基于PLC技术的中压环网柜备自投装置的设计.pdf

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1、应用技术基于PLC技术的中压环网柜备自投装置的设计122万云鸿霍海锋赵海（1.昆明港汕南方开关有限公司2.广州中浩控制技术有限公司）摘要：本文介绍了基于可编程控制器PLC技术的备自投装置的设计思路，通过对输入输出方式，逻辑判断条件，软件编程等方面的分析，说明该装置在中压环网柜备自投控制功能方面的实际应用，最后展望该装置的应用前景。关键词：PLC；环网柜；备自投；编程方式有：母联备自投和进线备自投两种。顾名思义，1引言母联备自投的运行方式下，母联开关是常开的，只有为了顺应经济发展的要求，我国南方电网集团提当某一电源进线失压时

2、，断开该进线开关后才投入母[1]出了城市供电可靠率RS-1达到99.86%的考核指标。联开关。而进线备自投则是某一进线开关常开，作为因此很多小区的10kV一次系统一般设计为两路甚至备用电源，母联开关常闭，对侧开关供电，只有当常是三电源进线，以保证电源源头的供电可靠性。而越用的进线开关失压时才断开该开关，闭合备用进线开来越多的变电站实现了无人值守，为了使进线电源切关，反之亦然。这三种模式控制方式类似，本文仅对换快捷正确，一般采用电源备自投装置。备自投装置母联备自投的方式进行论述。的作用就是实时监测进线电源状态，当其中某一电源

3、采用母联备自投运行的方式时，备自投装置控制出现异常时，能断开该进线开关，闭合联络开关，以要点如下：正常情况下，I、II路电源正常，母联开关另一路电源负担全部供电。备自投装置的功能可通过打开，两路进线开关闭合；当I路电源失压，延时后微机继电保护装置实现，而性能优良的微机继电保护分开I路进线开关，确认其分开后闭合母联开关；此装置价格较高，且每台开关柜需要配置一台，在大量时若II路电源同时失压，则备自投装置不动作；若I应用的情况下成本高昂。因此研发安全可靠、功能相路电源先于II路电源有电，则分开II路进线开关，之对简单但又价格低

4、廉的备自投装置就显得非常重要。后闭合母联开关；若I路电源后于II路电源有电，则本文介绍的备自投装置基于PLC技术，是集成先分开母联开关，再闭合I路进线开关。II路电源的各种功能模块，应用于中压环网柜的智能产品。它主控制逻辑类似。上述控制顺序综合汇总如表1所示。要依据《GB50062-92电力装置的继电保护和自动装表1控制模式汇总置设计规范》进行设计。I、II路电源供电状况动作步骤I、II路电源正常I、II路开关闭合，联络开关打开2设计要求I路电源失压，II路电源有电断开I路开关，之后闭合联络开关I路电源失压后，II路电源也

5、装置不动作，维持I路开关打开、失压II路开关和母联开关都闭合的状态备自投装置的设计理念是准确可靠地检测进线I路开关先来电断开II路开关，之后闭合I路开关电压和电流，采集相关的开关状态，正确判断进线电I路开关后来电断开联络开关，之后闭合I路进线源状态，通过逻辑程序输出正确的指令，控制相关中3系统分析与设计压环网开关的分合，达到备用电源自动投切的目的。3.1设备结构及硬件分析本文讨论的双电源进线供电结构为两路进线开按照上述设计要求，在考虑满足性能的同时，还关，配合一个联络开关。备自投装置所控制的对象即要兼顾整体价格的平衡，因此

6、备自投装置各个功能模是上述三个开关。两进线一母联的开关组合，其运行2010年第2期自动化与信息工程31块的选型需要慎重考虑。智能控制系统不仅要完成自220V，因此备自投装置的输出接点应具备上述电压等[2]动控制的功能，还要完成与底层设备输入输出控制。级的直接通断能力。因此通过综合考虑，智能控制系统的核心设备选择德从图1可看出，三相电压、三相电流信号以及开国西门子公司的小型PLC：S7-200CN系列的224XP关状态作为输入信号，提供给程序必要的信息，作为CN型CPU模块。该设备配备有2个RS485通讯/编程程序进行逻辑判

7、断的条件。经过设定特定的备自投程[3]口，具有很强的集成与扩展能力。备自投装置的结序，CPU控制DO输出，进而控制电机分合闸控制构示意图如图1所示。回路的通断，达到正确的自投或自投自复动作。3.2逻辑控制原理及PLC编程实现使用与西门子S7-200配套的编程软件MicroWin实现既定的模块组态配置及控制逻辑编程。对于备自投逻辑控制的关键点在于电源是否正常的检测，也是开关是否动作的重要前提条件之一。装置对电压的判断会出现两种情况：PT断线失电；正常进线电源失电。下面首先对PT断线进行分析，然后分析正常失压程序，最后叙述备自

8、投逻辑判断原理及编程实现。（1）、PT断线原理及逻辑。系统进线电源正常图1装置结构示意图的前提下，如果电压互感器PT出现断线时，会出现对进线电源的可靠检测将直接影响备自投逻辑电压信号为零的情形，此时设备除了不能误动作之的判断，因此检测模块的开发对装置功能的可靠性至外，还应输出PT断线的Ua<10%Unp