基于PLC的备用电源自动投入装置设计

来源:用户上传      作者: 范星座

　　摘要：本文针对传统的BZT装置中体现的缺点，进行改进，用PLC实现对BZT的控制。经实验室调试运行验证，本系统能够有效地实现对厂用接线的自动监控，提高了系统的安全可靠性及自动化水平。这也证明了PLC在BZT中的控制是切实可行的，且具有潜在的影响力。对于其在其它领域的应用也具有一定的参考价值。
　　关键词：PLC 自动控制 BZT
　　
　　可编程控制器(PLC)是一种性能较好的控制器。其主要特点是用内部已定义的各种辅助继电器代替传统的机械触点继电器。又通过软件编程方式用内部逻辑关系代替实际的硬件连接线。将PLC应用于备用电源自动投入装置后，不仅使得可靠性和稳定性有了较大的提高，更为重要的是，用软件编程代替了传统的硬件接线图之后，当实际情况要求系统在某方面的功能进一步改进时，工作人员只需修改软件程序即可，这样就省去了大量的人力物力，使得该装置能随实际情况，很方便地进行改进。
　　
　　1、系统整体设计基础
　　
　　BZT装置的基本要求
　　1).工作母线突然失压时BzT装置应能动作
　　2).工作电源先切，备用电源后投
　　3).BZT装置只动作一次，动作时应发出信号
　　4).BZT装置动作过程应使负荷中断供电的时间尽可能短
　　5).工作母线电压互感器熔断器熔断时BzT装置不误动
　　6).备用电源无压时BZT装置不应动作
　　7).正常停电操作时BZT装置不起动
　　8).备用电源或备用设备投于故障时应使其保护加速动作
　　除上述要求以外，一个备用电源同时作为儿个工作电源的备用或有两个备用电源的情况，备用电源应能在备用电源已代替某工作电源后，其他工作又被断开，必要时备用电源自动投入装置仍应能动作。但对于单机容量为200Mw及以上的火力发电厂备用电源只允许代替一个机组的工作电源。在有两备用电源的情况下当两个备用电源互为备用系统时，应各装设独立的BZT装置，使得当任一备用电源都能作为全厂各工电源的备用时，BZT装置使任一备用电源都能对全厂各工作电源实行自动投入。
　　
　　2、系统硬件设计
　　
　　2.1确定系统的I／O点
　　根据系统控制功能的要求，一共确定了27个数字输入，16个数字输出，
　　输入信号分别是I母失压信号，Ⅱ母失压信号，QF1位置信号，QF2位置信号，母联QF3位置信号，BZT投切选择位置信号，BZT动作复位按钮，QF1正常退出，QF2正常退出，QF1两侧隔离开关QA1，QA2位置信号，QF2两侧隔离开关QA3，QA4位置信号，QF3两侧隔离开关QA5，QA6位置信号，QFl的预备合闸按钮，合闸按钮，预备跳闸按钮，跳闸按钮，QF2的预备合闸按钮，合闸按钮，预备跳闸按钮，跳闸按钮，QF3的预备合闸按钮，合闸按钮，预备跳闸按钮，跳闸按钮。
　　输出信号分别是：BZT投入指示，BZT动作指示，1QF跳闸命令，1QF合闸命令，2QF跳闸命令，2QFA闸命令，母联3QF跳闸命令，母联3QF合闸命令，手动投入指示，故障跳闸显示，1QF跳闸指示，1QF合闸指示，2QF跳闸指示，2QF合闸指示，母联3QF跳闸指示，母联3QF合闸指示。
　　2.2 PLC主机扩展模块的选择
　　本系统可有多种不同模块的选取组合，并且各模块在I／O链中的位置排列方式也可能有多种。为使资源分配合理，不浪费端口，可以选择CPU224和数字量扩展模块EM221(，8Dc)输出扩展模块EM22(8*继电器)。图1为其中的一种合理模块连接形式。
　　S7-200 CPU模块提供一个24v直流传感器电源和一个5v直流电源。
　　24V直流传感器电源可以作为CPU本机和数字量扩展模块的输入、扩展模块的供电电源以及外部传感器电源使用。当S7-200 CPU与扩展模块连接时，CPU模块为扩展模块提供5V直流电源。
　　
　　3、系统软件设计
　　
　　系统适用的接线方式为单母线分段接线，其中只对两台低压侧断路器和母联断路器进行控制。本系统的控制程序按功能分为两种，分别为：自动控制、手动控制。
　　3.1自动控制程序设计
　　自动控制BZT运行过程
　　(1)正常运行状态。
　　(2)工作母线失压后的BZT装置投入过程。
　　(3)合闸于持续性故障时保证BZT装置只动作一次。
　　(4)备用电源无压的闭锁。
　　(5)电压互感器熔断器熔断的闭锁。
　　(6)复位。
　　3.2手动控制程序设计
　　手动控制BZT运行过程
　　手动合闸：合闸前断路器处于跳闸状态，其常闭辅助触点在合位；同时'控制开关处于：“跳闸后”位置，此时断路器跳闸指示灯发平光，此时，将断路器调至“预备合闸”位置，断路器合闸指示灯开始闪光，提醒操作人员核对是否选择了正确的操作对象。接下来。若操作正确，进入合闸过程，断路器合闸线圈通电，致使断路器电磁式操动机构动作合闸。合闸完毕后。断路器的两个辅助触点的状态也相应发生变化。合闸回路断开，跳闸回路的常开触点接通。这时断路器合闸指示灯回路接通，发平光，表明断路器已处于合闸状态。手动跳闸同理。
　　
　　4、结语
　　
　　本文是在前人研究的基础上进行了改进，设了一套由西门子S7-200系列PLC监控的备用电源自动投入系统，试验证明，切实可行，具有潜在的市场影响力，对于PLC在其它领域的应用有一定的参考作用。本系统主要有以]啭点：
　　1.PLC程序按功能模块设计。这样程序就易于扩展和维护。
　　2.系统结构简单，功能完善。
　　3.系统程序层次鲜明，可灵活的实现本设计中的所有功能。
　　在提高可靠性和稳定性的前提下，大大提高了系统的灵活性，当实际情况要求系统在某方面的功能进一步改进时，工作人员只需修改软件程序即可，在实际中很适用。
　　
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