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        淺談PLC在變電站母聯(lián)備自投的應(yīng)用

        2012-04-29 00:00:00李曉平
        企業(yè)導(dǎo)報(bào) 2012年19期

        【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)過程,實(shí)現(xiàn)各類操作控制,完成變電站生產(chǎn)過程的監(jiān)測(cè)與控制。主站通過串口和遠(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

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