陳學(xué)波

[摘? ? 要]在配電雙電源電力系統(tǒng)中，采用分列運(yùn)行模式，會經(jīng)常碰到兩進(jìn)線斷路器與聯(lián)絡(luò)斷路器進(jìn)行三鎖兩鑰匙進(jìn)行電氣聯(lián)鎖。此系統(tǒng)如果采用各種繼電器配合斷路器搭建的控制系統(tǒng)，比較煩瑣，不易檢修，運(yùn)行也不可靠。如果采用市場上專用的控制儀，價(jià)格貴。加上本來市場就小，產(chǎn)品無法大批量生產(chǎn)，穩(wěn)定性也不是很好。所以提出采用PLC可編程控制配合斷路器的組成的一個(gè)三鎖兩鑰匙進(jìn)行電氣聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。因PLC是一款專門用于自動化控制的穩(wěn)定性非常高的配件。又加上PLC程序是可現(xiàn)編的，可以結(jié)合各自電力系統(tǒng)情況制定相應(yīng)控制要求。

[關(guān)鍵詞]PLC ;三鎖兩鑰匙

[中圖分類號]TP391.9 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）04–00–04

Application of PLC in Electrical "three locks and two keys"?Interlocking of Low Voltage Cabinet

Chen Xue-bo

[Abstract]In the distribution dual power supply power system， using the separate operation mode， we often encounter three locks and two keys for electrical interlocking between two incoming circuit breakers and contact circuit breakers. If this system adopts the control system built by various relays and circuit breakers， it is complicated， difficult to maintain and unreliable to operate. If you use a special controller on the market， the price is expensive. In addition， the original market is small， the products cannot be produced in large quantities， and the stability is not very good. Therefore， a three lock two key electrical interlocking control system composed of PLC programmable control and circuit breaker is proposed. Because PLC is a very stable accessory specially used for automatic control. In addition， the PLC program can be compiled on site， and the corresponding control requirements can be formulated in combination with the situation of their respective power systems.

[Keywords]PLC; Three locks and two keys

在日常工作生活中，人們對電力系統(tǒng)的安全性要求越來越高，目前很多場所都采用雙電源供電。當(dāng)一個(gè)電源出現(xiàn)問題，另一個(gè)電源可以快速投入，以減少損失。這些系統(tǒng)都是采用分列運(yùn)行，平時(shí)都是由兩電源各自對各自供電范圍供電，如果碰到負(fù)載運(yùn)行低，也可以由其中一電源負(fù)責(zé)全部負(fù)載的供電。電氣三鎖兩鑰匙系統(tǒng)如圖1所示。

電氣“三鎖兩鑰匙”系統(tǒng)工作說明：

（1）自投自復(fù)：原始狀態(tài)為邏輯表1中的運(yùn)行狀態(tài)1，當(dāng)某一電源出現(xiàn)故障，發(fā)生斷路器跳閘，聯(lián)絡(luò)

斷路器自動投入。當(dāng)事故電源恢復(fù)正常后，聯(lián)絡(luò)斷路器自動分閘，投入恢復(fù)正常后的電源側(cè)進(jìn)線斷路器，恢復(fù)運(yùn)行狀態(tài)1。

（2）自投不復(fù)：原始狀態(tài)為邏輯表格中的運(yùn)行狀態(tài)1。當(dāng)某一電源出現(xiàn)故障，發(fā)生斷路器跳閘，聯(lián)絡(luò)斷路器自動投入。當(dāng)事故電源恢復(fù)正常后，聯(lián)絡(luò)斷路器需要人工分閘，由人工調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)1。

1 硬件設(shè)計(jì)

（1）系統(tǒng)工作電源設(shè)計(jì)：工作電源主要對PLC電源供給。如果條件允許可以采用UPS供給，因?yàn)镻LC是此系統(tǒng)中的核心配件。工作電源需要穩(wěn)定持續(xù)供給。該電源是系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。具體工作原理見圖2，UPS前面101線號和201線號分別來自兩電源的進(jìn)線斷路器上樁頭。平時(shí)由兩電源組成的雙電源線路給UPS充電。只要其中一電源正常，UPS都能得到充電。

（2）控制狀態(tài)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)控制狀態(tài)由一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)控制見表2，設(shè)計(jì)3種控制狀態(tài)：自投自復(fù)、手動和自投不自復(fù)。這3種狀態(tài)基本能滿足大部分客戶需求。特別在設(shè)有手動狀態(tài)，此狀態(tài)在緊急狀態(tài)下可以解鎖運(yùn)行模式，變?yōu)槭謩硬僮?。但也只能?種運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行。

2 電源電壓檢測

兩側(cè)電源正常是否是系統(tǒng)運(yùn)行動作標(biāo)準(zhǔn)。即該電源電壓若不正常，程序就要求發(fā)生動作。因?yàn)镻LC需要增加模擬量輸入模塊，再加上把電壓信號轉(zhuǎn)換成模擬量輸入PLC才能用。此方法運(yùn)行條件需要增加配件，不利于系統(tǒng)穩(wěn)定性。

因?yàn)檫M(jìn)線斷路器按標(biāo)準(zhǔn)都需要配有失壓線圈，當(dāng)電壓達(dá)不到系統(tǒng)要求，斷路器自動分閘，合同線圈又無法正常工作，使斷路器始終處在分閘狀態(tài)?？梢圆捎脭嗦菲鞔斯δ?，即能解決失壓時(shí)斷路器自動分閘，不需要系統(tǒng)編程解決，又可以解決電源電壓不正常情況的判斷。PLC程序只需對斷路器狀態(tài)判斷，使PLC程序變得簡單可靠。如圖3所示，當(dāng)取至電源進(jìn)線斷路器上側(cè)電源線號1X12，如果此電壓低于標(biāo)準(zhǔn)值，斷路器失壓線圈自動使斷路器跳閘。688114E1-4DE3-4D3A-A479-BDA8BF3674C7

圖3中的1ZJ中間繼電器，作用是PLC程序判斷電源是否有電，在圖4中體現(xiàn)，1ZJ是電壓信號輸入，所以系統(tǒng)的電源電壓值正常是否由斷路器的失壓線圈判斷，電源是否有電壓信號是由中間繼電器信號輸入給PLC。

圖3 斷路器控制原理圖

斷路器合分控制回路設(shè)計(jì)

如圖3原理圖內(nèi)容，斷路器分閘是可以采用轉(zhuǎn)換開關(guān)手動狀態(tài)，直接可以采用按鈕操作，在緊急的情況也可以操作斷路器上的分閘按鈕，所以系統(tǒng)對斷路器分閘條件是開放的，是優(yōu)先考慮的，這設(shè)計(jì)思路完全符合電力常規(guī)要求。

斷路器的合閘回路，如圖3所示，由1ZJ2控制合閘條件，1ZJ2的輸出條件，如圖4所示，是由PLC程序控制。

3 程序設(shè)計(jì)

3.1 分閘程序

以上三臺斷路器的自動分閘條件，都是線路失壓或自身的故障信號和另外兩臺斷路器的合閘信號見圖5～圖7。三臺斷路器分閘指令輸出，結(jié)合圖4控制原理圖，分閘指令直接斷開失壓線圈，因?yàn)槿绻磺袛喾珠l線圈，斷路器的合閘線圈還能工作，但也會馬上分閘，所以系統(tǒng)會有紊亂風(fēng)險(xiǎn)。但切斷失壓線圈，斷路器合閘線圈就無法工作。因?yàn)楹祥l線圈正常工作的前提是失壓線圈要正常工作。這樣設(shè)計(jì)對整個(gè)系統(tǒng)非常安全可靠。

3.2 合閘程序

從程序可以看出如圖8，兩進(jìn)線斷路器的自動合閘條件是電壓信號和自身斷路器狀態(tài)是正常處于分閘狀態(tài)、聯(lián)絡(luò)斷路器分閘狀態(tài)，就是達(dá)到合閘命令輸出條件。合閘成功后，合閘控制回路處于自鎖分?jǐn)酄顟B(tài)。防止重復(fù)合閘，只當(dāng)斷路器分閘后恢復(fù)正常。

圖9 聯(lián)絡(luò)斷路器自動合閘程序

聯(lián)絡(luò)斷路器的自動合閘命令跟進(jìn)線斷路器差不多，有兩條自動合閘命令如圖9。這兩樣合閘指令，確保聯(lián)絡(luò)斷路器不管轉(zhuǎn)換開關(guān)處于哪種狀態(tài)，聯(lián)絡(luò)斷路器都能自動合上，確保系統(tǒng)重要負(fù)載斷電后及時(shí)送電。

4 結(jié)束語

在技術(shù)上，利用了PLC強(qiáng)大的程序可編輯能力，使原本復(fù)雜的條件過程控制在PLC內(nèi)完成，使電氣二次控制原理變得簡化簡單。重要聯(lián)鎖采用斷路器本體上的機(jī)械結(jié)構(gòu)使安全性沒有降低，兩者有效結(jié)合控制，解決電氣中的三鎖兩鑰匙電氣聯(lián)鎖變得簡單有效。

在經(jīng)濟(jì)上，因本系統(tǒng)采用小型PLC就能滿足要求，省去了大量的各種繼電器和時(shí)間繼電器，所以成本沒有增加。從公司售后運(yùn)行反應(yīng)情況，也是非常穩(wěn)定可靠，減少了公司售后維修成本。所以這種控制方式值得推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱榮文.火電廠高低壓電氣設(shè)備安裝質(zhì)量控制研究[J].中國設(shè)備工程，2019（11）：221-222.

[2] 陳鴻杰.PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子制作，2022，30（2）：6-8.

[3] 呂慶國，白文淵.配電室的“三鎖兩鑰匙”及其改進(jìn)辦

法[J].電子世界，2017（3）：174.688114E1-4DE3-4D3A-A479-BDA8BF3674C7