PLC在輸電線路自動(dòng)重合閘的應(yīng)用開題報(bào)告.docx

1. 對指導(dǎo)教師下達(dá)的課題任務(wù)的學(xué)習(xí)與理解；如今，工業(yè)企業(yè)對供電可靠性及電能質(zhì)量的要求越來越高。電路系統(tǒng)事故的發(fā)生除了設(shè)備制造上的缺陷，設(shè)計(jì)和安裝上的錯(cuò)誤，還有由于自然條件的因素如遭受雷擊等引起的。并且在實(shí)際運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)，220KV輸電線路所發(fā)生的絕大部分故障均是臨時(shí)或者瞬時(shí)性的，對于這類瞬時(shí)性故障而跳閘的線路, 如能在故障消失后迅速恢復(fù)送電, 則可大大提高供電的可靠性。因此，可以利用自動(dòng)重合閘裝置在線路發(fā)生故障通過繼電保護(hù)裝置跳閘后，延時(shí)操作斷路器重新合閘以恢復(fù)輸電線路供電，提高輸電線路綜合供電質(zhì)量水平。這給自動(dòng)重合閘裝置提供了良好的發(fā)展平臺(tái)。 此項(xiàng)研究的理論意義在于應(yīng)用PLC的自動(dòng)重合閘裝置減少電力系統(tǒng)中由于瞬時(shí)性故障引起的損失，通過對PLC以及編程軟件的使用，感受到其性能的可靠。實(shí)際意義在于通過親手實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)動(dòng)手能力的同時(shí)鞏固并應(yīng)用了所學(xué)知識。隨著對自動(dòng)重合閘控制越來越深入的研究，電路系統(tǒng)中瞬時(shí)故障的復(fù)雜多變性、滯后性等較難控制的方面相信都能得到很好解決。高可靠、智能化、人性化，小型化的自動(dòng)重合閘控制系統(tǒng)是國內(nèi)外發(fā)展的必然趨勢。 2. 閱讀文獻(xiàn)資料進(jìn)行調(diào)研的綜述（10篇左右）；近幾年來, 電網(wǎng)容量和電壓等級不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也變得越來越復(fù)雜。220kV 輸電線路，由于其具有電能輸送效率高、輸送距離較適中等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用到區(qū)域配電網(wǎng)建設(shè)中，成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)發(fā)展的重要能源支柱。電力系統(tǒng)中通常采用繼電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)來快速準(zhǔn)確的操作分支運(yùn)斷路器切除輸電線路故障或事故分支節(jié)點(diǎn)，防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展, 一些大型工業(yè)企業(yè)已實(shí)現(xiàn)了對其各級變電站進(jìn)行遠(yuǎn)方集中控制。但在實(shí)際運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)，220kV 輸電線路所發(fā)生的絕大部分故障均是臨時(shí)或者瞬時(shí)性的，對于這類瞬時(shí)性故障而跳閘的線路, 如能在故障消失后迅速恢復(fù)送電, 則可大大提高供電的可靠性。因此，可以利用自動(dòng)重合閘裝置在線路發(fā)生故障通過繼電保護(hù)裝置跳閘后，延時(shí)操作斷路器重新合閘以恢復(fù)輸電線路供電，提高輸電線路綜合供電質(zhì)量水平，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，對電力需求愈來愈大，促使電力事業(yè)迅速發(fā)展，電網(wǎng)不斷擴(kuò)大，用戶對供電質(zhì)量和供電可靠性要求越來越高，甚至連發(fā)生電源的瞬時(shí)中斷也不能忍受?！半娏Ψā焙汀俺兄Z制”的公布和貫徹執(zhí)行，要求電力供應(yīng)部門提供安全、經(jīng)濟(jì)、可靠和高質(zhì)量的電能。傳統(tǒng)的技術(shù)和管理手段已無法適應(yīng)新的形勢，PLC 自動(dòng)重合閘就是為了這一目的而提出來的這給自動(dòng)重合閘裝置提供了良好的發(fā)展平臺(tái)。 先進(jìn) PLC 的發(fā)展代表著國家的綜合科技實(shí)力和水平，目前許多先進(jìn)工業(yè)國家都已將 PLC 技術(shù)列為 21 世紀(jì)高科技發(fā)展計(jì)劃。其發(fā)展呈現(xiàn)兩個(gè)突出特點(diǎn):一個(gè)是在橫向上，PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷的擴(kuò)大，正從傳統(tǒng)的制造向人類工作和生活的各種領(lǐng)域擴(kuò)展，PLC的種類日趨增多；另一方面是在縱向上，隨著需求范圍的擴(kuò)大，PLC 的結(jié)構(gòu)和形態(tài)發(fā)展多樣化，高端系統(tǒng)呈現(xiàn)明顯的仿生和智能特征，其特性不斷提高，功能不斷擴(kuò)展和完善，各種 PLC 向更智能化和人類社會(huì)更密切的融合方向發(fā)展，PLC 是一種專為工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)的，一般而言，無需任何保護(hù)措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。然而，當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強(qiáng)烈，或安裝使用不當(dāng)，就可能造成程序錯(cuò)誤或運(yùn)算錯(cuò)誤，從而產(chǎn)生無輸入并引起無輸出，這將會(huì)造成設(shè)備的失控和誤動(dòng)作，從而不能保證PLC 的正常運(yùn)行。要提高 PLC 控制系統(tǒng)可靠性，一方面生產(chǎn)廠家要提高 PLC 的抗干擾能 力；另一方面，要在設(shè)計(jì)、安裝和使用維護(hù)中引起高度重視，多方配合，減少及消除干擾對 PLC 的影響。自動(dòng)重合閘裝置（ZCH）又稱自動(dòng)重合器，是用于配電網(wǎng)自動(dòng)化的一種智能化開關(guān)設(shè)備，它能夠檢測到故障電流、在給定時(shí)間內(nèi)斷開故障電流并能進(jìn)行給定次數(shù)重合的一種“自具”能力的控制開關(guān)。所謂“自具”是只重合閘裝置本身具有故障電流檢測和操作順序控制與執(zhí)行的能力，無需附加繼電保護(hù)裝置和另外的操作電源，也不需要和外界通信。 當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，它按順序及時(shí)間間隔進(jìn)行開斷及重合的操作。當(dāng)遇到永久性的故障，在完成預(yù)定復(fù)位才能解除閉鎖。若重合失敗，則閉鎖在分閘狀態(tài)，把事故區(qū)段隔開；當(dāng)故障接觸后，需要手動(dòng)復(fù)位才能解除閉鎖。如果是瞬時(shí)性故障，則在循環(huán)分、合閘的操作中，無論哪次重合成功，則終止后續(xù)的分、合閘，并經(jīng)過一定延時(shí)后恢復(fù)初始的整定狀態(tài)，為下次故障的來臨做好準(zhǔn)備。重合閘裝置課按預(yù)先整定的動(dòng)作順序進(jìn)行多次分、合閘的循環(huán)操作。 在下列情況下，重合閘不應(yīng)動(dòng)作：由運(yùn)行值班員手動(dòng)跳閘或無人值班變電站通過遠(yuǎn)方遙控裝置跳閘時(shí)；當(dāng)按頻率自動(dòng)減負(fù)荷裝置動(dòng)作時(shí)或負(fù)荷控制裝置動(dòng)作跳閘時(shí)；當(dāng)手動(dòng)合閘送電到故障線路上而保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí)；母差保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作時(shí)；當(dāng)備用電源自投（或互投）裝置動(dòng)作跳閘時(shí)或斷路器處于不正常狀態(tài)而不允許實(shí)現(xiàn)重合閘時(shí)。除上述情況外，斷路器由于繼電保護(hù)動(dòng)作或其他原因跳閘后，重合閘裝置應(yīng)動(dòng)作，使斷路器重新合上。重合閘裝置在動(dòng)作后，均應(yīng)能夠自動(dòng)復(fù)歸，準(zhǔn)備好下一次再動(dòng)作，但動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的設(shè)定。重合閘裝置應(yīng)能夠和繼電保護(hù)配合實(shí)現(xiàn)重合閘前加速或后加速功能。在雙側(cè)電源的線路上，重合閘啟動(dòng)條件應(yīng)受到同期檢定或無壓檢定的限制，且不可造成非同期重合并網(wǎng)。重合閘的啟動(dòng)方式一般采用不對應(yīng)啟動(dòng)，對于微機(jī)、集成電路保護(hù)還可采用保護(hù)啟動(dòng)方式，重合閘動(dòng)作應(yīng)具備延時(shí)功能，對于 220 KV 以上電網(wǎng)應(yīng)有兩種以上時(shí)間可供選擇。重合閘裝置充電時(shí)間應(yīng)在 15-25S，放電越快越好。 自動(dòng)重合閘作用: 在電力系統(tǒng)中采用了自動(dòng)重合閘裝置，即是當(dāng)斷路器由繼電保護(hù)動(dòng)作或其它非人工操作而跳閘后，能夠自動(dòng)控制斷路器重新合上的一種裝置。大大提高供電的可靠性，減少線路停電的次數(shù)。 在高壓輸電線路上采用重合閘，可以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。 在架空線路上采用重合閘，可以暫緩架設(shè)雙回線路，以節(jié)約投資。 對斷路器本身由于機(jī)構(gòu)不良或繼電保護(hù)誤動(dòng)作而引起的誤跳閘，也能起糾正的作用。 但是，當(dāng)重合于永久性故障上時(shí)，它也將帶來一些不利的影響，如: （1）使電力系統(tǒng)又一次受到故障的沖擊。 （2）由于斷路器在很短的時(shí)間內(nèi)，連續(xù)切斷兩次短路電流，而使其工作條件變得更加惡劣。PLC 是一種專為工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)的，一般而言，無須任何保護(hù)措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。然而，當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強(qiáng)烈，或安裝使用不當(dāng)，就可能造成程序錯(cuò)誤或運(yùn)算錯(cuò)誤，從而產(chǎn)生誤輸入并引起誤輸出，這將會(huì)造成設(shè)備的失控和誤動(dòng)作，從而不能保證 PLC 的正常運(yùn)行。要提高 PLC 控制系統(tǒng)可靠性，一方面生產(chǎn)廠家要提高 PLC 的抗干擾能力；另一方面，要在設(shè)計(jì)、安裝和使用維護(hù)中引起高度重視，多方配合，減少及消除干擾對 PLC 的影響。 加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化,當(dāng)前最廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠的集散型控制系統(tǒng) DCS 經(jīng)歷了 30多年的發(fā)展，技術(shù)日益成熟，取得了豐富的經(jīng)驗(yàn)。然而目前 DCS 的發(fā)展開始減緩和停滯。如何使 DCS 仍然可以大跨步地繼續(xù)向前發(fā)展，其中一個(gè)關(guān)鍵問題就在于通用化的硬件平臺(tái)，PLC 的融入。隨著微電子及控制技術(shù)的發(fā)展，PLC 系統(tǒng)和 DCS 系統(tǒng)在不斷吸收彼此的特點(diǎn)，逐步地走向同化。 PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。多種多樣的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上 PLC 通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 PLC 是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人從事工業(yè)控制打開了方便之門。PLC 用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)日常維護(hù)也變得容易起來，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。 在新時(shí)代，PLC 會(huì)有更大的更大的發(fā)展，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全，通過完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備、成熟的現(xiàn)場總線通信能力會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場合的需求，PLC 作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在我國發(fā)電廠的電氣自動(dòng)化建設(shè)中發(fā)揮越來越大的作用。 隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，對電力需求愈來愈大，促使電力事業(yè)迅速發(fā)展，電網(wǎng)不斷擴(kuò)大，用戶對供電質(zhì)量和供電可靠性要求越來越高，甚至連發(fā)生電源的瞬時(shí)中斷也不能忍受?！半娏Ψā焙汀俺兄Z制”的公布和貫徹執(zhí)行，要求電力供應(yīng)部門提供安全、經(jīng)濟(jì)、可靠和高質(zhì)量的電能。傳統(tǒng)的技術(shù)和管理手段已無法適應(yīng)新的形勢，PLC 自動(dòng)重合閘就是為了這一目的而提出來的。先進(jìn) PLC 的發(fā)展代表著國家的綜合科技實(shí)力和水平，目前許多先進(jìn)工業(yè)國家都已將 PLC 技術(shù)列為 21 世紀(jì)高科技發(fā)展計(jì)劃。其發(fā)展呈現(xiàn)兩個(gè)突出特點(diǎn):一個(gè)是在橫向上，PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷的擴(kuò)大，正從傳統(tǒng)的制造向人類工作和生活的各種領(lǐng)域擴(kuò)展，PLC 的種類日趨增多；另一方面是在縱向上，隨著需求范圍的擴(kuò)大，PLC 的結(jié)構(gòu)和形態(tài)發(fā)展多樣化，高端系統(tǒng)呈現(xiàn)明顯的仿生和智能特征，其特性不斷提高，功能不斷擴(kuò)展和完善，各種 PLC 向更智能化和人類 社會(huì)更密切的融合方向發(fā)展。參考文獻(xiàn)：【1】張桂香.電氣控制與PLC應(yīng)用. 北京.化學(xué)工業(yè)出版社.2006.3【2】高欽和.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)實(shí)例.北京.人民郵電出版社， 2004【3】陳宇，段鑫可編程控制器基礎(chǔ)及編程技巧廣州：華南理工大學(xué)出版社， 2002【4】 張保全，尹項(xiàng)根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)M. 北京：中國電力出版，2010.03.【5】 廖常初.PLC 編程及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.01.【6】劉華波.西門子 S7200 PLC 編程及應(yīng)用案例精選. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2009.03. 【7】巫莉.電氣控制與 PLC 應(yīng)用. 北京：中國電力出版社，2011.01. 【8】陶亦亦.電氣控制與 PLC 應(yīng)用. 北京：清華大學(xué)出版社，2010. 10.【9】高正中.西門子 S7-200CN PLC 編程技術(shù)及工程應(yīng)用. 北京：電子工業(yè)出版社，2010.01【10】邵玉槐.系統(tǒng)繼電保護(hù)原理（第三版）.中國電力出版社.【11】 SIEMENS WinCC手冊 西門子(中國)有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)，2004.3. 根據(jù)任務(wù)書的任務(wù)及文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果，初步擬定的執(zhí)行（實(shí)施）方案（含具體進(jìn)度計(jì)劃）。設(shè)計(jì)方案：系統(tǒng)框架設(shè)計(jì):該設(shè)計(jì)將通常所謂“計(jì)算機(jī)繼電器邏輯電路”分解成保護(hù)功能繼電器組和PLC 2個(gè)部分。根據(jù)不同保護(hù)對象(主變差動(dòng)保護(hù)、母線保護(hù)、電容器保護(hù)、線路保護(hù)、電動(dòng)機(jī)保護(hù)等) 由不同保護(hù)功能的繼電器組組合使裝置分成若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)型號，其中所有的單一保護(hù)元件均遵循正邏輯法，則在PLC 中定義為動(dòng)作節(jié)點(diǎn)。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生任何故障時(shí)，故障信息引起功能繼電器