淺談PLC在變電站母聯(lián)備自投的應(yīng)用

【摘 要】文章從PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控的原理結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)分析入手，闡述了PLC在變電站母聯(lián)備自投應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】PLC；變電站；母聯(lián)備自投

一、PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控的原理結(jié)構(gòu)

變電站的PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由主站設(shè)備和遠(yuǎn)端設(shè)備PLC監(jiān)控單元兩部分構(gòu)成，采用主從式RS485通信網(wǎng)絡(luò)。遠(yuǎn)端設(shè)備安裝在變電站內(nèi)（每路一臺(tái)），主要完成對(duì)模擬量的采集和檢測(cè)，將運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)送給主站，并能接收主站發(fā)送來(lái)的命令進(jìn)行參數(shù)設(shè)置或控制。微機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)視變電站運(yùn)行生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)各類操作控制，完成變電站生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)測(cè)與控制。主站通過(guò)串口和遠(yuǎn)端設(shè)備相連，主站軟件可以管理整個(gè)系統(tǒng)的所有遠(yuǎn)端設(shè)備，當(dāng)遠(yuǎn)端送來(lái)的被控對(duì)象出現(xiàn)異常信息時(shí)，主站會(huì)提示報(bào)警，并將數(shù)據(jù)存人數(shù)據(jù)庫(kù)中，并能提供歷史數(shù)據(jù)查詢及數(shù)據(jù)曲線的繪制等。上位計(jì)算機(jī)與下位計(jì)算機(jī)的通信采用主從式RS485接口通信網(wǎng)絡(luò)。在監(jiān)控系統(tǒng)中，變送器主要進(jìn)行適時(shí)數(shù)據(jù)采集，采集各路供電線路的電壓、電流、功率和功率因數(shù)等模擬量，并將其轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電壓或電流信號(hào)送往A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊將標(biāo)準(zhǔn)的電壓或電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。再由上位機(jī)將采集到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，由上位機(jī)顯示并生成報(bào)表，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所的監(jiān)控。

二、系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)

（1）硬件設(shè)計(jì)。監(jiān)控系統(tǒng)是微機(jī)與PLC組成的分布式串行通信測(cè)控系統(tǒng)。系統(tǒng)以主機(jī)為核心，通過(guò)串行接口與分站相連，整個(gè)系統(tǒng)由主機(jī)調(diào)度和管理。主機(jī)采用具有良好人機(jī)界面和輸出設(shè)備的PC機(jī)，下位機(jī)通過(guò)變送器面向監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行適時(shí)數(shù)據(jù)采集，在通信上采用RS485通信接口。PLC分站采用西門子S7-200系列，采集各路的各種數(shù)據(jù)。通過(guò)微機(jī)的RS232串行接口和S7-200PI-C的RS485串行接口構(gòu)成。RS485通信網(wǎng)絡(luò)，本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，組成靈活，易于擴(kuò)展，適合在大中型工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中使用。（2）軟件設(shè)計(jì)。外站電流及電壓輸入經(jīng)各種變送器轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的電流及電壓后，由低通濾波器輸入到A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，送往上位計(jì)算機(jī)，由上位機(jī)的組態(tài)軟件將變量寄存器中的數(shù)據(jù)計(jì)算后顯示和生成報(bào)表。（3）系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)。上位機(jī)的設(shè)計(jì)利用VB來(lái)進(jìn)行計(jì)算機(jī)程序的實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)編寫適用的友好人機(jī)界面。VB不但提供了良好的界面設(shè)計(jì)能力，而且在微機(jī)串口通信方面也有很強(qiáng)的功能。（4）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能。第一，對(duì)供電系統(tǒng)中主要部件、部位的電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率及溫度等主要參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)并定時(shí)打印，以便了解運(yùn)行情況和早期發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常情況。第二，通過(guò)實(shí)時(shí)顯示主接線畫面，各帶電電壓等級(jí)以不同顏色出現(xiàn)，未帶電全呈綠色。第三，通過(guò)打印機(jī)打印測(cè)量和計(jì)算后的曲線、圖表等，完成各種報(bào)表、統(tǒng)計(jì)的要求。第四，能通過(guò)微機(jī)鍵盤，按編碼選擇加人閉鎖條件，在顯示器上閃光等方式來(lái)操作斷路器的合、分閘，可避免誤操作。第五，能對(duì)整個(gè)變電所的供電系統(tǒng)進(jìn)行有載自動(dòng)調(diào)壓、功率因數(shù)自動(dòng)補(bǔ)償、尖峰負(fù)荷的自動(dòng)抑制等實(shí)時(shí)監(jiān)控自動(dòng)調(diào)節(jié)。

三、PLC應(yīng)用在變電站母聯(lián)備自投

（1）變電站的主電路及控制要求。對(duì)母聯(lián)自動(dòng)投切裝置要求反應(yīng)迅速，動(dòng)作正確，工作可靠，保證工廠供電的連續(xù)性。第一，當(dāng)6kv1號(hào)電源進(jìn)線失壓或電壓波動(dòng)時(shí)，如果2號(hào)電源進(jìn)線電壓正常，在自動(dòng)裝置控制下，l號(hào)電源進(jìn)線跳閘后，6kV母聯(lián)開關(guān)自動(dòng)合閘，由2號(hào)電源給整個(gè)變電站供電。第二，當(dāng)2號(hào)電源進(jìn)線失壓或電壓波動(dòng)時(shí)，如果l號(hào)電源進(jìn)線電壓正常，在自動(dòng)裝置控制下，2號(hào)電源進(jìn)線跳閘后，6kV母聯(lián)開關(guān)自動(dòng)合閘，由1號(hào)電源給整個(gè)變電站供電。第三，兩條電源進(jìn)線同時(shí)發(fā)生低電壓時(shí)，自動(dòng)裝置閉鎖不動(dòng)作。第四，兩條電源進(jìn)線因母線段或負(fù)荷側(cè)短路，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作造成線路失壓時(shí)，母聯(lián)開關(guān)不能再投入，以防擴(kuò)大事故范圍。第五，電壓互感器或電壓繼電器一相、兩相熔斷器熔斷或者備用電源無(wú)電時(shí)，母聯(lián)備自投裝置不動(dòng)作。第六，對(duì)電源進(jìn)線手動(dòng)操作停電時(shí)，母聯(lián)備自投裝置不應(yīng)動(dòng)作。（2）PLC接線及L/O地址分配。第一，PLC接線。S7-200型PLC具有緊湊的設(shè)計(jì)，良好的擴(kuò)展性，價(jià)格低廉。它的電壓允許范圍為AC5～250V，可直接帶22～I(xiàn)v的負(fù)載，繼電器開關(guān)延時(shí)最大為10ms，機(jī)械壽命（無(wú)負(fù)載）為10000000次，可靠性高，可滿足母聯(lián)備自投控制的需要。（3）編程。使用SIEMENS的編程器PGTl0，通過(guò)PC/PPI電纜（接口為RS485）與S7-200 CPU通信，對(duì)6kV母聯(lián)開關(guān)的備自投控制進(jìn)行軟件的編程、調(diào)試。（4）PLC對(duì)進(jìn)線、母聯(lián)斷路器的控制。為了避免手動(dòng)斷開進(jìn)線斷路器操作時(shí)引起母聯(lián)備自投誤動(dòng)作，將PLC控制的跳閘信號(hào)節(jié)點(diǎn)引入進(jìn)線斷路器控制回路中，在進(jìn)線斷路器手動(dòng)分閘回路中串入一對(duì)轉(zhuǎn)換開關(guān)觸點(diǎn)，設(shè)定為手動(dòng)操作時(shí)該觸點(diǎn)接通；同時(shí)母聯(lián)斷路器自動(dòng)投入合閘回路中也串入轉(zhuǎn)換開關(guān)的一對(duì)觸點(diǎn)，設(shè)定為自動(dòng)狀態(tài)時(shí)該觸點(diǎn)接通，這樣就有效地避免了手動(dòng)操作時(shí)母聯(lián)備自投的誤動(dòng)作。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]Abraham Silberschatz，Peter Galvin，Gerg Gagne．實(shí)用操作系統(tǒng)概念[M]．北京：高等教育出版社，2001

[2]鄭阿奇，梁敬東．C#程序設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007