淺談PLC在變電站母聯(lián)備自投的應(yīng)用

【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），主要完成對模擬量的采集和檢測，將運行狀態(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)視變電站運行生產(chǎn)過程，實現(xiàn)各類操作控制，完成變電站生產(chǎn)過程的監(jiān)測與控制。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系統(tǒng)的所有遠(yuǎn)端設(shè)備，當(dāng)遠(yuǎn)端送來的被控對象出現(xiàn)異常信息時，主站會提示報警，并將數(shù)據(jù)存人數(shù)據(jù)庫中，并能提供歷史數(shù)據(jù)查詢及數(shù)據(jù)曲線的繪制等。上位計算機(jī)與下位計算機(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)的電壓或電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。再由上位機(jī)將采集到的數(shù)字信號進(jìn)行處理，由上位機(jī)顯示并生成報表，實現(xiàn)對變電所的監(jiān)控。

二、系統(tǒng)控制設(shè)計

（1）硬件設(shè)計。監(jiān)控系統(tǒng)是微機(jī)與PLC組成的分布式串行通信測控系統(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)測對象進(jìn)行適時數(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)過程自動化監(jiān)測系統(tǒng)中使用。（2）軟件設(shè)計。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轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，送往上位計算機(jī)，由上位機(jī)的組態(tài)軟件將變量寄存器中的數(shù)據(jù)計算后顯示和生成報表。（3）系統(tǒng)界面設(shè)計。上位機(jī)的設(shè)計利用VB來進(jìn)行計算機(jī)程序的實現(xiàn)，設(shè)計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)實現(xiàn)功能。第一，對供電系統(tǒng)中主要部件、部位的電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率及溫度等主要參數(shù)進(jìn)行自動檢測并定時打印，以便了解運行情況和早期發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常情況。第二，通過實時顯示主接線畫面，各帶電電壓等級以不同顏色出現(xiàn)，未帶電全呈綠色。第三，通過打印機(jī)打印測量和計算后的曲線、圖表等，完成各種報表、統(tǒng)計的要求。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操作斷路器的合、分閘，可避免誤操作。第五，能對整個變電所的供電系統(tǒng)進(jìn)行有載自動調(diào)壓、功率因數(shù)自動補(bǔ)償、尖峰負(fù)荷的自動抑制等實時監(jiān)控自動調(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。對母聯(lián)自動投切裝置要求反應(yīng)迅速，動作正確，工作可靠，保證工廠供電的連續(xù)性。第一，當(dāng)6kv1號電源進(jìn)線失壓或電壓波動時，如果2號電源進(jìn)線電壓正常，在自動裝置控制下，l號電源進(jìn)線跳閘后，6kV母聯(lián)開關(guān)自動合閘，由2號電源給整個變電站供電。第二，當(dāng)2號電源進(jìn)線失壓或電壓波動時，如果l號電源進(jìn)線電壓正常，在自動裝置控制下，2號電源進(jìn)線跳閘后，6kV母聯(lián)開關(guān)自動合閘，由1號電源給整個變電站供電。第三，兩條電源進(jìn)線同時發(fā)生低電壓時，自動裝置閉鎖不動作。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)裝置動作造成線路失壓時，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電時，母聯(lián)備自投裝置不動作。第六，對電源進(jìn)線手動操作停電時，母聯(lián)備自投裝置不應(yīng)動作。（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，良好的擴(kuò)展性，價格低廉。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)延時最大為10ms，機(jī)械壽命（無負(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對進(jìn)線、母聯(lián)斷路器的控制。為了避免手動斷開進(jìn)線斷路器操作時引起母聯(lián)備自投誤動作，將PLC控制的跳閘信號節(jié)點引入進(jìn)線斷路器控制回路中，在進(jìn)線斷路器手動分閘回路中串入一對轉(zhuǎn)換開關(guān)觸點，設(shè)定為手動操作時該觸點接通；同時母聯(lián)斷路器自動投入合閘回路中也串入轉(zhuǎn)換開關(guān)的一對觸點，設(shè)定為自動狀態(tài)時該觸點接通，這樣就有效地避免了手動操作時母聯(lián)備自投的誤動作。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]Abraham Silberschatz，Peter Galvin，Gerg Gagne．實用操作系統(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[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007