PLC在自動(dòng)重合閘中的應(yīng)用

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上工業(yè)企業(yè)供電課程報(bào)告PLC在自動(dòng)重合閘中的應(yīng)用 學(xué)生姓名： 班級(jí)學(xué)號(hào)： 任課教師：劉云靜 提交日期：2011.12.8 成績(jī)： 目錄專心-專注-專業(yè)1.應(yīng)用背景、現(xiàn)狀和意義1-3近幾年來(lái), 工業(yè)企業(yè)對(duì)供電可靠性及電能質(zhì)量的要求越來(lái)越高。電網(wǎng)容量和電壓等級(jí)也不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也變得越來(lái)越復(fù)雜。220kV輸電線路，由于其具有電能輸送效率高、輸送距離較適中等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用到區(qū)域配電網(wǎng)建設(shè)中，成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)發(fā)展的重要能源支柱。電能供電質(zhì)量水平要求的進(jìn)一步提高，對(duì)電網(wǎng)供電可靠性也提出更苛刻的要求。電力系統(tǒng)中通常采用繼電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)來(lái)快速準(zhǔn)確的操作分支運(yùn)斷路器切除

2、輸電線路故障或事故分支節(jié)點(diǎn)，防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展, 一些大型工業(yè)企業(yè)已實(shí)現(xiàn)了對(duì)其各級(jí)變電站進(jìn)行遠(yuǎn)方集中控制, 企業(yè)內(nèi)部的分散變電站實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值班。但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，220KV輸電線路所發(fā)生的絕大部分故障均是臨時(shí)或者瞬時(shí)性的，對(duì)于這類(lèi)瞬時(shí)性故障而跳閘的線路, 如能在故障消失后迅速恢復(fù)送電, 則可大大提高供電的可靠性。因此，可以利用自動(dòng)重合閘裝置在線路發(fā)生故障通過(guò)繼電保護(hù)裝置跳閘后，延時(shí)操作斷路器重新合閘以恢復(fù)輸電線路供電，提高輸電線路綜合供電質(zhì)量水平。這給自動(dòng)重合閘裝置提供了良好的發(fā)展平臺(tái)。傳統(tǒng)的自動(dòng)重合閘裝置由各種繼電器及控制開(kāi)關(guān)構(gòu)成,由于連接導(dǎo)線繁多,繼電器的

3、壽命有限, 容易發(fā)生裝置的誤動(dòng)和拒動(dòng), 影響電力系統(tǒng)的可靠性; 其定時(shí)單元由機(jī)電式或晶體管式時(shí)間繼電器構(gòu)成, 誤差大且調(diào)整不方便,影響上下級(jí)保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限的配合；裝置的功能單一,不利于實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化,且體積大, 有色金屬消耗多, 噪音大。PLC是一種性能較好的控制器，在惡劣的工作環(huán)境下能可靠地工作，其平均故障時(shí)間間隔(MTBF)在510000h以上。用PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重合閘，可用其內(nèi)部已定義的各種輔助繼電器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械觸點(diǎn)繼電器,通過(guò)軟件編程方式用內(nèi)部邏輯關(guān)系代替實(shí)際的硬件連接線,從根本上簡(jiǎn)化動(dòng)作的物理鏈條。從繼電過(guò)流保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)開(kāi)始,僅經(jīng)過(guò)PLC的邏輯處理后就可直接發(fā)出重合閘動(dòng)作信號(hào),

4、動(dòng)作過(guò)程無(wú)觸點(diǎn)參與。PLC控制方式既克服了使用傳統(tǒng)繼電器所帶來(lái)的種種弊端,又兼容傳統(tǒng)繼電器的設(shè)計(jì)思想和技術(shù)方案。而且PLC構(gòu)成的自動(dòng)重合閘裝置調(diào)試簡(jiǎn)單,組態(tài)靈活,可靠性高,具有擴(kuò)展性，且具有連線簡(jiǎn)單,工作可靠,便于調(diào)試、調(diào)整和維護(hù),可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊。因此, PLC 構(gòu)成的自動(dòng)重合閘裝置具有廣闊的應(yīng)用前景。2.認(rèn)識(shí)自動(dòng)重合閘裝置1 自動(dòng)重合閘裝置（ZCH）又稱自動(dòng)重合器，是用于配電網(wǎng)自動(dòng)化的一種智能化開(kāi)關(guān)設(shè)備，它能夠檢測(cè)到故障電流、在給定時(shí)間內(nèi)斷開(kāi)故障電流并能進(jìn)行給定次數(shù)重合的一種“自具”能力的控制開(kāi)關(guān)。所謂“自具”是只重合閘裝置本身具有故障電流檢測(cè)和操作順序控制與執(zhí)行的能力，無(wú)需附加繼電保護(hù)裝置

5、和另外的操作電源，也不需要和外界通信。當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，它按順序及時(shí)間間隔進(jìn)行開(kāi)斷及重合的操作。當(dāng)遇到永久性的故障，在完成預(yù)定復(fù)位才能解除閉鎖。若重合失敗，則閉鎖在分閘狀態(tài)，把事故區(qū)段隔開(kāi)；當(dāng)故障接觸后，需要手動(dòng)復(fù)位才能解除閉鎖。如果是瞬時(shí)性故障，則在循環(huán)分、合閘的操作中，無(wú)論哪次重合成功，則終止后續(xù)的分、合閘，并經(jīng)過(guò)一定延時(shí)后恢復(fù)初始的整定狀態(tài)，為下次故障的來(lái)臨做好準(zhǔn)備。重合閘裝置課按預(yù)先整定的動(dòng)作順序進(jìn)行多次分、合閘的循環(huán)操作。2.1重合閘裝置的分類(lèi)按照不同的的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，重合閘裝置有如下一些分類(lèi)：（1）按相分類(lèi)單相和三相。兩者動(dòng)作原理類(lèi)似，使用時(shí)根據(jù)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不同而進(jìn)行選擇，對(duì)于三相中

6、性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，一般不宜采用單相重合閘裝置，否則造成非三相運(yùn)行；單相重合器主要用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，允許電氣設(shè)備作為單相運(yùn)行。（2）按結(jié)構(gòu)分類(lèi)整體式和分布式所謂整體式是指重合閘裝置中得斷路器本體與其控制部分是密不可分的。整體式重合閘裝置采用高壓（10KV）操動(dòng)機(jī)頭，可用于戶外10KV電桿上，無(wú)需另外的操作電源，直接由所控制的10KV線路供給；但因?yàn)椴捎酶邏汉祥l線圈，對(duì)絕緣水平要求高，有時(shí)會(huì)因絕緣水平難以保證導(dǎo)致線圈發(fā)熱，匝間絕緣損壞，造成重合閘裝置爆炸的事故。 所謂分布式是指重合閘裝置采用積木式結(jié)構(gòu)，例如本體、操動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制電路是分開(kāi)的3個(gè)部分。分布式重合閘裝置采用低電壓（220V）操動(dòng)機(jī)構(gòu)

7、，這樣避免了高壓電源進(jìn)行調(diào)試的復(fù)雜性和危險(xiǎn)性，安裝、檢修都較為方便。（3）按滅弧介質(zhì)分油、真空、SF6。油重合閘裝置出現(xiàn)的最早，運(yùn)行歷史最長(zhǎng)，一般采用液壓控制。油重合閘裝置有兩個(gè)固有缺點(diǎn)：因油屬非自恢復(fù)絕緣介質(zhì)，故其維修較頻繁，至少3年需要換油、檢修一次；有火災(zāi)危險(xiǎn)?，F(xiàn)在來(lái)看其技術(shù)相對(duì)落后，國(guó)內(nèi)已基本淘汰。真空滅弧室于20世紀(jì)60年代用于重合閘裝置設(shè)計(jì)。真空滅弧室的有點(diǎn)是開(kāi)斷壽命長(zhǎng)，無(wú)需檢修，無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)。到了90年代后期，隨著真空泡制造技術(shù)的飛速發(fā)展，真空重合閘裝置已逐步成為國(guó)內(nèi)外重合閘裝置市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品。SF6重合閘裝置將干燥的SF6充入密閉的開(kāi)關(guān)本體中，作為開(kāi)關(guān)設(shè)備的絕緣和滅弧介質(zhì)。SF

8、6氣體具有極好的絕緣和滅弧性能，但其分解物具有一定的毒性，其本身也是溫室效應(yīng)的主要因素之一，如果泄漏將會(huì)對(duì)人和環(huán)境造成一定的損害，因此做好開(kāi)關(guān)箱體的密封和SF6氣體的回收、處理工作。（4）按控制方式分類(lèi)液壓控制、電子控制液壓控制有單液壓系統(tǒng)和雙液壓系統(tǒng)兩種。液壓控制的主要有點(diǎn)是簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)、耐用，不受電磁的干擾，這些優(yōu)點(diǎn)對(duì)于農(nóng)村電網(wǎng)和距離配電站較遠(yuǎn)的設(shè)備很有用。液壓控制的缺點(diǎn)，是保護(hù)特性無(wú)法做到足夠穩(wěn)定、精確和快速，選擇范圍窄，受溫度影響較大，特性調(diào)整不方便等。電子控制有分立電路和集成電路兩種。分立式電子電路與集成式電路相比，其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，元件耐用，維修簡(jiǎn)單；其缺點(diǎn)是體積大，功能少，插

9、件多，選擇范圍窄，調(diào)整不便，可靠性差。以集成電路為基礎(chǔ)的微機(jī)控制于20世紀(jì)80年代應(yīng)用于重合閘裝置，其典型產(chǎn)品為英國(guó)的ESR型和PMR型重合器。重合閘裝置控制所用微機(jī)為單片機(jī)，其主要優(yōu)點(diǎn)是體積小，功能強(qiáng)，重合器的分閘電流、分閘次數(shù)、操作順序、分閘時(shí)延、合閘間隔、復(fù)位時(shí)間等特性的整定，都可以簡(jiǎn)單地在控制箱上通過(guò)控制面板整定，使用極為方便，這對(duì)改善保護(hù)配合，提高供電可靠性，提高運(yùn)行自動(dòng)化程度意義很大。（5）按重合閘的控制器安裝方式分類(lèi)室外就地安裝：安裝在斷路器下面的水泥杠上。集控態(tài)勢(shì)安裝：室內(nèi)集中控制，安裝在集控臺(tái)內(nèi)。集控屏式安裝：安裝在集控屏內(nèi)。10KV配電線路：安裝在電桿上，并配有裝用電源給重

10、合閘裝置供交流220V 電源。3.傳統(tǒng)的自動(dòng)重合閘裝置3-ARDKMSB2SB1YOYRKARKO保護(hù)裝置2134QSQF-+3.1 電氣一次自動(dòng)重合閘裝置的工作原理YR-跳閘線圈；YO-合閘線圈；KO-合閘接觸器；KAR-重合閘繼電器；KM保護(hù)裝置出口觸點(diǎn)；SB1合閘按鈕；SB2跳閘按鈕（1）電氣式一次自動(dòng)重合閘基本原理的電器簡(jiǎn)圖如圖所示。手動(dòng)合閘時(shí)，按下合閘按鈕SB1，使合閘接觸器KO通電動(dòng)作，從而使合閘線圈YO動(dòng)作，使斷路器QF合閘。手動(dòng)跳閘時(shí)，按下跳閘按鈕SB2，使跳閘線圈YR通電動(dòng)作，使斷路器QF跳閘。當(dāng)一次電路發(fā)生短路故障時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作，其出口觸點(diǎn)KM閉合，接通跳閘線圈YR回路，

11、使斷路器QF自動(dòng)跳閘。與此同時(shí)，斷路器輔助觸點(diǎn)QF3-4閉合，而且重合閘繼電器KAR起動(dòng)，經(jīng)整定的時(shí)間后其延時(shí)閉合的動(dòng)作觸點(diǎn)閉合，使合閘接觸器KO通電動(dòng)作，從而使斷路器QF重合閘。如果一次電路上的短路故障是瞬時(shí)性的，及經(jīng)消除，則可重合成功。如果短路故障尚未消除，則保護(hù)裝置又要?jiǎng)幼鳎琄M的觸點(diǎn)閉合又使斷路器QF再次跳閘，由于一次自動(dòng)重合閘采取了防跳措施，因此不會(huì)再次重合閘。3.2 電氣式一次自動(dòng)重合閘裝置示例 WC-控制小母線；SA1-控制開(kāi)關(guān)；SA2選擇開(kāi)關(guān)；KARDH-2型重合閘繼電器（內(nèi)含KT時(shí)間繼電器、KM中間繼電器、HL指示燈及電阻R、電容C等）；KM1-防跳繼電器（DZB-115型中

12、間繼電器）；KM2-后加速繼電器（DZS-145型中間繼電器）；KS-DX-11型信號(hào)繼電器；KO-合閘接觸器；YR-跳閘繼電器；XB-連接片；QF-短路器輔助觸點(diǎn) (2) 電氣式一次自動(dòng)重合閘裝置示例1）電氣式一次自動(dòng)重合閘裝置的工作原理：線路正常運(yùn)行時(shí)，控制開(kāi)關(guān)SA1和選擇開(kāi)關(guān)SA2都扳倒合閘（ON）位置，自動(dòng)合閘裝置投入工作。這時(shí)重合閘繼電器KAR中的電容C經(jīng)R4充電，同時(shí)指示燈HL亮，表示控制小母線WC的電壓正常，電容C處于充電狀態(tài)。當(dāng)一次電路發(fā)生短路故障而使斷路器QF自動(dòng)跳閘時(shí)，斷路器輔助觸點(diǎn)QF 1-2閉合，而控制開(kāi)關(guān)SA1仍處在合閘位置，從而接通KAR的起動(dòng)回路，使KAR中的時(shí)間

13、繼電器KT經(jīng)其本身的動(dòng)斷觸點(diǎn)KT 1-2而動(dòng)作。KT動(dòng)作后，其動(dòng)斷觸點(diǎn)KT 1-2斷開(kāi)，串入電阻R5，使KT保持動(dòng)作狀態(tài)。時(shí)間繼電器KT動(dòng)作后，經(jīng)一定延時(shí)，其延時(shí)閉合的動(dòng)合觸點(diǎn)KT3-4閉合，這時(shí)電容C對(duì)KAR中的中間繼電器KM的電壓線圈放電，使KM動(dòng)作。中間繼電器KM動(dòng)作后，其動(dòng)斷觸點(diǎn)KM 1-2斷開(kāi)，使指示燈HL熄滅，這表示KAR已經(jīng)動(dòng)作，其出口回路已經(jīng)接通。合閘接觸器KO由控制小母線WC經(jīng)SA2、KAR中的KM 3-4、KM 5-6兩對(duì)觸點(diǎn)及KM的電流線圈、KS線圈、連接片XB/觸點(diǎn)KM1的3-4和斷路器輔助觸點(diǎn)QF3-4而獲得電源，從而使斷路器QF重新合閘。由于中間繼電器KM是電容C放

14、電而動(dòng)作的，但電容C的放電時(shí)間不長(zhǎng)，因此為了使KM能夠自保持，在KAR的出口回路竄入了KM的電流線圈，借KM本身的動(dòng)合觸點(diǎn)KM3-4和KM5-6閉合使之接通，以保持KM動(dòng)作狀態(tài)。在斷路器QF合閘后，其輔助觸點(diǎn)QF3-4斷開(kāi)而使KM得自保持解除。在KAR的出口回路中串聯(lián)信號(hào)繼電器KS是為了記錄KAR的動(dòng)作，并未對(duì)KAR動(dòng)作發(fā)出燈光信號(hào)和音響信號(hào)。斷路器重合成功以后，所有繼電器自動(dòng)返回，電容C又恢復(fù)充電。要使自動(dòng)重合閘裝置退出工作，可將SA2扳倒斷開(kāi)（OFF）位置，同時(shí)將出口回路中的連接片XB斷開(kāi)。2）圖2-2所示的電器一次自動(dòng)重合閘裝置電路中，采用了兩項(xiàng)“防跳”措施：在KAR的中間繼電器KM的電

15、流圈回路（及其自保持回路）中，串接了它自身的兩對(duì)動(dòng)合觸點(diǎn)KM3-4和KM5-6，這樣，萬(wàn)一其中一對(duì)動(dòng)合觸點(diǎn)被粘住，另一對(duì)動(dòng)合觸點(diǎn)仍能正常工作，不致發(fā)生斷路器“跳動(dòng)”現(xiàn)象。為了防止萬(wàn)一KM的兩對(duì)觸點(diǎn)KM3-4和KM5-6同時(shí)唄粘住時(shí)斷路器仍可能“跳動(dòng)”，故在斷路器的跳閘線圈YR回路中，又串接了防跳繼電器KM1的電流線圈。3.3 提出用新的方法來(lái)改進(jìn)傳統(tǒng)自動(dòng)重合閘裝置的不足傳統(tǒng)的輸電線路三相自動(dòng)重合閘裝置常采用繼電器控制方式, 由于繼電器元件應(yīng)用較多, 而且是有觸點(diǎn)元件, 運(yùn)行中會(huì)造成觸點(diǎn)的拒動(dòng)作、誤動(dòng)作、粘連和卡住現(xiàn)象, 使自動(dòng)重合閘裝置的工作可靠性差.利用PLC構(gòu)成自動(dòng)重合閘裝置的控制系統(tǒng),

16、可以克服傳統(tǒng)控制方式的不足, 而且具有連線簡(jiǎn)單, 工作可靠, 便于調(diào)試、調(diào)整和維護(hù), 還可以和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程集中控制等優(yōu)點(diǎn)。采用新方法：1. 用PLC來(lái)控制自動(dòng)重合閘。2. 用單片機(jī)來(lái)控制自動(dòng)重合閘?？紤]到個(gè)人因素以及PLC簡(jiǎn)單實(shí)用，可靠性高的特點(diǎn)，選用了用PLC來(lái)控制自動(dòng)重合閘。4.PLC在自動(dòng)重合閘控制中的應(yīng)用5-104.1 對(duì)自動(dòng)重合閘的一些基本要求1) 當(dāng)手動(dòng)操作或遙控操作將斷路器斷開(kāi)時(shí), 重合閘不應(yīng)動(dòng)作。2) 當(dāng)手動(dòng)或遙控操作斷路器合上“永久性”故障線路時(shí), 繼電保護(hù)動(dòng)作斷路器立即斷開(kāi), 此時(shí)重合閘不應(yīng)動(dòng)作。3) 除上述原因外, 由于繼電保護(hù)動(dòng)作或其它原因使斷路器跳閘時(shí), 自動(dòng)重

17、合閘應(yīng)動(dòng)作使斷路器重合閘。4) 自動(dòng)重合閘次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先規(guī)定。一般重合閘只動(dòng)作1次, 即當(dāng)斷路器重新合上后, 由于線路“永久性”故障, 繼電保護(hù)再次動(dòng)作斷開(kāi)斷路器, 此時(shí)重合閘不應(yīng)再動(dòng)作。5) 應(yīng)能和保護(hù)裝置配合, 實(shí)現(xiàn)前加速或后加速保護(hù), 縮短故障存在的時(shí)間。6) 對(duì)于線路“瞬時(shí)性”故障, 重合閘動(dòng)作成功恢復(fù)供電后, 應(yīng)能自動(dòng)延時(shí)復(fù)歸, 準(zhǔn)備好下一次動(dòng)作。7) 對(duì)于線路“永久性”故障, 繼電保護(hù)加速跳閘后, 重合閘功能被故障信號(hào)閉鎖, 直至人工(包括遙控)復(fù)歸。4.2 PLC型號(hào)選擇及I/O端子分配由自動(dòng)重合閘裝置的功能可知，系統(tǒng)的控制輸入信號(hào)有：過(guò)流保護(hù)、自動(dòng)重合閘裝置投入選擇、前加速選擇

18、、重合閘閉鎖復(fù)位按鈕、手動(dòng)合閘按鈕、手動(dòng)分閘按鈕。輸出信號(hào)有：合閘線圈、跳閘線圈、報(bào)警燈、跳閘狀態(tài)顯示燈、合閘狀態(tài)顯示燈。共6個(gè)輸入，4個(gè)輸出，且都是開(kāi)關(guān)量。由于輸入點(diǎn)較少，因此PLC的選型范圍較寬，這里以我們學(xué)過(guò)的西門(mén)子S7系列產(chǎn)品為例，其I/O分配表格以及外部接線圖如下：I/O端子定義輸入輸出元件端口地址功能元件端口地址功能GLI0.1過(guò)流保護(hù)HQQ0.0和閘線圈KCI0.2自動(dòng)重合閘投入TQQ0.1跳閘線圈KJI0.3前加速選擇HL1Q0.2報(bào)警燈SB1I0.4重合閘閉鎖復(fù)位HL2Q0.3斷路器跳閘狀態(tài)顯示SB2I0.5手動(dòng)分閘HL3Q0.4斷路器合閘狀態(tài)顯示SB3I0.6手動(dòng)合閘HQT

19、QHL1GLKCKJSB1SB2SB3Q0.0I0.1Q0.1I0.2I0.3Q0.2MI0.4I0.5I0.6L+HL2Q0.3HL3Q0.4PLC外部接線圖4.3 控制過(guò)程流程圖分析自動(dòng)重合閘啟動(dòng)前加速保護(hù)嗎？故障延時(shí)跳閘故障加速跳閘延時(shí)合閘延時(shí)合閘重合閘成功？重合閘成功嗎？重合閘成功信號(hào)故障延時(shí)跳閘故障加速跳閘重合閘閉鎖報(bào)警線路出現(xiàn)故障YNYYNN 從流程圖上，我們便可清晰的知道所設(shè)計(jì)的自動(dòng)重合閘裝置的功能以及控制順序和方式。4.4 PLC控制的自動(dòng)重合閘梯形圖設(shè)計(jì)當(dāng)所采用的PLC產(chǎn)品系列不同，則梯形圖設(shè)計(jì)有差別，這里以我們學(xué)過(guò)的西門(mén)子產(chǎn)品系列為例，做出自動(dòng)重合閘裝置的梯形圖。INPT

20、100msINPT 100msINPT 100msT37I0.1Q0.1Q0.3I0.1M0.2I0.3M0.2I0.3Q0.3I0.6I0.2I0.5T38M0.2M0.1Q0.3I0.2Q0.0I0.5I0.2Q0.4I0.6M0.2T39Q0.0M0.2T39Q0.0M0.1I0.4Q0.1M0.2Q0.2M0.1M0.1T38T37Q0.3SQ0.4RQ0.4SQ0.3R自動(dòng)重合閘PLC梯形圖4.4.1 工作原理分析系統(tǒng)處于允許自動(dòng)重合閘方式時(shí)KC(I0.2) 閉合,反之處于手動(dòng)狀態(tài)KC(I0.2)斷開(kāi)；系統(tǒng)處于前加速保護(hù)狀態(tài)時(shí)開(kāi)關(guān)KJ(I0.3)閉合, 反之KJ(I0.3)斷開(kāi)；為了

21、能表示出斷路器分閘合閘的瞬間狀態(tài)，設(shè)置Q0.3和Q0.4，分別代表斷路器跳閘和合閘狀態(tài)顯示，并且實(shí)驗(yàn)仿真讓其作為輸出點(diǎn)，用小燈顯示其的得電與否；當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí),過(guò)電流保護(hù)繼電器GL動(dòng)作, I0.1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。（1）當(dāng)KC閉合且系統(tǒng)處于前加速保護(hù)狀態(tài)發(fā)生故障時(shí),有電流經(jīng)過(guò)I0.3M0.2I0.1Q0.3Q0.1線圈,使Q0.1得電動(dòng)作,跳閘線圈TQ受電動(dòng)作,斷路器跳閘; 斷路器斷開(kāi)后Q0.3亮,第一次條閘，其常閉觸點(diǎn)切斷Q0.1供電,跳閘指令結(jié)束。斷路器分閘后,系統(tǒng)動(dòng)作情況取決于是否處于自動(dòng)重合閘狀態(tài)；若系統(tǒng)處于不自動(dòng)重合閘狀態(tài),則系統(tǒng)分閘后不再重合閘；若系統(tǒng)處于自動(dòng)重合閘方式,在斷路器跳閘

22、后,電流經(jīng)I0.2Q0.3M0.1M0.2T38 線圈,使T38得電計(jì)時(shí),T38延時(shí)時(shí)間到達(dá)后,接通Q0.0線圈,發(fā)出自動(dòng)重合閘指令,合閘線圈HQ動(dòng)作, 斷路器重合閘，同時(shí)Q0.4亮，Q0.3滅，代表第一次合閘。當(dāng)Q0.0線圈動(dòng)作,其常開(kāi)觸點(diǎn)Q0.0 經(jīng)過(guò)Q0.0T39M0.2線圈,使得M0.2得電并自鎖,其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),T38線圈電路將不能再得電,這樣就可以避免系統(tǒng)反復(fù)重合于永久性故障電路。斷路器合閘后,Q0.0常閉觸點(diǎn)閉合,時(shí)間繼電器T39開(kāi)始計(jì)時(shí),只有經(jīng)過(guò)25s后,斷路器觸頭周?chē)橘|(zhì)絕緣強(qiáng)度回復(fù),切斷能力獲得恢復(fù), 系統(tǒng)才又可以繼續(xù)進(jìn)行下一次自動(dòng)重合閘。若此時(shí)發(fā)生的是瞬時(shí)故障,在分閘合閘

23、期間,故障消失,則I0.1斷開(kāi),系統(tǒng)重合閘成功。若此時(shí)發(fā)生的是永久故障,則I0.1仍然是閉合的,雖然M0.2的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)了, 但經(jīng)過(guò)T37延時(shí)后,經(jīng)T37常開(kāi)觸點(diǎn)I0.1常開(kāi)觸點(diǎn)Q0.3常閉觸點(diǎn)Q0.1線圈, 使Q0.1得電動(dòng)作,再次發(fā)出跳閘指令，同時(shí)Q0.3亮，Q0.4滅，說(shuō)明第二次跳閘成功。跳閘指令發(fā)出后,由于M0.2 得電自鎖尚未斷開(kāi),經(jīng)過(guò)M0.2Q0.1M0.1, M0.1得電自鎖,使得T38不能得電,自然也就不能在出現(xiàn)第二次自動(dòng)重合閘了,實(shí)現(xiàn)了分閘,并通過(guò)Q0.2發(fā)出報(bào)警信號(hào)。(2) 當(dāng)KC閉合且系統(tǒng)處于后加速保護(hù)狀態(tài)系統(tǒng)處于后加速保護(hù)狀態(tài)時(shí),由于I0.3斷開(kāi),I0.3M0.2I0

24、.1Q0.3Q0.1線圈不能得電,只有等T37延時(shí)時(shí)間達(dá)到后, 電流經(jīng)T37I0.1Q0.3Q0.1,使Q0.1得電動(dòng)作,跳閘線圈TQ受電動(dòng)作,斷路器跳閘，Q0.3亮，代表斷路器跳閘。若系統(tǒng)處于自動(dòng)重合閘方式,電流經(jīng)過(guò)I0.2I0.0 常閉觸點(diǎn)(斷路器已斷開(kāi)) M0.1常閉觸點(diǎn)M0.2常閉觸點(diǎn)T38線圈,T38得點(diǎn),延時(shí)時(shí)間到達(dá)后,接通Q0.0線圈,發(fā)出自動(dòng)重合閘指令，同時(shí)Q0.4亮，Q0.3滅，表示第一次合閘。當(dāng)Q0.0線圈動(dòng)作,其常開(kāi)觸點(diǎn)Q0.0 經(jīng)過(guò)Q0.0T39M0.2線圈,使得M2得電, 為拒絕重合作準(zhǔn)備。當(dāng)斷路器閉合后其斷路器常開(kāi)觸點(diǎn)I0.0閉合,其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi), 切除T38線圈供

25、電,T38復(fù)位,切除Q0.0線圈供電,重合閘指令執(zhí)行結(jié)束。若此時(shí)是永久故障,則I0.1仍然是閉合的,而且此時(shí)T37延時(shí)時(shí)間也早到了,經(jīng)T37常開(kāi)觸點(diǎn)I0.1常開(kāi)觸點(diǎn)Q0.3常開(kāi)觸點(diǎn)Q0.1線圈,使Q0.1得電動(dòng)作,發(fā)出快速分閘指令，Q0.3亮，表示第二次跳閘；分閘指令發(fā)出后,由于M0.2得電尚未復(fù)位,經(jīng)過(guò)M0.2Q0.1M1, M1得電自鎖,使得T38不能得電,自然也就不能在出現(xiàn)第二次自動(dòng)重合閘了,實(shí)現(xiàn)了分閘,并通過(guò)Q0.2發(fā)出報(bào)警信號(hào)。若此時(shí)發(fā)生的是瞬時(shí)故障,在分閘合閘期間,故障消失,則I0.1斷開(kāi),系統(tǒng)重合閘成功。(3) 當(dāng)開(kāi)關(guān)KC(I0.2)斷開(kāi),系統(tǒng)處于手動(dòng)控制方式,不能自動(dòng)重合閘。按

26、下手動(dòng)合閘按鈕,電流經(jīng)I0.6Q0.4常閉觸點(diǎn)I0.2I0.5Q0.0 線圈,使得Q0.0得電,實(shí)現(xiàn)合閘動(dòng)作，同時(shí)Q0.4亮，切斷了Q0.0合閘線圈，保證其不會(huì)第二次動(dòng)作。當(dāng)Q0.0線圈動(dòng)作,其常開(kāi)觸點(diǎn)Q0.0經(jīng)過(guò)Q0.0T39M0.2線圈,使得M0.2得電,為拒絕重合閘作準(zhǔn)備。按下手動(dòng)分閘按鈕，電流經(jīng)I0.5常開(kāi)觸點(diǎn)I0.2常閉觸點(diǎn)I0.6常閉觸點(diǎn)Q0.3常閉觸點(diǎn)Q0.1線圈,使Q0.1線圈通電,Q0.3亮，斷路器實(shí)現(xiàn)分閘，Q0.3常閉觸點(diǎn)動(dòng)作，切斷Q0.1,由于系統(tǒng)處于手動(dòng)控制方式,I0.2處于斷開(kāi),T38不能得電,不會(huì)出現(xiàn)Q0.0得電的情況,也就不會(huì)出現(xiàn)誤合閘的情況。當(dāng)出現(xiàn)了自動(dòng)重合閘失

27、敗后,系統(tǒng)出現(xiàn)自動(dòng)重合閘裝置閉鎖合報(bào)警后, 必須按下SB1(I0.4),解除M0.1的自鎖狀態(tài)，自動(dòng)重合閘才能再次工作。(4) 遠(yuǎn)距離控制系統(tǒng)中自動(dòng)重合閘控制方式( 或手動(dòng)控制方式)KC(I0.2)控制信號(hào)及自動(dòng)重合閘復(fù)位信號(hào)( SB1(I0.4)均可以來(lái)自遠(yuǎn)程控制信號(hào),可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重合閘的遠(yuǎn)距離控制, 可以滿足了無(wú)人值班變電站的技術(shù)要求。4.4.2 時(shí)限參數(shù)整定11-14（1）動(dòng)作時(shí)限自動(dòng)重合閘的動(dòng)作時(shí)限就是延時(shí)合閘( tO )的延時(shí)時(shí)間,原則上應(yīng)越短越好,但必須考慮以下兩個(gè)因素：1)要使故障點(diǎn)的絕緣強(qiáng)度來(lái)得及恢復(fù),即動(dòng)作時(shí)限應(yīng)大于故障點(diǎn)介質(zhì)的去游離時(shí)間；2)斷路器觸頭周?chē)橘|(zhì)絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)

28、及滅弧室充滿油的時(shí)間,以及操作機(jī)構(gòu)恢復(fù)原位做好合閘準(zhǔn)備的時(shí)間。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn), 一般取t0=0.81s。(2)返回時(shí)限返回時(shí)限是指在重合閘成功后,斷路器能夠進(jìn)行下一個(gè)跳閘-閘的間隔時(shí)間( t1 )。這需要考慮斷路器切斷能力的恢復(fù)。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),一般取t1= 15 25 s。（3）過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限在過(guò)流保護(hù)裝置中,當(dāng)被保護(hù)元件中的電流超過(guò)預(yù)先整定的某一數(shù)值后,經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)時(shí)間( t2 ) ,才使斷路器跳閘,過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限就是指這一延時(shí)時(shí)間. 由于電網(wǎng)中過(guò)流保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限是按照時(shí)間階梯的原則來(lái)選擇的,即從電網(wǎng)的最末端的過(guò)流保護(hù)裝置數(shù)起,向電源方向沿短路電流流經(jīng)的路徑,逐級(jí)增加一個(gè)時(shí)間階段t

29、, 形成一個(gè)階梯形的時(shí)限特性。因此,過(guò)流保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)根據(jù)自動(dòng)重合閘機(jī)構(gòu)安裝在電網(wǎng)的哪一級(jí)來(lái)確定。這里的過(guò)流保護(hù)采用帶時(shí)限的過(guò)流保護(hù)。帶時(shí)限的過(guò)流保護(hù)是將被保護(hù)的線路的電流接入過(guò)流繼電器，在線路發(fā)生短路時(shí)，線路中的電流劇增，當(dāng)線路中的短路電流增大到整定值（即保護(hù)裝置的動(dòng)作電流）時(shí)，過(guò)流繼電器動(dòng)作。并且用時(shí)間繼電器來(lái)保證動(dòng)作的選擇性。按動(dòng)作時(shí)間特性分，有定時(shí)限過(guò)流保護(hù)和反時(shí)限過(guò)流保護(hù)兩種。1）定時(shí)限過(guò)流保護(hù)即是動(dòng)作時(shí)間按整定的動(dòng)作時(shí)間固定不變，與故障電流大小無(wú)關(guān)。2）反時(shí)限過(guò)流保護(hù)即是動(dòng)作時(shí)間與故障電流大小成反比，短路電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短。根據(jù)所處情況選擇不同的過(guò)流保護(hù)繼電器，讓繼電器保

30、護(hù)動(dòng)作，啟動(dòng)PLC的邏輯控制，使分閘跳閘線圈控制斷路器的動(dòng)作。5.梯形圖仿真結(jié)果 由于在仿真中，動(dòng)作的變化和延時(shí)過(guò)程不能在圖上體現(xiàn)出來(lái)。所以，這里不分前加速和后加速進(jìn)行仿真，只例出了瞬時(shí)性故障、永久性故障、手動(dòng)合閘、手動(dòng)分閘這四個(gè)過(guò)程仿真的結(jié)果。但其前加速和后加速狀態(tài)，以及中間延時(shí)過(guò)程實(shí)際存在，這一點(diǎn)已去實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行驗(yàn)證，并得到了正確的結(jié)論。1 瞬時(shí)性故障（I0.2閉合、I0.1閉合后斷開(kāi)、I0.3閉合或者斷開(kāi)）結(jié)論：Q0.3亮幾秒后，Q0.3滅、Q0.4亮，表示合閘成功。 2 永久性故障（I0.2閉合、I0.1閉合、I0.3閉合或者斷開(kāi)）結(jié)論：Q0.3亮幾秒后，Q0.3滅、Q0.4亮，接著Q0

31、.3第二次亮，Q0.2亮。表示合閘不成功，并且報(bào)警。 3 手動(dòng)合閘（I0.6閉合）結(jié)論： Q0.4亮，表示合閘成功。 4 手動(dòng)分閘（I0.5閉合） 結(jié)論：Q0.3亮，表示分閘成功。 6.結(jié)論優(yōu)點(diǎn)：將傳統(tǒng)的ZCH 裝置與PLC構(gòu)成的ZCH裝置進(jìn)行比較,不難看出,由PLC構(gòu)成的ZCH 裝置具有以下優(yōu)點(diǎn):( 1) PLC除了要進(jìn)行簡(jiǎn)單的I/O外接線外,其所完成的邏輯功能是由軟件完成的, 因此PLC構(gòu)成的ZCH可節(jié)省許多繼電器,減少大量的中間連線,從而減少了故障點(diǎn), 提高了系統(tǒng)的可靠性。( 2) 由于PLC內(nèi)部有許多輔助繼電器,利用這些軟繼電器可充分施展各種連鎖保護(hù),使系統(tǒng)的控制功能更加完善,控制精度進(jìn)一步提高。( 3) 由PLC構(gòu)成的ZCH是靠?jī)?nèi)部軟件完成各種邏輯控制的,因此使用壽命遠(yuǎn)高于由繼電器硬件構(gòu)成的ZCH,且PLC編程容易,調(diào)試簡(jiǎn)單,使用方便。缺點(diǎn)：此梯形圖設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)功能也比較單一，并且只是理論構(gòu)想，并沒(méi)有運(yùn)用于實(shí)際的自動(dòng)重合閘控制中，在實(shí)際運(yùn)用中可能會(huì)存在很多不足之處，所以，有很多地方還需改進(jìn)。7.心得體會(huì)通過(guò)這次論文的撰寫(xiě)，我了解了供電系統(tǒng)中自動(dòng)重合閘裝置的概念、分類(lèi)、實(shí)現(xiàn)功能以及應(yīng)用場(chǎng)合。通過(guò)查閱各種圖書(shū)和資料，我將學(xué)過(guò)的PLC的知識(shí)運(yùn)用到其中，實(shí)現(xiàn)了PLC對(duì)自動(dòng)重合閘的控制。在撰寫(xiě)的途中也遇到