Đồ Án Nghiên cứu,thiết kế hệ thống điều chỉnh công suất các máy phát làm việc song song

LỜI MỞ ĐẦU
Điện năng là nguồn năng lượng không thể thiếu trong bất kỳ một lĩnh
vực nào của nền kinh tế quốc dân.Theo thống kê thì có khoảng 70% điện năng
sản xuất ra được dùng trong các xí nghiệp và nhà máy công nghiệp. Nếu một
dây chuyền sản xuất đang hoạt động, điện lưới bị sự cố đột ngột mất điện mà
không khắc phục kịp thời thì sẽ gây thiệt hại rất lớn đến sản phẩm.Do đó cần
phải trang bị máy phát điện để đề phòng khi điện lưới mất.Thực tế dây chuyền
sản xuất của nhà máy hoạt động với công suất tiêu thụ rất lớn,nếu chỉ sử dụng
một máy phát điện thì rất khó đáp ứng được nhu cầu sản xuất đặt ra nên cần
phải hòa hai hay nhiều máy phát làm việc song song.
Em nhận thấy việc nghiên cứu hệ thống điều chỉnh hòa hai hay nhiều
máy phát là cần thiết.Do vậy em được giao đề tài “Nghiên cứu,thiết kế hệ
thống điều chỉnh công suất các máy phát làm việc song song”
N ội dung thiết kế đồ án:
Chương 1: Làm việc song song và vấn đề phân phối công suất trong
trạm phát điện nhà máy.
Chương 2: Vi điều khiển PIC.
Chương 3: Thiết kế,chế tạo bộ tự động phân chia công suất tác dụng.
Trong thời gian nghiên cứu đề tài,em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình
của thầy giáo hướng dẫn TH.S Nguyễn Trọng Thắng,và các thầy cô trong bộ
môn điện tự động công nghiệp,cũng như sự giúp đỡ của bạn bè.Do thời gian
có hạn và năng lực bản thân còn hạn chế nên đồ án của em không tránh khỏi
những thiếu sót.Em rất mong nhận được sự chỉ bảo của thầy cô và bạn bè để
đồ án được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!





MỤC LỤC
Lời mở đầu . . 1
Chương 1:LÀM VIỆC SONG SONG VÀ VẤN ĐỀ PHÂN PHỐI
CÔNG SUẤT TRONG TRẠM PHÁT ĐIỆN NHÀ MÁY . 4
1.1. Làm việc song song của các máy phát . . 4
1.1.1. Khái niệm chung . . 4
1.1.2. Hòa đồng bộ các máy phát . . 5
1.1.2.1. Hòa đồng bộ chính xác . .6
1.1.2.2. Hòa đồng bộ thô . 9
1.2. Vấn đề phân phối công suất cho các máy khi làm việc song song . .11
1.2.1. Phân phối công suất tác dụng . . 11
1.2.2. Phân phối công suất kháng . 15
1.2.3. Phương pháp nối dây cân bằng . . 17
1.3. Các phương pháp phân chia công suất tác dụng kinh điển . . 20
1.3.1. Phương pháp thay đổi tham số cho trước bằng việc dịch đặc tính tĩnh . 20
1.3.2. Phương pháp chủ tớ . . 21
1.3.3. Phương pháp tịnh tiến đặc tính với nhau nhưng với tần số f = const . . 22
Chương 2: VI ĐIỀU KHIỂN PIC . 23
2.1. Khái quát chung về vi điều khiển PIC . 23
2.1.1. Kiến trúc PIC . 24
2.1.2. Pipelining . .25
2.1.3. Các dạng PIC và cách lựa chọn vi điều khiển PIC . . 27
2.1.4. Ngôn ngữ lập trình cho PIC . .28
2.2. Giới thiệu về PIC 16F87XA . 29
2.2.1. Họ PIC 16F87XA . . 29
2.2.2. Tổ chức bộ nhớ . 32

2.2.3. Bộ nhớ chương trình . 32
2.2.4. Bộ nhớ dữ liệu . . 33
2.2.4.1. Thanh ghi trạng thái . . 33
2.2.4.2. Thanh ghi OPTION_REG . . 35
2.2.4.3. Thanh ghi INTCON . . 37
2.2.4.4. Thanh ghi PIE1 . . 38
2.2.4.5. Thanh ghi PIR1 . . 39
2.2.5. Các port vào/ra . 41
2.2.5.1. PortA và thanh ghi TRISA . 41
2.2.5.2. PortB và thanh ghi TRISB . 44
2.2.5.3. PortC và thanh ghi TRISC . 45
2.2.5.4. PortD và thanh ghi TRISD . 47
2.2.5.5. PortE và thanh ghi TRISE . . 47
Chương 3: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ TỰ ĐỘNG PHÂN
CHIA CÔNG SUẤT TÁC DỤNG . .49
3.1. Đặt vấn đề . . 51
3.2. Thiết kế phần cứng . 51
3.2.1. Trung tâm xử lý tín hiệu . 54
3.2.2. Input/ output . .54
3.2.3. Hiển thị và giao tiếp . .54
3.3. Xây dựng thuật toán . .55
3.3.1. Các kí hiệu trong lưu đồ thuật toán . .55
3.3.2. Lưu đồ thuật toán điều khiển . .56
KẾT LUẬN . .58
TÀI LIỆU THAM KHẢO . .59
- 3 -




Chương 1: LÀM VIỆC SONG SONG VÀ VẤN ĐỀ PHÂN
PHỐI CÔNG SUẤT TRONG TRẠM PHÁT ĐIỆN NHÀ MÁY
1.1. Làm việc song song của các máy phát
1.1.1. Khái niệm chung
Làm việc song song có các ưu điểm nổi bật là có thể thêm vào hoặc cắt
bớt các máy phát ra khỏi lưới trong những trường hợp cần thiết. Hoàn toàn
chủ động trong việc khởi động (mở máy) những động cơ có công suất lớn
thậm chí công suất động cơ có thể xấp xỉ công suất của một máy phát. Khi
làm việc song song, điện áp trên lưới có thời gian hồi phục nhanh (tqđ nhỏ) giữ
cho lưới có chất lượng cung cấp điện tốt. Đồng thời, khả năng cung cấp
nguồn cho các phụ tải trong quá trình làm việc được liên tục, không bị gián
đoạn khi cần thay đổi máy và một ưu điểm nữa là giảm được trọng lượng,
kích thước của các phần tử, thiết bị phân phối, cung cấp.
Tất cả những ưu điểm trên đều tạo điều kiện sử dụng một cách rộng rãi
khả năng công tác song song các nguồn điện trong xí nghiệp và nhà máy. Tuy
nhiên, khi các máy công tác song song vẫn tồn tại các nhược điểm không thể
tránh được sau:
- Phải trang bị các thiết bị để vận hành song song, các thiết bị để đưa
máy vào và cắt máy ra cũng như các thiết bị điều khiển, điểu chỉnh trong quá
trình hoạt động.
- Đòi hỏi người sử dụng phải có trình độ cao về chuyên môn do thiết kế
của trạm điện phát song song có cấu trúc phức tạp hơn, vận hành khai thác
khó khăn hơn.
- Độ lớn dòng ngắn mạch khi xảy ra ngắn mạch bao giờ cũng tăng lớn
hơn, vì vậy cần phải lựa chọn những thiết bị bảo vệ ngắn mạch phức tạp hơn
và tin cậy hơn.