|
PLC在電網(wǎng)備用電源自動(dòng)投入中的應(yīng)用
湛江市技師學(xué)院 王小紅 2013/10/3 17:10:05
【摘要】根據(jù)備用電源自動(dòng)投入裝置的使用特點(diǎn)，將備用電源自動(dòng)投入裝置應(yīng)用于電網(wǎng)中，解決了當(dāng)工作電源出現(xiàn)故障使電壓消失，導(dǎo)致用戶(hù)斷電的難題。本文主要介紹了備用電源自動(dòng)投入裝置的特點(diǎn)，并舉例分析了利用PLC芯片如何實(shí)現(xiàn)備用電源自動(dòng)投入的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】備用電源自動(dòng)投入 PLC控制 自動(dòng)化
隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，現(xiàn)在電力技術(shù)的理論和實(shí)際應(yīng)用范圍也在不斷地拓寬，與此同時(shí)一些大中型工廠(chǎng)和企業(yè)對(duì)供電的質(zhì)量和可靠性有了更高的要求。在很多具有一級(jí)負(fù)荷和重要的二級(jí)負(fù)荷的工廠(chǎng)和企業(yè)中，其發(fā)電廠(chǎng)或變電所通常需要有備用電源自動(dòng)投入裝置，實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的自動(dòng)化，以確保電力系統(tǒng)的快速性、可靠性和安全性。
1.對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的分析
備用電源自動(dòng)投入裝置是當(dāng)主供電電源發(fā)生故障時(shí)，將備用電源在設(shè)定時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)或投入，以保障重要設(shè)備電源的供給的自動(dòng)化設(shè)備。
1.1傳統(tǒng)備用電源自動(dòng)投入分析
傳統(tǒng)的備用電源自動(dòng)投入裝置系統(tǒng)是由繼電器和接觸器組成。因其組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投入成本低，在一些中小型企業(yè)和工廠(chǎng)的供配電系統(tǒng)中很受歡迎。但是也存在著很多缺點(diǎn)：第一、由于傳統(tǒng)的備用電源自動(dòng)投入系統(tǒng)都是由繼電器和接觸器組成，若要組成一套完整的控制系統(tǒng)，在繼電器和接觸器的使用數(shù)量上很大，而過(guò)多的繼電器和接觸器使得系統(tǒng)的體積變得龐大。第二、繼電器和接觸器都是電磁式機(jī)械動(dòng)作，因而系統(tǒng)的動(dòng)作響應(yīng)能力差，繼電器和接觸器的觸點(diǎn)要頻繁地接通和斷開(kāi)動(dòng)作，使得觸點(diǎn)容易出現(xiàn)故障，導(dǎo)致系統(tǒng)的可靠性較低，并且要進(jìn)行大量的維護(hù)和故障的檢修工作，過(guò)多的繼電器和接觸器對(duì)故障的檢修造成了巨大困難。第三、由于系統(tǒng)采用的是純硬件結(jié)構(gòu)，不具備可編程能力，造成系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)。系統(tǒng)不具有通信和監(jiān)控功能，不能使整個(gè)供配電系統(tǒng)有機(jī)地組合為一體，不能適用于對(duì)自動(dòng)化水平要求較高的場(chǎng)合。
1.2新型PLC控制下備用電源自動(dòng)投入分析
新型PLC控制的備用電源自動(dòng)投入控制器完全克服了上述缺點(diǎn)。PLC是可編程序控制器，由CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出電路和功能模塊（如計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、通信模塊）組成。通過(guò)采集現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)字和模擬量的信息，經(jīng)CPU處理和計(jì)算后，將信息傳送至現(xiàn)場(chǎng)以控制設(shè)備的工作。其具有快速的運(yùn)算能力，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備和上位機(jī)通信，可利用圖形化（如順序功能圖、梯形圖、功能模塊圖）和文本化編程，并且具有軟件和硬件的診斷功能。
將其利用到備用電源的自動(dòng)投入裝置上帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)有：第一、可以省去很多的繼電器和接觸器以及線(xiàn)路的連接。由于PLC內(nèi)部具有很多繼電器，完全可以替代實(shí)際的繼電器裝置。第二、采用編程的方法使系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)更加快速和簡(jiǎn)便，處理速度快（平均執(zhí)行一條指令的時(shí)間為微秒級(jí)甚至是納秒級(jí)），內(nèi)部的定時(shí)器要比傳統(tǒng)的機(jī)械定時(shí)器精確度高很多。第三、可以通過(guò)預(yù)先規(guī)定好的協(xié)議將信息傳送給其他PLC或者PC機(jī)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控和系統(tǒng)故障的自診斷，并且還可以連接診斷和在線(xiàn)調(diào)試，進(jìn)而確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。第四、由于其是利用程序來(lái)進(jìn)行控制的，在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和修改時(shí)變得更加快捷和方便，不必像傳統(tǒng)的那樣要更換硬件和更改線(xiàn)路連接，只需要修改程序即可，大大縮短了維護(hù)周期。
1.3備用自動(dòng)投入裝置的控制需滿(mǎn)足的控制要求
（1）當(dāng)主電源由于故障而斷電時(shí)，備用電源必須投入運(yùn)行，但是若備用電源沒(méi)有足夠高的電壓時(shí)，備用電源不能動(dòng)作，而是進(jìn)行相應(yīng)故障的報(bào)警；（2）對(duì)于非故障的電源斷電，如人工操作的切除電源，備用電源不能投入運(yùn)行；（3）備用電源只有在主電源正常工作時(shí)才進(jìn)行充電操作，而當(dāng)其投入運(yùn)行時(shí)不再進(jìn)行充電；（4）當(dāng)主電源斷電故障消除后，主電源投入到工作狀態(tài)，備用電源切除與負(fù)載的連接；（5）當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)使供電電路立即跳閘并發(fā)出警報(bào)以保證設(shè)備的安全；（6）設(shè)備在切換動(dòng)作時(shí)要具有一定的時(shí)限，以確保與其他保護(hù)裝置的配合。
2.PLC在電網(wǎng)備用自動(dòng)投入的應(yīng)用舉例
右圖為某工廠(chǎng)的電氣主接線(xiàn)圖，從圖中可以看出該系統(tǒng)采用的是內(nèi)橋接線(xiàn)型。
其中通過(guò)電壓互感器1TV和2TV分別檢測(cè)主電源和備用電源的電壓來(lái)確定電源的切換投入動(dòng)作，3TV用來(lái)測(cè)量系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的電壓和功率。
2.1 PLC程序控制的要求
正常工作時(shí)，電源1工作，電源2處于備用狀態(tài)；當(dāng)檢測(cè)到1TV電壓低于設(shè)定值時(shí)，利用程序控制1QF斷開(kāi)，接通2QF。同時(shí)監(jiān)控各個(gè)電壓互感器、電流互感器、過(guò)流保護(hù)裝置的狀態(tài)，并根據(jù)具體情況發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)。同理，當(dāng)電源2處于工作狀態(tài)時(shí)，在其出現(xiàn)故障時(shí)，2QF斷開(kāi)，1QF接通，將電源1切換到投入狀態(tài)。需要注意的是，各個(gè)斷路器和接觸器動(dòng)作的先后順序和時(shí)間，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤可能導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生短路，（未完，下一頁(yè)）
|