PLC在高压开关柜 中 的 应 用

在高压开关柜中的应用 PLC 单位：动力公司东区变 姓名：谢军锋 2011.7.14 [摘要] PLC在控制领域的应用现已非常的普遍、广泛，在电力装置中的应用虽较少，但也开始有所涉及。PLC在高压开关柜中的应用，尤其在涉及联锁较多，控制回路相对复杂点的高压开关控制回路中，PLC的使用，可以减少控制元件和接线，使柜体结构更加紧凑、尺寸更小，可以发挥设计更好的控制措施，同时PLC的使用也提高了可靠性。 [关键词] PLC；控制；高压开关；联锁；梯形图 1.前言 在本110kV变电站中，35kV的高压开关柜采用的是ABB公司的产品，柜体做的很小，里面的结构布局感觉非常的紧凑，尽量的使空间利用最大化了，PLC的使用无疑对此也做出了一小份贡献，同时，作为在工业生产环境下工作而设计的控制产品PLC，提高了控制的可靠性，缺点是提高了产品的造价。其可靠性另外还体现在：①继电器控制电路由许多真正的硬件继电器组成，而梯形图则由许多所谓“软继电器”组成。这些“软继电器”实质上是存储器中的每一位触发器，可以置“0” ”。硬继电器易磨损，而“软继电器”无磨损现象。②自诊断功能：软件定期的检查外界环1或置“立即采取有效措施，以防止故障扩大。CPU境（例如工作电压，环境温度等），一旦发现异常情况，运行进程是否按预定的顺序进行的，如果PLCPLC中的这种电路是专门监视电路：③设置Watchdog CPU不能按预定顺序（预定时间间隔）工作而报警。PLC中发生故障或用户程序区受损，则因 2.被控对象系统采用的是双母线接线，其简图高压开关柜一个柜中使用了两个。本变电站35kVPLC35kV是；所示，其中是母侧三工位隔离接地开关，由一个控制，标示为如图IIQL1I1KP1PLCQL2的型号相同，都是西门控制，标示为；是断路器。两个母侧隔离开关，由另一个PLCKP2QBPLC点，输出点，输入点数型号是子公司生产的系列小型整体式，14CPUS7 200CNCPU 224CNPLC的被控对象进行说明。点。本文选数作为 PLC10QL1 3.控制要求知，三工位开关有三个工作位置状态，即合位、分位和接地。通过控制电机的正反转来由图2达到控制的目的。正转时经过的路径是：接地→分位→合位，反转时经过的路径则相反：合位→分的位置辅助接点断开控制回路，停止该步的操作，QL1位→接地。控制操作到所到的位置时，通过为下一步操作作准备，直到达到操作意图。如要从接地位置操作到合位，则必须经过分位操作，也 就是先从接地操作到分位，再从分位操作到合位。 除了上述正常情况下的操作，还要求有必要的联锁设计，满足“五防”要求。 4.控制达到的目的 根据控制要求，进行控制原理图的设计。本文主要是说明PLC在该控制回路中的应用，并根据原设计者的意图，完成PLC梯形图的编程。但也有必要在这里说明一下原设计者的控制意图和目的。 ⑴正常情况操作时，控制电机的正反转到达指定工作位置。并在PLC和外部电路均设置了正反转的互锁。 ⑵设计联锁时，有不经PLC的外部电路联锁。 该联锁，主要是通过以下四个继电器的辅助接点：KC1，KC2，KC3，KC4。 ①KC1:操作孔盖板。即操作孔盖板在盖着的状态时，才可以进行电动操作，也就是在没有手动操作时，电动操作才有效。 ②KC2：I母接地信号。当I母通过母联断路器接地后，即I母接地后，不能进行QL1的隔离操作分合闸，但可以进行QL1的接地操作分合闸。防止线路挂在II母投运时，操作QL1合闸，使带电的II母发生三相接地短路，即“五防”中的：防止带电挂接地线。 ③KC3：II母接地信号。当II母通过母联断路器接地后，即II母接地后，不能进行QL2的隔离操作分合闸，原因同上。注：QL2不是三工位开关，只是普通的隔离开关，所以不存在接地操作项。 ④KC4：母联合闸，允许并列信号。即要实现I母侧和II母侧隔离开关双跨，则必须先母联合闸，才满足等电位操作条件，才允许在QL2在合位的情况下，操作QL1合闸。 ⑤当QL2在合位时，不能进行QL1的接地操作分合闸。防止II母带电运行时，操作QL1接地，使带电的II母发生三相接地短路，即“五防”中的：防止带电挂接地线。 ⑶经PLC的联锁，在图纸中也称闭锁。 这一部分，是本文要完成的梯形图的编程的一部分，是PLC与传统继电器相比较的优点之一所在，PLC内部的资源可任由使用，只要你发挥，可以使控制措施更加完善而不需再因此而外加好多硬件。比如：①电机操作超时。设置超时时间是3分钟，当超过3分钟后，电机还没操作到位而继续运转，则发出报警，并闭锁QL2的操作。电机操作超时的原因，如位置辅助接点的损坏或不到位，造成电机无法被切断控制回路。②QL1工作位置不到位，或者是QL1工作位置操作到位了，但是其辅助接点本身有损坏或不到位。QL1的工作位置就三个，接地、分位、合位，只要不在这三个位置的其中之一，就发出报警，并闭锁QL2的操作。 另外，断路器在合位时，闭锁QL1和QL2的操作。防止带负荷拉、合隔离开关。 以上详细情况、说明和注释见QL1的硬件接线及控制原理图4和PLC梯形图5. 5.PLC硬件的连接及梯形图编程 PLC硬件的连接见图4所示，详细的给出了输入点和输出点及其接线。梯形图见图5所示。为了方便看图，将其中比较重要和不太好理解的QL1的位置辅助接点作一下解释和说明。 ①BB15和BB16 BB15:QL1三工位分闸位置辅助接点。BB16:QL1三工位合闸位置辅助接点。他们是一对位置辅助接点。当QL1在合位时，BB16常开闭合，BB15常闭断开。当QL1不在合位时，或说在非合位时，不管是在分位，还是在接地位置，BB16常开断开，BB15常闭闭合。 ②BB57和BB58 BB57:QL1三工位分闸位置辅助接点。BB58:QL1三工位接地位置辅助接点。他们是一对位置辅助接点。当QL1在接地位置时，BB58常开闭合，BB57常闭断开。当QL1不在接地位置时，或说在非接地位置时，不管是在分位，还是在合位，BB58常开断开，BB57常闭闭合。 辅助接点的作用。BB151:操作孔盖板的辅助接点。同KC1③QL1在合位，1#线。①正常运行时，小结：举例说明一下，如挂在I母侧的线路，如水源中心变QB在合位。则控制QL1的PLC，在图中标示为KP1，它的输入点和输出点对应的指示灯，应该是输入点：I0.2、I0.3、I0.7亮，输出点：Q0.5（因为本人在梯形图中加了PLC装置本身故障的报警， 为将此报警输出至监控终端，加了PLC一上电就有输出的一个点Q0.5,所以只要是PLC本身无故障，在运行，Q0.5这个点总是亮的）。②当停电操作时，断开QB断路器后，闭锁QL1操作的输入点灯I0.7就灭了，就可以进行QL1的操作了。③操作QL1分闸，接收分闸操作命令的输入点I1.2灯亮一下后，输出点Q0.2和Q1.1灯亮，电机反转，同时去闭锁KP2。至分位后，输出点Q0.2和Q1.1灯灭，输入点只有I0.1、I0.3灯亮了。这个本人已