基于PLC的備用電源自動投入裝置設計

2010-12-31 00:00:00范星座

中國科技財富 2010年16期

摘要：本文針對傳統(tǒng)的BZT裝置中體現(xiàn)的缺點，進行改進，用PLC實現(xiàn)對BZT的控制。經(jīng)實驗室調試運行驗證，本系統(tǒng)能夠有效地實現(xiàn)對廠用接線的自動監(jiān)控，提高了系統(tǒng)的安全可靠性及自動化水平。這也證明了PLC在BZT中的控制是切實可行的，且具有潛在的影響力。對于其在其它領域的應用也具有一定的參考價值。

關鍵詞：PLC 自動控制 BZT

可編程控制器(PLC)是一種性能較好的控制器。其主要特點是用內部已定義的各種輔助繼電器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械觸點繼電器。又通過軟件編程方式用內部邏輯關系代替實際的硬件連接線。將PLC應用于備用電源自動投入裝置后，不僅使得可靠性和穩(wěn)定性有了較大的提高，更為重要的是，用軟件編程代替了傳統(tǒng)的硬件接線圖之后，當實際情況要求系統(tǒng)在某方面的功能進一步改進時，工作人員只需修改軟件程序即可，這樣就省去了大量的人力物力，使得該裝置能隨實際情況，很方便地進行改進。

1、系統(tǒng)整體設計基礎

BZT裝置的基本要求

1).工作母線突然失壓時BzT裝置應能動作

2).工作電源先切，備用電源后投

3).BZT裝置只動作一次，動作時應發(fā)出信號

4).BZT裝置動作過程應使負荷中斷供電的時間盡可能短

5).工作母線電壓互感器熔斷器熔斷時BzT裝置不誤動

6).備用電源無壓時BZT裝置不應動作

7).正常停電操作時BZT裝置不起動

8).備用電源或備用設備投于故障時應使其保護加速動作

除上述要求以外，一個備用電源同時作為兒個工作電源的備用或有兩個備用電源的情況，備用電源應能在備用電源已代替某工作電源后，其他工作又被斷開，必要時備用電源自動投入裝置仍應能動作。但對于單機容量為200Mw及以上的火力發(fā)電廠備用電源只允許代替一個機組的工作電源。在有兩備用電源的情況下當兩個備用電源互為備用系統(tǒng)時，應各裝設獨立的BZT裝置，使得當任一備用電源都能作為全廠各工電源的備用時，BZT裝置使任一備用電源都能對全廠各工作電源實行自動投入。

2、系統(tǒng)硬件設計

2.1確定系統(tǒng)的I／O點

根據(jù)系統(tǒng)控制功能的要求，一共確定了27個數(shù)字輸入，16個數(shù)字輸出，

輸入信號分別是I母失壓信號，Ⅱ母失壓信號，QF1位置信號，QF2位置信號，母聯(lián)QF3位置信號，BZT投切選擇位置信號，BZT動作復位按鈕，QF1正常退出，QF2正常退出，QF1兩側隔離開關QA1，QA2位置信號，QF2兩側隔離開關QA3，QA4位置信號，QF3兩側隔離開關QA5，QA6位置信號，QFl的預備合閘按鈕，合閘按鈕，預備跳閘按鈕，跳閘按鈕，QF2的預備合閘按鈕，合閘按鈕，預備跳閘按鈕，跳閘按鈕，QF3的預備合閘按鈕，合閘按鈕，預備跳閘按鈕，跳閘按鈕。

輸出信號分別是：BZT投入指示，BZT動作指示，1QF跳閘命令，1QF合閘命令，2QF跳閘命令，2QFA閘命令，母聯(lián)3QF跳閘命令，母聯(lián)3QF合閘命令，手動投入指示，故障跳閘顯示，1QF跳閘指示，1QF合閘指示，2QF跳閘指示，2QF合閘指示，母聯(lián)3QF跳閘指示，母聯(lián)3QF合閘指示。

2.2 PLC主機擴展模塊的選擇

本系統(tǒng)可有多種不同模塊的選取組合，并且各模塊在I／O鏈中的位置排列方式也可能有多種。為使資源分配合理，不浪費端口，可以選擇CPU224和數(shù)字量擴展模塊EM221(，8Dc)輸出擴展模塊EM22(8*繼電器)。圖1為其中的一種合理模塊連接形式。

S7-200 CPU模塊提供一個24v直流傳感器電源和一個5v直流電源。

24V直流傳感器電源可以作為CPU本機和數(shù)字量擴展模塊的輸入、擴展模塊的供電電源以及外部傳感器電源使用。當S7-200 CPU與擴展模塊連接時，CPU模塊為擴展模塊提供5V直流電源。

3、系統(tǒng)軟件設計

系統(tǒng)適用的接線方式為單母線分段接線，其中只對兩臺低壓側斷路器和母聯(lián)斷路器進行控制。本系統(tǒng)的控制程序按功能分為兩種，分別為：自動控制、手動控制。

3.1自動控制程序設計

自動控制BZT運行過程

(1)正常運行狀態(tài)。

(2)工作母線失壓后的BZT裝置投入過程。

(3)合閘于持續(xù)性故障時保證BZT裝置只動作一次。

(4)備用電源無壓的閉鎖。

(5)電壓互感器熔斷器熔斷的閉鎖。

(6)復位。

3.2手動控制程序設計

手動控制BZT運行過程

手動合閘：合閘前斷路器處于跳閘狀態(tài)，其常閉輔助觸點在合位；同時'控制開關處于：“跳閘后”位置，此時斷路器跳閘指示燈發(fā)平光，此時，將斷路器調至“預備合閘”位置，斷路器合閘指示燈開始閃光，提醒操作人員核對是否選擇了正確的操作對象。接下來。若操作正確，進入合閘過程，斷路器合閘線圈通電，致使斷路器電磁式操動機構動作合閘。合閘完畢后。斷路器的兩個輔助觸點的狀態(tài)也相應發(fā)生變化。合閘回路斷開，跳閘回路的常開觸點接通。這時斷路器合閘指示燈回路接通，發(fā)平光，表明斷路器已處于合閘狀態(tài)。手動跳閘同理。

4、結語

本文是在前人研究的基礎上進行了改進，設了一套由西門子S7-200系列PLC監(jiān)控的備用電源自動投入系統(tǒng)，試驗證明，切實可行，具有潛在的市場影響力，對于PLC在其它領域的應用有一定的參考作用。本系統(tǒng)主要有以]囀點：

1.PLC程序按功能模塊設計。這樣程序就易于擴展和維護。

2.系統(tǒng)結構簡單，功能完善。

3.系統(tǒng)程序層次鮮明，可靈活的實現(xiàn)本設計中的所有功能。

在提高可靠性和穩(wěn)定性的前提下，大大提高了系統(tǒng)的靈活性，當實際情況要求系統(tǒng)在某方面的功能進一步改進時，工作人員只需修改軟件程序即可，在實際中很適用。

參考文獻

【1】王水華，現(xiàn)代電氣控制及PLc應用技術【M】，北京：北京航空航天大學出版社，2008年2月，第二版11-14，29-30，124-131，400-4。

【2】付周興，王清亮，董張卓，電力系統(tǒng)自動化【M】北京：中國電力出版社，2005年2月，第一版。

【3】羅宇航，流行PLC實用程序及設計(西門子S7－200系列)【M】，西安：西安電子科技大學出版社，2006年12月。

【4】魯遠棟，PLc機電控制系統(tǒng)應用設計技術【M】.北京：電子工業(yè)出版社，2006年4月。

【5】熊信釩發(fā)電廠電氣部分【M】北京：中國電力出版社，2004年9月，第三版