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電子電路3000字實習(xí)報告范文 -實習(xí)報告
實習(xí)內(nèi)容
1 6KV變電站綜合自動化技術(shù)
(1)了解微機保護的工作原理
近20年來,微機型繼電保護裝置在我國電力系統(tǒng)中獲得廣泛應(yīng)用,常規(guī)的電磁型、電動型、整流型、晶體管型以及集成電路型繼電器已經(jīng)逐漸被淘汰。以往,繼電保護裝置與繼電保護原理是一一對應(yīng)的,不同的保護原理必須用不同的硬件電路實現(xiàn)。微機繼電保護的誕生與應(yīng)用徹底改變了這一狀況。微機繼電保護硬件的通用性和軟件的可重構(gòu)性,使得在通用的硬件平臺上可以實現(xiàn)多種性能更加完善、功能更加復(fù)雜的繼電保護原理。一套微機保護往往采用了多種保護原理,例如高壓線路保護裝置具有高頻閉鎖距離、高頻閉鎖方向相間阻抗、接地阻抗、零序電流保護及自動重合閘功能。微機保護還可以方便地實現(xiàn)一些常規(guī)保護難以實現(xiàn)的功能,如工頻變化量阻抗測量和工頻變化量方向判別。
微機保護的原理隨保護的對象不同而不同,也隨應(yīng)用場合變化而變化(主要是電壓等級、設(shè)備類型等)。不同的保護原理需要采集的模擬量、開入量和開出量也各不相同。雖然一套微機保護裝置集成了許多保護原理,但各種保護原理仍然是相對獨立的。典型的各種保護原理最多需要10路電流量和6路電壓量。微機繼電保護裝置的軟件配置一般為一個主程序和兩個中斷服務(wù)程序。主程序包括初始化和自檢循環(huán)模塊、保護邏輯判斷模塊和跳閘(及后加速)處理模塊。不同保護原理的第一、三個模塊是基本相同的,但保護邏輯判斷模塊隨不同的保護原理而相差甚遠。如距離保護中含有振蕩閉鎖程序部分,而零序電流保護則沒有振蕩閉鎖部分。中斷服務(wù)程序包括定時采用中斷服務(wù)程序和串行口通信中斷服務(wù)程序
(2)了解6KV變電站綜合自動化基本概念及其組成
變電站綜合自動化系統(tǒng)是利用先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實現(xiàn)對變電站二次設(shè)備(包括繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠動裝置等)的功能進行重新組合、優(yōu)化設(shè)計,對變電站全部設(shè)備的運行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。通過變電站綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間相互交換信息,數(shù)據(jù)共享,完成變電站運行監(jiān)視和控制任務(wù)。變電站綜合自動化替代了變電站常規(guī)二次設(shè)備,簡化了變電站二次接線。變電站綜合自動化是提高變電站安全穩(wěn)定運行水平、降低運行維護成本、提高經(jīng)濟效益、向用戶提供高質(zhì)量電能的一項重要技術(shù)措施。
(3)電氣倒閘操作是直接改變電氣設(shè)備的運行方式和運行狀態(tài)的,是一件既重要又復(fù)雜的工作,若發(fā)生誤操作事故,就有可能造成設(shè)備損壞和人員傷亡事故,因此,必須采取有效措施加以防止。1倒閘操作的原則:倒閘操作的中心環(huán)節(jié)和基本原則是不能帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)2倒閘操作的基本要求 3倒閘操作的順序4倒閘操作應(yīng)注意的事項
二次回路故障查找方法
二次回路是很復(fù)雜的,回路中發(fā)生故障,往往會影響一次設(shè)備甚至電力系統(tǒng)的安全運行。查找和處理二次回路的故障,關(guān)鍵在于熟悉回路的接線和原理,在于能分析、判斷和縮小事故范圍。有了正確的分析判斷,掌握了正確的方法,才能準(zhǔn)確無誤地查出故障并將其排除。
查找故障時應(yīng)注意的問題:
必須遵守有關(guān)規(guī)定,同時,還應(yīng)注意幾個問題:
(1)必須遵照符合實際的圖紙進行工作
(2)停用有關(guān)保護和自動裝置,并且必須經(jīng)調(diào)度同意;
(3)在電壓互感器二次回路上查找故障時,必須考慮對地保護及自動裝置的影響,防止因失去交流電壓而誤動 或拒動
(4)取直流電源保險時,應(yīng)將正、負(fù)極保險都取下,以利于分析查找故障。同時,其操作順序應(yīng)為:先正后負(fù),裝保險時,先負(fù)后正。目的是為了防止因寄生回路而誤動跳閘。同時,可以在查直流接地故障時,不至于出現(xiàn)只撥下一個保險時,接地點發(fā)生“轉(zhuǎn)極而不宜查找。裝取直流操作保險時,應(yīng)主義考慮對保護的影響,防止保護誤動作。
(5)帶電用表計測量的方法,查找二次回路故障
(6)必須使用高內(nèi)阻電壓表或萬用表,防止誤動跳閘,禁止使用燈泡代替儀表查找故障
(7)二次回路查找故障時,要防止電流互感器二次開路,防止電壓互感器二次短路、接地
變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、再次整流(直流變交流)、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成的。
近年來,隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及大規(guī)模集成電路的發(fā)展,生產(chǎn)工藝的改進及功率半導(dǎo)體器件價格的降低,變頻調(diào)速越來越被工業(yè)上所采用。如何選擇性能好的變頻其應(yīng)用到工業(yè)控制中,是我們專業(yè)技術(shù)人員共同追求的目標(biāo)。下面結(jié)合作者的實際經(jīng)驗談?wù)勛冾l器的工作原理和控制方式:
1變頻器的工作原理
我們知道,交流電動機的同步轉(zhuǎn)速表達式位:
n=60 f(1-s)/p (1)
由式可知,轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比,只要改變頻率f即可改變電動機的轉(zhuǎn)速,當(dāng)頻率f在0~50Hz的范圍內(nèi)變化時,電動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過改變電動機電源頻率實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的,是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。
2 變頻器控制方式
低壓通用變頻輸出電壓為380~650V,輸出功率為0.75~400kW,工作頻率為0~400Hz,它的主電路都采用交—直—交電路。其控制方式經(jīng)歷了以下四代。
2.1 U/f=C的正弦脈寬調(diào)制(SPWM)控制方式
其特點是控制電路結(jié)構(gòu)簡單、成本較低,機械特性硬度也較好,能夠滿足一般傳動的平滑調(diào)速要求,已在產(chǎn)業(yè)的各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是,這種控制方式在低頻時,由于輸出電壓較低,轉(zhuǎn)矩受定子電阻壓降的影響比較顯著,使輸出最大轉(zhuǎn)矩減小。另外,其機械特性終究沒有直流電動機硬,動態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意,且系統(tǒng)性能不高、控制曲線會隨負(fù)載的變化而變化,轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢、電機轉(zhuǎn)矩利用率不高,低速時因定子電阻和逆變器死區(qū)效應(yīng)的存在而性能下降,穩(wěn)定性變差等。因此人們又研究出矢量控制變頻調(diào)速。
2.2 電壓空間矢量(SVPWM)控制方式 它是以三相波形整體生成效果為前提,以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉(zhuǎn)磁場軌跡為目的,一次生成三相調(diào)制波形,以內(nèi)切多邊形逼近圓的方式進行控制的。經(jīng)實踐使用后又有所改進,即引入頻率補償,能消除速度控制的誤差;通過反饋估算磁鏈幅值,消除低速時定子電阻的影響;將輸出電壓、電流閉環(huán),以提高動態(tài)的精度和穩(wěn)定度。但控制電路環(huán)節(jié)較多,且沒有引入轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié),所以系統(tǒng)性能沒有得到根本改善。
2.3 矢量控制(VC)方式
矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動機在三相坐標(biāo)系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過三相-二相變換,等效成兩相靜止坐標(biāo)系下的交流電流Ia1Ib1,再通過按轉(zhuǎn)子磁場定向旋轉(zhuǎn)變換,等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流Im1、It1(Im1相當(dāng)于直流電動機的勵磁電流;It1相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流),然后模仿直流電動機的控制方法,求得直流電動機的控制量,經(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)反變換,實現(xiàn)對異步電動機的控制。其實質(zhì)是將交流電動機等效為直流電動機,分別對速度,磁場兩個分量進行獨立控制。通過控制轉(zhuǎn)子磁鏈,然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場兩個分量,經(jīng)坐標(biāo)變換,實現(xiàn)正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有劃時代的意義。然而在實際應(yīng)用中,由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準(zhǔn)確觀測,系統(tǒng)特性受電動機參數(shù)的影響較大,且在等效直流電動機控制過程中所用矢量旋轉(zhuǎn)變換較復(fù)雜,使得實際的控制效果難以達到理想分析的結(jié)果。
2.4 直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)方式
1985年,德國魯爾大學(xué)的DePenbrock教授首次提出了直接轉(zhuǎn)矩控制變頻技術(shù)。該技術(shù)在很大程度上解決了上述矢量控制的不足,并以新穎的控制思想、簡潔明了的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的動靜態(tài)性能得到了迅速發(fā)展。目前,該技術(shù)已成功地應(yīng)用在電力機車牽引的大功率交流傳動上。
直接轉(zhuǎn)矩控制直接在定子坐標(biāo)系下分析交流電動機的數(shù)學(xué)模型,控制電動機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。它不需要將交流電動機等效為直流電動機,因而省去了矢量旋轉(zhuǎn)變換中的許多復(fù)雜計算;它不需要模仿直流電動機的控制,也不需要為解耦而簡化交流電動機的數(shù)學(xué)模型。
2.5 矩陣式交—交控制方式
VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻都是交—直—交變頻中的一種。其共同缺點是輸入功率因數(shù)低,諧波電流大,直流電路需要大的儲能電容,再生能量又不能反饋回電網(wǎng),即不能進行四象限運行。為此,矩陣式交—交變頻應(yīng)運而生。由于矩陣式交—交變頻省去了中間直流環(huán)節(jié),從而省去了體積大、價格貴的電解電容。它能實現(xiàn)功率因數(shù)為l,輸入電流為正弦且能四象限運行,系統(tǒng)的功率密度大。該技術(shù)目前雖尚未成熟,但仍吸引著眾多的學(xué)者深入研究。其實質(zhì)不是間接的控制電流、磁鏈等量,而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控制量來實現(xiàn)的。
可編程控制器的特點、結(jié)構(gòu)及工作原理
一、可編程控制器(PLC)的特點
可編程控制器是一種無觸點控制設(shè)備,用戶可以根據(jù)需要,通過編程器改變其內(nèi)部的應(yīng)用程序,來改變它對控制對象的摔制功能,簡稱為PLC。目前應(yīng)用PLC技術(shù)已心為世界潮流。它是實現(xiàn)工業(yè)自動化控制的重要支柱之一,其主要特點為:
1.軟件簡單易學(xué)
PLC采用了計算機技術(shù),但編程較計算機容易,它使用的是類似繼電接觸器控制電路圖那樣的“梯形圖”編程方,消除了專業(yè)“鴻溝”。
2.運行穩(wěn)定可靠,使用壽命長
PLC在沒計和制造過程中采用了多層次的抗干擾措施,使其具有很強的抗下擾能力。運行的穩(wěn)定性和可靠性較高,由于PLC內(nèi)部采用了集成電路,元件的使用壽命幾乎不用考慮,平均無故障工作時間約為5~10萬小時,甚至更高。
3.體積小、維護方便
一臺PLC的邏輯控制功能相當(dāng)于傳統(tǒng)繼電器控制中的二百個繼電器、幾十個定時器和計數(shù)器。由于體積小,PLC是實現(xiàn)機電一體化的理想裝置。
4.設(shè)計施工周期短
在使用PLC完成一項控制功能的系統(tǒng)設(shè)計后,現(xiàn)場施工和PLC程序沒計可以同步進行,這樣大大地縮短了施工周期。
二、PLC的結(jié)構(gòu)
PLC的硬件組成與微型計算機相似,主要是由CPU、存儲器、輸入/輸出接口、電源等幾部分組成。
l CPU
CPU也稱為中央處理器,是PLC的核心,對PLC的整機性能有決定性的影響。一般由控制電路、運算器和寄存器組成。
2.存儲器
存儲器是用來存放系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量等信息的。分為ROM和RAM兩種類型。
系統(tǒng)程序是用來控制PLC完成各種控制功能的程序。這些程序是由PLC制造廠家用相應(yīng)CPU的指令編寫的,并固化到ROM中。
用戶程序是根據(jù)生產(chǎn)過程挖制和工藝要求編寫的控制程序,存儲在RAM中。
3.輸入/輸出部件
這是PLC與用戶設(shè)備和被控設(shè)備相連接的接口電路。
輸入接口電路一般由光電耦合電路組成,用來接收PLC的各種輸入信號。如開關(guān)量、傳感器等信號。
輸出接口電路一般采用繼電器、晶閘管或晶體管輸出,將CPU的弱電信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的強電信號,以驅(qū)動電磁閥、接觸器等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。
4.電源
電源的作用是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電提供給PLC。為了提高可靠性,大部分PLC采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電。
三、PLC的工作原理
PLC采用的是循環(huán)掃描工作方式。在PLC中,用戶程序按照先后順序存放在PLC中,工作時CPU從第一條指令開始執(zhí)行,直到遇到結(jié)束符后又返回第一條,如此周而復(fù)始,不斷循環(huán)。
PLC的工作過程可分為五個階段:自診斷、與計算機或編程器等通信、讀人現(xiàn)場信號、執(zhí)行用戶程序、輸出結(jié)果。這五個階段的上作過程稱為一個掃描周期。
四、編程規(guī)則
PLC是以程序的形式來實現(xiàn)其控制功能的。程序設(shè)計是PLC實施控制的核心問題。在程序設(shè)計巾,養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣,遵守編程規(guī)則,可以提高PLC的編程及運行速度,節(jié)省存儲空間。
(一)程序設(shè)計步驟
①確定被控對象完成的動作及順序。
②確定輸入/輸出設(shè)備并使其與PLC的I/0接口相對應(yīng)。
③設(shè)計并利用計算機對PLC編制梯形圖。.
④對所編程序進行修改、調(diào)試。
⑤保存已完成的程序。
(二)編程基本規(guī)則
①輸入/輸出繼電器、內(nèi)部繼電器、定時器、計數(shù)器等器件的觸點可以多次重復(fù)使用。
②避免在同一程序中出現(xiàn)編號相同的兩個線圈。
③串聯(lián)觸點的使用不受次數(shù)限制。
④并聯(lián)觸點的使用不受次數(shù)限制。
⑤兩個及兩個以上線圈可并聯(lián)輸出。
⑥輸出線圈、定時器、計數(shù)器如果需要同左母線相連,應(yīng)在前面串人程序中未被使用的內(nèi)部繼電器的動斷觸點。
五、編程技巧
①在具有并聯(lián)關(guān)系的梯形圖中,串聯(lián)觸點多的電路應(yīng)放在上邊。
②在具有串聯(lián)關(guān)系的梯形圖中,并聯(lián)觸點多的電路應(yīng)放在左邊。
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