PLC在低壓柜電氣“三鎖兩鑰匙”聯鎖中的應用

陳學波

[摘? ? 要]在配電雙電源電力系統中，采用分列運行模式，會經常碰到兩進線斷路器與聯絡斷路器進行三鎖兩鑰匙進行電氣聯鎖。此系統如果采用各種繼電器配合斷路器搭建的控制系統，比較煩瑣，不易檢修，運行也不可靠。如果采用市場上專用的控制儀，價格貴。加上本來市場就小，產品無法大批量生產，穩定性也不是很好。所以提出采用PLC可編程控制配合斷路器的組成的一個三鎖兩鑰匙進行電氣聯鎖控制系統。因PLC是一款專門用于自動化控制的穩定性非常高的配件。又加上PLC程序是可現編的，可以結合各自電力系統情況制定相應控制要求。

[關鍵詞]PLC ;三鎖兩鑰匙

[中圖分類號]TP391.9 [文獻標志碼]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。當一個電源出現問題，另一個電源可以快速投入，以減少損失。這些系統都是采用分列運行，平時都是由兩電源各自對各自供電范圍供電，如果碰到負載運行低，也可以由其中一電源負責全部負載的供電。電氣三鎖兩鑰匙系統如圖1所示。

電氣“三鎖兩鑰匙”系統工作說明：

（1）自投自復：原始狀態為邏輯表1中的運行狀態1，當某一電源出現故障，發生斷路器跳閘，聯絡

斷路器自動投入。當事故電源恢復正常后，聯絡斷路器自動分閘，投入恢復正常后的電源側進線斷路器，恢復運行狀態1。

（2）自投不復：原始狀態為邏輯表格中的運行狀態1。當某一電源出現故障，發生斷路器跳閘，聯絡斷路器自動投入。當事故電源恢復正常后，聯絡斷路器需要人工分閘，由人工調整運行狀態1。

1 硬件設計

（1）系統工作電源設計：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，因為PLC是此系統中的核心配件。工作電源需要穩定持續供給。該電源是系統的穩定運行的基礎。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線斷路器上樁頭。平時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）控制狀態設計。系統控制狀態由一個轉換開關控制見表2，設計3種控制狀態：自投自復、手動和自投不自復。這3種狀態基本能滿足大部分客戶需求。特別在設有手動狀態，此狀態在緊急狀態下可以解鎖運行模式，變為手動操作。但也只能按3種運行狀態運行。

2 電源電壓檢測

兩側電源正常是否是系統運行動作標準。即該電源電壓若不正常，程序就要求發生動作。因為PLC需要增加模擬量輸入模塊，再加上把電壓信號轉換成模擬量輸入PLC才能用。此方法運行條件需要增加配件，不利于系統穩定性。

因為進線斷路器按標準都需要配有失壓線圈，當電壓達不到系統要求，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。可以采用斷路器此功能，即能解決失壓時斷路器自動分閘，不需要系統編程解決，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判斷，使PLC程序變得簡單可靠。如圖3所示，當取至電源進線斷路器上側電源線號1X12，如果此電壓低于標準值，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，1ZJ是電壓信號輸入，所以系統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計

如圖3原理圖內容，斷路器分閘是可以采用轉換開關手動狀態，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，所以系統對斷路器分閘條件是開放的，是優先考慮的，這設計思路完全符合電力常規要求。

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 程序設計

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，結合圖4控制原理圖，分閘指令直接斷開失壓線圈，因為如果只切斷分閘線圈，斷路器的合閘線圈還能工作，但也會馬上分閘，所以系統會有紊亂風險。但切斷失壓線圈，斷路器合閘線圈就無法工作。因為合閘線圈正常工作的前提是失壓線圈要正常工作。這樣設計對整個系統非常安全可靠。

3.2 合閘程序

從程序可以看出如圖8，兩進線斷路器的自動合閘條件是電壓信號和自身斷路器狀態是正常處于分閘狀態、聯絡斷路器分閘狀態，就是達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斷狀態。防止重復合閘，只當斷路器分閘后恢復正常。

圖9 聯絡斷路器自動合閘程序

聯絡斷路器的自動合閘命令跟進線斷路器差不多，有兩條自動合閘命令如圖9。這兩樣合閘指令，確保聯絡斷路器不管轉換開關處于哪種狀態，聯絡斷路器都能自動合上，確保系統重要負載斷電后及時送電。

4 結束語

在技術上，利用了PLC強大的程序可編輯能力，使原本復雜的條件過程控制在PLC內完成，使電氣二次控制原理變得簡化簡單。重要聯鎖采用斷路器本體上的機械結構使安全性沒有降低，兩者有效結合控制，解決電氣中的三鎖兩鑰匙電氣聯鎖變得簡單有效。

在經濟上，因本系統采用小型PLC就能滿足要求，省去了大量的各種繼電器和時間繼電器，所以成本沒有增加。從公司售后運行反應情況，也是非常穩定可靠，減少了公司售后維修成本。所以這種控制方式值得推廣應用。

參考文獻

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