基于DSP的水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)仿真測(cè)試儀設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是水電站運(yùn)行的重要組成部分，調(diào)速器是水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的核心，其品質(zhì)好壞對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性以及電力系統(tǒng)電能質(zhì)量和安全具有重大意義。
　　 針對(duì)調(diào)速器在產(chǎn)品出廠、發(fā)電現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)和水輪發(fā)電機(jī)組檢修過程需要對(duì)調(diào)速器的調(diào)節(jié)性能和參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行全面測(cè)試，研制開發(fā)了一種基于DSP技術(shù)的水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)仿真測(cè)試儀。仿真測(cè)試儀的設(shè)計(jì)采用TI公司TMS320F2812芯片作為核心處理器，完成數(shù)據(jù)采集和仿真功能，此外，通過USB

2、2.0接口與PC 機(jī)連接，在windows環(huán)境下自動(dòng)分析數(shù)據(jù)并生成圖形化報(bào)表，實(shí)現(xiàn)了高性能仿真測(cè)試儀的智能化、集成化、參數(shù)化和小型化。為了提高調(diào)速系統(tǒng)仿真測(cè)試儀在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中的抗干擾能力，所有模擬采樣通道前后級(jí)和通道之間都進(jìn)行了隔離設(shè)計(jì)，頻率測(cè)量和模擬量采樣由模擬和數(shù)字兩級(jí)濾波器組成。同時(shí)，采用一種新的采樣計(jì)算方法，以最簡(jiǎn)潔的方式將采樣值還原成真實(shí)模擬量。
　　 本文首先對(duì)水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)對(duì)象進(jìn)行分析，獲得了仿真測(cè)試儀的輸入輸出

3、信號(hào)及其特征，根據(jù)這些信號(hào)及其特征設(shè)計(jì)了仿真測(cè)試儀的模擬采樣電路，頻率測(cè)量電路，開關(guān)量輸入電路、頻率發(fā)生電路以及用于和PC機(jī)通信的USB通信電路，并在仿真建模的基礎(chǔ)上，依據(jù)調(diào)速系統(tǒng)試驗(yàn)國家標(biāo)準(zhǔn)要求編寫了試驗(yàn)程序。
　　 在試驗(yàn)過程中仿真測(cè)試儀實(shí)時(shí)采集導(dǎo)葉接力器行程、槳葉接力器行程、水壓、油壓、定子電流、機(jī)組功率、機(jī)組頻率、電網(wǎng)頻率、斷路器、合閘令等信號(hào)，將數(shù)據(jù)傳送至PC機(jī)，繪制信號(hào)曲線，自動(dòng)計(jì)算結(jié)果并給出試驗(yàn)報(bào)告；仿真測(cè)試儀還可

4、以仿真發(fā)電機(jī)組或發(fā)電機(jī)組＋接力器，按照相應(yīng)模型計(jì)算輸出機(jī)組頻率信號(hào)與調(diào)速器構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，進(jìn)行調(diào)速器動(dòng)特性試驗(yàn)。
　　 工程應(yīng)用證明，調(diào)速系統(tǒng)仿真測(cè)試儀不僅可以很好的完成靜特性、擺動(dòng)、擾動(dòng)、不動(dòng)時(shí)間、甩負(fù)荷等常規(guī)試驗(yàn)外，而且還可以實(shí)現(xiàn)同期和一次調(diào)頻試驗(yàn)。儀器穩(wěn)定可靠，12位AD采樣，在45-55Hz內(nèi)頻率發(fā)生和測(cè)量誤差小于0.001Hz，7路模擬信號(hào)同時(shí)采樣時(shí)最高速度可達(dá)每秒2.5K點(diǎn)，因此，還可以滿足電力系統(tǒng)瞬態(tài)故障分析的需求。