基于PLC的自動(dòng)重合閘設(shè)計(jì)-電子稿

1、基于PLC的自動(dòng)重合閘設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 2013年 11 月 8日11電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置課程論文評(píng)分表序號(hào)評(píng)分項(xiàng)分?jǐn)?shù)1論文的結(jié)構(gòu)與格式15分2語言組織10分3切題（符合課程）25分4內(nèi)容合理能用20論文總成績目錄緒論1（一）課題研究現(xiàn)狀1（二）課題研究背景1（三）課題發(fā)展趨勢3摘 要4一、PLC控制系統(tǒng)及自動(dòng)重合閘裝置5（一）可編程控制器PLC介紹5（二）自動(dòng)重合閘裝置5二、重合閘系統(tǒng)設(shè)計(jì)7（一）自動(dòng)重合閘（ZCH）裝置7（二）三相自動(dòng)重合閘7（三）重合閘動(dòng)作時(shí)限的選擇原則9（四）自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)的配合10（五）單相自動(dòng)重合閘10（六）電氣一次自動(dòng)重合

2、閘裝置的工作原理（如圖3-9）12（七）電氣式一次自動(dòng)重合閘12（八）控制過程流程圖分析15結(jié)論17參考文獻(xiàn)182緒論（一）課題研究現(xiàn)狀1、近幾年來, 工業(yè)企業(yè)對(duì)供電可靠性及電能質(zhì)量的要求越來越高。電網(wǎng)容量和電壓等級(jí)也不斷擴(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。電能供電質(zhì)量水平要求的進(jìn)一步提高，對(duì)電網(wǎng)供電可靠性也提出更苛刻的要求。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)

3、的高速發(fā)展, 一些大型工業(yè)企業(yè)已實(shí)現(xiàn)了對(duì)其各級(jí)變電站進(jìn)行遠(yuǎn)方集中控制, 企業(yè)內(nèi)部的分散變電站實(shí)現(xiàn)了無人值班。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(duì)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(duì)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(duì)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

4、忍受。“電力法”和“承諾制”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)。2、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

5、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(duì)PLC的影響。（二）課題研究背景傳統(tǒng)的自動(dòng)重合閘裝置由各種繼電器及控制開關(guān)構(gòu)成,由于連接導(dǎo)線繁多,繼電器的壽命有限,

6、 容易發(fā)生裝置的誤動(dòng)和拒動(dòng), 影響電力系統(tǒng)的可靠性; 其定時(shí)單元由機(jī)電式或晶體管式時(shí)間繼電器構(gòu)成, 誤差大且調(diào)整不方便,影響上下級(jí)保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限的配合；裝置的功能單一,不利于實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化,且體積大, 有色金屬消耗多, 噪音大。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,集散控制系統(tǒng) DCS經(jīng)過了初創(chuàng)期、成熟

7、期和擴(kuò)展期之后,又出現(xiàn)了新一代控制系統(tǒng) 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) FCS，它是第五代過程控制系統(tǒng)，是由 DCS與 PLC發(fā)展而來，F(xiàn)CS不僅具備 DCS與 PLC的特點(diǎn)，它保留了 DCS的特點(diǎn)，或者說 FCS吸收了 DCS多年開發(fā)研究以及現(xiàn)場實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)然也包括教訓(xùn)，而且跨出了革命性的一步。隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的完善和熱工自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化、智能化控制儀表的進(jìn)一步開發(fā)和應(yīng)用，F(xiàn)CS必將在火電廠得到廣泛應(yīng)用，使電廠的自動(dòng)化水平提高到一個(gè)新的水平。所以今后的發(fā)展趨勢大體上是分散型控制系統(tǒng) DCS將逐漸更新?lián)Q代為全數(shù)字現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) FCS。由于 PLC的本質(zhì)是用內(nèi)部已定義的各種輔助繼電器代替機(jī)械觸點(diǎn)

8、繼電器，這些內(nèi)部繼電器的節(jié)點(diǎn)變位時(shí)間可理想化地認(rèn)為等于零，只需考慮它的 0-1狀態(tài)而無需考慮傳統(tǒng)繼電器所固有的返回系數(shù)，所以用 PLC來進(jìn)行開關(guān)量控制是非常合適的。 在電力系統(tǒng)自動(dòng)化的控制中，經(jīng)常要用到閉環(huán)控制方式來實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、流量、速度等連續(xù)變化的模擬量控制。初期的 PLC在閉環(huán)控制方面并不擅長，而當(dāng)前新型的 PLC也兼有閉環(huán)控制功能，并且已十分成熟。各 PLC生產(chǎn)廠家推出的中、小型 PLC模塊均提供了 PID指令，可以實(shí)現(xiàn) PID控制，這種模塊的 PID控制程序是 PLC生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)的，并存放在模塊中，用戶使用時(shí)序只需要設(shè)置一些參數(shù)，使用起來非常方便，一個(gè)模塊可以控制幾路甚至幾十路閉環(huán)

9、回路。直接應(yīng)用 PID指令來實(shí)現(xiàn)基于 PLC的 PID控制，是一種易于實(shí)現(xiàn)且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法。 水泵、油泵電動(dòng)機(jī)以發(fā)電廠機(jī)組調(diào)速器油泵為例,其啟動(dòng)方式有種自動(dòng)啟動(dòng)、機(jī)旁屏手動(dòng)啟動(dòng)和在現(xiàn)地控制箱手動(dòng)啟動(dòng)。自動(dòng)運(yùn)行的情況下，每臺(tái)調(diào)速器油泵根據(jù)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間的長短,在開機(jī)過程中由現(xiàn)地 PLC控制單元的順控模塊選擇運(yùn)行時(shí)間累計(jì)短的為主用泵、運(yùn)行時(shí)間累計(jì)長的為備用泵。自動(dòng)啟動(dòng)條件為調(diào)速器壓油罐壓力下降到時(shí)啟動(dòng)主用泵，如果壓油罐壓力繼續(xù)下降到整定值時(shí)，備用泵跟著啟動(dòng)，向壓油罐打油。在機(jī)旁屏手動(dòng)啟動(dòng)調(diào)速器油泵，只需將欲啟動(dòng)油泵的控制開關(guān)打至ON位即可。而在現(xiàn)地控制箱上的手動(dòng)啟動(dòng)只需首先將機(jī)旁屏上的控制方式選擇開

10、關(guān)打至調(diào)速器手動(dòng)位后，在現(xiàn)地控制箱上操作欲啟動(dòng)油泵的啟動(dòng)和停止按鈕,就能啟動(dòng)調(diào)速器油泵,主用泵的選擇主用泵可以由 PLC按各自的運(yùn)行小時(shí)來自動(dòng)選擇主用泵或手動(dòng)設(shè)定，在機(jī)組現(xiàn)地控制單元的觸摸屏上可以完成主用泵的選擇方式的設(shè)定；當(dāng) PLC重新啟動(dòng)后，將會(huì)默認(rèn)主用泵。PLC將 2臺(tái)油泵的啟動(dòng)優(yōu)先權(quán)輸出到優(yōu)先權(quán)選擇繼電器。PLC程序輸出油泵的啟動(dòng)命令后與優(yōu)先權(quán)繼電器配合來選擇啟動(dòng)相應(yīng)的油泵斷路器控制,在傳統(tǒng)的發(fā)電廠和變電所中，高壓斷路器控制及信號(hào)電路均采用電磁型繼電器為主要元件。為實(shí)現(xiàn)各種邏輯電路，采用了大量的電磁元件。眾多電磁元件的機(jī)械觸點(diǎn)降低了可靠性，同時(shí)接線復(fù)雜、檢修困難，并占用較大空間。目前，

11、可編程邏輯控制器（ PLC）的應(yīng)用，解決了存在的諸多問題 PLC內(nèi)部大量的軟繼電器可以替代眾多的實(shí)物元件，可在實(shí)現(xiàn)原有控制電路功能的途徑上有更好的選擇。PLC本身的可靠性很高 ,用來控制斷路器也具有高可靠性。為保證變電所設(shè)備的安全運(yùn)行及方便運(yùn)行人員監(jiān)視，高壓斷路器控制電路通常需滿足以下要求：可進(jìn)行正常的手動(dòng)分、合閘操作；操作正常分、合閘完畢，給出相應(yīng)指示信號(hào)；不能正常操作時(shí)應(yīng)給出相應(yīng)指示信號(hào)；正常分、合閘完畢應(yīng)自動(dòng)切斷分、合閘回路；事故時(shí)可自動(dòng)分閘，并給出事故的音響和閃光信號(hào)；具備必要的閉鎖措施 ,防止斷路器 “跳躍 ”。高壓斷路器采用了 PLC控制后，簡化了二次接線，因?yàn)?PLC的輸入、輸出

12、的接線很有規(guī)律，輸入、輸出均各有公共端 ,所有元件的另一端接入相應(yīng)的輸入端或輸出端，接線不易出錯(cuò)。原有繁瑣的二次接線及邏輯電路現(xiàn)被 PLC的內(nèi)部元件取代，無需再配備專門的閃光電源，原有硬件參數(shù)的調(diào)整（如動(dòng)作時(shí)間等）也改由程序參數(shù)設(shè)定，只要編制符合要求的控制程序，通過簡單的接線即可達(dá)到要求。對(duì)于斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)而言，其輔助開關(guān)數(shù)目也可簡化。同時(shí)由于修改程序方便，只需選擇合適型號(hào)的 PLC，修改控制程序，便能實(shí)現(xiàn)變電所中多臺(tái)斷路器的控制及信號(hào)顯示功能。維護(hù)和檢修工作量也相應(yīng)減少。自動(dòng)切換系統(tǒng)自動(dòng)重合閘，備用電源自動(dòng)投入。為了加強(qiáng)供電可靠性，備用電源自動(dòng)投入裝置，早期應(yīng)用的電磁型備用電源自投裝置是由

13、若干繼電器根據(jù)不同的運(yùn)行方式構(gòu)成相應(yīng)的備自投回路，其缺點(diǎn)是改變運(yùn)行方式困難，邏輯回路設(shè)計(jì)復(fù)雜，繼電器易損，可靠性低，運(yùn)行維護(hù)極為不便，由 PLC構(gòu)成的備用電源投入裝置可根據(jù)變電站的運(yùn)行方式，通過編程完成各種復(fù)雜的邏輯和功能，適應(yīng)各種運(yùn)行方式，滿足電網(wǎng)一次接線要求。PLC采集一次設(shè)備的正常運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，作為備自投的啟動(dòng)條件和閉鎖條件，通過編程來實(shí)現(xiàn)不同的功能，以適應(yīng)不同的運(yùn)行方式。與繼電器組成的備用電源自動(dòng)投入裝置相比，該方案具有可靠性高、接線簡單、控制靈活、調(diào)試方便和投資小等優(yōu)點(diǎn)。由于 PLC具有數(shù)據(jù)處理和邏輯判斷的功能，使 PLC型備自投裝置不僅能完成備自投裝置規(guī)定的操作，而且能在操作時(shí)考慮

14、系統(tǒng)運(yùn)行情況以及系統(tǒng)的其他操作要求，裝置可通過顯示窗口顯示主要設(shè)備的運(yùn)行情況。另外，對(duì)裝置的調(diào)試維護(hù)也很方便，通過離線仿真可以測試軟件，不影響設(shè)備的安全運(yùn)行，而且可以通過改變程序來適應(yīng)不同的運(yùn)行方式。裝置本身具有很強(qiáng)的抗干擾能力，使其可靠性高于電磁型裝置。同時(shí) PLC的通信功能為實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化創(chuàng)造了條件，實(shí)踐證明 PLC在備用電源自動(dòng)投入中的控制是一種經(jīng)濟(jì)、可靠、實(shí)用的方法運(yùn)行，采用 PLC實(shí)現(xiàn)備自投功能使供電可靠性有了大幅度地提高，其運(yùn)行效果有了明顯改善。（三）課題發(fā)展趨勢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

15、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(duì) 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

16、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。摘 要在電力系統(tǒng)得故障中，大多數(shù)的故障是送電線路（特別是架空線路）的故障。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，架空線路故障大都是瞬時(shí)性的。因此，在線路因故障被斷開后再進(jìn)行一次重合閘就有可能大大提高供電的可靠性。此次設(shè)計(jì)主要討論基于PLC的自動(dòng)重合閘的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。此類重合閘抗干擾能

17、力強(qiáng)，可靠性高，程序簡單易學(xué)，安裝簡單，維修方便，體積小，重量輕，具有豐富的I/O接口模塊，擴(kuò)展能力強(qiáng)，特別適合在高壓輸電線跨越林區(qū)及一些環(huán)境復(fù)雜的地區(qū)使用，較傳統(tǒng)的重合閘裝置使用壽命長，拒動(dòng)、誤動(dòng)率低。AbstractIn the faulures of the power system, most of the transmission lines (especially overhead line)faults. The operation experience shows that overhead lines fault is transient. Therefore, its ma

18、ybe greatly improved the reliability of power supply under the autoreclose after transmission line disconnected by the faults. The main duty of the design is about the autoreclosure based on PLC, as well as its application. Its strong anti-jamming capability, high reliability, easy to operate and in

19、stall, convenient maintenance, small volume, light weight, rich of the I/O interface module, extensible, especially suitable for high voltage transmission lines across the region, and some of the complex environment.Complare with the traditional device,them have long service life, and the low rate o

20、f the misoperation.關(guān)鍵詞： 自動(dòng)重合閘；PLC；電力系統(tǒng)Keywods: autoreclosure；PLC；power system一、PLC控制系統(tǒng)及自動(dòng)重合閘裝置（一）可編程控制器PLC介紹用內(nèi)部已定義的各種輔助繼電器代替機(jī)械觸點(diǎn)繼電器，通過軟件編程方式用內(nèi)部邏輯關(guān)系代替實(shí)際的硬件連接導(dǎo)線，這些內(nèi)部繼電器的節(jié)點(diǎn)變位時(shí)間可理想化地認(rèn)為等于零，因此只需考慮它的0-1狀態(tài)而無需考慮傳統(tǒng)繼電器所固有的返回系數(shù)?；谶@一特點(diǎn)，將PLC 引入繼電保護(hù)裝置中,一方面可以大大改善裝置的動(dòng)作準(zhǔn)確性和可靠性；另一方面，又可兼容傳統(tǒng)的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)思想和技術(shù)方法,尤其是對(duì)于自動(dòng)重合閘這樣的邏

21、輯關(guān)系較復(fù)雜的控制功能，應(yīng)用PLC 軟件編程能很快設(shè)計(jì)出最簡明的符合規(guī)程的方案，并能與饋電線路的其他保護(hù)控制方案在同一程序中進(jìn)行設(shè)計(jì)、相互配合。PLC 的微電腦屬性使得各保護(hù)裝置之間、裝置與主控機(jī)之間能夠按計(jì)算機(jī)通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，配以主機(jī)監(jiān)控平臺(tái)從而構(gòu)成整個(gè)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)。（二）自動(dòng)重合閘裝置1、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

22、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。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

23、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(duì)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。2、重合閘裝置的分類按照不同的的分類標(biāo)準(zhǔn)，重合閘裝置有如下一些分類：（1）按相分類單相和三相。（2）按結(jié)構(gòu)分類整體式和分布式。（3）按滅弧介質(zhì)分油、真空、SF6。（4）按控制方式分類液壓控制、電子控制。3、電子控制有分立電路和集成

24、電路兩種。（1）按重合閘的控制器安裝方式分類室外就地安裝：安裝在斷路器下面的水泥杠上。集控態(tài)勢安裝：室內(nèi)集中控制，安裝在集控臺(tái)內(nèi)。集控屏式安裝：安裝在集控屏內(nèi)。10KV配電線路：安裝在電桿上，并配有裝用電源給重合閘裝置供交流220V電源。2、總體設(shè)計(jì):（1）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(duì)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(hào)，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)。如圖2-1所示。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生任何故障時(shí)，

25、故障信息引起功能繼電器組動(dòng)作于PLC并同時(shí)傳回主控機(jī)，主控機(jī)經(jīng)分析后發(fā)送信息給PLC。PLC采集繼電器組和主控機(jī)的信息來控制故障的系統(tǒng)。（2）下面是本系統(tǒng)中各部分組成。電力系統(tǒng): 由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到各用戶。為實(shí)現(xiàn)這一功能，電力系統(tǒng)在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，對(duì)電能的生產(chǎn)過程進(jìn)行測量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，以保證用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。AD轉(zhuǎn)換：AD轉(zhuǎn)換就是模數(shù)轉(zhuǎn)換，顧名思義，就是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。主控機(jī)通訊接口測量數(shù)據(jù)單

26、元保護(hù)功能繼電組P L C開關(guān)I/0子系統(tǒng)數(shù)字濾波器模擬量輸入子系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換電 力 系 統(tǒng)圖2-1系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)示意圖二、重合閘系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）自動(dòng)重合閘（ZCH）裝置自動(dòng)重合閘（ZCH）裝置是將因故障跳開后的斷路器按需要自動(dòng)投入的一種自動(dòng)裝置。1、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，架空線路大多數(shù)故障是瞬時(shí)性的，如：（1）雷擊過電壓引起絕緣子表面閃絡(luò)。（2）大風(fēng)時(shí)的短時(shí)碰線。（3）通過鳥類身體（或樹枝）放電。此時(shí)，若保護(hù)動(dòng)熄弧故障消除合斷路器恢復(fù)供電。手動(dòng)（停電時(shí)間長）效果不顯著，自動(dòng)重合，效果明顯。2、作用：（1）對(duì)暫時(shí)性故障，可迅速恢復(fù)供電，從而能提高供電的可靠性。（2）對(duì)兩側(cè)電源線路，可提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定

27、性，從而提高線路的輸送容量。（3）可以糾正由于斷路器或繼電保護(hù)誤動(dòng)作引起的誤跳閘。應(yīng)用：1KV及以上電壓的架空線路或電纜與架空線路的混合線路上，只要裝有斷路器，一般應(yīng)裝設(shè)ZCH。3、ZCH本身不能判斷故障是瞬時(shí)性的，還是永久性的。所以若重合于永久性故障時(shí)，其不利影響：（1）使電力系統(tǒng)又一次受到故障的沖擊；（2）使斷路器的工作條件惡化（因?yàn)樵诙虝r(shí)間內(nèi)連續(xù)兩次切斷短路電流）。據(jù)運(yùn)行資料統(tǒng)計(jì)，ZCH成功率60-90%，經(jīng)濟(jì)效益很高廣泛應(yīng)用。4、對(duì)自動(dòng)重合閘的基本要求：（1）動(dòng)作迅速一般“0.5-1.5”。tu故障點(diǎn)去游離，tz斷路器消弧室及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)準(zhǔn)備好再次動(dòng)作。（2）不允許任意多次重合，即動(dòng)作次數(shù)

28、應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定，如一次或兩次。（3）動(dòng)作后應(yīng)能自動(dòng)復(fù)歸，準(zhǔn)備好再次動(dòng)作。（4）手動(dòng)跳閘時(shí)不應(yīng)重合（手動(dòng)操作或遙控操作）。（5）手動(dòng)合閘于故障線路不重合（多屬于永久性故障）（二）三相自動(dòng)重合閘1.單側(cè)電源線路的三相一次重合閘：當(dāng)線路上故障（單相接地短路、相間短路）保護(hù)動(dòng)作跳開三相重合閘起動(dòng)合三相：故障是瞬時(shí)性的，重合成功；故障是永久性的，保護(hù)再次跳開三相，不再重合，如圖3-1。通常三相一次自動(dòng)重合閘裝置由起動(dòng)元件、延時(shí)元件、一次合閘脈沖元件和執(zhí)行元件四部分組成。重合閘起動(dòng)合三相閘一次合閘脈沖元件與控制開關(guān)KK執(zhí)行元件圖3-1單側(cè)電源線路的三相一次重合閘示意圖 （1）起動(dòng)元件：當(dāng)DL跳閘之后，使

29、延時(shí)元件起動(dòng)。起動(dòng)方式：兩種，1、控制開關(guān)KK位置與斷路器位置不對(duì)應(yīng)（優(yōu)先采用），2、保護(hù)裝置起動(dòng)。（2）延時(shí)元件。（3）一次合閘脈沖元件：保證重合閘裝置只重合一次。（4）執(zhí)行元件：啟動(dòng)合閘回路和信號(hào)回路，還可與保護(hù)配合，實(shí)現(xiàn)重合閘后加速保護(hù)。2.兩側(cè)電源線路三相一次重合閘：應(yīng)考慮的兩個(gè)問題時(shí)間的配合：考慮兩側(cè)保護(hù)可能以不同的延時(shí)跳閘，此時(shí)須保證兩側(cè)均跳閘后，故障點(diǎn)有足夠的去游離時(shí)間。同期問題：重合時(shí)兩側(cè)系統(tǒng)是否同步的問題以及是否允許非同步合閘的問題。兩側(cè)電源線路上的主要合閘方式：（1）快速自動(dòng)重合方式：當(dāng)線路上發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)快速動(dòng)作而后進(jìn)行自動(dòng)重合。其特點(diǎn)是快速，須具備下列條件：線路兩

30、側(cè)均裝有全線瞬時(shí)保護(hù)。有快速動(dòng)作的DL，如快速空氣斷路器。沖擊電流1DL跳閘，小電源側(cè)保護(hù)動(dòng)跳3DL，1DL處ZCH檢無壓后重合，若成功，恢復(fù)對(duì)非重要負(fù)荷供電，在解列點(diǎn)實(shí)行同步并列恢復(fù)正常供電。（5）具有同步檢定和無壓檢定的重合閘：（如圖3-3）圖3-3具同步檢定和無壓檢定的重合閘方式示意圖在兩側(cè)的斷路器上，除裝有單側(cè)電源線路的ZCH外，在一側(cè)（M側(cè)）裝有低電壓繼電器，用以檢查線路上有無電壓（檢無壓側(cè)），在另一側(cè)（N側(cè)）裝有同步檢定繼電器，進(jìn)行同步檢定（檢同步側(cè)）。(6)工作過程：當(dāng)線路短路時(shí)，兩側(cè)DL斷開，線路失去電壓，M側(cè)低電壓繼電器動(dòng)作，經(jīng)ZCH重合。a、重合成功，N側(cè)同步檢定繼電器在兩

31、側(cè)電源符合同步條件后再進(jìn)行重合，恢復(fù)正常供電；b、重合不成功，保護(hù)再次動(dòng)作，跳開M側(cè)DL不再重合，N側(cè)不重合。(7)兩點(diǎn)說明：有上述分析可見，M側(cè)DL如重合于永久性故障，就將連續(xù)兩次切斷短路電流，所以工作條件比N側(cè)惡劣，為此，通常兩側(cè)都裝設(shè)低電壓繼電器和同步檢定繼電器，利用連結(jié)片定期切換其工作方式，以使兩側(cè)工作條件接近相同。在正常工作情況下，由于某種原因（保護(hù)誤動(dòng)、誤碰跳閘機(jī)構(gòu)等）使檢無壓側(cè)（M側(cè)）誤跳閘時(shí)，因線路上仍有電壓，無法進(jìn)行重合（缺陷），為此，在檢無壓側(cè)也同時(shí)投入同步檢定繼電器，使兩者的觸點(diǎn)并聯(lián)工作。這樣，在上述情況下，同步檢定繼電器工作，可將誤跳閘的DL重新合閘。注：在使用同步檢定

32、的一側(cè)，絕對(duì)不允許同時(shí)投入無壓檢定繼電器。（三）重合閘動(dòng)作時(shí)限的選擇原則1、單側(cè)電源線路的三相重合閘：原則上越短越好，但應(yīng)力爭重合成功，保證：（1）障點(diǎn)電弧熄滅、絕緣恢復(fù)；（2）斷路器觸頭周圍絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)及消弧室重新充滿油，準(zhǔn)備好重合于永久性故障時(shí)能再次跳閘，否則可能發(fā)生DL爆炸，如果采用保護(hù)裝置起動(dòng)方式，還應(yīng)加上DL跳閘時(shí)間。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，采用1”左右。2、兩側(cè)電源線路的三相重合閘:（如圖3-4）除上述要求外，還須考慮時(shí)間配合，按最不利情況考慮：本側(cè)先跳，對(duì)側(cè)后跳。圖3-4動(dòng)作時(shí)限配合示意圖不對(duì)應(yīng)起動(dòng)方式保護(hù)起動(dòng)（四）自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)的配合1、兩者關(guān)系極為密切，保護(hù)可利用重合閘提供的便

33、利條件，加速切出故障，一般有如下兩種配合方式：重合閘前加速保護(hù)（簡稱“前加速”如圖3-5）圖3-5自動(dòng)重合閘前加速保護(hù)示意圖L1、L2、L3上任一點(diǎn)故障，保護(hù)1速斷動(dòng)，跳1DLZCH重合，若成功，恢復(fù)正常供電；若不成功，按選擇性動(dòng)作。優(yōu)點(diǎn)：快速切出故障，設(shè)備少。缺點(diǎn)：永久性故障，再次切除故障的時(shí)間可能很長；裝ZCH的DL動(dòng)作次數(shù)多，若DL拒動(dòng)，將擴(kuò)大停電范圍。主要用于35KV以下的網(wǎng)絡(luò)。2、重合閘后加速保護(hù)簡稱（“后加速”如圖3-6）每條線路上均裝有選擇性的保護(hù)和ZCH。第一次故障時(shí)，保護(hù)按有選擇性的方式動(dòng)作跳閘，若是永久性故障，重合后則加速保護(hù)動(dòng)作，切除故障。例：圖3-6自動(dòng)重合閘后加速保護(hù)

34、示意圖第一次短路時(shí)，保護(hù)1 II段動(dòng)，ZCH重合，之后保護(hù)1瞬時(shí)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：第一次跳閘時(shí)有選擇性的，再次切除故障的時(shí)間加快，有利于系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性。缺點(diǎn)：第一次動(dòng)作時(shí)間可能對(duì)時(shí)限。應(yīng)用于35KV以上的高壓網(wǎng)絡(luò)中。（五）單相自動(dòng)重合閘220KV-500KV系統(tǒng)中，由于線間距離大，經(jīng)驗(yàn)表明，絕大多數(shù)故障為單相接地故障d。此時(shí)，若只跳開故障相，其余兩相仍繼續(xù)運(yùn)行，可提高供電的可靠性和系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性，還可減少相間故障的發(fā)生。單相自動(dòng)重合閘：d 保護(hù)動(dòng)，跳故障相單相重合成功，恢復(fù)三相供電。不成功，允許非全相運(yùn)行再次跳故障相不重合。 不允許非全相運(yùn)行再次跳三相不重合。若是相間短路，跳三相不重合。特

35、點(diǎn)：1、需裝設(shè)故障判別元件和故障選相元件：判別元件一般I0、U0。相間短路無I0、U0，直接三相。接地短路，再由選相元件判別d、d。選相元件：在d時(shí)，選出故障相。2、應(yīng)考慮潛供電流的影響：（如圖3-7）圖3-7潛供電流影響示意圖相間電容、相間電感提供潛供電流，使熄弧時(shí)間長，所以單相重合閘動(dòng)作時(shí)間一般應(yīng)比三相重合閘的動(dòng)作時(shí)間長。3、應(yīng)考慮非全相運(yùn)行狀態(tài)的影響：此時(shí)將出現(xiàn)負(fù)序和零序分量的電流和電壓，其影響：（1）I2對(duì)發(fā)電機(jī)的影響：在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生倍頻交流分量，產(chǎn)生附加發(fā)熱。轉(zhuǎn)子中的偶次諧波也將在定子繞組中感應(yīng)出偶次電動(dòng)勢，與基波疊加，有可能產(chǎn)生危險(xiǎn)的高電壓，允許長期非全相運(yùn)行的系統(tǒng)應(yīng)考慮其影響。（2

36、）零序電流對(duì)通信的影響：對(duì)鄰近的通信線路直接產(chǎn)生干擾，可能造成通信設(shè)備的過電壓，對(duì)鐵路閉塞信號(hào)也會(huì)產(chǎn)生影響。（3）非全相運(yùn)行狀態(tài)對(duì)繼電保護(hù)的影響：保護(hù)性能變壞，甚至不能正確動(dòng)作。對(duì)會(huì)誤動(dòng)的保護(hù)采取閉鎖措施等4、重合閘系統(tǒng)框圖如圖3-8所示。實(shí)際斷路器(簡稱QF)由合閘線圈、合閘電磁機(jī)構(gòu)；分閘線圈、脫扣機(jī)構(gòu)、主觸頭、輔助觸頭等組成。自動(dòng)重合閘裝置由啟動(dòng)回路、延時(shí)回路、執(zhí)行回路等組成。當(dāng)控制電路給斷路器發(fā)出合閘信號(hào)時(shí)，其合閘線圈受電，合閘電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)作，主觸頭閉合，同時(shí)輔助觸頭作相應(yīng)轉(zhuǎn)換, 自動(dòng)重合閘裝置中的電容充電儲(chǔ)能。若線路發(fā)生短路故障，保護(hù)裝置發(fā)出分閘信號(hào)，斷路器分閘線圈受電，脫扣機(jī)構(gòu)使斷路器

37、跳閘，主觸頭切斷短路電流，輔助觸頭給自動(dòng)重合閘發(fā)出斷路器分閘位置信號(hào)，使啟動(dòng)回路工作,經(jīng)過一定延時(shí)后執(zhí)行回路動(dòng)作，由出口回路發(fā)出重合閘信號(hào)，使斷路器進(jìn)行重合閘。若為瞬時(shí)性故障,重合成功，恢復(fù)供電；若為永久性故障，斷路器將再次跳閘，之后不再進(jìn)行重合。圖3-8重合閘系統(tǒng)框圖示意圖（六）電氣一次自動(dòng)重合閘裝置的工作原理（如圖3-9）YR-跳閘線圈；YO-合閘線圈；KO-合閘接觸器；KAR-重合閘繼電器； KM保護(hù)裝置出口觸點(diǎn)；SB1合閘按鈕；SB2跳閘按鈕。圖3-9電氣一次自動(dòng)重合閘裝置示意圖（七）電氣式一次自動(dòng)重合閘1、手動(dòng)合閘時(shí)，按下合閘按鈕SB1，使合閘接觸器KO通電動(dòng)作，從而使合閘線圈YO動(dòng)

38、作，使斷路器QF合閘。手動(dòng)跳閘時(shí)，按下跳閘按鈕SB2，使跳閘線圈YR通電動(dòng)作，使斷路器QF跳閘。當(dāng)一次電路發(fā)生短路故障時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作，其出口觸點(diǎn)KM閉合，接通跳閘線圈YR回路，使斷路器QF自動(dòng)跳閘。與此同時(shí)，斷路器輔助觸點(diǎn)QF3-4閉合，而且重合閘繼電器KAR起動(dòng)，經(jīng)整定的時(shí)間后其延時(shí)閉合的動(dòng)作觸點(diǎn)閉合，使合閘接觸器KO通電動(dòng)作，從而使斷路器QF重合閘。如果一次電路上的短路故障是瞬時(shí)性的，及經(jīng)消除，則可重合成功。如果短路故障尚未消除，則保護(hù)裝置又要?jiǎng)幼鳎琄M的觸點(diǎn)閉合又使斷路器QF再次跳閘，由于一次自動(dòng)重合閘采取了防跳措施，因此不會(huì)再次重合閘。電氣式一次自動(dòng)重合閘裝置示例:（如圖3-10）W

39、C-控制小母線；SA1-控制開關(guān)；SA2選擇開關(guān)；KARDH-2型重合閘繼電器（內(nèi)含KT時(shí)間繼電器、KM中間繼電器、HL指示燈及電阻R、電容C等）；KM1-防跳繼電器（DZB-115型中間繼電器）；KM2-后加速繼電器（DZS-145型中間繼電器）；KS-DX-11型信號(hào)繼電器；KO-合閘接觸器；YR-跳閘繼電器；XB-連接片；QF-短路器輔助觸點(diǎn)。圖3-10電氣式一次自動(dòng)重合閘裝置示意圖2、電氣式一次自動(dòng)重合閘裝置示例電氣式一次自動(dòng)重合閘裝置的工作原理：線路正常運(yùn)行時(shí)，控制開關(guān)SA1和選擇開關(guān)SA2都扳倒合閘（ON）位置，自動(dòng)合閘裝置投入工作。這時(shí)重合閘繼電器KAR中的電容C經(jīng)R4充電，同時(shí)

40、指示燈HL亮，表示控制小母線WC的電壓正常，電容C處于充電狀態(tài)。當(dāng)一次電路發(fā)生短路故障而使斷路器QF自動(dòng)跳閘時(shí)，斷路器輔助觸點(diǎn)QF 1-2閉合，而控制開關(guān)SA1仍處在合閘位置，從而接通KAR的起動(dòng)回路，使KAR中的時(shí)間繼電器KT經(jīng)其本身的動(dòng)斷觸點(diǎn)KT 1-2而動(dòng)作。KT動(dòng)作后，其動(dòng)斷觸點(diǎn)KT 1-2斷開，串入電阻R5，使KT保持動(dòng)作狀態(tài)。時(shí)間繼電器KT動(dòng)作后，經(jīng)一定延時(shí)，其延時(shí)閉合的動(dòng)合觸點(diǎn)KT3-4閉合，這時(shí)電容C對(duì)KAR中的中間繼電器KM的電壓線圈放電，使KM動(dòng)作，中間繼電器KM動(dòng)作后，其動(dòng)斷觸點(diǎn)KM 1-2斷開，使指示燈HL熄滅，這表示KAR已經(jīng)動(dòng)作，其出口回路已經(jīng)接通。合閘接觸器KO由

41、控制小母線WC經(jīng)SA2、KAR中的KM 3-4、KM 5-6兩對(duì)觸點(diǎn)及KM的電流線圈、KS線圈、連接片XB/觸點(diǎn)KM1的3-4和斷路器輔助觸點(diǎn)QF3-4而獲得電源，從而使斷路器QF重新合閘。由于中間繼電器KM是電容C放電而動(dòng)作的，但電容C的放電時(shí)間不長，因此為了使KM能夠自保持，在KAR的出口回路竄入了KM的電流線圈，借KM本身的動(dòng)合觸點(diǎn)KM3-4和KM5-6閉合使之接通，以保持KM動(dòng)作狀態(tài)。在斷路器QF合閘后，其輔助觸點(diǎn)QF3-4斷開而使KM得自保持解除。在KAR的出口回路中串聯(lián)信號(hào)繼電器KS是為了記錄KAR的動(dòng)作，并未對(duì)KAR動(dòng)作發(fā)出燈光信號(hào)和音響信號(hào)。斷路器重合成功以后，所有繼電器自動(dòng)返

42、回，電容C又恢復(fù)充電，要使自動(dòng)重合閘裝置退出工作，可將SA2扳倒斷開（OFF）位置，同時(shí)將出口回路中的連接片XB斷開。圖3-10所示的電器一次自動(dòng)重合閘裝置電路中，采用了兩項(xiàng)“防跳”措施：在KAR的中間繼電器KM的電流圈回路（及其自保持回路）中，串接了它自身的兩對(duì)動(dòng)合觸點(diǎn)KM3-4和KM5-6，這樣，萬一其中一對(duì)動(dòng)合觸點(diǎn)被粘住，另一對(duì)動(dòng)合觸點(diǎn)仍能正常工作，不致發(fā)生斷路器“跳動(dòng)”現(xiàn)象。為了防止萬一KM的兩對(duì)觸點(diǎn)KM3-4和KM5-6同時(shí)唄粘住時(shí)斷路器仍可能“跳動(dòng)”，故在斷路器的跳閘線圈YR回路中，又串接了防跳繼電器KM1的電流線圈。3、 硬件設(shè)計(jì)（如圖3-11）:圖3-11硬件設(shè)計(jì)示意圖為保護(hù)P

43、LC輸出觸點(diǎn)、合閘、分閘信號(hào)經(jīng)微型大功率繼電器KA1、KA2 轉(zhuǎn)換后接到斷路器的合閘線圈和分閘線圈。而KA1、KA2 為直流感性負(fù)載，有沖擊電流，會(huì)產(chǎn)生噪聲，為減少輸出電路噪聲的干擾，在直流感性負(fù)載兩端并接二極管保護(hù)電路。為提高供電的安全可靠性，采用在線式不間斷供電電源(UPS)給PLC供電。采用PLC 控制后，僅用KA1、KA2 的無源常開觸點(diǎn)接到合閘線圈和跳閘線圈的控制回路中，通過編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重合閘功能及其他保護(hù)功能，復(fù)雜的邏輯關(guān)系大大簡化了，接線簡單，系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)方便。如圖3-12所示。圖3-12 PLC I/O分配及接線圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案如圖所示。硬件系統(tǒng)中前向通道的信號(hào)由電流互感器、電壓

44、互感器而來。交流采樣,信號(hào)變換回路是把由系統(tǒng)而來的100 V、5 A交流信號(hào)進(jìn)一步變換至15 V,2 A左右。濾波器采用典型的0型濾波。在比較回路中輸入整定值,與系統(tǒng)而來的電壓值進(jìn)行比較。比較回路是具有典型繼電器特性的比較器構(gòu)成,并且可使系統(tǒng)返回系數(shù)、靈敏系數(shù)均可調(diào)。采用的元件是集成運(yùn)放比較器。為了使PLC能可靠正確地識(shí)別比較器后的階躍信號(hào),還必須通過一接口電路來實(shí)現(xiàn)。這就是采用PLC時(shí)前向通道的特點(diǎn)。而完成整個(gè)保護(hù)功能的任務(wù)則由PLC來完成。況且PLC采用繼電器輸出時(shí)其較大容量的節(jié)點(diǎn)可直接應(yīng)用于跳閘回路等。在此系統(tǒng)中,再設(shè)計(jì)一些由單片機(jī)構(gòu)成的微機(jī)測量、輸出環(huán)節(jié),并且使PLC與單片機(jī)建立起通訊

45、,則可以實(shí)現(xiàn)整套保護(hù)測量的任務(wù)（如圖3-13）。圖3-13系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案示意圖4、 軟件設(shè)計(jì)圖3-14軟件設(shè)計(jì)示意圖（八）控制過程流程圖分析 前加速保護(hù)嗎？圖4-2控制過程流程示意圖結(jié)論通過這次論文的撰寫，我了解了供電系統(tǒng)中自動(dòng)重合閘裝置的概念、分類、實(shí)現(xiàn)功能以及應(yīng)用場合，通過在大一學(xué)習(xí)掌握WORD的相關(guān)使用功能，并且運(yùn)用WORD將自己所需要的圖形都繪制了出來，由于時(shí)間過長加上記憶的不牢固，在WORD的使用過程中遇到一些困難，在一些細(xì)節(jié)問題中出現(xiàn)不小的錯(cuò)誤，在李廣倫老師指導(dǎo)及同學(xué)的幫助下，順利完成相關(guān)工作，雖然有的地方可能不是很規(guī)范，很到位，但是這已經(jīng)是一次很大的進(jìn)步。論文的選題是針對(duì)目前PLC

46、自動(dòng)重合閘的使用現(xiàn)狀，以這次設(shè)計(jì)為契機(jī)，本著從理論上、從學(xué)科建設(shè)角度去探尋一種比較規(guī)范的PLC自動(dòng)重合閘的使用和設(shè)計(jì)思想，遵循共性與特性相結(jié)合的原則理論介紹部分:理論是實(shí)踐的指導(dǎo)。只有在儲(chǔ)備足夠量的理論基礎(chǔ)之上，才能在分析和解決各種問題上自由的發(fā)揮。通過對(duì)PLC自動(dòng)重合閘的學(xué)習(xí)與分析，可以掌握任何一種PLC應(yīng)用都有共同的一面，不同的只是具體的控制與執(zhí)行的差別。在PLC方面，可以通過其現(xiàn)有的資源，再配備必要的外圍芯片，完全可以設(shè)計(jì)一個(gè)以PLC為核心的各種各樣的控制器系統(tǒng)。軟硬件設(shè)計(jì)部分:這也是本文的核心部分。由以上的理論的儲(chǔ)備，利用PLC完全可以設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的控制器系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，通過對(duì)于自動(dòng)

47、重合閘系統(tǒng)的具體分析，首先確定系統(tǒng)的各個(gè)單元的組成。然后，針對(duì)各個(gè)單元，分析原理、選擇器件。最后設(shè)計(jì)出各個(gè)系統(tǒng)的原理圖。軟件的設(shè)計(jì)向來是建立在硬件的基礎(chǔ)之上的。以原理為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出各個(gè)系統(tǒng)的子程序。結(jié)合具體的控制需要，最后再將這些子程序整合為一個(gè)整體，構(gòu)成一個(gè)完整的自動(dòng)重合閘控制程序。參考文獻(xiàn)1 龔靜.配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化技術(shù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2008.72 耿毅. 工業(yè)企業(yè)供電M . 北京: 冶金工業(yè)出版社,1994. 216- 222.3 任彥碩，苑薇薇.工業(yè)企業(yè)供電M.北京：北京郵電大學(xué)出版社,2010.24 高欽和.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)實(shí)例M .北京: 人民郵電出版社, 20

48、045 翟兆艮.變配電技術(shù)M .北京: 中國鐵道出版社, 19986 許正亞.電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置M.北京：中國電力出版社, 1990.10-16.7 張萬忠.可編程控制應(yīng)用技術(shù)M .北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 20028 苑舜.配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)設(shè)備M .北京: 中國電力出版社, 20079 黃北剛.工廠電氣控制電路實(shí)例詳解M .北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2007.310 黃純?nèi)A.工廠供電M .天津大學(xué)出版社, 2001.目錄一、緒論1（一）課題研究現(xiàn)狀1（二）課題研究背景1（三）課題發(fā)展趨勢3二、PLC控制系統(tǒng)及自動(dòng)重合閘裝置4（一）可編程控制器PLC4（二）自動(dòng)重合閘裝置4（三）設(shè)計(jì)方案的論證6

49、三、重合閘系統(tǒng)設(shè)計(jì)9（一）自動(dòng)重合閘9（二）三相自動(dòng)重合閘9（三）重合閘動(dòng)作時(shí)限的選擇原則11（四）自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)的配合12（五）單相自動(dòng)重合閘12（六）電氣一次自動(dòng)重合閘裝置14（七）電氣式一次自動(dòng)重合閘14四、PLC在自動(dòng)重合閘控制中的應(yīng)用19（一）對(duì)自動(dòng)重合閘的一些基本要求19（二）PLC型號(hào)選擇及I/O端子分配19（三）控制過程流程圖分析21（四）PLC控制的自動(dòng)重合閘梯形圖設(shè)計(jì)22（五）工作原理分析23（六）時(shí)限參數(shù)整定24五、梯形圖仿真25結(jié)論27致謝28參考文獻(xiàn)29一、緒論（一）課題研究現(xiàn)狀1、近幾年來, 工業(yè)企業(yè)對(duì)供電可靠性及電能質(zhì)量的要求越來越高。電網(wǎng)容量和電壓等級(jí)也不

50、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。電能供電質(zhì)量水平要求的進(jìn)一步提高，對(duì)電網(wǎng)供電可靠性也提出更苛刻的要求。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(duì)其各級(jí)變電站進(jìn)行遠(yuǎn)方集中控制, 企業(yè)內(nèi)部的分散變電站實(shí)現(xiàn)了無人值班。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(duì)于這類瞬時(shí)性故障而跳閘的線

51、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(duì)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(duì)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。“電力法”和“承諾制”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)。

52、2、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)

53、，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(duì)PLC的影響。（二）課題研究背景傳統(tǒng)的自動(dòng)重合閘裝置由各種繼電器及控制開關(guān)構(gòu)成,由于連接導(dǎo)線繁多,繼電器的壽命有限, 容易發(fā)生裝置的誤動(dòng)和拒動(dòng), 影響電力系統(tǒng)的可靠性; 其定時(shí)單元由機(jī)電式或晶體管式時(shí)間繼電器構(gòu)成, 誤差大且調(diào)整不方便,影響上下級(jí)保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限的配合；裝置的功能單一,不利于實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化,且體積大, 有色金屬消耗

54、多, 噪音大。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,集散控制系統(tǒng) DCS經(jīng)過了初創(chuàng)期、成熟期和擴(kuò)展期之后,又出現(xiàn)了新一代控制系統(tǒng) 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) FCS，它是第五代過程控制系統(tǒng)，是由 DCS與 PLC發(fā)展而來，F(xiàn)CS不僅具備 DCS與 PLC的特點(diǎn)，它保留了 DCS的特點(diǎn)，或者說 FCS吸收了 DCS多年開

55、發(fā)研究以及現(xiàn)場實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)然也包括教訓(xùn)，而且跨出了革命性的一步。隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的完善和熱工自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化、智能化控制儀表的進(jìn)一步開發(fā)和應(yīng)用，F(xiàn)CS必將在火電廠得到廣泛應(yīng)用，使電廠的自動(dòng)化水平提高到一個(gè)新的水平。所以今后的發(fā)展趨勢大體上是分散型控制系統(tǒng) DCS將逐漸更新?lián)Q代為全數(shù)字現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) FCS。由于 PLC的本質(zhì)是用內(nèi)部已定義的各種輔助繼電器代替機(jī)械觸點(diǎn)繼電器，這些內(nèi)部繼電器的節(jié)點(diǎn)變位時(shí)間可理想化地認(rèn)為等于零，只需考慮它的 0-1狀態(tài)而無需考慮傳統(tǒng)繼電器所固有的返回系數(shù)，所以用 PLC來進(jìn)行開關(guān)量控制是非常合適的。 在電力系統(tǒng)自動(dòng)化的控制中，經(jīng)常要用到閉環(huán)控制方式來實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、流量、速度等連續(xù)變化的模擬量控制。初期的 PLC在閉環(huán)控制方面并不擅長，而當(dāng)前新型的 PLC也兼有閉環(huán)控制功能，并且已十分成熟。各 PLC生產(chǎn)廠家推出的中、小型 PLC模塊