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辽 宁 工 业 大 学 电力系统自动化 课程设计（论文） 题目： 发电机自并励励磁自动控制系统设计（2） 院（系）： 电气工程学院 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 起止时间：2014.12.01— 12.12 课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院 教研室：电气工程及其自动化 学 号 学生姓名 专业班级 课程设计题目 发电机自并励励磁自动控制系统设计（2） 课程设计（论文）任务 基本参数及要求： 1水轮发电机容量280MW，功率因数0.9，定子额定电压20KV，空载额定转子电压220V。 2 要求电压调差系数在±10%范围内可调。 3 强励倍数1.8，不小于10秒 4 调压精度，机端电压静差率小于1％。 5 自动电压调节范围：60％～140％。 6 起动升压至额定电压时，超调量不大于6％。 设计要求 阐述发电机励磁控制系统的控制原理。 确定励磁控制系统方案。 设计输入接口及电力参数数据采集通道。 设计输出接口及输出励磁控制通道。 确定控制算法，设计系统软件。 对设计进行总结 进度计划 1、布置任务，查阅资料，理解掌握系统的控制要求。（1天） 2、系统总体方案设计，选择CPU，设计单片机最小系统。（1天） 3、设计输入接口及电力参数数据采集通道。（2天） 4、设计输出接口及输出励磁控制通道。（3天） 5、系统软件设计。（2天） 6、撰写、打印设计说明书（1天） 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算  摘 要 在电力系统正常运行或事故运行中，同步发电机的励磁控制系统起着重要的作用。优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机可靠运行，提供合格的电能，而且还可以有效地提高系统的技术指标。因此本文用AT89C51作为控制核心和适合大容量的自并励方式设计0MVA的水轮发电机励磁控制系统。在硬件电路中进行模拟量检测电路，通过编程控制单片机在软件上实现了对同步发电机励磁系统调压范围调节与控制还兼顾了功率及功率因数角的测量。 自并励 第1章 绪论 1 1.1 励磁控制系统概况 1 1.2 本文主要内容 2 第2章 发电机自并励励磁自动控制系统硬件设计 3 2.1 发电机自并励励磁自动控制系统总体设计方案 3 2.2 单片机最小系统设计 3 2.2.1 CPU的选择 4 2.2.2 复位电路设计 5 2.2.3 时钟电路设计 6 2.3 发电机自幷励励磁自动控制系统模拟量检测电路设计 7 2.3.1 电压形成电路 8 2.3.2 低通滤波（ALF） 9 2.3.3 采集保持器（S/H） 9 2.3.4 多路转换开关（MUX） 9 2.4 直流稳压电源电路设计 10 2.5 驱动电路设计 11 2.5.1 开关量输入通道 11 2.5.2 开关量输出通道 12 第3章 自并励励磁控制系统软件设计 13 3.1 软件实现功能综述 13 3.2 流程图设计 13 3.2.1 主程序流程图设计 13 3.2.2 模拟量检测流程图设计 14 3.2.3 程序清单 15 第4章 系统仿真与分析 17 4.1 系统仿真模型建立 17 4.2 系统仿真模型的设计 17 第5章 课程设计总结 20 参考文献 21 绪论 励磁控制系统概况 在电力系统正常运行时，发电机励磁电流的变化主要影响电网的电压水平和并联运行机组间无功功率的分配。在某些故障情况下，发电机端电压降低将导致电力系统稳定水平下降。为此，当系统发生故障时，要求发电机迅速增大励磁电流，维持电网的电压水平及稳定性。可见，同步发电机励磁的自动控制在保证电能质量、无功功率的合理分配和提高电力系统运行的可靠性方面都起着十分重要的作用。励磁系统主要作用是为同步发电机励磁绕组提供直流电流，并且励磁调节器通过控制励磁电压及励磁电流，担负着对电力系统稳定运行的控制和保护功能。 励磁控制系统是由励磁功率单元、励磁控制器和同步发电机共同组成的反馈系统。励磁功率单元和励磁控制器组成的系统就是人们通常所说的励磁系统。励磁功率单元负责向发电机转子提供直流励磁或交流励磁电流；励磁控制器负责根据检测到的发电机的电压、电流或其