低壓系統(tǒng)多路進(jìn)線三重互鎖的邏輯關(guān)系

李桐

摘 要：文章對(duì)地球站原低壓電力系統(tǒng)多路進(jìn)線的邏輯關(guān)系進(jìn)行了分析，針對(duì)存在的問題，提出了低壓電力系統(tǒng)多路進(jìn)線三重互鎖的新型邏輯關(guān)系。闡述了新邏輯關(guān)系的內(nèi)容及特點(diǎn)，并與原系統(tǒng)進(jìn)行了比照，介紹了新系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：供電可靠性；邏輯關(guān)系；PLC控制；三重互鎖

中圖分類號(hào)：TM715 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）16-0044-02

Abstract： In this paper， the logic relationship of the original low voltage power system multipath in the earth station is analyzed， and a new logic relation of triple interlocking of the low voltage power system multiplex line is put forward in view of the existing problems. This paper expounds the contents and characteristics of the new logic relation， compares it with the original system， and introduces the practical application of the new system.

Keywords： power supply reliability； logic relation； PLC control； triple interlocking

1 背景

電力系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用加速了我國科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，改變了生產(chǎn)和生活的面貌。供電可靠性是指供電系統(tǒng)持續(xù)供電的能力，供電可靠性已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度的標(biāo)準(zhǔn)之一。而對(duì)于一些較重要的一、二級(jí)負(fù)荷，應(yīng)采用雙電源供電。為保證重要供電負(fù)荷的持續(xù)性，雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的應(yīng)用需求已越來越大，技術(shù)性能要求也越來越高，對(duì)產(chǎn)品的合理選擇就變得更加重要。因此產(chǎn)品的技術(shù)水平高低以及先進(jìn)性和可靠性如何，將直接影響著各重要場(chǎng)所用電的安全。所以在工程設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員應(yīng)熟悉和了解其類型、組成、工作原理、主要特點(diǎn)及功能等，以便在滿足系統(tǒng)功能的原則下正確選擇及合理應(yīng)用。

我站承擔(dān)著保證國家聲音暢通的重大政治任務(wù)和群眾文化宣傳的重要公益使命。對(duì)供電的可靠性及持續(xù)性要求極為苛刻。在電力系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障的時(shí)候，需要盡量減少停電時(shí)間，使電力系統(tǒng)本身保持穩(wěn)定運(yùn)行，保證播出設(shè)備的用電可靠。

2 功能

2.1 新系統(tǒng)介紹

我站原低壓電力系統(tǒng)的接線方式采用兩路外電分列運(yùn)行方式。正常情況下一路主用市電為負(fù)載供電，主用市電停電后，通過一級(jí)互投開關(guān)的切換，選擇備用市電為負(fù)載供電。主、備兩路市電均停電后，柴油發(fā)電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)為負(fù)載供電。其中備用市電和柴油發(fā)電機(jī)通過二級(jí)互投開關(guān)連接一級(jí)互投開關(guān)。

這種接線方式需要主用市電及備用市電兩路外電。當(dāng)一級(jí)互投開關(guān)出現(xiàn)故障時(shí)，主、備用兩路市電及柴油發(fā)電機(jī)均無法為負(fù)載供電。如無法及時(shí)修復(fù)，將造成嚴(yán)重后果。

新建的兩個(gè)系統(tǒng)正常情況下由兩路市電分別為兩個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載供電。兩系統(tǒng)之間通過母聯(lián)開關(guān)的閉合和斷開相互關(guān)聯(lián)，當(dāng)一路市電出現(xiàn)故障時(shí)，母聯(lián)閉合，由一路市電為兩個(gè)系統(tǒng)共同供電；當(dāng)兩路市電均出現(xiàn)故障時(shí)，兩臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，為兩個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載分別供電，母聯(lián)斷開。

新低壓電力系統(tǒng)的建成，使我站各播出系統(tǒng)均可接入兩路不同UPS回路，且主、備設(shè)備供電分開，各低壓電力系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行穩(wěn)定，能夠解決北京地球站現(xiàn)有UPS系統(tǒng)負(fù)載過重及出線開關(guān)路數(shù)不足的問題，負(fù)荷調(diào)整合理，在保證現(xiàn)有播出負(fù)荷的同時(shí)還有一定余量供未來發(fā)展需要，滿足總局62號(hào)令相關(guān)規(guī)定要求，供電保障等級(jí)大大提高。

2.2 新系統(tǒng)的邏輯關(guān)系

新系統(tǒng)的邏輯關(guān)系如下：（1）當(dāng)兩路市電及兩路油機(jī)電源均未送電時(shí)，1號(hào)市電送電，此時(shí)5號(hào)低壓電力系統(tǒng)市電進(jìn)線開關(guān)閉合；5號(hào)低壓電力系統(tǒng)油機(jī)進(jìn)線開關(guān)斷開；6號(hào)低壓電力系統(tǒng)市電進(jìn)線開關(guān)斷開；6號(hào)低壓電力系統(tǒng)油機(jī)進(jìn)線開關(guān)斷開；母聯(lián)開關(guān)閉合。（2）當(dāng)兩路市電及兩路油機(jī)電源均未送電時(shí)，2號(hào)市電送電，此時(shí)5號(hào)低壓電力系統(tǒng)市電進(jìn)線開關(guān)斷開；5號(hào)低壓電力系統(tǒng)油機(jī)進(jìn)線開關(guān)斷開；6號(hào)低壓電力系統(tǒng)市電進(jìn)線開關(guān)閉合；6號(hào)低壓電力系統(tǒng)油機(jī)進(jìn)線開關(guān)斷開；母聯(lián)開關(guān)閉合。（3）當(dāng)兩路市電及兩路油機(jī)電源均未送電時(shí)，5號(hào)油機(jī)送電，此時(shí)5號(hào)低壓電力系統(tǒng)市電進(jìn)線開關(guān)斷開；5號(hào)低壓電力系統(tǒng)油機(jī)進(jìn)線開關(guān)閉合；6號(hào)低壓電力系統(tǒng)市電進(jìn)線開關(guān)斷開；6號(hào)低壓電力系統(tǒng)油機(jī)進(jìn)線開關(guān)斷開；母聯(lián)開關(guān)斷開。（4）當(dāng)兩路市電及兩路油機(jī)電源均未送電時(shí)，6號(hào)油機(jī)送電，此時(shí)5號(hào)低壓電力系統(tǒng)市電進(jìn)線開關(guān)斷開；5號(hào)低壓電力系統(tǒng)油機(jī)進(jìn)線開關(guān)斷開；6號(hào)低壓電力系統(tǒng)市電進(jìn)線開關(guān)斷開；6號(hào)低壓電力系統(tǒng)油機(jī)進(jìn)線開關(guān)閉合；母聯(lián)開關(guān)斷開。（5）當(dāng)兩路市電供電時(shí)，1號(hào)市電停電，此時(shí)5號(hào)低壓電力系統(tǒng)市電進(jìn)線開關(guān)斷開；5號(hào)低壓電力系統(tǒng)油機(jī)進(jìn)線開關(guān)斷開；6號(hào)低壓電力系統(tǒng)市電進(jìn)線開關(guān)閉合；6號(hào)低壓電力系統(tǒng)油機(jī)進(jìn)線開關(guān)斷開；母聯(lián)開關(guān)閉合。（6）當(dāng)兩路市電供電時(shí)，2號(hào)市電停電，此時(shí)5號(hào)低壓電力系統(tǒng)市電進(jìn)線開關(guān)閉合；5號(hào)低壓電力系統(tǒng)油機(jī)進(jìn)線開關(guān)斷開；6號(hào)低壓電力系統(tǒng)市電進(jìn)線開關(guān)斷開；6號(hào)低壓電力系統(tǒng)油機(jī)進(jìn)線開關(guān)斷開；母聯(lián)開關(guān)閉合。（7）當(dāng)兩路市電供電，兩臺(tái)油機(jī)自啟動(dòng)時(shí)，兩路電源同時(shí)失電，此時(shí)5號(hào)低壓電力系統(tǒng)市電進(jìn)線開關(guān)斷開；5號(hào)低壓電力系統(tǒng)油機(jī)進(jìn)線開關(guān)閉合；6號(hào)低壓電力系統(tǒng)市電進(jìn)線開關(guān)斷開；6號(hào)低壓電力系統(tǒng)油機(jī)進(jìn)線開關(guān)閉合；母聯(lián)開關(guān)斷開。（8）當(dāng)兩路油機(jī)供電時(shí)，1號(hào)市電恢復(fù)，此時(shí)5號(hào)低壓電力系統(tǒng)市電進(jìn)線開關(guān)閉合；5號(hào)低壓電力系統(tǒng)油機(jī)進(jìn)線開關(guān)斷開；6號(hào)低壓電力系統(tǒng)市電進(jìn)線開關(guān)斷開；6號(hào)低壓電力系統(tǒng)油機(jī)進(jìn)線開關(guān)斷開；母聯(lián)開關(guān)閉合。（9）當(dāng)兩路油機(jī)供電時(shí)，2號(hào)市電恢復(fù)，此時(shí)5號(hào)低壓電力系統(tǒng)市電進(jìn)線開關(guān)斷開；5號(hào)低壓電力系統(tǒng)油機(jī)進(jìn)線開關(guān)斷開；6號(hào)低壓電力系統(tǒng)市電進(jìn)線開關(guān)閉合；6號(hào)低壓電力系統(tǒng)油機(jī)進(jìn)線開關(guān)斷開；母聯(lián)開關(guān)閉合。（10）當(dāng)兩路油機(jī)供電時(shí)，兩路市電同時(shí)恢復(fù)，此時(shí)5號(hào)低壓電力系統(tǒng)市電進(jìn)線開關(guān)閉合；5號(hào)低壓電力系統(tǒng)油機(jī)進(jìn)線開關(guān)斷開；6號(hào)低壓電力系統(tǒng)市電進(jìn)線開關(guān)閉合；6號(hào)低壓電力系統(tǒng)油機(jī)進(jìn)線開關(guān)斷開；母聯(lián)開關(guān)斷開。

2.3 功能原理

低壓電力系統(tǒng)主路用電切換至備路用電是通過互投開關(guān)完成的?；ネ堕_關(guān)簡(jiǎn)稱ATS，主要用在高等級(jí)供電系統(tǒng)上?；ネ堕_關(guān)可以將負(fù)載電路從一路電源自動(dòng)或手動(dòng)切換至另一路電源（備用），以確保重要的負(fù)荷持續(xù)、可靠運(yùn)行。原系統(tǒng)的互投開關(guān)采用接觸器控制。當(dāng)主路電源和備路電源均有電時(shí)，互投開關(guān)指定主路電源為常用電源，如果主路電源被檢測(cè)到出現(xiàn)故障時(shí)，互投開關(guān)將負(fù)載自動(dòng)切換至備路電源；如果主路電源恢復(fù)正常，互投開關(guān)將負(fù)載自動(dòng)切換回主路電源。該互投開關(guān)也可手動(dòng)切換。由于該互投開關(guān)采用接觸器控制，當(dāng)主路及備路均停電時(shí)，必然還有一路停止在導(dǎo)通位置，無法同時(shí)斷開主路及備路。只能通過手動(dòng)雙分。

原系統(tǒng)通過兩個(gè)互投開關(guān)將三路電源分別二選一，為負(fù)載供電，不存在反送電的情況，而新系統(tǒng)是三路電源選擇兩路電源為兩個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載供電。當(dāng)一路市電通過母聯(lián)開關(guān)為兩個(gè)系統(tǒng)同時(shí)供電時(shí)，故障市電通過的互投開關(guān)必須可靠雙分，否則將造成反送電事故。因此新系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)三重互鎖的功能，采用了PLC控制的互投開關(guān)，其切換方式與接觸器控制的互投開關(guān)大致相同。通過PLC的控制，可以實(shí)現(xiàn)互投開關(guān)的可靠雙分效果，防止反送電。

2.4 PLC控制與接觸器控制的區(qū)別

（1）邏輯控制方式。接觸器控制是利用電氣元件機(jī)械觸電的串、并聯(lián)組成的邏輯控制，采用硬線連接，連線多而且復(fù)雜，不便于日后的增加功能和邏輯修改。PLC控制以程序的方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，修改程序就可以改變邏輯，占用體積小，連線少，方便可靠。（2）順序控制方式。接觸器控制是利用時(shí)間繼電器的動(dòng)作來完成順序控制。由于是機(jī)械結(jié)構(gòu)組成，容易受到外部環(huán)境的影響，造成定時(shí)的精度不高；PLC控制的定時(shí)精度高，可以根據(jù)需要在程序中調(diào)整、設(shè)置，靈活性大，不受環(huán)境影響。（3）控制速度。接觸器控制是依靠機(jī)械觸電的吸合動(dòng)作來完成控制任務(wù)，工作頻率低、動(dòng)作慢；PLC控制采用程序指令實(shí)現(xiàn)控制，運(yùn)行速度大大提高，運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定、可靠。（4）靈活性和擴(kuò)展性。接觸器控制系統(tǒng)安裝后，受連線復(fù)雜以及電氣設(shè)備觸電數(shù)目少等因素的影響，系統(tǒng)的擴(kuò)展性和靈活性比較差；PLC控制具有專用的輸入與輸出模塊，連線簡(jiǎn)單，靈活性和擴(kuò)展性很好。（5）計(jì)數(shù)功能。接觸器控制不具備計(jì)數(shù)的功能；PLC內(nèi)部有特定的計(jì)數(shù)器。（6）可靠性和可維護(hù)性。接觸器控制在開閉時(shí)會(huì)產(chǎn)生電弧，其內(nèi)部大量機(jī)械觸點(diǎn)易造成損傷并有機(jī)械磨損，影響使用壽命。運(yùn)行的可靠性及可維護(hù)性相對(duì)較差；PLC控制采用微電子技術(shù)，開關(guān)動(dòng)作全部采用無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)，體積更小，壽命更長，可靠性較高，并且能夠隨時(shí)顯示所有操作，及時(shí)監(jiān)視控制程序的執(zhí)行狀況，方便現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，便于維護(hù)。

3 新功能實(shí)現(xiàn)解決的問題

新系統(tǒng)的建成實(shí)現(xiàn)了低壓系統(tǒng)多路進(jìn)線三重互鎖的功能。解決了原系統(tǒng)一級(jí)互投開關(guān)故障后無法向負(fù)載供電的問題；為低壓開關(guān)節(jié)省了出口，節(jié)約成本，提高了供電的安全性，也更加的智能化。

新建低壓電力系統(tǒng)使用了進(jìn)線與母聯(lián)多重互鎖的切換邏輯，保證安全供電的同時(shí)又可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間互代，供電安全等級(jí)大大提高。

工程完成后我站電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自上級(jí)變電站到站內(nèi)各低壓電力系統(tǒng)完全獨(dú)立分開，每套系統(tǒng)均配備了雙路外電、柴油發(fā)電機(jī)和UPS電源，且每個(gè)環(huán)節(jié)均設(shè)置了保護(hù)切換功能，新建電力系統(tǒng)間又可實(shí)現(xiàn)互代，供電安全可靠。

新系統(tǒng)已經(jīng)在我站應(yīng)用了一段時(shí)間，狀況良好，運(yùn)行穩(wěn)定，各設(shè)備工作正常，指標(biāo)、參數(shù)均符合要求。出現(xiàn)故障時(shí)能夠及時(shí)做出相應(yīng)處理，保證了設(shè)備的供電安全。為安全傳輸發(fā)射中心工作提供了有力保障。

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