基于PLC的站用電源備自投裝置的設(shè)計(jì)

基于PLC的站用電源備自投裝置的設(shè)計(jì) 2013年度本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) esisProjectofowersupplydesiferequipmentGrade:Tutor:畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))原創(chuàng)性聲明本人所呈交的畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文(設(shè)計(jì))不包含其他個(gè)人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本論文(設(shè)計(jì))的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在日期： 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))授權(quán)使用說明本論文(設(shè)計(jì))作者完全了解紅河學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留論文(設(shè)計(jì))并向相關(guān)部門送交論文(設(shè)計(jì))的電子版和紙質(zhì)版。有權(quán)將論文(設(shè)計(jì))用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文(設(shè)計(jì))進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱。學(xué)?？梢怨颊撐?設(shè)計(jì))的全部或部分內(nèi)容。保密的論文(設(shè)計(jì))在作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))答辯委員會(答辯小組)成員 單 職稱姓名 摘要隨著國民經(jīng)濟(jì)的增長的需要，我國電網(wǎng)覆蓋面積日益擴(kuò)大，于此同針對此類問題，本設(shè)計(jì)采用智能可編程控制器(PLC)來解決。該文以屏邊倮姑水電站為例進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要對此類小型電站的站用電源備自投的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)論述了課題研究的目的、意義即在設(shè)計(jì)過程中遇到的問題和解決方法與措施。該文詳細(xì)介紹了針對倮姑水電站站用電源備自投的總體實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是缺相檢測和運(yùn)用PLC解決交流繼電器的邏輯控制設(shè)能良好、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制要求、動(dòng)作靈活、操作方便、故障率較低、維護(hù)簡詞：可編程控制器(PLC)；備自投；自動(dòng)控制eywordsprogrammablelogiccontrollersPLCautomaticbustransfer;automaticcontrol 一章緒論在經(jīng)濟(jì)社會和科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，電力儼然已經(jīng)成為社會發(fā)展和人民生活中不可或缺的重要組成部分，工業(yè)用電和居民生活用電不斷攀升，從而用戶對供電質(zhì)量和供電的可靠性要求也越來越高，尤其是部分重要用電單位，如工廠、醫(yī)院、機(jī)場、以及發(fā)電站站用電等。它們具有用電量大、要求嚴(yán)格、自動(dòng)化水平高等特點(diǎn)。在其用電過程中如果發(fā)生突然停電即便是很短的時(shí)間，也會使整個(gè)生產(chǎn)線停滯，如果不能在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)，將會給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，，會給人民生活帶來極大的不便，使國民經(jīng)濟(jì)蒙受巨大的損失，影響29小時(shí)之久，損失負(fù)荷達(dá)61.8GW，受影響的人口約5000萬人，經(jīng)濟(jì)損失接近300億美元。由此可知，在停電的瞬間迅速恢復(fù)正常供電是十分必要的，也是對于供電可靠性的提高具有極大的意義。我國是一個(gè)能源消耗大國，用電量巨大，保證供電的可靠性就顯得尤其重要，它不僅關(guān)乎人民日常生活的方方面面，更與國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展緊密相關(guān)，是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)與保證。因此，對供電可靠性的研究就顯得尤為重要，現(xiàn)在儼然成為電力系統(tǒng)研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。發(fā)電站作為供電系統(tǒng)首當(dāng)其沖的重要角色，其供電可靠性直接關(guān)系整個(gè)供電系統(tǒng)，為了確保供電系統(tǒng)的可靠性，不管在何種運(yùn)行方式下都必須保證足夠的站用電源，同時(shí)為了不造成運(yùn)行的復(fù)雜化，減小反應(yīng)時(shí)間并加快反應(yīng)速度就必須采用備自投裝置來自動(dòng)切換備用電源。因此，它的研究具有很強(qiáng)的理論意義和實(shí)用價(jià)值。 型、晶體管、集成電路：電磁型繼電器組屏、微機(jī)型裝置和軟件編程(PLC)備自投。初期應(yīng)用最多的是電磁型備自投，而目前在大中型供電的各種大量的輸入、輸出模擬量、開關(guān)化直觀式編程和整定，利用軟件設(shè)計(jì)出保控制器代替實(shí)際的開關(guān)和其他設(shè)備，在事其運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性、很高的性價(jià)比高，備自投裝置的邏輯關(guān)系因電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化投入裝置已經(jīng)很難滿足用戶要求，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的性，利用PLC所具有的高可靠性、抗干擾能力了較大提高。采用軟件編程代替?zhèn)鹘y(tǒng)硬件接新設(shè)計(jì)軟件編程，而不必改變硬件接線。技術(shù)行業(yè)不斷發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模逐漸擴(kuò)備用電源自動(dòng)投入裝置(備自投)的可靠與否就是其中的關(guān)鍵問題之一。本文 投進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，以提高此電站供電作原則、工作原理，基本功能以及投入情況，分析、設(shè)計(jì)站用電源備自投系案的提出、控制流程圖的設(shè)計(jì)、三相缺相檢測設(shè) 第二章備自投概述或其他電源自動(dòng)迅速地投入工作，讓用電系統(tǒng)能盡快恢復(fù)供電的自動(dòng)裝置，簡稱備自投裝置(BZT裝置,英文縮寫為ATS)。自投裝置由于自身接線較簡單、實(shí)用經(jīng)濟(jì)和自投成功率較高等因素，因而在電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。在變電站中，變電站的分段母線可以由彼此無聯(lián)系的線路或變壓器供電。在發(fā)電站中，備自投用于投入站用電備用變壓器、備用線路及重要機(jī)械的電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)投入中。利用備自投，在主電源失電后，可以轉(zhuǎn)由備用電源供電，重新恢復(fù)供電。備自投可以有效的提高供電系統(tǒng)的可靠性，而且本身的原理簡單，費(fèi)用較低，易于維護(hù)，所以在變電站和發(fā)電站及配電網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛的應(yīng)用。這是提高對用電客戶不間斷供電的經(jīng)濟(jì)有效的重原理器自動(dòng)投入；橋斷路器自動(dòng)投入；線路備用自動(dòng)投入。備自投不僅可以用于發(fā)電站內(nèi)部，還可以實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的兩個(gè)電站之間的備自投。備自投裝置須校驗(yàn)備用電源和備用設(shè)備投入是過負(fù)荷的情況以及電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)情況，比如過負(fù)荷超過允許限度，或不能保障電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)有自動(dòng)投入裝置動(dòng)作于自動(dòng)減負(fù)荷。常規(guī)的備自投原理是：按照運(yùn)行線路的接線方式來確定好裝置動(dòng)作時(shí)的邏輯，設(shè)定特定的工作程序，即備自投裝置檢測進(jìn)線和母線的各項(xiàng)模擬量以及斷路器的開關(guān)量，當(dāng)工作電源出現(xiàn)故障時(shí)裝置切斷故障線路并將備用電源投入 本功能線失去電源供電后的電壓衰減動(dòng)態(tài)過程中，尋找合適的時(shí)機(jī)將備用電源投上去，以保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行；當(dāng)然，在正常情況下，還要實(shí)現(xiàn)供電電源和備用電源的快速切換。在供電電源電源故障時(shí)，是單向切換操作的，只能由供電源向備用電源切換；而正常情況下是雙向操作的，既可以由供電源切換到備用電源，也可以由備用電源以有效提高供電系統(tǒng)的可靠性，并且可使環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)開環(huán)運(yùn)行，變壓器也可解列運(yùn)行，從而簡化繼電保護(hù)。在發(fā)電站中，如果采用變壓器裂解運(yùn)行或環(huán)網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行，能有效減小故障短路電流，提高供電母線殘余電壓，對保。作人員誤操作或者是一二次設(shè)備誤動(dòng)等情況造成。在此情況下，備自投若不能性，并適當(dāng)簡化閉鎖量，降低啟動(dòng)量整定值，一提高靈敏度。在一味追求靈敏度及可靠動(dòng)作時(shí)，也應(yīng)考慮防止裝置誤動(dòng)。在整定計(jì)算時(shí)盡量彌補(bǔ)。為防止系統(tǒng)在非永久性故障備自投裝置的誤動(dòng)，在整定時(shí)間上，可以在允許的范圍內(nèi)適式置課有效提高供電系統(tǒng)可靠性，對提高多電源供電的可靠性，保較復(fù)雜，方式較多。主要有以下幾(1)低壓母聯(lián)(2)高壓母聯(lián)備(3)線路備自投自動(dòng)投入裝置是保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行和不間斷供電的重要技術(shù)手段，也是電力用戶和電力系統(tǒng)的最后一道安全屏障與依靠。根據(jù)《繼電保護(hù)(1)發(fā)電站備用電源應(yīng)快速切換，其余情況均應(yīng)保證工作電源斷開后投入備(2)正常工作電壓消失，除有閉鎖信號，否則備自投均應(yīng)動(dòng)作。(3)在檢修之類切除工作電源時(shí)，備自投不需要投入，需手動(dòng)跳開閉鎖。(5)備自投只能動(dòng)作一次。(7)當(dāng)自動(dòng)投入裝置動(dòng)作時(shí)，如果備用電源投入故障，應(yīng)有保護(hù)加速跳閘。(8)BZT動(dòng)作前可檢查備用電源是否有電壓。 第三章對倮姑水電站站用電源備自投的研究與設(shè)計(jì)W倮姑水電站站用備自投現(xiàn)狀分析，最后由倮屏線輸送到屏邊用電區(qū)域。如圖中所示，電站站用電源主要由兩臺發(fā)電機(jī)組和一條外來電源提供，正常情況下兩發(fā)電機(jī)組分別對部分站用負(fù)載供電，同時(shí)外來進(jìn)線電源作為明備用，當(dāng)發(fā)電機(jī)組失電后由此線路負(fù)責(zé)供暗備用，外來進(jìn)線作為明備用。但電站的備用電源投入時(shí)都需手動(dòng)操作，未采取任何自動(dòng)投計(jì)一套站用電源備自投裝置，用以滿足站用電需要、供電可靠性及自動(dòng)控制的要求。設(shè)計(jì)要點(diǎn)即為采用三菱公司生產(chǎn)的可編程控制器(PLC)將個(gè)三個(gè)站用電源通過合理設(shè)計(jì)使其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)投入功能，滿足供電可靠性并解決電站站用備自3.3備自投方案的提出根據(jù)倮姑水電站的電氣接線圖和備自投的實(shí)際情況，供電系統(tǒng)方案如下圖3.3.1設(shè)計(jì)思路采用可編程智能控制器(PLC)解決這類問題有其獨(dú)特的優(yōu)勢，在電氣控能完備、可靠性高、電路結(jié) 3.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)及選型3.4.1進(jìn)線電源三相缺相檢測設(shè)計(jì)備故障、破壞等原因，導(dǎo)致電壓突然升高、缺相/斷相等，嚴(yán)重影響供電系統(tǒng)穩(wěn)定性，使很多電氣設(shè)備被燒壞，同時(shí)也因沒法及因各種原因?qū)е聜渥酝兜木軇?dòng)也有很多。因此，需設(shè)計(jì)三相電源的缺相檢3.4.1.1三相電源的缺相檢測回路的設(shè)計(jì)分別對每條進(jìn)線的三相電源進(jìn)行檢測，設(shè)計(jì)思路如下：3.4.2PLC控制模塊的設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)的是站用電源備自投裝置，其自動(dòng)選擇投入功能可由小型可需要的特殊功能模塊等特點(diǎn)，為工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制3.4.2.1電氣原理接線圖的設(shè)計(jì)根據(jù)備自投要求，需要對三路進(jìn)線電源進(jìn)行控制，電氣原理接線路圖電源中，由正常的供電電源繼續(xù)對故障相進(jìn)行供電，以提高供電可備自投若不能正常啟動(dòng)，則啟動(dòng)此手動(dòng)3.4.3PLCI/O分配表表一備自投PLCI/O分配表外接電路外接電路輸入量外接電路輸出量 XY002XY003XY004XY005XY006XY007XY010XY011XY012XY013XY014X警Y0153.4.4Plc的選型列。具有高速處理及可擴(kuò)展大量滿足單個(gè)需要的特殊功能模塊等特點(diǎn)，為工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。該型號控制器符合設(shè)計(jì)所需的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，同時(shí)，該型號在運(yùn)算速度，存儲能力等方面較大的進(jìn)步，是一種小型化、高速度、高性能、各個(gè)方面完全可以滿足本控制系統(tǒng)3.4.5PLC接線圖3.4.6PLC梯形圖設(shè)計(jì)根據(jù)三路進(jìn)線電源的三相缺相檢測結(jié)果的輸出和備自投對控制繼電器U1故電源缺相檢測中間繼電KA1—KA3采樣信無輸入，即特殊情況，(1)當(dāng)進(jìn)線電源U1、U2同時(shí)故障時(shí)，自動(dòng)切除兩條進(jìn)線后自動(dòng)切除備用電源U3，若供電中U3也故障，則自動(dòng)切除所有電源(2)時(shí)手動(dòng)操作此應(yīng)急措施，以此提高供電穩(wěn)定。 第四章小結(jié)在市場經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，電力行業(yè)是其中必不可少的一項(xiàng)，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，對供電系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求也越來越高，傳統(tǒng)的控制早已無法滿足各行各業(yè)的要求。更新控制方法，提升電子技術(shù)應(yīng)用水發(fā)展的趨勢和必然要求。該設(shè)計(jì)在參考查閱大量的相關(guān)專業(yè)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，基于倮姑水電站，運(yùn)用可編程控制器(PLC)設(shè)計(jì)其站用電源備自投等問題進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要完(1)對此站用電源備自投的總體設(shè)計(jì)。根據(jù)電站的實(shí)際情況，提供站(2)三相缺相檢測的設(shè)計(jì)。根據(jù)PLC的動(dòng)作需求，選取適合的輸入C中，提供邏輯動(dòng)作的依據(jù)。當(dāng)前電力改革已經(jīng)全面展開，多路電源同時(shí)供電，可有效提高供電可此發(fā)展的必不可少的設(shè)備。備自投裝置是電力系統(tǒng)發(fā)展的強(qiáng)有力支持，為可靠供電做出了保障。 參考文獻(xiàn)[1]徐紹坤，熊偉.PLC編程設(shè)計(jì)教程(從基礎(chǔ)到提高).北京：中國電力出.力出版準(zhǔn)程技5謝我的人表示深深的感謝，特別是我們的指導(dǎo)老師牛老師。是