘栅双极晶体管(IGBT)励磁系统的设计方法，并在此基础上开发了基于PCC控制的水轮发电机IGBT励磁系统。
文中详细论述了基于PCC控制的IGBT励磁系统的主要硬件、软件结构以及各部分功能的实现方法；完成了IGBT保护及驱动单元的设计、IGBT励磁装置主回路的设计、PCC调节器的硬件设计以及软件编程；在实验室对样机进行相关的性能指标试验。试验结果表明，基于PCC控制的IBGT励磁系统满足同步发电机励磁系统各项功能要求，试验中的动态、静态性能指标均达到或优于国家标准中的规定。
基于PCC控制的IGBT励磁系统，不仅工作原理简单，性能稳定可靠，控制特性优良，又能降低励磁系统成本。对于保证水轮发电机安全可靠运行、提高电力系统的稳定性有着重要意义，在中小型水电厂具有广阔的市场应用前景。
After the characteristics and development of excitation system of synchronous generators are analyzed, micro-computer regulating theory of excitation system is discussed, this dissertation presents a scheme of designing excitation system with Programmable Computer Controller (PCC) and IGBT, and PCC IGBT excitation system of turbine generator is also developed according to the above mentioned.
Firstly, hardware structure, software system and the realization of their functions all are detailed in this dissertation. Then, such jobs as design of IGBT securing and drive unit, design of main loop, hardware and software of PCC regulator, are fulfilled. At the end of this dissertation, PCC IGBT excitation system is tested in the laboratory. The results of test suggest that the PCC IGBT excitation system is fit for turbine generators and its dynamic and static qualities attain or surpass the quality prescribed in related national standard.
The PCC IGBT excitation system has simple operating theory, excellent control ability,
strong stability and reliability. All of these make it greatly significant for improving
stability of power system with wide market foreground, it will a bright future in the
medium-sized and small-sized hydropower station.
文中详细论述了基于PCC控制的IGBT励磁系统的主要硬件、软件结构以及各部分功能的实现方法；完成了IGBT保护及驱动单元的设计、IGBT励磁装置主回路的设计、PCC调节器的硬件设计以及软件编程；在实验室对样机进行相关的性能指标试验。试验结果表明，基于PCC控制的IBGT励磁系统满足同步发电机励磁系统各项功能要求，试验中的动态、静态性能指标均达到或优于国家标准中的规定。
基于PCC控制的IGBT励磁系统，不仅工作原理简单，性能稳定可靠，控制特性优良，又能降低励磁系统成本。对于保证水轮发电机安全可靠运行、提高电力系统的稳定性有着重要意义，在中小型水电厂具有广阔的市场应用前景。
After the characteristics and development of excitation system of synchronous generators are analyzed, micro-computer regulating theory of excitation system is discussed, this dissertation presents a scheme of designing excitation system with Programmable Computer Controller (PCC) and IGBT, and PCC IGBT excitation system of turbine generator is also developed according to the above mentioned.
Firstly, hardware structure, software system and the realization of their functions all are detailed in this dissertation. Then, such jobs as design of IGBT securing and drive unit, design of main loop, hardware and software of PCC regulator, are fulfilled. At the end of this dissertation, PCC IGBT excitation system is tested in the laboratory. The results of test suggest that the PCC IGBT excitation system is fit for turbine generators and its dynamic and static qualities attain or surpass the quality prescribed in related national standard.
The PCC IGBT excitation system has simple operating theory, excellent control ability,
strong stability and reliability. All of these make it greatly significant for improving
stability of power system with wide market foreground, it will a bright future in the
medium-sized and small-sized hydropower station.
引文
[1] 李先彬编．电力系统自动化(第二版)．北京：水利水电出版社，1988．6：31～32
[2] 沈磊主编．中国水力发电工程——运行管理卷．北京：中国电力出版社，2000．8：179～183
[3] 刘忠源．同步电机可控硅励磁系统．北京：水利水电出版社，1992．11
[4] 王定一等．水电厂计算机监视与控制．北京：中国电力出版社，2001．8：96～99，179～183
[5] 周双喜，李丹．同步发电机数字式励磁调节器．北京：中国电力出版社，1998
[6] 樊俊，陈中等．同步发电机半导体励磁原理及应用．北京：水利水电出版社，1992
[7] 李和平，李乃禄．介绍一种微处理机励磁调节器．广西电力技术，1984．4：34～36
[8] 杨耿杰，陈树棠．SMER—C型微机励磁调节器的原理及应用．中国农村水利水电，1997．12：40～43
[9] 彭咏龙，石新春，王仁洲．WLT—1型双微机励磁调节器的研究．黑龙江电力技术，19(1)，1997：1-6
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[11] GEC系列全数字式非线性励磁装置原理说明书．北京清华南自控制技术有限公司
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[17] 谢小荣等．一种非线性自适应最优励磁控制器的设计．电力系统自动化．2001 (3)
[18] 高峰，张丽．基于模糊推理自适应励磁控制器．云南电力技术，25(3)，1997
[18] LH-WLT01、LH-WLT02微机励磁装置产品说明书，武汉联华电气有限公司
[19] MTC-WL型双微机大功率发电机励磁系统，长沙华能自动化控制有限公司
[20] LC-1000微机励磁装置使用说明书，西安理工大学恒新水电科技发展有限公司
[22] SAVR—2000发电机励磁调节器，南瑞电器控制公司电气控制研究所
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