PLC在输电线路自动重合闸的应用开题报告

1.对指导教师下达的课题任务的学习与理解；如今，工业企业对供电可靠性及电能质量的要求越来越高。电路系统事故的发生除了设备制造上的缺陷，设计和安装上的错误，还有由于自然条件的因素[如遭受雷击等]引起的。并且在实际运行过程中发现，220KV输电线路所发生的绝大部分故障均是临时或者瞬时性的，对于这类瞬时性故障而跳闸的线路,如能在故障消失后迅速恢复送电,则可大大提高供电的可靠性。因此，可以利用自动重合闸装置在线路发生故障通过继电保护装置跳闸后，延时操作断路器重新合闸以恢复输电线路供电，提高输电线路综合供电质量水平。这给自动重合闸装置提供了良好的发展平台。此项研究的理论意义在于应用PLC的自动重合闸装置减少电力系统中由于瞬时性故障引起的损失，通过对PLC以及编程软件的使用，感受到其性能的可靠。实际意义在于通过亲手实验，增强动手能力的同时巩固并应用了所学知识。随着对自动重合闸控制越来越深入的研究，电路系统中瞬时故障的复杂多变性、滞后性等较难控制的方面相信都能得到很好解决。高可靠、智能化、人性化，小型化的自动重合闸控制系统是国内外发展的必然趋势。2.阅读文献资料进行调研的综述（10篇左右）；近几年来,电网容量和电压等级不断扩大，电网结构也变得越来越复杂。220kV输电线路，由于其具有电能输送效率高、输送距离较适中等优点，被广泛应用到区域配电网建设中，成为区域经济生产发展的重要能源支柱。电力系统中通常采用继电保护装置实现纵联差动保护来快速准确的操作分支运断路器切除输电线路故障或事故分支节点，防止事故的进一步扩大。由于计算机技术的高速发展,一些大型工业企业已实现了对其各级变电站进行远方集中控制。但在实际运行过程中发现，220kV输电线路所发生的绝大部分故障均是临时或者瞬时性的，对于这类瞬时性故障而跳闸的线路,如能在故障消失后迅速恢复送电,则可大大提高供电的可靠性。因此，可以利用自动重合闸装置在线路发生故障通过继电保护装置跳闸后，延时操作断路器重新合闸以恢复输电线路供电，提高输电线路综合供电质量水平，随着国民经济的发展和人民物质文化生活水平的不断提高，对电力需求愈来愈大，促使电力事业迅速发展，电网不断扩大，用户对供电质量和供电可靠性要求越来越高，甚至连发生电源的瞬时中断也不能忍受。“电力法”和“承诺制”的公布和贯彻执行，要求电力供应部门提供安全、经济、可靠和高质量的电能。传统的技术和管理手段已无法适应新的形势，PLC自动重合闸就是为了这一目的而提出来的这给自动重合闸装置提供了良好的发展平台。先进PLC的发展代表着国家的综合科技实力和水平，目前许多先进工业国家都已将PLC技术列为21世纪高科技发展计划。其发展呈现两个突出特点:一个是在横向上，PLC的应用领域在不断的扩大，正从传统的制造向人类工作和生活的各种领域扩展，PLC的种类日趋增多；另一方面是在纵向上，随着需求范围的扩大，PLC的结构和形态发展多样化，高端系统呈现明显的仿生和智能特征，其特性不断提高，功能不断扩展和完善，各种PLC向更智能化和人类社会更密切的融合方向发展，PLC是一种专为工业生产自动化控制设计的，一般而言，无需任何保护措施就可以直接在工业环境中使用。然而，当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生无输入并引起无输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC的正常运行。要提高PLC控制系统可靠性，一方面生产厂家要提高PLC的抗干扰能力；另一方面，要在设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合，减少及消除干扰对PLC的影响。自动重合闸装置（ZCH）又称自动重合器，是用于配电网自动化的一种智能化开关设备，它能够检测到故障电流、在给定时间内断开故障电流并能进行给定次数重合的一种“自具”能力的控制开关。所谓“自具”是只重合闸装置本身具有故障电流检测和操作顺序控制与执行的能力，无需附加继电保护装置和另外的操作电源，也不需要和外界通信。当线路发生短路故障时，它按顺序及时间间隔进行开断及重合的操作。当遇到永久性的故障，在完成预定复位才能解除闭锁。若重合失败，则闭锁在分闸状态，把事故区段隔开；当故障接触后，需要手动复位才能解除闭锁。如果是瞬时性故障，则在循环分、合闸的操作中，无论哪次重合成功，则终止后续的分、合闸，并经过一定延时后恢复初始的整定状态，为下次故障的来临做好准备。重合闸装置课按预先整定的动作顺序进行多次分、合闸的循环操作。在下列情况下，重合闸不应动作：由运行值班员手动跳闸或无人值班变电站通过远方遥控装置跳闸时；当按频率自动减负荷装置动作时或负荷控制装置动作跳闸时；当手动合闸送电到故障线路上而保护动作跳闸时；母差保护或断路器失灵保护动作时；当备用电源自投（或互投）装置动作跳闸时或断路器处于不正常状态而不允许实现重合闸时。除上述情况外，断路器由于继电保护动作或其他原因跳闸后，重合闸装置应动作，使断路器重新合上。重合闸装置在动作后，均应能够自动复归，准备好下一次再动作，但动作次数应符合预先的设定。重合闸装置应能够和继电保护配合实现重合闸前加速或后加速功能。在双侧电源的线路上，重合闸启动条件应受到同期检定或无压检定的限制，且不可造成非同期重合并网。重合闸的启动方式一般采用不对应启动，对于微机、集成电路保护还可采用保护启动方式，重合闸动作应具备延时功能，对于220KV以上电网应有两种以上时间可供选择。重合闸装置充电时间应在15-25S，放电越快越好。自动重合闸作用:在电力系统中采用了自动重合闸装置，即是当断路器由继电保护动作或其它非人工操作而跳闸后，能够自动控制断路器重新合上的一种装置。大大提高供电的可靠性，减少线路停电的次数。在高压输电线路上采用重合闸，可以提高电力系统并列运行的稳定性。在架空线路上采用重合闸，可以暂缓架设双回线路，以节约投资。对断路器本身由于机构不良或继电保护误动作而引起的误跳闸，也能起纠正的作用。但是，当重合于永久性故障上时，它也将带来一些不利的影响，如:（1）使电力系统又一次受到故障的冲击。（2）由于断路器在很短的时间内，连续切断两次短路电流，而使其工作条件变得更加恶劣。PLC是一种专为工业生产自动化控制设计的，一般而言，无须任何保护措施就可以直接在工业环境中使用。然而，当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC的正常运行。要提高PLC控制系统可靠性，一方面生产厂家要提高PLC的抗干扰能力；另一方面，要在设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合，减少及消除干扰对PLC的影响。加强网络化、数字化,当前最广泛应用于发电厂的集散型控制系统DCS经历了30多年的发展，技术日益成熟，取得了丰富的经验。然而目前DCS的发展开始减缓和停滞。如何使DCS仍然可以大跨步地继续向前发展，其中一个关键问题就在于通用化的硬件平台，PLC的融入。随着微电子及控制技术的发展，PLC系统和DCS系统在不断吸收彼此的特点，逐步地走向同化。PLC发展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的生产场合。在新时代，PLC会有更大的更大的发展，产品的品种会更丰富、规格更齐全，通过完美的人机界面、完备的通信设备、成熟的现场总线通信能力会更好地适应各种工业控制场合的需求，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在我国发电厂的电气自动化建设中发挥越来越大的作用。随着国民经济的发展和人民物质文化生活水平的不断提高，对电力需求愈来愈大，促使电力事业迅速发展，电网不断扩大，用户对供电质量和供电可靠性要求越来越高，甚至连发生电源的瞬时中断也不能忍受。“电力法”和“承诺制”的公布和贯彻执行，要求电力供应部门提供安全、经济、可靠和高质量的电能。传统的技术和管理手段已无法适应新的形势，PLC自动重合闸就是为了这一目的而提出来的。先进PLC的发展代表着国家的综合科技实力和水平，目前许多先进工业国家都已将PLC技术列为21世纪高科技发展计划。其发展呈现两个突出特点:一个是在横向上，PLC的应用领域在不断的扩大，正从传统的制造向人类工作和生活的各种领域扩展，PLC的种类日趋增多；另一方面是在纵向上，随着需求范围的扩大，PLC的结构和形态发展多样化，高端系统呈现明显的仿生和智能特征，其特性不断提高，功能不断扩展和完善，各种PLC向更智能化和人类社会更密切的融合方向发展。参考文献：【1】张桂香.电气控制与PLC应用.北京.化学工业出版社.2006.3【2】高钦和.可编程控制器应用技术与设计实例.北京.人民邮电出版社，2004．【3】陈宇，段鑫．可编程控制器基础及编程技巧．广州：华南理工大学出版社，2002【4】张保全，尹项根.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版，2010.03.【5】廖常初.PLC编程及应用.北京：机械工业出版社，2008.01.【6】刘华波.西门子S7200PLC编程及应用案例精选.北京：机械工业出版社，2009.03.【7】巫莉.电气控制与PLC应用.北京：中国电力出版社，2011.01.【8】陶亦亦.电气控制与PLC应用.北京：清华大学出版社，2010.10.【9】高正中.西门子S7-200CNPLC编程技术及工程应用.北京：电子工业出版社，2010.01【10】邵玉槐.系统继电保护原理（第三版）.中国电力出版社.【11】SIEMENSWinCC手册西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团，2004.3.根据任务书的任务及文献调研结果，初步拟定的执行（实施）方案（含具体进度计划）。设计方案：系统框架设计:该设计将通常所谓“计算机继电器逻辑电路”分解成保护功能继电器组和PLC2个部分。根据不同保护对象(主变差动保护、母线保护、电容器保护、线路保护、电动机保护等)由不同保护功能的继电器组组合使装置分成若干个标准型号，其中所有的单一保护元件均遵循正逻辑法，则在PLC中定义为动作节点。当电力系统发生任何故障时，故障信息引起功能继电器组动作于PLC并同时传回主控机，主控机经分析后发送信息给PLC。PLC采集继电器组和主控机的信息来控制故障的系统。进度计划：1、01月18日至03月01日，完成外文翻译。2、03月02日至03月15日，根据任务书要求，查阅文献，完成文献综述。3、03月16日至03月31日，撰写开题报告，确定章节内容。4、04月01日至04月30日，方案确定，PLC控制程序的编写与调试。5、05月01日至05月20日，修订各章节，确定论文初稿。6、05月21日至05月30日，修改，排版，完成综稿。