PLC在双电源备自投控制系统中的应用
用PLC实现煤矿地面变电所备用电源的自动投入
用PLC实现煤矿地面变电所备用电源的自动投入作者：张景库来源：《职业·下旬》2013年第12期摘要：为了保证煤矿供电的可靠性，煤矿地面变电所必须采用双回路独立电源供电，当运行电源发生故障时，应立即投入备用电源工作。
本文尝试用现代工业计算机（PLC）实现煤矿地面变电所备用电源的自动切换。
关键词：PLC 煤矿地面变电所备用电源自动投入煤矿生产是工业能源的主要来源之一，由于煤矿生产的特殊环境，决定了煤矿安全供电的重要性。
为了保证煤矿供电的可靠性，煤矿地面变电所必须采用双回路独立电源供电，当运行电源发生故障时，应立即投入备用电源工作，以确保各级生产负荷对供电的要求。
然而传统的备用电源的自动投入过程是人工手动操作，既不安全又造成停电时间较长，对人身生命安全及矿井的生产环境都将造成很大的影响。
因此，笔者尝试用现代工业计算机PLC实现煤矿地面变电所备用电源的自动投入，具体内容如下。
一、应用可编程控制器实现控制的必要性可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，它专为在工业环境下应用而设计。
从1969年诞生第一台可编程控制器以来，它的功能、可靠性、性价比、灵活性、抗干扰能力都在不断提升，愈来愈受到人们的重视，因此在工业生产中的应用也愈来愈广泛。
所以，我们可以应用PLC的这些优点，实现煤矿地面变电所备用电源的控制。
二、煤矿地面变电所备用电源的自动投入过程图1所示为沈阳煤业集团红阳煤矿地面变电所的接线图。
该煤矿地面变电所采用两路35kV电源进线、按双T形接线的供电方式，并通过高压真空断路器9QF形成桥路连接。
假设原来工作于1#电源进线带1T变压器工作状态，那么，当发生1#电源进线失压或1T变压器故障，则应通过PLC的自动投入备用电源功能立刻投入到2#电源进线或2T变压器工作状态，以确保供电的连续性。
从红阳煤矿地面变电所的接线方式可以看出，两路电源进线和两台变压器的双T形接线运行组合方式主要有以下几种。
图1第一种是1#电源进线带1T变压器工作方式；第二种是1#电源进线带2T变压器工作方式；第三种是2#电源进线带1T变压器工作方式；第四种是2#电源进线带2T变压器工作方式。
智能双电源切换的控制原理和应用
智能双电源切换的控制原理和应用作者：赵国深，王小斌来源：《科技创新导报》 2011年第11期赵国深王小斌(中油朗威工程项目管理有限公司河北廊坊 065000)摘要:本文通过对智能转换双电源装置的工作原理及控制技术进行分析,设计了相应的硬件电路及PLC控制程序,实现了基于PLC技术的双电源装置的智能转换。
关键词:双负载—双电源自动切换 PLC控制中图分类号:TN86 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)04(b)-0122-021 智能双电源切换的技术方案本文所述的双负载—双电源自动切换的PLC控制,用PLC控制程序取代继电器逻辑控制电路,其具有对三相供电电源的缺相检测及保护切换功能,在电源恢复正常后能自动进行反切换,当发生故障和恢复正常时能分别发出两种区别明显的报警和提示音响。
双负载—双电源自动切换的PLC控制,其缺相保护主要采取的技术方案是:设置有三相缺相检测信号回路,该三相缺相检测信号回路直接取自于三相电源的主回路,即用中间继电器KA1-KA3和KA4-KA6,分别接于电源主回路U1和U2的A相、B相和C相单相回路中,KA1-KA3和KA4-KA6的常开触点分别作为PLC的输入信号,即作为编制PLC的U1和U2三相缺相检测逻辑控制程序时的输入条件。
具有缺相保护的双负载—双电源自动切换控制,不仅具有缺相保护,同时还具有短路和过载保护、失压保护等功能;能自动进行缺相检测、三相电流显示,某一路供电电源发生故障时能自动切换到另一路电源继续对负载供电,并发出声光报警;在电源恢复正常后能自动进行反切换;在发生故障和恢复正常时能分别发出两种区别明显的报警和提示音响效果。
它克服了现有中低档双电源切换控制系统的没有缺相保护,不能自动进行反切换,以及故障和恢复正常时使用单一的音响提示等缺陷。
本控制系统具有功能完备、性能可靠、电路构造简单、制造成本低廉等特点。
2 智能双电源切换的主电路控制具有缺相保护的双负载—双电源自动切换控制电路,如图1所示。
PLC在低压开关设备备用电源自投装置中的应用
Ａｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｐｌｃ ｔｏ ｆ ＰＬＣ ｔ ｔ ｍ ａ ｉ ｆ Ｔｈ ｏ －ｎ Ｅｑ ｐ ｅ ｔ ｗｉｈ Ａｕ ｏ ｔｃ ｏ ｒ ｗ ｉ ｕｉ ｍ ｎ
低 压电器 （０ １ ｏ ２ ２ １ Ｎ ．２）
・ 套电器 ・ 成
Ｐ Ｃ 在 低 压 开 关 设 备 备 用 电 源 Ｌ 自投 装 置 中 的 应 用
付 贤东 ， 涂佳 欢 ， 钱 敏
（ 江三峡 能 事达 电 气股份 有 限公 司， 长 湖北 武 汉
摘
４０ ７ ３ ０ ０）
要 ：以电站“ 无人值 班 ， 少人值 守” 为设计原 则 ， 选取 ｓ — ０系列 Ｐ Ｃ装置 ， ７３ ０ Ｌ 配 付 贤 东 （ ９ ４ ） １８ 一 ，
０ 引 言
备用 电源 自动投 装 置 （ 简称 备 自投 ） 对 提 高 ， 多 电源 供 电负 荷 的供 电 可 靠性 ， 证 连 续 供 电有 保 重要 作 用 ¨ 。 当工 作 电 源 因故 障 或 其 他 原 因 消 Ｊ 失 后 ， 自投 迅速 将 备 用 电源 或 其 他 正 常 工 作 电 备
Ａｂｓ ｒ ｔ Ｂａ ｉｇ ｏ ｏ ｗａｃ ｅ ｐ ｒｏ ｅ ｏ ｓ ｏ ｕｔ ｔ ａｃ ： ｓｎ ｎ ｎ ｔｈｋ ｅ ｅ ｒｆ ｗ ｎｅ ｎ ｄ ｙ，ｔ ｓ ａ ｐｌｅ ｔ ４ ｋ ｓ ｔｈ ｅ ｒｂ ｈｅ ｔｃ ・ ｈｅ ｗａ ｐ ｉｄ ｏ０． Ｖ ｗｉｃ ｇ ａ ｙ ｔ ｅ ｈ
利用PLC实现水电厂备用电源自动投入功能
（ ｎｕ ａ ｓｎ ｉＨ ｄｏ ｏ ｒ ｖｌｐ ｎ Ｃ ． Ｔ Ｂ ｉｉ７ ０ ０ ， ｈｎ） Ｇａｓ Ｘｉ ａｘａ ｙ ｒｐ ｗｅＤｅｅｏｍｅｔ ｏ， Ｄ， ａ ｎ ３９ ０Ｃ ｉ ｏ Ｌ ｙ ａ
Ａｂ ｔ ｃ ： ｈ ｍｅｈ ｄ ｆ ｓ ｇＰ Ｃｔ ｍｐｅ ｎ ｂ ｃ ｕ ｏ ｅ ｓ ｕｃ ｕ ｍａｉｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｏ ｉｉｇｗｉ ｕｏ ｎ ｅ ｔ ｎｏ ｅａｉ ｅ ｕ ｓ ｓ ｒ ｔＴ ｅ ｔｏ ｏ ｕ ｉ Ｌ ｏｉ ｌｍｅ ｔ ａ ｋ ｐｐ ｗ ｒ ｏ ｒ ａ ｎ ｅａ ｔ ｔ ｏ ｎ ｃｉ ｃ ｍｂｎｎ ｏ ｃ ｏ ｔ ｔｃ ｈａ ｏ ｃ ｏ ｐ ｒｔ ｎｒｑ ｅｔ ｉ ｏ ，
自投 的 可 靠 性 和 稳 定 性 也 有 很 大 的 提 高 。 软 件 编 程 用 代 替 了传 统 的 硬 件 接 线 ， 当实 际要 求 系 统 在 功 能 方 面
电源无 电压时， 自投不应动作； 自投应躲过因任何 备 备 原 因引起母线电压下降的时间， 这种情 况是指母 线电
压 在 短 时 间 内恢 复 正 常 ， 因而 要 求 延 时 时 限 应 大于 最
作者简介： 凌胜 军（９ ４）工程师， １７ ．， 从事水电厂 自动化工作 。
收稿 日期：０ ９１－２ ２０ —１ ０
与备 自投都需对厂用开关进行控制， 两者功能相同。 因
此 ， 厂 用 电Ｌ Ｕ中可 以方 便地 实 现备 自投 功 能 ， 需 在 Ｃ 不
另外增加一套备 自投装置， 在装置、 电缆等方面节约了 投资 ， 减少了故障点 ， 并且增加了备 自投的可靠性 。
伺 服 及 ＰＬＣ 控 制 系 统
利用 Ｐ Ｃ 实现 水 电厂备 用 电源 自动 Ｌ
plc在电网备用自动投入的应用
目录目录....................................... ..................... ......... (1)摘要............................................................ .. ....... (2)Abstract ....................................................... .. ....... (3)1 总体设计.................................................... . (4)1.1总体设计 (4)1.2PLC简介 (4)2备自投的基本要求及动作程序...................................... (6)2.1备自投的基本要求 (6)2.2备自投的动作顺序逻辑 (6)2.3plc主要抗干扰措施................................ ......... ......... ...... .73 PLC系统配置及程序设计............................ ......... ......... ......... . (8)3.1plc的系统配置........ ......... ......... .... ......... ......... . ........ .8 3.2 程序设计..................................... ..... .... ...... ....... ...... .8 4结论结束语........ ......... ............. ....................... ......... . (12)参考文献......... ......... ......... ......... ......... ......... ... .. (13)外文文献............................................... .. . ........ (14)摘要根据备用电源自动投入装置使用的特点，将PLC芯片应用于备用电源自动投入装置用于电网设备电源自动切换，解决断电时的工作电压的消失，导致用户权限问题。
PLC在双电源备自投控制系统中的应用
P L C在双电源备自投控制系统中的应用公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-计算机控制技术与应用课程设计题目：PLC在双电源备自投控制系统中的应用系别：电气工程与自动化专业：电气工程及其自动化姓名：荆毅PLC在双电源备自投控制系统中的应用内容摘要:低压双电源各自投控制系统常采用各类继电器组合控制, 存在切换不够快速、可靠性差、维护量大,很大程度上影响着供电的连续性。
而基于PLC控制的各自投控制系统,可以集成常用的明备用和暗备用双电源控制方案,其可靠性高、操作方便、动作迅速、外部接线简单,不同的方案只需通过转换开关就能方便的选择相应的控制程序, 不但能提高供电可靠性, 还可以进行故障判断和闭锁自投功能,从而提高设备的安全运行水平。
关键词:PLC、双电源、备自投、闭锁目录前言 (1)第一章双电源系统一次方案和切换要求................................................... .21.1两台变压器暗备用方式 (3)1.2两台变压器明备用方式 (4)第二章控制系统..................................... .52.1 变压器电压的检测 (6)2.2 断路器的控制 (7)2.3 进线断路器的控制接线 (8)2.4 PLC的选择及 I/0分配 (9)第三章逻辑框图及逻辑关系3.1逻辑功能图 (10)3.2梯形图 (11)第四章结束语..................................... (12)参考文献............................................ .13前言随着科学技术的迅速发展和国民经济的现代化, 人们的工作生活对电能的依赖越来越高,对供电可靠性、连续性的要求越来越严。
常见的双电源各自投控制系统采用各类继电器组合实现,由子元件多、接点多,其维护量大、切换不够快速、可靠性差,在一定程度上影响着人们用电的连续性。
PLC在备用电源自动投入中的应用设计
PLC在备用电源自动投入中的应用摘要随着工农业生产及各项科技的快速发展，以及人们的生活水平不断的提高，各个领域对供电的要求也越来越高，很多电力用户的供电必须是连续性的。
尤其像医院、卫星发射基地、交通枢纽、政府机关等，一旦停电将会造成无可挽回的经济损失和政治影响。
所以，需采取备用电源来保证供电的连续性，采用PLC（可编程控制器）控制备用电源的自动投入会大大的增加系统的可靠性。
本文主要介绍了备用电源自动投入装置的组成和原理要求、输入输出的设计，阐明了断路器及其控制。
设计了系统结构原理图、PLC 的硬件接线图、继电器控制原理图、自动重合闸等。
经综合考虑影响备用电源自动投入的因素，设计了PLC梯形图、明备用和暗备用程序流程图等相应的流程图和软件程序编排。
本文将明备用与暗备用综合在一起，通过断路器检测信号发给PLC，然后PLC综合处理两条线路是否明备用还是暗备用，根据各自的程序设计流程图往下运行，最后通过PLC处理决定是否该投入备用电源。
本文还设计了报警装置，对各种错误动作进行报警。
关键词PLC，备用电源自动投入，暗备用ABSTRACTWith the rapid development of industrial and agricultural production，as well as the people's living standard improved, the supply of each field requirement to power is also more and more high,many power users must be continuity. Such as hospital, satellite launch center, transportation hub, government agency. once electricity will cause irreparable economic losses and political influence. Therefore, it must take the standby power supply to ensure the continuity of power supply, using PLC (programmable logic controller) automatic control of the standby power supply will greatly increase the reliability of the system.This paper will Ming standby and dark alternate together, through the circuit breaker detection signal is sent to PLC, according to the respective flow chart of the program to run, the final decision on whether to the standby power supply through the PLC processing. This paper also designs the alarm device, alarm on all kinds of wrong action.Key Words:PLC,S tandby Power Supply, Dark Alternate目录1 概述 (1)1.1 选题的目的及意义 (1)1.2 选题的内容及要求 (1)2 备用电源自动投入装置简介 (2)2.1 备用电源自动投入装置的背景 (2)2.3 备用电源自动投入装置的特点 (5)3 PLC简介 (6)3.1 可编程控制器简介 (6)3.2 可编程控制器的特点 (6)4 自动重合闸简介 (7)4.1 认识自动重合闸装置 (7)4.2 重合闸的分类 (8)4.3 对自动重合闸的一些基本要求 (9)4.4 自动重合闸装置的原理分析 (9)5 备用电源自动投入的实现 (12)5.1 备用电源自投的备用方式 (12)5.1.1明备用的控制 (12)5.1.2暗备用的控制 (13)5.2 备用电源自动投入装置的要求与解决方法 (14)5.3 备用电源自动投入的方案 (16)5.4 备用电源自动投入的系统框图 (17)6 装置硬件电路设计 (17)6.1 硬件结构图 (17)6.2 PLC选型 (20)6.2.1 PLC型号选择及I/O端子分配 (20)6.2.2 FX2N系列可编程程序控制器的基本组成 (20)6.2.3 三菱FX2N-128MR-001与 FX2N-8AD特点简介 (21)6.3 PLC的输入输出接线图 (21)6.4 继电器控制原理 (25)6.5 断路器控制原理 (26)6.5.1 暗备用工作原理 (29)6.5.2 明备用工作原理 (30)7 备用电源自动投入装置的软件设计 (31)7.1 程序设计流程图 (31)7.2 程序设计梯形图 (34)7.3 工作原理分析 (36)结论 (39)参考文献 (40)答谢 (41)附录 (42)1 概述1.1 选题的目的及意义随着国民经济的高速发展，电力用户对重要负荷不间断供电的要求也不断提高，所以备用电源的设置显得非常重要。
基于PLC的备用电源自动投入控制系统设计
基于PLC的备用电源自动投入控制系统设计张飞云;赵秋宇;粟伟周【摘要】A typical automatic bus transfer control system is designed based on S7-200 PLC. The system can automatically identify the actual operation and then take appropriate automatic bus transfer action by analyzing the collected digital signals. Besides, the system has the functions of warning and display. When the power supply system breaks down, it will alarm and cut off faults immediately, thus can meet the demands of users toward power supply quality.%利用S7—200PLC实现对一种典型备用电源自动投入系统的控制．该系统通过对所采集数字信号的分析，能自动识别系统的实际运行情况并采取相应的备自投动作．同时该系统具有完善的故障报警和显示功能，在供电系统出现故障时第一时间报警和切除故障，满足用户对供电质量的要求．【期刊名称】《许昌学院学报》【年(卷),期】2012(031)005【总页数】4页(P30-33)【关键词】备自投;PLC;断路器;梯形图【作者】张飞云;赵秋宇;粟伟周【作者单位】许昌学院电气信息工程学院,河南许昌461000;许昌学院电气信息工程学院,河南许昌461000;许昌学院学报编辑部,河南许昌461000【正文语种】中文【中图分类】TP29在工矿企业、医院、机场等场所的低压供电系统中，要求供电系统无论是正常运行还是发生事故时，都能保证其连续供电，备用电源自动投入装置即可实现此功能［1］.从70年代末开始，国外已出现自动控制、电力系统保护等方面有关的研究和试验工作.我国变电站综合自动化的研究开始于80年代中期，目前国内备自投装置主要有电磁型继电器组屏、微机型装置和软件编程备自投3种类型.早期的主要产品是电磁型备自投装置，而目前在大中型系统方面的主流是微机型备自投.基于PLC或其他控制方式控制的备自投主要用于中小型系统，而且以其运行的可靠性和稳定性、很高的性能价格比受到很多客户的青睐，在低压供配电系统中得到广泛应用［2-4］.1 备自投总体框架及实现方式［5，6］图1所示为备用电源自动投入装置总体结构图，从该图可看出，通过电压互感器对电路相关信号进行采集，将信号送至电压继电器中，通过电压继电器的相关动作来实现PLC的开关量输入.装置中通过对采集信号的分析能够跟踪当前系统的运行方式，输出信号通过中间继电器直接连接至断路器的控制继电器，控制断路器的开通与关断.1.1 本系统中备自投典型接线及工作流程备自投装置接到线路中各断路器的位置接点和其他二次侧的装置上，进线备自投逻辑判断和控制，并根据定值和各断路器位置，将相应的备自投方式自动投入.软件处理中加适当延时，但延时不能过长，应小于最短的断路器跳闸时间.需要设置备用电源自动投入的机场、医院等场所的典型接线一般如图2所示，单母线分段分别直接将两条电源进线接入或通过变压器接入.本文主要针对图2的主接线形式进行分析设计.供电正常时，1#进线和2#进线应同时供电，实现暗备用.断路器1DL和2DL处于合闸状态、断路器3DL和母联断路器4DL处于分闸状态.故障状态下，应分以下几种情况:(1)当1#进线出现故障时，1DL断开，母联4DL合闸投入，同时油机处于热启动状态，3DL仍然保持断开，启动故障告警.(2)当2#进线出现故障时，2DL断开，母联4DL合闸投入，同时油机处于热启动状态，3DL仍然保持断开，启动故障告警.(3)当1#、2#进线均出现故障时，1DL和2DL均断开，母联4DL合闸投入，油机热启动，经一定延时后3DL合闸投入，启动故障告警.图1 备用电源自动投入装置总体结构图2 备自投主接线示意图1.2 备自投的逻辑判据备自投按照运行方式的不同可分为明备用和暗备用，即进线备自投和母联备用电源自投.图2为暗备用的主要接线方式，为了使编程简单，备自投具有清晰的逻辑，将其分解为若干个动作.每个动作分别设有充电条件和动作条件.而动作条件分别由启动条件、闭锁条件和检查条件组成.当所有充电条件都满足，闭锁条件都不满足，且持续时间超过15秒的时候，该动作的充电标志置位，并允许该出口动作.在这种情况下，如果启动条件全部满足，闭锁条件均不满足，该动作出口控制相应的继电器动作.动作出口后，核对检查条件(用于判断继电器是否动作成功).如果条件满足，则认为动作成功，否则发出动作失败的报警信号.断路器出口动作条件的逻辑框图如图3所示.图3 断路器出口动作的逻辑条件框图由图2主接线图可知，断路器1DL和2DL的投切逻辑关系基本一样，各断路器的合闸投入与退出逻辑也是基本一致，故参考图3所示总的条件框图，给出合母联线4DL的逻辑框图，如图4所示.2 硬件设计通过对系统控制要求的分析可知，系统共需34个开关量输入点，15个开关量输出点.选用的S7－200型PLC的主模块为CPU226，其开关量输出为16点，输出形式为AC220V继电器输出，由于端子数量不够，选用扩展模块EM221，其有16个数字量输入模块.基于PLC的备自投系统设计的基本要求如下:(1)工作母线上的电压不论因任何原因消失时备自投均应动作，包括由于运行人员的误操作造成的失压.但应防止电压互感器熔丝熔断时误动.(2)应保证在工作电源断开且备用电源正常时才能投入.这样可防止备用电源投入到故障元件时起不到作用，甚至存在扩大故障的危险.(3)备自投应保证只动作一次.当工作母线发生持续性短路故障时，备自投第一次动作将备用电源投入后，因故障依然存在，继电保护动作将备用电源断开，此后，不允许备自投再次动作，以免使备用电源造成不必要的冲击.(4)备用电源投于故障上时，应使继电保护加速动作，且备用电源有电压时才能投入.(5)备用电源自投装置自投时限应尽可能短，以保证负载中电动机自启动的时间要求.(6)手动断开工作电源时，备自投装置不应动作，且系统有完善的报警功能.图4 合母联4DL逻辑框图根据以上控制要求统计控制系统的输入输出信号的名称、代码及地址编号如表1所示.3 软件设计根据系统的控制要求，备自投工作时的动作如下:系统启动后，开始上电或复位，如果备自投系统满足充电条件，即开始充电，经过充电延时后检测是否满足系统的启动条件，满足后将备自投系统启动，相应的断路器动作，检测投切是否成功，成功则进入备用线路供电状态，否则告警.若系统满足恢复原来供电条件，则动作相应的断路器，投切不成功则告警.4 结语利用S7-200 PLC实现对一种典型备用电源自动投入系统的控制.供电正常时，接入负荷中的两条母线经过备自投装置分别供电.当其中任何一条进线出现故障时，断开该进线并将母联断路器合上，保证系统的正常供电，当两条母线均出现故障时，发电机投入运行，并发出故障报警信号，恢复正常供电后再将相关动作还原.该系统可以在供电系统出现故障时第一时间报警和切除故障，满足用户对供电质量的高要求.表1 输入/输出点代码及地址编号I3.5进线1DL合位 I0.1 手动停发电机 I3.6进线1DL退出点 I0.2 恢复市电供电 I3.7进线1DL连接点 I0.3 手动自动转换开关 I4.0进线1DL故障点 I0.5 复归按钮1 I4.1进线2DL分位 I0.6 1#进线手动自动 I4.4进线2DL合位 I0.7 2#进线手动自动 I4.5进线2DL退出点 I1.0 发电机出口手动自动I4.6进线2DL连接点 I1.1 母联手动自动 I4.7进线2DL故障点 I1.3 跳1DL Q0.0发电机进线3DL分位 I1.4 合1DL Q0.1发电机进线3DL合位 I1.5 跳2DL Q0.2发电机进线3DL退出点 I1.6 合2DL Q0.3发电机进线3DL连接点 I1.7 跳3DLQ0.4发电机进线3DL故障点 I2.1 合3DL Q0.5母联4DL分位 I2.2 跳4DL Q0.6母联4DL合位 I2.3 合4DL Q0.7母联4DL退出点 I2.4 故障告警信号 Q1.0母联4DL连接点 I2.5 双进线运行 Q1.1母联4DL故障点 I2.7 单进线I运行 Q1.2 1#进线有压 I3.0 单进线II运行 Q1.3 I段母线有压 I3.1 单发电机运行 Q1.4 2#进线有压 I3.2 启动发电机 Q1.5 II段母线有压 I3.3 故障报警 Q1.6发电机出口有压名称编程地址名称编程地址进线1DL分位 I0.0 发电机启动开入I3.4参考文献:［1］唐涛，诸伟楠，杨仪松，等.发电厂与变电站自动化技术及其应用［M］.北京:中国电力出版社，2005.［2］邵玉槐.电力系统继电保护原理［M］.北京:中国电力出版社，2008. ［3］文化宾，宋永端，李蕊，等.一种新颖的母联备自投逻辑方法［J］.电气自动化，2011，33(2):57－59.［4］刘利成.一种备用电源自投装置的缺陷及解决方案［J］.电力自动化设备，2004，24(8):95－96.［5］杨朝菁，高华英，李柏松，等.一种提高对保护动作适应性的微机备用电源自投装置设计方案［J］.继电器，2005，33(21):79－82.［6］苏文成.工厂供电［M］.北京:机械工业出版社，2004.。
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计算机控制技术与应用课程设计题目：PLC在双电源备自投控制系统中的应用系别：电气工程与自动化专业：电气工程及其自动化姓名：荆毅学号：B14043314PLC在双电源备自投控制系统中的应用内容摘要:低压双电源各自投控制系统常采用各类继电器组合控制, 存在切换不够快速、可靠性差、维护量大,很大程度上影响着供电的连续性。
而基于PLC控制的各自投控制系统,可以集成常用的明备用和暗备用双电源控制方案,其可靠性高、操作方便、动作迅速、外部接线简单,不同的方案只需通过转换开关就能方便的选择相应的控制程序, 不但能提高供电可靠性, 还可以进行故障判断和闭锁自投功能,从而提高设备的安全运行水平。
关键词:PLC、双电源、备自投、闭锁目录前言 (1)第一章双电源系统一次方案和切换要求 (2)1.1两台变压器暗备用方式 (3)1.2两台变压器明备用方式 (4)第二章控制系统 (5)2.1 变压器电压的检测 (6)2.2 断路器的控制 (7)2.3 进线断路器的控制接线 (8)2.4 PLC的选择及 I/0分配 (9)第三章逻辑框图及逻辑关系3.1逻辑功能图 (10)3.2梯形图 (11)第四章结束语 (12)参考文献 (13)前言随着科学技术的迅速发展和国民经济的现代化, 人们的工作生活对电能的依赖越来越高,对供电可靠性、连续性的要求越来越严。
常见的双电源各自投控制系统采用各类继电器组合实现,由子元件多、接点多,其维护量大、切换不够快速、可靠性差,在一定程度上影响着人们用电的连续性。
而基于PLC控制的备自投控制系统,可以集成常用的明各用和暗各用双电源控制方案,其可靠性高、操作方便、动作迅速、外部接线简单,不同的方案只需通过转換开关就能方使的选择相应的控制程序,不但能提高供电可靠性,还可以进行故障判断和闭锁自投功能,从而提高设备的安全运行水平。
第一章双电源系统一次方案和切换要求最常用的低压双电源供电方案有两台变压器暗各用方式和两台变压器明备用方式。
1.1 两台变压器暗备用方式1.1. 1 两台变压器暗各用一次方案图1为单母线分段,两台变压器互为各投的暗备用方案:正常运行情况下两台变压器分别带 I、 II段母线运行, QF1、 QF2在合闸位置, QF3在分闸位置。
当某一台变压器失电或有故障时,相应的进线断路器跳闸,母联断路器 QF3合闸, 另一台变压器带 I、 II段母线运行。
1. 1.2 两台变压器暗备用切换要求(1) 两台变压器供电正常, QF1、 QF2应在合闸位置, QF3在分ll11]位置,两台变压器分别带I、 II段母线运行(2)当某台变压器无论什么原因失电时,应首先分开本側进线断路器后,再合上母联断路器QF3, 由另一台变压器带 I、 II段母线;·1行; 当该台变压器恢复来电后,应首先分开母联断路器QF3后,再合上该側进线断路器, I、II段母线分列1行(3)当两台变压器都失电时,三台断路器都.应分1l11]当变.压器恢复来电后, 进线断路器应自动投入, 带上相.应的母线;·1行（4)任一台断路器故障跳ll11],应闭锁自投断路器(5)变压器超温跳ll⊠,应闭锁该側断路器,待变.压器超温故障解除后方可投入。
(6) 电压检测的任一相断线时,PLC 不应误动作;人工手动操作断路器时PLC不应动作。
(7)任何情况下.应保证最多两台断路器合闸。
1.2 两台变压器明备用方式1.2 1 两台变压器明备用一次方案图2为单母线不分段,两台变压器一用一各的明备用方案:正常运行情况下主用变压器(如1#变压器)带母线运行, QF1在合闸位置, QF2在分闸位置。
当主用变压器失电或有故障时,主用断路器QF1分闸,各用断路器QF2合闸,各用变压器(如2#变压器)带母线运行。
1. 2 .2两台变压器明备用切换要求(1)主用变压器和各用变压器都正常有电, QF1应在合闸位置, QF2在分闸位置,主用理器带母线运行。
(2)当主用变压器无论什么原因失电时,应首先分开主用断路器QF1后,再合上备用断路器QF2,由各用变压器带母线运行;当主用变压器恢复来电时,应首先分开备用断路器QF2后,再合上主用断路器QF1,由主用变压器带母线运行。
(3)当两台变压器都失电时,两台断路器都应分闸;当变压器恢复来电后, 断路器应自动投入,带上母线运行。
(4)任一台断路器故障跳闸,应闭锁另一台断路器自动投入.(5)变压器超温跳闸,应闭锁该側断路器,待变压器超温故障解除后方可投入.(6)电压检测的任一相断线时,PLC不应误动作;人工手动操作断路器时PLC应动作.(7)任何情况下应保证只能一台断路器合闸.第二章控制系统2.1 变压器电压的检测图3为变压器电压检测用继电器接线图, KA1、KA2接在QF1进线端, KA3、KA4 接在QF2进线端,变压器有电时,继电器吸合,常闭触点打开,变压器失电时, 继电器返回,常闭触点闭合,为了防止电.压检测回路断线引起PLC误动作,把其常闭触点串联后引至 PLC作为电压检测输入信号。
2.2 断路器的控制目前市场上用在低压配电系统中的主断路器控制原理基本相似, 而暗备用方式和明备用方式控制接装也绝大部分相同, 为了简单分析, 现就暗备用方式采用上海施耐德配电电器有限公司的M T型断路器进行原理分析。
2.3 进线断路器的控制接线图4为 QF1 (QF2)进线断路器控制接线图,由子控制原理一样,括号外为 QF1 接线,括号内为 QF2接续,虚续框内 QF3和QF2 (QF1)辅助分别来自另两台断路器的状态信号, 串在本台断路器上进行电气互锁, 确保任何时候最多只能合两台断路器。
虚线框内 K0(K4)触点来自 PLC的自动合闸信号。
虚线框内1WT(2WT) 分别来自两台变压器的温度监控仪信号, 变压器运行温度超过设定值时, 其常开触点闭合接通跳闸线圏切除相应的断路器, 以保护变压器, 实线框内为断路器本体内部元件和触点, MN 为失压线圈, 变压器电压消失时, 失压线圈失电跳开断路器1 XF为合闸线圏, MX1为分励线圈, MCH为电动储能机构, 0F为断路器合分状态触点, SDE为断路器故障跳ll11]信号触点, SA1、 SA2为手动、自动控制断路器选择开关,打到“手动”位置时闭锁PLC自动控制该台断路器,但可以手动操作断路器1打到“自动”位置时闭锁手动操作断路器,由PLC自动控制断路器, SF1、SF2 为手动合闸按钮, ss1、 ss2为手动分闸按钮。
2.4 PLC的选择及 I/0分配根据上述控制要求,选择三菱公司的 FX2n一32MR型 PLC,输入输出各16点, AC220V电源,取自母联断路器的控制电源,完全精足控制要求,其 I/0分配地址见图6K A1~KA4为变压器电压检测信号, QF1~QF3为断路器合分状态信号SDE1-SDE3 为断路器故障跳闸信号, SA1-SA3为手动操作断路器信号, IWT~2WT 为变压器超温跳闸信号,都是用来闭i班PLC自投断路器, SA4用来切換 PLC自动控制的投入及其控制方式的选择,为防止輸出接点损坏,采用继电器扩.展其触点容量, K0为QF1 断路器合闸继电器, K4和 K5分别为 QF2断路器合分闸继电器, K10和 K11分别为QF3断路器合分l11111继电器, Y14为暗备用方式PLC自动控制投入指示, Y15为明各用方式PLC自动控制投入指示, Y16为自投闭锁指示, Y17为故障(变压器超温跳闸、故障跳闸)指示。
第三章逻辑框图及逻辑关系3.1逻辑功能图依据上述控制要求,绘制逻辑功能图,如图7、图8、图9、图10。
3.2 梯形图依据上述逻辑要求,编制梯形图,如图11, PLC通过SA4开关选择暗备用明备用和退出运行方式。
具体说明如下。
3.2程序说明（1）来电自投: PLC在自动控制位置,断路器无闭锁,断路器在分闸位置, 两台变压器电压都消失又来电后, PLC由KM根据两台变压器有电情况提供工作电源, 自动运行, 电压检测继电器KA常闭蝕点打开, X0(X1)转换,T0(T1) 延时0.5s,起动Y0(Y4),接通QF1 (QF2)合闸回路自动投入电源。
(2)备自投: PLC在暗备用位置,如1#变压器失电或超温故障, QF1跳闸,2# 变压器有电, QF2在合闸位置,且QF3无闭锁,起动T2,延时0.5s,起动Y10, 从而接通QF3合闸回路。
PLC在明备用位置,主用变压器失电或超温故障, QF1跳闸,备用变压器有电, QF2无闭锁,起动 T1,延时0.5s,起动Y4,从而接通QF2合闸回路。
(3)自恢复接通(2)暗备用, QF3合闸后,如1#变压器恢复正常, QF1无闭锁, QF1在分闸位置, QF3在自动位置,起动T3,延时0.5s,起动Y11,从而接通 QF3 分闸回路1确认 QF3分闸后,起动 T0,延时 0.5s,起动Y0,从而接通 QF1合闸回路,恢复1#变压器供电,接(2)明备用, QF2合闸后,如主用变压器恢复正常后, QF1无闭锁, QF1在分闸位置, QF2在自动位置,起动T2,延时0.5s,起动Y5,从而接通QF2分闸回路1 确认 QF2分闸后,起动 T0,延时 0.5s,起动Y0,从而接通 QF1合闸回路,恢复主用变压器供电(4)如果断路器故障跳闸, SDE故障信号使X5 (X6、 X7)触点转换,闭锁PLC 自投各用电源断路器, 防止自投到故障上, 扩大停电范围或损坏设各1 如果变压器超温跳闸, I WT(2WT)超温信号使X13 (X14)触点转换, 闭锁PLC自投该侧断路器,防止该断路器来回投切,必须待故障排除或温度降低后, PLC自动解除闭锁，这样才能保证设备安全运行。
(5) 当需人工操作断路器时, SA1(SA2SA3)必1l打到"手动位置使'X10 (X11、X12)触点转换, 闭锁PLC自投:正常运行清況下,SA1、SA2、SA3在自动位置, SA4在暗备用或明备用位置。
第四章结束语该控制系统是针对某个供电局大楼的低压双电源备自投控制系统进行优化改进的，其接线简单，结构紧凑，造价低，兼容性强，可与各种带电动操作的断路器进行组合，不仅可以应用在两台变压器的双电源方案中，还可以应用到其它形式的双电源方案中，如双线路、市电与自备发电的双电源供电系统。
控制可靠，切换快速方便，可以达到无人值班要求，应用前景广阔。
在这里，要感谢吕老师的悉心指导，在她热心的帮助下，使我顺利地完成了论文的编写。
同时要感谢学院的同学们，在他们的认真耐心的教导下，使我顺利地完成了所有模块的学习。
还有在学习当中，收获了很多课本上不能学到的东西。
参考文献［1］刘介才.工厂供电-4版.-北京：机械工业出版社［2］钟肇新、范建东.可编程控制器原理及应用-3版.-广州华南理工大学出版社［3］阮友德.电气控制与PLC实训教程-1版.-北京：人民邮电出版社［4］MISUBISHIELECTRICCORPORATION.FX2N系列微型可编程控制器使用手册.11,1999。