浅谈PLC在变电站母联备自投的应用
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【摘 要】文章从plc远程监控的原理结构、系统控制设计分析入手，阐述了PLC在变电站母联备自投应用。
【关键词】PLC；变电站；母联备自投
一、PLC远程监控的原理结构
变电站的PLC远程监控系统由主站设备和远端设备PLC监控单元两部分构成，采用主从式RS485通信网络。远端设备安装在变电站内（每路一台），主要完成对模拟量的采集和检测，将运行状态和数据发送给主站，并能接收主站发送来的命令进行参数设置或控制。微机远程监控系统主要监视变电站运行生产过程，实现各类操作控制，完成变电站生产过程的监测与控制。主站通过串口和远端设备相连，主站软件可以管理整个系统的所有远端设备，当远端送来的被控对象出现异常信息时，主站会提示报警，并将数据存人数据库中，并能提供历史数据查询及数据曲线的绘制等。上位计算机与下位计算机的通信采用主从式RS485接口通信网络。在监控系统中，变送器主要进行适时数据采集，采集各路供电线路的电压、电流、功率和功率因数等模拟量，并将其转变成标准的电压或电流信号送往A/D转换模块，A/D转换模块将标准的电压或电流信号转换为数字信号。再由上位机将采集到的数字信号进行处理，由上位机显示并生成报表，实现对变电所的监控。
二、系统控制设计
（1）硬件设计。监控系统是微机与PLC组成的分布式串行通信测控系统。系统以主机为核心，通过串行接口与分站相连，整个系统由主机调度和管理。主机采用具有良好人机界面和输出设备的PC机，下位机通过变送器面向监测对象进行适时数据采集，在通信上采用RS485通信接口。PLC分站采用西门子S7-200系列，采集各路的各种数据。通过微机的RS232串行接口和S7-200PI-C的RS485串行接口构成。RS485通信网络，本系统的结构简单，成本低，组成灵活，易于扩展，适合在大中型工业过程自动化监测系统中使用。（2）软件设计。外站电流及电压输入经各种变送器转变为标准的电流及电压后，由低通滤波器输入到A/D转换模块，A/D转换模块将采集到的模拟信号转换为数字信号，送往上位计算机，由上位机的组态软件将变量寄存器中的数据计算后显示和生成报表。（3）系统界面设计。上位机的设计利用VB来进行计算机程序的实现，设计编写适用的友好人机界面。VB不但提供了良好的界面设计能力，而且在微机串口通信方面也有很强的功能。（4）系统实现功能。第一，对供电系统中主要部件、部位的电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、频率及温度等主要参数进行自动检测并定时打印，以便了解运行情况和早期发现设备的异常情况。第二，通过实时显示主接线画面，各带电电压等级以不同颜色出现，未带电全呈绿色。第三，通过打印机打印测量和计算后的曲线、图表等，完成各种报表、统计的要求。第四，能通过微机键盘，按编码选择加人闭锁条件，在显示器上闪光等方式来操作断路器的合、分闸，可避免误操作。第五，能对整个变电所的供电系统进行有载自动调压、功率因数自动补偿、尖峰负荷的自动抑制等实时监控自动调节。
三、PLC应用在变电站母联备自投
（1）变电站的主电路及控制要求。对母联自动投切装置要求反应迅速，动作正确，工作可靠，保证工厂供电的连续性。第一，当6kv1号电源进线失压或电压波动时，如果2号电源进线电压正常，在自动装置控制下，l号电源进线跳闸后，6kV母联开关自动合闸，由2号电源给整个变电站供电。第二，当2号电源进线失压或电压波动时，如果l号电源进线电压正常，在自动装置控制下，2号电源进线跳闸后，6kV母联开关自动合闸，由1号电源给整个变电站供电。第三，两条电源进线同时发生低电压时，自动装置闭锁不动作。第四，两条电源进线因母线段或负荷侧短路，继电保护装置动作造成线路失压时，母联开关不能再投入，以防扩大事故范围。第五，电压互感器或电压继电器一相、两相熔断器熔断或者备用电源无电时，母联备自投装置不动作。第六，对电源进线手动操作停电时，母联备自投装置不应动作。（2）PLC接线及L/O地址分配。第一，PLC接线。S7-200型PLC具有紧凑的设计，良好的扩展性，价格低廉。它的电压允许范围为AC5～250V，可直接带22～Iv的负载，继电器开关延时最大为10ms，机械寿命（无负载）为10000000次，可靠性高，可满足母联备自投控制的需要。（3）编程。使用SIEMENS的编程器PGTl0，通过PC/PPI电缆（接口为RS485）与S7-200 CPU通信，对6kV母联开关的备自投控制进行软件的编程、调试。（4）PLC对进线、母联断路器的控制。为了避免手动断开进线断路器操作时引起母联备自投误动作，将PLC控制的跳闸信号节点引入进线断路器控制回路中，在进线断路器手动分闸回路中串入一对转换开关触点，设定为手动操作时该触点接通；同时母联断路器自动投入合闸回路中也串入转换开关的一对触点，设定为自动状态时该触点接通，这样就有效地避免了手动操作时母联备自投的误动作。
参 考 文 献
[1]Abraham Silberschatz，Peter Galvin，Gerg Gagne．实用操作系统概念[M]．北京：高等教育出版社，2001
[2]郑阿奇，梁敬东．C#程序设计[M]．北京：机械工业出版社，2007