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        PLC技術(shù)在高壓開關(guān)柜電氣控制改造中的應(yīng)用

        2020-11-30 09:08:39劉茂騁
        卷宗 2020年22期
        關(guān)鍵詞:電氣控制運用

        劉茂騁

        摘 要:PLC技術(shù)是由計算機控制和電氣自動控制技術(shù)高度整合產(chǎn)生的一個高科技產(chǎn)物,自從它誕生以來,以強大的控制功能和高運算及數(shù)據(jù)處理能力,具有極強的可靠性、安全性和靈活性,已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造、電力能源、化工、環(huán)境、醫(yī)療等各個領(lǐng)域,為人類的發(fā)展和科技進(jìn)步作出了杰出的貢獻(xiàn)。近些年來,隨著PLC技術(shù)的迅速發(fā)展及人們對PLC認(rèn)知的提高,PLC技術(shù)在高壓電網(wǎng)輸配電設(shè)備控制及相關(guān)領(lǐng)域得到大面積的推廣應(yīng)用。它極大地提高了輸配電自動控制系統(tǒng)的簡捷性、安全可靠性,數(shù)據(jù)處理能力,給該領(lǐng)域使用者們運維操作和數(shù)據(jù)處理帶來極大的方便,給高壓輸配電設(shè)備維修人員日常維修帶來極大便捷,大大減輕了輸配電維修人員維修工作量,本文就此闡述PLC控制技術(shù)在高壓開關(guān)柜繼電保護(hù)中具體應(yīng)用。

        關(guān)鍵詞:PLC技術(shù);高壓開關(guān);電氣控制;運用

        配電間是任何企事業(yè)單位的核心重要場所,它的任務(wù)主要是為各企事業(yè)單位起變電和配電電力配送的重任,它的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和合理性將直接影響到相關(guān)單位人身財產(chǎn)安全和經(jīng)濟(jì)效益。通常一個配電間從建設(shè)投運使用,其使年限少則十多年,多則幾十年。隨著配電間使用年限的增加,變電和配電設(shè)備的各類故障就會日益增多,會嚴(yán)重危及企業(yè)的供電安全,最終影響企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益及人身安全,因此對配電設(shè)備維修保養(yǎng),設(shè)備更新,確保其安全可靠運行尤其重要。

        通過對公司10KV高壓配電間,3臺雙回路10KV帶高壓母聯(lián)的KY28型老式高壓開關(guān)柜原繼電器——接觸器控制系統(tǒng)進(jìn)行PLC改造后,極大地提高了高壓開關(guān)柜運行的可靠性、安全性,大大地減少維修量及故障率,使用及操作維修更便捷,使采集數(shù)據(jù)更加真實有效。由于PLC控制器性能良好、干擾性強,通訊設(shè)施齊全,改造使用至今取得非常好的效果?,F(xiàn)就改造內(nèi)容及相關(guān)技術(shù)交流如下,同時對PLC技術(shù)在輸配電工程設(shè)備及其自動化控制中的運用進(jìn)行探究。

        1 高壓供電一次接線方式

        該配電間為雙回路10KV 供電,一路為10KV 烏新1號線,另一路為興和線,共設(shè)烏新1號線高壓進(jìn)線開關(guān)1只,編號為1001(1ZK);設(shè)興和1線開關(guān)1只,編號為1002(2ZK),設(shè)10KV主母聯(lián)開關(guān)1只,編號為1000(3ZK)。正常供電時,兩路電源分列運行,互為備用。當(dāng)一路進(jìn)線電源因故停電時,另一路電源便自動投運,確保停電回路設(shè)備的正常供電。當(dāng)停電回路的電源恢復(fù)供電時,母聯(lián)開關(guān)再自動斷開?;謴?fù)至正常供電模式。以上轉(zhuǎn)換模式改造前由各自高壓開關(guān)自帶的繼電器——接觸器控制模式的電控系統(tǒng)人工實現(xiàn)操作,費時費力停電時間長,影響范圍大,見一次線路圖。

        2 雙回路高壓進(jìn)線開關(guān)柜二次控制電源的改造

        原有1001(1ZK)1002(2ZK)1000(3ZK),3只高壓開關(guān)進(jìn)線開關(guān)柜二次回路控制電源為雙回路接觸器——繼電器控制系統(tǒng)。該類系統(tǒng)切換時間長,靈敏可靠性差;在使用過程中,由于繼電器——接觸器需24小時通電運行,加上配電間內(nèi)供電電壓均偏高,尤其是夜間電壓更高,經(jīng)常致使繼電器——接觸器線圈燒壞造成上述高壓開關(guān)誤動作。為此,在此次PLC控制系統(tǒng)改造中,選用高性能、高可靠性,快速切換的ATS雙電源自動切換開關(guān):

        1)克服接觸器的繼電器控制系統(tǒng)中經(jīng)常因繼電器線圈燒壞而造成誤動作;2)克服切換時間長、安全可靠性差,不能遠(yuǎn)程操控和顯示等缺點;采用ATS雙電源控制器后實現(xiàn)雙電源間的瞬間切換,極大地提高了控制電源的安全可靠性。同時ATS雙電源自動切換控制器還帶有通訊接口,可以實現(xiàn)對此開關(guān)的遠(yuǎn)程操控,遠(yuǎn)程顯示、缺回路報警等功能。大大地提高了控制電源雙回路切換的安全性和可靠性。

        3 10KV三相進(jìn)線電壓的檢測

        高壓供電系統(tǒng)對三相電源進(jìn)線電壓的檢測要求極高,高壓進(jìn)線一旦欠壓和缺相,將會導(dǎo)致負(fù)荷側(cè)供電企業(yè)三相設(shè)備的損壞,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,因此其客觀存在的重要性不言而喻。為此高壓配電設(shè)備在成品制造和設(shè)計中均設(shè)有三相電壓檢測和欠電壓和失壓保護(hù)裝置,一旦進(jìn)線電壓缺相或進(jìn)線電壓額定值低于一定的范圍,高壓開關(guān)便自動分閘,實現(xiàn)保護(hù)。老式高壓開關(guān)柜中此套保護(hù)系統(tǒng)均采用電壓類繼電器,通過人工機械設(shè)定方式來實現(xiàn)欠壓和失壓檢測和保護(hù),進(jìn)線電壓指示也為老式指針式電表。缺點:電壓檢測數(shù)據(jù)無法傳輸、自動存儲和打印保存;人工機械設(shè)定精度不高,用電壓繼電器檢測欠壓和失壓也常因繼電器線圈常年吸合造成損壞、還有繼電器觸頭常年外露極易氧化,且極怕震動,經(jīng)常造成誤動作,危及供電安全。為此我通過選用高可靠性PLC模擬量電壓檢測輸入輸出變送器,進(jìn)行全面改造,實現(xiàn)對2路高壓進(jìn)線電壓的測精確測量、精確指示,精確設(shè)定,且通過PLC通訊端口實現(xiàn)終端遠(yuǎn)程檢測顯示、存諸、打印和欠壓和失壓分閘事故記錄顯示報警等功能。

        4 10KV高壓電流檢測

        高壓供電系統(tǒng)的電流檢測均采用電流互感器取樣,指針式電流表顯示的傳統(tǒng)測量方式。該方式雖然直觀,但精度低,無法實現(xiàn)遠(yuǎn)程傳送、監(jiān)控和實時記錄及保存。為此選用高可靠性PLC模擬量電流輸入輸出變送器,實現(xiàn)對高壓進(jìn)線電流的實時精確測量、實時精確指示,遠(yuǎn)程記錄、實時遠(yuǎn)程傳送打印保存等功能。讓值班人員和管理者隨時了解公司的用電狀況,隨時獲取公司用電負(fù)荷數(shù)據(jù),為公司的生產(chǎn)經(jīng)營和經(jīng)濟(jì)分析提供第一手資料。

        5 高壓供電回路一、回路二和母聯(lián)開關(guān)的聯(lián)動操作與控制

        在老式二次回路電控制系統(tǒng)中,高壓回路一、回路二和母聯(lián)開關(guān)間的聯(lián)動控制操作全為接觸器——繼電器控制系統(tǒng),由于該系統(tǒng)中采用接觸器——繼電器數(shù)量、品種、規(guī)格繁多,經(jīng)常發(fā)生因繼電器或接觸器觸頭接觸不良造成不動作的情況;還因三個高壓開關(guān)之間安全保護(hù)要求極高,任何一個開關(guān)都不能發(fā)生誤動作,否則將會造成重大的安全事故。多年來為此更換大量相關(guān)的接觸器——繼電器。為了解決此類問題,我選用西門子S7系列PLC對該控制系統(tǒng)進(jìn)行全面改造,選用一個PLC 代替幾十個繼電器,利用PLC強大的控制功能,實現(xiàn)了控制功能的集約化,拆除柜內(nèi)原有的各類繼電器或接觸器,大大地節(jié)約了原控制柜內(nèi)的安裝空間,使柜內(nèi)更簡潔,更清爽。利用PLC強大的運算顯示功能、通訊功能,可通過觸措屏全面實現(xiàn)開關(guān)控制的遠(yuǎn)程操作、遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程指示,對3高壓開關(guān)的分、合閘狀態(tài)、操作頻次、故障記錄全面實現(xiàn)自動化控制和顯示。

        6 結(jié)語

        隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和PLC編程控制器的廣泛使用,這將會給各類工業(yè)、能源、化工各類產(chǎn)業(yè)的自動控制系統(tǒng)帶來質(zhì)的飛躍,促進(jìn)了電氣控制工程及其自動化控制的自動化程度,同時大大提高了其安全性可靠性,也節(jié)約了大量的工業(yè)原材料成本,也提高了工作效率。為操作人員帶來方便,給運維人員快速維修帶來便捷,同時也促使企業(yè)設(shè)備操作人員和運維人員加強學(xué)習(xí),提高業(yè)務(wù)水平,通過自學(xué)和培訓(xùn)主方式讓更多的人掌握PLC技術(shù)方面的知識,并通過大量的PLC 技術(shù)應(yīng)用,讓企業(yè)設(shè)備管理和維修實現(xiàn)科學(xué)化系統(tǒng)化,并構(gòu)建設(shè)備管理和維修信息數(shù)據(jù)庫,來全面滿足現(xiàn)代化工業(yè)企業(yè)的發(fā)展需求。

        參考文獻(xiàn)

        [1]王恒,王曉巖,王小健,等.一種基于PLC的高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)控系統(tǒng).

        [2]柯亞龍.一種PLC控制的高壓開關(guān)柜綜合測控系統(tǒng).

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