篇一：电气工程工程及其自动化毕业论文设计
四川理工学院毕业设计（论文）
电力系统的研究
学 生：李俊
学 号：15021040310
专 业：电气工程及其自动化
班 级：电气20153
指导教师：李琦
四川理工学院自动化与电子信息学院
二O一五年六月
电力系统的研究
摘要
随着电力工业的迅速发展，电力系统的规模日益庞大和复杂，出现的各种故障，会给发电厂以及用户和电厂内的多种动力设备的安全带来威胁，并有可能导致电力系统事故的扩大，从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小，迫切要求运用电力仿真来解决这些问题，依据电网用电供电系统电路模型要求，因此，论文利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建了单机—无穷大电力系统的仿真模型，能够满足电网可能遇到的多种故障方面运行的需要。 论文以MATLAB R2009b电力系统工具箱为平台，通过SimPowerSyetem 搭建了电力系统运行中常见的单机—无穷大系统模型，设计得到了在该系统发生各种短路接地故障并故障切除的仿真结果。
本文做的主要工作有：
（1）Simulink下单机—无穷大仿真系统的搭建
（2）系统故障仿真测试分析 通过实例说明，若将该方法应用到电力系统短路故障的诊断中，快速实现故障的自动诊断、检测，对于提高电力系统的稳定性具有十分重要的意义。
关键词 电力系统；暂态稳定；MATLAB；单机—无穷大；
The Electric ofDistributed System
ABSTRACT
With the rapid development of power industry, the scale of power system is increasingly large and complex, all kinds of fault, to power plants and power plants and users in a variety of power equipment safety threat, and is likely to lead to the expansion of power system accident, from the technical and safety considering direct electricity experiment was carried out on the possibility is very small, urge electric power simulation are used to solve these problems, according to the power supply system of power grid power circuit model, as a result, paper use MATLAB dynamic simulation software Simulink has set up a simulation model for the single - infinite power system, can satisfy the needs of the running of a fault may encounter a variety of ways. Paper R2009b with MATLAB toolbox power system as a platform, through SimPowerSyetem set up power system in the operation of the common single - infinity system model, design the various kinds of short-circuit ground fault occurs in the system and simulation results of fault removed.
The main w
(1) Building this simulation system of single - infinite under Simulink
(2) Fault simulation test analysis of system Through examples, if this method to the power system fault diagnosis, fast fault detection and diagnosis, automatic for improving the stability of power system has important significance.
keywords： Single—infinite；SimPowerSyetem；Short circuit faults；Wavelet transform
目录
绪论.............................................................. 1
第一章
电力系统稳定性概述................................................. 1
1.1 电力系统的静态稳定性.......................................... 1
1.2 电力系统的暂态稳定性.......................................... 1
第二章 基于MATLAB的电力系统仿真 ................................ 3
2.1 电力系统稳定运行的控制........................................ 3
2.2 MATLAB及SimPowerSystem简介 ................................... 3
2.3 配电网的故障现状及分析........................................ 4
2.4 暂态稳定仿真流程.............................................. 5
第三章 单机—无穷大暂态稳定仿真分析................................ 5
3.1 电力系统暂态稳定性分析........................................ 6
3.1.1 引起电力系统大扰动的原因..................................... 6
3.1.2 定性分析..................................................... 6
3.1.3 提高电力系统稳定性的措施..................................... 8
3.2 单机—无穷大系统原理.......................................... 9
第四章Simulink下SimPowerSystem模型应用 ........................... 12
4.1 仿真模型的搭建............................................... 12
4.2 运行效果仿真图............................................... 13
4.2．1 改变故障模块中的短路类型.................................... 13
4.2．2 改变系统中的元件参数(改变线路的电阻)........................ 17
4.3 加入电容补偿器后的的仿真图................................... 18
4.4 小结......................................................... 22
第五章 结论和展望................................................. 22
参考文献.......................................................... 24
致 谢......................................................... 25
四川理工学院毕业设计（论文）
绪论
随着电力系统规模不断扩大，系统发生故障的影响也越来越大，尤其大区域联网背景下的电力系统故障将会给经济、社会造成重大经济损失，因此保证电力系统安全稳定运行是电力生产的首要任务。电力系统是一个复杂的动态系统， 一方面，它必须时刻保证可靠的电能质量；另一方面，它又处于不断的扰动之中，扰动发生的时间、地点、类型、严重程度均具有较大的随机性。当扰动发生后，一旦发生稳定性问题，系统可能会在几秒内发生严重后果。对于系统某一特定的稳定运行状态，以及对于某一特定的扰动，如果在扰动后系统能达到一个可以接受的稳定运行状态，则系统运行处于暂态稳定。在电力系统规划、设计等工作中都要进行大量的暂态稳定分析。通过暂态稳定分析，可以看到各种稳定措施的效果以及稳定控制的性能。因此，通过时域仿真来验证电力系统在某一状态时是否稳定，具有重要的理论和实际意义。
第一章 电力系统稳定性概述
1.1 电力系统的静态稳定性
电力系统的静态稳定性是指电力系统受到小干扰后，不发生自发震荡或非周期性失步，自动恢复到初始运行状态的能力。电力系统几乎时时刻刻都受到小的干扰。例如：系统中负荷的小变化；又如架空输电线路因摆动引起的线间距离（影响线路电抗）的微小变化等等。因此，电力系统的静态稳定问题实际就是确定系统的某个运行稳态能否保持的问题。
1.2 电力系统的暂态稳定性
电力系统暂态稳定性是指电力系统在某个运行情况下突然受到较大扰动后，能否经过暂态过程达到新的稳定状态或恢复到原来的状态。这里所谓的大干扰，一般是指短路故障、突然断开线路或减小发电机出力等。如果受到大的干扰后仍能达到稳定运行，则电力系统在这种情况下是暂态稳定的。反之，如果系统受到大的干扰后不能再建立稳态运行状态，而是各发电机组转子间一直有相对运动，相对角不断的变化，因而系统的功率、电流和电压都不断震荡，以致整个系统不再能继续运行下去，则称为系统在这种运行情况下不能保持暂态稳定。引起电力
篇二：电气工程自动化毕业论文
东北农业大学毕业说明书
交流伺服马达在轻工业中的应用技术研究
入学年级：2014春
学生姓名：赵路
学号：141071011012016
所学专业： 电气化及其自动化
东北农业大学
中国●哈尔滨
2016年1月
目 录
摘 要 .................................................................................................................................................... 2
1. 可编程控制器(PLC)简介 ......................................................................................................... 2
1.1伺服电机分类及发展历程 ................................................................................................. 2
1.2国内伺服电机的发展情况 .............................................................................................. 2
2. 伺服控制器 ............................................................................................................................... 3
2.1 伺服控制器简介 .............................................................................................................. 3
2.2 用变频器和伺服控制器的主要区别 .............................................................................. 3
3. 伺服电机原理（举例说明） ................................................................................................... 4
3.1全电动注塑机电控原理 ..................................................................................................... 4
3.2伺服电机结构 ..................................................................................................................... 4
3.3伺服电机的工作原理 ......................................................................................................... 4
4. 伺服电机与步进电机的区别 ................................................................................................... 5
4.1控制精度方面的差异 ......................................................................................................... 5
4.2矩阵特性以及过载能力的高低 ......................................................................................... 5
4.3运行性能以及速度响应性能的区别 ................................................................................. 5
5. 伺服电机的应用 ........................................................................................................................ 6
5.1时光伺服电机在吹膜机螺旋挤出电机系统中应用 ......................................................... 6
5.1.1项目介绍 ............................................................................................................. 6
5.1.2解决方案 ............................................................................................................. 6
5.1.3 项目改造效果 .................................................................................................. 6
5.1.4项目总结 ............................................................................................................. 7
6. 参考文献 .................................................................................................................................... 7
摘 要
随着工业的进程，伺服电机在工业中的应用呈指数级数发展，工业市场竞争日益激烈，对于高科技，高精度的产品靠人力做工完成时代已一去不返。加工行业靠全靠人力完成的利润非常微薄。在开发一台能够代替人力的工业设备系统时，既要考虑运行效率、使用的便利性和安全性，又要兼顾生产成本。本文研究了用一台时光伺服电机在吹膜机系统改造时的设计方法，以达到节约成本提高生产效益的目的。
论文详细叙述了伺服电机的发展、工作原理和控制控制器系统的主要部件的功能和工作原理，确定了用一台时光伺服电机在吹膜机系统改造时方案。
论文简介了伺服控制系统的原理及基本功能，并根据这些功能成功的改造一台吹膜机系统。论文讨论了对吹膜机运行的要求，研究了改造可行方案，并依据该改造方案对该吹膜机进行改造，达到高效、节能的目的。
关键词: 伺服电机 吹膜机
1. 可编程控制器(PLC)简介
1.1伺服电机分类及发展历程
伺服电机可分为直流和交流伺服电机两大类，交流伺服电机要好一些，因为是正弦波控制，转矩脉动小。直流伺服式梯形波。但直流伺服电机比较简单，便宜。直流伺服电机分有刷和无刷电机。有刷电机成本低结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护但维护方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求；因此它可用于成本敏感的普通工业和民用场合。
无刷电机体积下，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维护，效率高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中常用的就是同步伺服电机，它的功率很大可以做到很大的功率。大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳的运动控制。伺服电机内部是永久磁铁，驱动器控制的U V W三相电形成为磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值和目标值进行比较，调整转子转动的角度，伺服电机的精度取决于编码器的精度。
1.2国内伺服电机的发展情况 近年来，中国从制造工业大国正向制造业强国发展，伺服电机之中国由于国家队制造设备及其技术工作的重视，随着全数字交流永磁伺服系统的性能价格比逐步提高，交流伺服
电机作为控制电机类高档精密部件，其市场需求将稳步增长，近5年内其应用前景将十分可观。交流永磁有刷电机和逐渐成为自1990年以前由于技术成本等原因，国内伺服电机以直流永磁有刷电机和步进电机为主，而且主要集中在机床和国防军工业。中国在1990年后进口永磁交流伺服电机系统逐步进入中国，此期间得益于稀土永磁材料的发展，电力电子及微电子技术的进步，交流伺服电机的驱动技术也很快从模拟式过度到全数字式。由于交流伺服电机的驱动装置采用了先进全数字式驱动控制技术，硬件结构简单，参数调整方便，产品生成的一致性可靠性增加，同时可集成复杂的电机控制算法和智能化控制功能，如自动增益调整，网络通讯功能等，大大拓展了交流伺服电机的应用领域；另外随着各行业，如机床，印刷设备，包装设备，纺织设备等，对工艺精度，加工效率和工作可靠性等要求不断提高，这些领域对交流伺服电机的需求将迅猛增长，交流伺服将逐步替代原有直流有刷电机和步进电机。
中国近年来，华中数控，广州数控，航天数控，兰州电机等的伺服驱动器及电机产品已相继进入产业化阶段，但还主要是集中在数控行业，功率规格在400w以上。没有针对整个自动化控制行业形成全系列规格标准产品。由于中国为制造大国，除数控机床行业外，其他行业对各种伺服电机需求量逐年增长，为此，国外伺服端机生产商陆续计划已经在国内设置独资工厂，利用本地资源和廉价劳动力，批量趁此各种规格的通用型伺服电机产品。
中国在国内伺服电机的设计生成技术已趋于完善，目前主要是朝标准化，系列化，规模化方向发展，只有一点规模才能有高可靠性的价格低廉而富有竞争力的产品。但国内伺服电机的全数字驱动技术还比较落后，主要局限于欠缺实用电机数字控制算法和高可靠的功率。
2. 伺服控制器
2.1 伺服控制器简介
伺服控制器是用来控制伺服马达的一种器件，一般是通过位置，速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制，实现高精度的传动系统定位。从结构上看，伺服控制器和变频器差不多，但对于元器件的要求精度和可靠性更高。目前主流的伺服控制器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化，网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块（IPM）为核心设计驱动电路，IPM内部集成了驱动电路，同时具有过压，过电流，过热，欠压等故障检测保护电路，在主回路中还加入软启动电路，以减小启动过程中对驱动器的冲击。功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相或者市电进行整流。得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单说是AC-DC-AC的过程。整流单元AC-DC主要的拓扑电路时三相全桥不控流电路。
伺服控制器也就是伺服系统的核心，它的精度决定了伺服控制系统的整体精度。
2.2 用变频器和伺服控制器的主要区别
通用变频器和伺服控制器主要区别一下几点：
(1) 伺服控制器通过自动化接口可很方便地进行操作模块和现场总线模块的转换，同
时使用不同的现场总线模块实现不同的控制模式（RS232.RS485光纤，interbus）。而通过变频器的控制方式比较单一。
(2) 伺服控制器直接连接旋转变压器或编码器，结构速度，位移控制闭环。而通过变
频器只能组成开环控制系统。
(3) 伺服控制器的各项控制指标（如稳态精度和动态性能等）优于通用变频器。
3. 伺服电机原理（举例说明）
3.1全电动注塑机电控原理
伺服：一词源于希腊语“奴隶”的意思。人们想把伺服机构当个得心应手的驯服工具，服从控制信号的要求动作。在讯号来到之前，转子静止不动，讯号来到之后转子立刻转到：当讯号消失，转子能即时自行停转。由于伺服性能，因此得名。
伺服系统：是使物体位置，方位，状态等输出被控量能够跟随输入目标的任意变化的自动控制系统。伺服的主要任务就是按照控制命令要求对功率进行放大，变换与调整等处理，使驱动装置输出力矩，速度和位置控制的非常灵活方便。
伺服电机：伺服电机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把手收集到的电信号转换成电动机轴上的角位移或者交速度输出。其主要特点是当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而急剧下降。
伺服电机的优点： 大扭力，控制简单，装配灵活。
3.2伺服电机结构
一个伺服电机内部包括一个直流电机，一组变速齿轮组：一个反馈可调电位器;及一块电子控制板。其中，高速转动的电机提供了原始动力，带动变速齿轮组，使之产生高扭力输出，齿轮组的变速比越大伺服电机的输出扭力也就越大，也就是说越能承受更大的重量，但转动的速度也越低。
3.3伺服电机的工作原理
伺服电机是一个典型的闭环反馈系统，减速齿轮组由电机驱动，其终端带动一个线性比例电位器作为主检测，该电位器吧转角坐标转换成一比例电压反馈给控制电路板，控制线路板将其与输入的脉冲信号比较，产生纠正脉冲，并驱动电机正向或者反向转动，使齿轮组的输出位置与期望值相符，令纠正脉冲趋于为0。从而达到使伺服电机精确定位的目的。
篇三：电气工程及其自动化专业毕业论文
毕 业 论 文
题目:
课程:
姓名:
专业:
班级: 2 0 13
学号:3 0 7 2 0 0 0 5 5
指导教师: 电气工程及其自动化专业毕业设计论文 电力调度自动化祁 庆 电 气 工 程 及 其 自 动 化 级
2013年9月10日
目录
第 1 章 绪论
第１.１节 电力系统继电保护的作用
第１.２节 继电保护的基本特性
1. 2. 1 选择性
1. 2. 2 速动性
1. 2. 3 灵敏性
1. 2. 4 可靠性
第2章 发电机 变压器 线路的参数计算
第2.1节元件参数的意义
第2.2节 系统元件参数的计算
2．2．1 元件参数计算原则
2．2．2 元件参数一览表
第3章电流 电压互感器及变压器中性点的选择
第3.1节输电线路电流 电压互感器的选择
3.1.1 输电线路 CT的选择
3.1.2 输电线路 PT的选择
第3.2节 变压器中性点的选择
3.2.1 变压器中性点的选择原则
第4章 系统运行方式的选择
第4.1节系统最大最小运行方式的意义
第4.2节系统运行方式的选择
第 5 章 短路计算
第 5.1 节 短路的概述
5.1.1 短路的后果
第 5.2 节短路计算的意义
5.2.1 短路计算的目的
5.2.2 计算短路电流的基本程序
第 5.2 节短路计算
5.3.1 短路电流计算结果：
第 6章 相间距离保护整定和灵敏度检验
第 6.1 节 概述
6.1.1 距离保护的基本概念
6.1.2 阻抗继电器
6.1.3 距离保护的基本特性
第 6.2 节相间距离保护装置各保护段定值配合的原则
6.2.1 距离保护定值配合原则
第 6.3 节 距离保护整定计算
6.3.1 距离保护Ⅰ段整定计算
6.3.2 距离保护II段整定计算
6.3.3距离保护III段整定计算
第 6.4节 距离保护整定和灵敏度校验
6.4.11号断路器距离保
6.4.22号断路器距离保
6.4.33号断路器距离保
6.4.45号断路器距离保
第7章电力网零序继电保护方式选择与整定计算
第 7.1 节 概述
7.1.1零序保护原理
7．1．2零序电流保护的特点
第 7.2 节零序电流保护整定计算的运行方式分析
7.2.1 接地短路电流、电压的特点
7.2.2 接地短路计算的运行方式选择
7.2.3 流过保护最大零序电流的运行方式选择
第 7.3 节 零序电流保护的整定计算
7.3.1 零序电流保护I段的整定
7.3.2 零序电流保护II段的整定
7.3.3 零序电流保护III段保护的整定
第8章自动重合闸选择及整定
第 8.1 节 自动重合闸的选择
第 8.2 节自动重合闸的基本要求
第 8.3 节自动重合闸整定计算
8.3.1自动重合闸整定原则：
8.3.1自动重合闸整定结果
第9章发电机变压器保护
第9．1 节发电机保护
9.1.1发电机保护整定原则：
9.1.2发电机——变压器组
9.1.3发电机保护整定结果详见计算书第8章42-45页
第9．2节 变压器保护整定
9.2.1变压器保护整定
9.2.2发电机——变压器保护整定
9.2.3变压器保护整定结果详见计算书第8章45-47页
第10章 WXB—11C型微机继电保护装置的介绍与整定
第10.1节 装置介绍
10.1.1 装置硬件特点
10.1.2 保护配置及特点
10.1.3 主要技术数据
10.1.4 交流回路过负载能力：
10.1.5 功耗
10.1.6 整定范围：
10.1.7 精确工作范围
10.1.8 精度
10.1.9 整组动作时间
10.1.10允许环境温度
10.1.11湿度
10.1.12 振动
10.1.13绝缘耐压
10.1.14 抗干扰性
第10.2节 WXB-11C微机继电保护整定原则
10．2．1、距离保护定值整定计算
10．2．2、距离保护定值清单
10.2.2.零序保护及重合闸整定
第10.3节 WXB-11C型微机保护性能分析
10.3.1距离保护
10.3.2零序保护
致谢
第 1 章 绪论
第１.１节 电力系统继电保护的作用
电力系统的运行要求安全可靠、电能质量高、经济性好。但是，电力系统的组成元件数量多，结构各异，运行情况复杂，覆盖的地域辽阔。因此，受自然条件、设备及人为因素的影响，可能出现各种故障和不正常运行状态。故障中最常见，危害最大的是各种型式的短路。为此，还应设置以各级计算机为中心，用分层控制方式实施的安全监控系统，它能对包括正常运行在内的各种运行状态实施控制。这样才能更进一步地确保电力系统的安全运行。
继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务是：
（1） 当电力系统中发生短路故障时，继电保护能自动地、迅速地和有选择性地动作，使断路器跳闸，将故障元件从电力系统中切除，以系统无故障的部分迅速恢复正常运行，并使故障的设备或线路免于继续遭受破坏。
（2）当电气设备出现不正常运行情况时，根据不正常运行情况的种类和设备运行维护条件，继电保护装置则发出信号，以便由值班人员及时处理，或由装置自动进行调整。
由此可见，继电保护在电力系统中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范围来提高系统运行的可靠性，最大限度地保证向用户安全供电。因此，继电保护是电力系统重要的组成部分，是保证电力系统安全可靠运行的不可缺少的技术措施。在现代的电力系统中，如果没有专门的继电保护装置，要想维持系统的正常运行是根本不可能的。
第１.２节 继电保护的基本特性
动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
1. 2. 1 选择性
所谓继电保护装置动作的选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除，当故障设备或线路的保护或断路器拒绝动作时，应由相邻设备或线路的保护秒年个鼓掌切除。
总之，要求继电保护装置有选择地动作，是提高电力系统供电可靠性的基本条件，保护装置无选择性的动作，又没有采取措施（如线路的自动重合闸）予以纠正，是不允许的。