专利名称：同步发电机数字式调压器的制作方法
技术领域：
本发明属于微电子和电力电子技术领域，特别涉及一种一个基于微处理器的完整
的同步发电机数字式调压器。
背景技术：
目前的同步发电机电压调节器大多数采用模拟电路系统。其元件检测、筛选、老化 处理、焊接及生产工艺等都受到限制，工期长、成本高、性能低，并且调试比较复杂，若出现 故障，检修点多，对发电系统的现场维护和操作人员要求很高。严重影响了调节器的安全可 靠运行，从而造成发电机电压不稳、无功电流分配不均衡。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是消除上述技术的不足和缺点，为同步发电机设计一 种调试简单，维护方便的式同步发电机数字式调压器。 为实现上述目的，本发明的解决方案是一种同步发电机数字式调压器，由数字给 定、整流器、A/D转换器、同步发电机、变压器和电压调节电路组成，所述电压调节电路是调 压系统的主导调节器，从母线经变压器取过来的电压实际值信号通过整流电路，再经第二 A/D转换器，从调压器的电压反馈通道输入，与数字给定构成外电压环，它使电压很快的跟 随给定值变化，稳态时可实现无静差，励磁电流调节电路是调压系统的辅助调节器，第一电 流互感器取来的励磁电流实际值信号经第一 A/D转换器，从调压器的电流反馈通道输入， 与电压调节电路的输出构成内电流环，在外环电压的调节过程中，使电流紧紧跟随其给定 值变化，励磁电流调节电路的输出作为触发器的输入，触发器的输出控制整流器中可控硅 的触发角，从而改变励磁电流，达到调节同步发电机端电压的目的，并网控制器检测从母线 经第二变压器取过来的电压信号和从母线经第二电流互感器取过来的电流信号，计算出本 机的无功功率与其它网上的发电机无功功率进行比较后，发出的调节信号经第三A/D转换 器，与数字给定相加后作为调压器的给定信号，无功功率均衡电路形成对发电机的端电压 进行控制，从而实现网上各台发电机间无功功率的均衡分配。 本发明的先进之处在于该调压器主要包括励磁电流内环调节、发电机端电压外环 调节和无功功率均衡电路。 电压调节电路是调压系统的主导调节器，从母线经变压器取过来的电压实际值信 号通过整流电路，再经A/D转换器，从调压器的电压反馈通道输入，与给定构成外电压环。 考虑到直流系统可控硅换向缺口对反馈的影响，电压反馈采用单独变压器采样，以减小电 网对反馈通道的干扰。它使电压很快的跟随给定值变化，稳态时可实现无静差；对电压变化 起抗扰作用；其输出限幅值决定发电机允许的最大电压。 内环电流调节应用调压器内部的电流检测电路，在外环电压的调节过程中，使电 流紧紧跟随其给定值变化；对电压的波动起及时抗扰的作用；在电压动态过程中，保证获 得发电机允许的最大励磁电流，从而加快动态过程；当发电机过压时，限制励磁电流的最大值，起快速的自动保护作用，一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。 无功功率均衡电路采用并网控制器检测、调节并发出指令到电压调节器的给定回
路，通过调节发电机端电压以达到无功功率的均衡。 本发明与现有技术相比，具有以下优点 1.以其紧凑和节省空间的结构为特色，由于各个的部件容易接近，其紧凑式设计 使他们特别容易保养与维护。 2.该调压器可以配备一个简易操作面板PMU，由一个5位，7段显示，三个LED状 态显示和三个参数设置键组成。PMU还具有根据RS232或RS485标准同USS接口的连接器 X300。操作面板PMU提供了为了启动调压器所需进行的调整和设定及测量值显示的所有工 具。 0P1S选件操作面板既可以安装在调压器门上，又可外部安装，例如在柜门上。因 此，他可以通过一根5米长电缆连接。如果有一个独立的5V电源可以使用，则电缆可长至 50米。0P1S通过X300连接到调压器。0P1S可以作为一个经济的测量仪器安装在控制柜， 用来显示一定数量的物理测量值。0P1S提供一个4X16字符的LCD以简单文字显示参数名 称，可以选择德语，英语，法语，西班牙语和意大利语作为显示语种。为了容易地下载参数到 其他装置，0P1S可以存储参数组。 3.通过基本单元上的串行接口，应用适当的软件，标准的PC机也可以对调压器进 行参数设置。这个PC接口可用在启动、停机维护和运行诊断过程中。此外，调压器的软件 升级可通过这个接口 ，装载存储到闪存中。 4.本调压器供电频率在45 65Hz范围之内可以不相同；供电相序不要求。为单 象限工作，由三相全控桥B6C供电。调压器的功率单元采用独立晶闸管模块结构，散热器是 绝缘的，其外部是带电的。机箱和电源联接处的端子盖为在附近工作的操作人员提供意外 触电保护，所有的接线均位于正面。 5.通讯方式多样化，功能强大。使得与上位工控机的通讯简单方便，容易实现远程 监控。
图1是本发明实施例的结构示意图。
具体实施例方式
参见图1所示，该同步发电机数字式调压器，所述电压调节电路2是调压系统的主 导调节器，从母线经变压器11取过来的电压实际值信号通过整流电路IO，再经第二 A/D转 换器9，从调压器的电压反馈通道输入，与数字给定1构成外电压环，它使电压很快的跟随 给定值变化，稳态时可实现无静差，励磁电流调节电路3是调压系统的辅助调节器，第一电 流互感器7取来的励磁电流实际值信号经第一 A/D转换器6，从调压器的电流反馈通道输 入，与电压调节电路2的输出构成内电流环，在外环电压的调节过程中，使电流紧紧跟随其 给定值变化，励磁电流调节电路3的输出作为触发器4的输入，触发器4的输出控制整流 器5中可控硅的触发角，从而改变励磁电流，达到调节同步发电机8端电压的目的，并网控 制器13检测从母线经第二变压器14取过来的电压信号和从母线经第二电流互感器15取过来的电流信号，计算出本机的无功功率与其它网上的发电机无功功率进行比较后，发出 的调节信号经第三A/D转换器12，与数字给定1相加后作为调压器的给定信号，无功功率 均衡电路形成对发电机的端电压进行控制，从而实现网上各台发电机间无功功率的均衡分 配。从而实现网上各台发电机间无功功率的均衡分配。
权利要求
一种同步发电机数字式调压器，由数字给定、整流器、A/D转换器、同步发电机、变压器和电压调节电路组成，其特征在于所述电压调节电路(2)是调压系统的主导调节器，从母线经变压器(11)取过来的电压实际值信号通过整流电路(10)，再经第二A/D转换器(9)，从调压器的电压反馈通道输入，与数字给定(1)构成外电压环，它使电压很快的跟随给定值变化，稳态时可实现无静差，励磁电流调节电路(3)是调压系统的辅助调节器，第一电流互感器(7)取来的励磁电流实际值信号经第一A/D转换器(6)，从调压器的电流反馈通道输入，与电压调节电路(2)的输出构成内电流环，在外环电压的调节过程中，使电流紧紧跟随其给定值变化，励磁电流调节电路(3)的输出作为触发器(4)的输入，触发器(4)的输出控制整流器(5)中可控硅的触发角，从而改变励磁电流，调节同步发电机(8)端电压，并网控制器(13)检测从母线经第二变压器(14)取过来的电压信号和从母线经第二电流互感器(15)取过来的电流信号，计算出本机的无功功率与其它网上的发电机无功功率进行比较后，发出的调节信号经第三A/D转换器(12)，与数字给定(1)相加后作为调压器的给定信号，无功功率均衡电路形成对发电机的端电压进行控制。
全文摘要
本发明公开了一种同步发电机数字式调压器，电压调节电路是调压系统的主导调节器，从母线经变压器取过来的电压实际值信号通过整流电路，再经A/D转换器，从调压器的电压反馈通道输入，与给定构成外电压环。内环电流调节应用调压器内部的电流检测电路，在外环电压的调节过程中，使电流紧紧跟随其给定值变化；对电压的波动起及时抗扰的作用；在电压动态过程中，保证获得发电机允许的最大励磁电流，从而加快动态过程；当发电机过压时，限制励磁电流的最大值，起快速的自动保护作用，一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。无功功率均衡电路采用并网控制器检测、调节并发出指令到电压调节器的给定回路，通过调节发电机端电压以达到无功功率的均衡。
文档编号H02P9/14GK101710818SQ200910261548
公开日2010年5月19日 申请日期2009年12月14日 优先权日2009年12月14日
发明者刘浩, 张恒敬, 张红梅, 朱奇先, 赵付军, 马双富, 魏永武 申请人:天水电气传动研究所有限责任公司