发布时间 : 星期六 文章电力系统稳定器的设计毕业论文更新完毕开始阅读a5aba42591c69ec3d5bbfd0a79563c1ec5dad767
5.2.4 限制保护模块
励磁限制[24]是电力系统稳定器的辅助控制环节。同步发电机出于安全稳定运行的需要,要求现代电力系统稳定器必须配备完善的励磁限制保护功能，包括V/F限制、强行励磁功能、过电压保护、过励限制、欠励限制等。
（1）V/F限制
V/F限制也称磁通限制或低频过励限制，它的作用主要是在机组解列运行时，确保机端电压与其频率的比值不超出安全值。如果比值过高，则发电机及其相连的主变压器的铁芯就会发生磁饱和，使空载激磁电流过大，造成铁芯过热，因此有必要对比值加以限制，其特性曲线如图5-3所示：
UFGUBFG2AUFG1逆变0454750f(Hz)
图5-3 V/F限制关系图
当发电机空载频率高于47Hz 时， 电压给定值不受限制；若频率在45～47Hz之间时，如图中的曲线AB，电压给定值UFG?k(f?45)?UFG1，其中f为发电机频率；当频率小于45 Hz 时，则逆变灭磁。
（2）强行励磁功能
为了防止发电机转子励磁绕组长期过负载造成转子励磁绕组发热，应对发电机进行强行励磁。当强励时,其容许的强励时间随发电机的励磁电流的增大而减小，励磁电流成倍增大，励磁电压也会升高，长期作用会造成发电机损坏。进行强励时开始计时，当达到允许强励时间时，励磁电流自动地被减到其长期运行允许的最大值。根据国家有关标准，励磁系统允许强励时间应不小于10秒，最长持续时间可达50秒，并在一次强励后一小时内不再进行强励。
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（3）过励限制
在发电机输出一定的有功功率P时，其允许输出的最大滞相无功，受到允许的励磁电流和允许的定子电流两方面的限制。为保证发电机的安全运行，根据发电机的PQ特性曲线，限制发电机在一定的有功功率P下的输出滞相无功负荷如图5-4所示：
QQmax0PxP
图5-4 过励限制图
在设计时将PQ曲线以表格形式存放，根据实际的有功功率P，查PQ特性曲线表格得到对应的最大允许无功功率Qmax，如果实际无功功率Q?Qmax且持续20s，则设置过励限制标志，从而驱动过励控制程序使无功功率限制在允许值Qmax内。
（4）欠励限制
欠励限制是用来防止并网运行的同步发电机因励磁电流过度减小而失去同步或因机组过度进相引起发电机定子端部过热。欠励限制曲线如图5-5所示：
0PQminQ
图5-5 欠励限制曲线图
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根据实际的有功功率P，查PQ 特性曲线表格得到对应的最大允许进相无功功率Qmin， 如果实际进相无功功率Q?Qmin,则发电机正常工作；若Q?Qmin，则在极短的时间内，置欠励限制标志，从而驱动欠励控制程序，使进相无功功率限制在允许值Qmin内。
（5）空载过电压保护
当发电机处于零起升压状态或空载运行状态时，为防止电力系统稳定器故障导致电压过分升高，设置了过电压保护措施，当机端电压达到130 %的额定电压时，程序自动跳灭磁开关,实现事故灭磁。
5.3 中断程序设计
本励磁系统除主程序外，还包括中断服务程序。中断的本意是打断正在进行的工作，转向处理更紧急的时间。本文中中断服务程序主要包括同步信号捕获中断、AD转换完成中断、移相脉冲中断等。 5.3.1 同步信号捕获中断
同步信号捕获中断服务程序须实现测频、启动AD和移相角延时预处理等功能，下面着重介绍机端频率的检测这一功能。
同步测频信号的准确性直接影响电力系统稳定器的性能，它关系到频率能否准确测量，模拟量能否精确采集以及能否可靠移相，它是保证可控硅可靠、准确导通的基础。在本电力系统稳定器中，有很多地方需要用到发电机端电压的频率
f或周期T值，如模拟量的采集、晶闸管触发脉冲的形成和移相等，同时有些控
制算法也要用到发电机端电压的频率f或周期T。在理想状态下，发电机端电压的频率f或周期T应为50Hz或20ms。但实际情况并不是如此，发电机组运行时，其频率不断地发生变化，为了保证机组频率变化时仍能可靠准确地触发可控硅，必须对发电机机端电压频率进行测量。
TMS32F02812的每个EV模块有三个捕获单元，共六个。每个捕获单元有一个两级的FIFO队列。顶栈包括CAP1FIFO、CAP2FIFO和CAP3FIFO或者CAP4FIFO、CAPSFIFO和CAP6FIFO。底栈包括CAP1FBOT、CAP2FBOT和CAP3FBOT或者CAP4FBOT、CAP5FBOT和CAP6FBOT。顶栈的寄存器为只读寄存器，存放较旧的捕获数值，当
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FIFO顶栈中的旧数值读取了之后，底栈中的新数值将被压入顶栈。当TMS320F2812捕获到捕获引脚有跳变时，相应定时器的计数值装入到相应的捕获寄存器中，这样在中断服务程序中读取FIFO队列中的数值，便可以得到两次中断的周期，进而计算出发电机频率f。使用捕获单元时首先需要对捕获单元的寄存器进行设置，操作的步骤是：
（1）初始化FIFO状态寄存器，并将相应的状态位清0 （2）设置所选通用定时器的操作模式
（3）设置相关通用定时器的比较寄存器和周期寄存器 （4）设置相应的捕获控制寄存器
则相应的初始化设置如下段初始化程序所示： Void init_ Eva (void) {
/﹡ EVA初始化程序：为配置通用定时器2（T2）和捕获单元1(CAP1) ﹡/ // 初始化FIFO状态寄存器，并将相应的状态位清0
EvaRegs.CAP1FIFOA.bit.CAP1FIFO=0； //CAP1FIFO状态位清0 IER|=M_INT3； //允许中断优先级3,CAP1中断为INT3.5 EvaRegs.EVAIMRC.bit.CAP1INT=1；//使能CAP1中断 EvaRegs.EVAIFRC.bit.CAP1INT=1；//写1清捕获中断标志位 // Initialize EVA Timer2
EvaRegs.T2PR=0xFFFF；//设定T2周期 EvaRegs.T2CNT=0x0000；//T2计数器清0 //TMODE=10 连续增计数模式 //Timer enable, 输入时钟32分频 EvaRegs.T2CON.all=0x1540；//设定并启动T2 //CAP12EN=01,CAP12TSEL=0,CAP1EDGE=10b
EvaRegs. CAPCONA.all=0x2050；//使能捕获单元1，选择参考时钟为T2， //定义检测沿为上升沿
PieCtrl.PIEIFR3.bit.INTx5=0； //清INT3.5 CAPINT1终端标志位 PieCtrl.PIEACK.all=PIEACK_GROUP3 //允许再次中断响应
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