PLC在输电线路自动重合闸控制中的应用

PLC在输电线路自动重合闸控制中的应用【摘要】传统的电磁式重合闸装置存在诸多问题，采用PLC实现重合闸的自动化控制，选用S7-200PLC为控制模块，对其进行硬件设计和软件编程。试验结果证明该系统克服了传统的电磁式控制重合闸装置的不足，运行可靠、满足实际生产需求。【关键词】自动重合闸可编程控制器输电线路前加速后加速引言电力系统在运行中出现各种故障，且绝大多数是瞬时性的，线路被断开后，将断路器进行重新合闸就能恢复供电。手动操作会使设备停电时间长，且引起系统不稳定。因此在电力系统中广泛采自动重合闸装置（简称ARD）[1]来代替人工手动合闸。当断路器跳闸后，它能自动将断路器重新合闸，减少了没有必要的停电，保证了电力系统的稳定工作。传统电磁方式控制的重合闸装置中复杂的接线加大了装置调试与检修难度，也限制了重合闸控制功能的扩展，且多动作级数降低了电力系统工作的可靠性。本文构建了采用PLC实现自动重合闸的控制系统。通过软件编程方式，用内部逻辑关系代替硬件接线，还可和计算机联网进行远程集中控制。下面以输电线路三相自动重合闸为例介绍PLC的应用。1输电线路自动重合闸的控制要求（1）线路运行中出现瞬时故障时，断路器跳闸，使用自动重合闸装置使断路器重合闸；恢复供电后，能自动延时复归，准备好下一次动作；线路出现永久性故障时，继电保护动作断路器立即跳闸，但重合闸装置无法重合闸并报警。（2）自动重合闸次数应符合预先规定。一般重合闸只动作1次，即当断路器重新合上后，由于线路“永久性”故障，继电保护再次动作断开断路器，此时重合闸不应再动作。（3）自动重合闸应能与继电保护装置配合，实现前加速或后加速保护[2]，缩短故障存在的时间。系统工作于手动控制方式时，闭锁自动重合闸方式，可根据需要手动合闸或分闸。2PLC控制系统的硬件设计根据系统要求及需配置的I/O点数的分析，该系统的实现选用西门子S7-200PLC作为控制器。系统的输入输出设备及接线如图1所示[3]。其中自动重合闸与手动切换开关是指允许自动重合闸装置投入工作时，0.2闭合，处于手动控制方式时，I0.2断开；重合闸前、后加速转换开关对应I0.3闭合时，为前加速保护状态，I0.3断开时，为后加速保护状态。3PLC控制梯形图设计3.1系统处于手动控制方式时按下手动合闸按钮I0.6，Q0.0得电，其常开触点闭合，M0.2线圈得电，所以T37使能端因M0.2常闭触点而断开[5]，Q0.0无法再次得电，即为拒绝重合闸作准备。如果此时线路上有故障，则I0.1的常开触点闭合，Q0.1得电，因系统处于手动控制方式，I0.2常开触点断开，Q0.0无法再次得电，第二次自动重合闸失败，此时Q0.3报警指示灯亮。按下手动分闸按钮I0.5，Q0.1得电断路器跳闸，同样Q0.0无法再次得电，防止误合闸。3.2当系统处于自动重合闸控制时线路出现故障，采用前加速保护时，I0.3常开触点闭合，Q0.1得电断路器跳闸，延时5s后，Q0.0得电断路器重合闸，同时M0.2得电并自锁，其常闭触点断开快速跳闸回路；T38工作，延时25s后，Q0.2得电，表明可以进行下一次自动重合闸。如故障消除，经T38后，自动复归快速跳闸回路；如发生的是永久性故障，则在本级T39过流保护延时到后，接通Q0.1跳闸，闭锁延时合闸T37回路，Q0.0无法再次得电，第二次自动重合闸失败，Q0.3得电，报警指示灯亮。采用后加速保护时，I0.3常开触点断开，在本级T39过流保护延时到后，Q0.1得电断路器跳闸，延时5s后，断路器重合闸，同时M0.2与I0.3的常闭触点接通快速跳闸回路，如故障消除，自动复归快速跳闸回路；如永久性故障，当过流保护继电器I0.1再次闭合后，Q0.1得电快速跳闸，闭锁延时合闸T37回路，Q0.3得电，报警指示灯亮。当自动重合闸装置闭锁和报警后，必须按重合闸闭锁复位，自动重合闸装置才能再次工作。结语基于PLC的自动重合闸可以方便实现重合闸控制功能的扩展。应用计数器实现自动重合闸装置重合次数，定时器指令实现所需延时时间的调整和自动复归。通过后加速保护与前加速保护实现自动重合闸的智能型控制，提高了系统控制能力和操作的灵活性；在硬件上有安装接线简单、工作可靠等优点，系统具有通用性和实用性。参考文献[1]刘学军.继电保护原理[M].北京：中国电力出版社，2007.233-243.[2]黄伟兵.自动重合闸最优重合方案的设计[J].宁夏电力，2008（S1）：83-92.[3]张桂香，杨天明.基于PLC自动重合闸的设计与实现[J].低压电器，2007（S1）：35-37.