PLC在變電所合分閘遠程控制中的應用

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摘要：對變電所合分閘電源回路采用可編程序邏輯控制器進行遠程控制。介紹了由PLC組成的控制系統(tǒng)的主要功能、硬件配置、人機界面及程序設計。

關鍵詞：PLC;編程;人機;遠程控制

在變電所遠程控制系統(tǒng)中，為了提高供電質量，減少停送電時間，增加系統(tǒng)可靠性，采用可編程序邏輯控制器（PLC）對合分閘電源回路進行控制。遠程控制系統(tǒng)由人機界面（HMI）、PLC等組成，通過網絡交換機實現以太網雙向通訊。人機界面完成顯示、存儲、數據輸入、發(fā)布命令等任務。PLC的主要對電源回路進行控制。

我公司設有十個變電所。由于地方分散，當遇到高壓閃絡或全廠停電時，需要值班人員去各個變電所合閘，耗費時間長，同時也影響各單位的工作生產。因而引入PLC，各變電所的總出線柜和聯絡柜作為輸出總控制，通訊信息全部通過局域網傳輸至值班室人機，實現遠程合分閘操作。

1.變電所主電路見圖1（以某個變電所為例）

2.遠程合分閘操作任務

圖1中B1、B2為兩臺變壓器，其中，B1為常用，B2為備用，正常工作時B1為運行狀態(tài);QF1～QF4為NA1型萬能式斷路器。當發(fā)生高壓閃絡時，萬能式斷路器可能出現失壓保護動作，QF1、QF3、QF4跳閘。排除故障后，要求QF1、QF3、QF4依次合閘。當需要檢修停電時，要求QF1分閘。當需要切換變壓器且不停電時，要求QF2先合閘，QF1后分閘。

3.PLC結構及工作原理

PLC控制系統(tǒng)由輸入、邏輯控制、輸出三部分構成。采用軟件編程好的控制程序，掃描各輸入端的狀態(tài)，逐條掃描用戶程序，最后的輸出將驅動外部的電器，達到控制的目的。其外圍是將信號輸入設備（按鈕、開關等）和接收輸出信號執(zhí)行控制任務的輸出設備（如接觸器、電磁閥等執(zhí)行元件）與PLC的輸入/輸出端子相連接。

PLC的輸入/輸出接口電路用光電耦合器來傳遞信號，使內外部電路間避免了電的聯系，有效抑制了外部干擾源對PLC的影響，同時防止外部高壓串入;PLC的輸入/輸出接口電路的電源彼此獨立，避免了電源間的干擾。

4.PLC接線

萬能式斷路器的合閘按鈕和分閘按鈕為常開，，將PLC輸出繼電器的常開觸點并在啟動按鈕上，原控制線不予改動，PLC可發(fā)布命令實現萬能式斷路器合（分）閘。萬能式斷路器上有多組常開常閉輔助觸點，將一組常開常閉觸點并在繼電器的線圈上，可傳輸至PLC輸入端口該萬能式斷路器合（分）閘的信號。

PLC具體接線見圖2。PLC輸入接點X0～X7接指示繼電器K3、K4、K7、K8、K11、K12、K15、K16的常開觸點;PLC輸出接點Y0～Y7接合閘繼電器K1、K5、K9、K13和分閘繼電器K2、K6、K10、K14的線圈;指示繼電器K3、K7、K11、K15的線圈分別接在QF1～QF4的常開輔助觸點上，指示繼電器K4、K8、K12、K16的線圈分別接在QF1～QF4的常閉輔助觸點上;合閘繼電器K1、K5、K9、K13的常開觸點分別接在QF1～QF4的合閘按鈕上，分閘繼電器K2、K6、K10、K14的常開觸點分別接在QF1～QF4的分閘按鈕上。

5.PLC程序設計

當輔助繼電器M0為ON時，輸出接點Y0得電，此時K1線圈帶電，KI常開觸點閉合，則表示QF1的合閘按鈕按下。此時，K3線圈帶電，K3常開觸點閉合，則輸入接點X0帶電。1s后定時器動作，M0復位。

當輔助繼電器M1為ON時，輸出接點Y1得電，此時K2線圈帶電，K2常開觸點閉合，則表示QF1的分閘按鈕按下。此時，K4線圈帶電，K4常開觸點閉合，則輸入接點X1帶電。1s后定時器動作，M1復位。

以上為QF1的合分閘程序設計，見圖3。QF2～QF4同理。

為防止合閘狀態(tài)再合閘，分閘狀態(tài)再分閘，應在合閘或分閘梯形圖中串聯分閘或合閘指示輸入接點X的常開;為防止合閘和分閘不能同時進行操作，應在合閘或分閘梯形圖中串聯分閘或合閘動作輸出接點Y的常閉。

6.人機界面（HMI）設計

設置登錄界面，由于變電所值班員崗位的特殊性，必須由一位監(jiān)護員與一位操作員兩位不同的人持各自的密碼進行登錄，這就需要編輯宏命令來實現這一功能。該觸摸屏可以直接發(fā)布各變電所總出線柜和聯絡柜回路的合分閘命令，也可以接收從各PLC傳回的各變電所總出線柜和聯絡柜回路的合分閘狀態(tài)。

7.結束語

采用PLC對變電所合分閘電源回路進行遠程控制，充分運用PLC硬件和軟件設計的結合，提高了自動化水平，抗干擾性強，間接提高了生產效率。

參考文獻：

[1]吳中俊，黃永.可編程控制器原理及應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.

[2]李振安.工廠電氣控制技術[M].重慶：重慶大學出版社，2004.

（作者單位：山西大眾電子信息產業(yè)集團有限公司）