基于PLC的站用電源備自投裝置的設計

基于PLC的站用電源備自投裝置的設計 2013年度本科生畢業(yè)論文(設計) esisProjectofowersupplydesiferequipmentGrade:Tutor:畢業(yè)論文(設計)原創(chuàng)性聲明本人所呈交的畢業(yè)論文(設計)是我在導師的指導下進行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文(設計)不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本論文(設計)的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在日期： 畢業(yè)論文(設計)授權使用說明本論文(設計)作者完全了解紅河學院有關保留、使用畢業(yè)論文(設計)的規(guī)定，學校有權保留論文(設計)并向相關部門送交論文(設計)的電子版和紙質(zhì)版。有權將論文(設計)用于非贏利目的的少量復制并允許論文(設計)進入學校圖書館被查閱。學校可以公布論文(設計)的全部或部分內(nèi)容。保密的論文(設計)在作者簽名： 指導教師簽名： 畢業(yè)論文(設計)答辯委員會(答辯小組)成員 單 職稱姓名 摘要隨著國民經(jīng)濟的增長的需要，我國電網(wǎng)覆蓋面積日益擴大，于此同針對此類問題，本設計采用智能可編程控制器(PLC)來解決。該文以屏邊倮姑水電站為例進行設計，主要對此類小型電站的站用電源備自投的設計。該設計論述了課題研究的目的、意義即在設計過程中遇到的問題和解決方法與措施。該文詳細介紹了針對倮姑水電站站用電源備自投的總體實現(xiàn)方案設計，重點是缺相檢測和運用PLC解決交流繼電器的邏輯控制設能良好、實現(xiàn)自動控制要求、動作靈活、操作方便、故障率較低、維護簡詞：可編程控制器(PLC)；備自投；自動控制eywordsprogrammablelogiccontrollersPLCautomaticbustransfer;automaticcontrol 一章緒論在經(jīng)濟社會和科學技術飛速發(fā)展的今天，電力儼然已經(jīng)成為社會發(fā)展和人民生活中不可或缺的重要組成部分，工業(yè)用電和居民生活用電不斷攀升，從而用戶對供電質(zhì)量和供電的可靠性要求也越來越高，尤其是部分重要用電單位，如工廠、醫(yī)院、機場、以及發(fā)電站站用電等。它們具有用電量大、要求嚴格、自動化水平高等特點。在其用電過程中如果發(fā)生突然停電即便是很短的時間，也會使整個生產(chǎn)線停滯，如果不能在短時間內(nèi)恢復，將會給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失，，會給人民生活帶來極大的不便，使國民經(jīng)濟蒙受巨大的損失，影響29小時之久，損失負荷達61.8GW，受影響的人口約5000萬人，經(jīng)濟損失接近300億美元。由此可知，在停電的瞬間迅速恢復正常供電是十分必要的，也是對于供電可靠性的提高具有極大的意義。我國是一個能源消耗大國，用電量巨大，保證供電的可靠性就顯得尤其重要，它不僅關乎人民日常生活的方方面面，更與國家的經(jīng)濟建設與發(fā)展緊密相關，是社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎與保證。因此，對供電可靠性的研究就顯得尤為重要，現(xiàn)在儼然成為電力系統(tǒng)研究的重點和熱點。發(fā)電站作為供電系統(tǒng)首當其沖的重要角色，其供電可靠性直接關系整個供電系統(tǒng)，為了確保供電系統(tǒng)的可靠性，不管在何種運行方式下都必須保證足夠的站用電源，同時為了不造成運行的復雜化，減小反應時間并加快反應速度就必須采用備自投裝置來自動切換備用電源。因此，它的研究具有很強的理論意義和實用價值。 型、晶體管、集成電路：電磁型繼電器組屏、微機型裝置和軟件編程(PLC)備自投。初期應用最多的是電磁型備自投，而目前在大中型供電的各種大量的輸入、輸出模擬量、開關化直觀式編程和整定，利用軟件設計出?？刂破鞔鎸嶋H的開關和其他設備，在事其運行的可靠性和穩(wěn)定性、很高的性價比高，備自投裝置的邏輯關系因電網(wǎng)結(jié)構的變化投入裝置已經(jīng)很難滿足用戶要求，因為傳統(tǒng)的性，利用PLC所具有的高可靠性、抗干擾能力了較大提高。采用軟件編程代替?zhèn)鹘y(tǒng)硬件接新設計軟件編程，而不必改變硬件接線。技術行業(yè)不斷發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模逐漸擴備用電源自動投入裝置(備自投)的可靠與否就是其中的關鍵問題之一。本文 投進行研究和設計，以提高此電站供電作原則、工作原理，基本功能以及投入情況，分析、設計站用電源備自投系案的提出、控制流程圖的設計、三相缺相檢測設 第二章備自投概述或其他電源自動迅速地投入工作，讓用電系統(tǒng)能盡快恢復供電的自動裝置，簡稱備自投裝置(BZT裝置,英文縮寫為ATS)。自投裝置由于自身接線較簡單、實用經(jīng)濟和自投成功率較高等因素，因而在電力系統(tǒng)中應用廣泛。在變電站中，變電站的分段母線可以由彼此無聯(lián)系的線路或變壓器供電。在發(fā)電站中，備自投用于投入站用電備用變壓器、備用線路及重要機械的電動機的自動投入中。利用備自投，在主電源失電后，可以轉(zhuǎn)由備用電源供電，重新恢復供電。備自投可以有效的提高供電系統(tǒng)的可靠性，而且本身的原理簡單，費用較低，易于維護，所以在變電站和發(fā)電站及配電網(wǎng)絡中得到了廣泛的應用。這是提高對用電客戶不間斷供電的經(jīng)濟有效的重原理器自動投入；橋斷路器自動投入；線路備用自動投入。備自投不僅可以用于發(fā)電站內(nèi)部，還可以實現(xiàn)較遠距離的兩個電站之間的備自投。備自投裝置須校驗備用電源和備用設備投入是過負荷的情況以及電動機自啟動情況，比如過負荷超過允許限度，或不能保障電動機自啟動時，應有自動投入裝置動作于自動減負荷。常規(guī)的備自投原理是：按照運行線路的接線方式來確定好裝置動作時的邏輯，設定特定的工作程序，即備自投裝置檢測進線和母線的各項模擬量以及斷路器的開關量，當工作電源出現(xiàn)故障時裝置切斷故障線路并將備用電源投入 本功能線失去電源供電后的電壓衰減動態(tài)過程中，尋找合適的時機將備用電源投上去，以保證電力系統(tǒng)正常運行；當然，在正常情況下，還要實現(xiàn)供電電源和備用電源的快速切換。在供電電源電源故障時，是單向切換操作的，只能由供電源向備用電源切換；而正常情況下是雙向操作的，既可以由供電源切換到備用電源，也可以由備用電源以有效提高供電系統(tǒng)的可靠性，并且可使環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)開環(huán)運行，變壓器也可解列運行，從而簡化繼電保護。在發(fā)電站中，如果采用變壓器裂解運行或環(huán)網(wǎng)開環(huán)運行，能有效減小故障短路電流，提高供電母線殘余電壓，對保。作人員誤操作或者是一二次設備誤動等情況造成。在此情況下，備自投若不能性，并適當簡化閉鎖量，降低啟動量整定值，一提高靈敏度。在一味追求靈敏度及可靠動作時，也應考慮防止裝置誤動。在整定計算時盡量彌補。為防止系統(tǒng)在非永久性故障備自投裝置的誤動，在整定時間上，可以在允許的范圍內(nèi)適式置課有效提高供電系統(tǒng)可靠性，對提高多電源供電的可靠性，保較復雜，方式較多。主要有以下幾(1)低壓母聯(lián)(2)高壓母聯(lián)備(3)線路備自投自動投入裝置是保障電力系統(tǒng)安全運行和不間斷供電的重要技術手段，也是電力用戶和電力系統(tǒng)的最后一道安全屏障與依靠。根據(jù)《繼電保護(1)發(fā)電站備用電源應快速切換，其余情況均應保證工作電源斷開后投入備(2)正常工作電壓消失，除有閉鎖信號，否則備自投均應動作。(3)在檢修之類切除工作電源時，備自投不需要投入，需手動跳開閉鎖。(5)備自投只能動作一次。(7)當自動投入裝置動作時，如果備用電源投入故障，應有保護加速跳閘。(8)BZT動作前可檢查備用電源是否有電壓。 第三章對倮姑水電站站用電源備自投的研究與設計W倮姑水電站站用備自投現(xiàn)狀分析，最后由倮屏線輸送到屏邊用電區(qū)域。如圖中所示，電站站用電源主要由兩臺發(fā)電機組和一條外來電源提供，正常情況下兩發(fā)電機組分別對部分站用負載供電，同時外來進線電源作為明備用，當發(fā)電機組失電后由此線路負責供暗備用，外來進線作為明備用。但電站的備用電源投入時都需手動操作，未采取任何自動投計一套站用電源備自投裝置，用以滿足站用電需要、供電可靠性及自動控制的要求。設計要點即為采用三菱公司生產(chǎn)的可編程控制器(PLC)將個三個站用電源通過合理設計使其實現(xiàn)自動投入功能，滿足供電可靠性并解決電站站用備自3.3備自投方案的提出根據(jù)倮姑水電站的電氣接線圖和備自投的實際情況，供電系統(tǒng)方案如下圖3.3.1設計思路采用可編程智能控制器(PLC)解決這類問題有其獨特的優(yōu)勢，在電氣控能完備、可靠性高、電路結(jié) 3.4系統(tǒng)設計及選型3.4.1進線電源三相缺相檢測設計備故障、破壞等原因，導致電壓突然升高、缺相/斷相等，嚴重影響供電系統(tǒng)穩(wěn)定性，使很多電氣設備被燒壞，同時也因沒法及因各種原因?qū)е聜渥酝兜木軇右灿泻芏?。因此，需設計三相電源的缺相檢3.4.1.1三相電源的缺相檢測回路的設計分別對每條進線的三相電源進行檢測，設計思路如下：3.4.2PLC控制模塊的設計本文設計的是站用電源備自投裝置，其自動選擇投入功能可由小型可需要的特殊功能模塊等特點，為工廠自動化應用提供最大的靈活性和控制3.4.2.1電氣原理接線圖的設計根據(jù)備自投要求，需要對三路進線電源進行控制，電氣原理接線路圖電源中，由正常的供電電源繼續(xù)對故障相進行供電，以提高供電可備自投若不能正常啟動，則啟動此手動3.4.3PLCI/O分配表表一備自投PLCI/O分配表外接電路外接電路輸入量外接電路輸出量 XY002XY003XY004XY005XY006XY007XY010XY011XY012XY013XY014X警Y0153.4.4Plc的選型列。具有高速處理及可擴展大量滿足單個需要的特殊功能模塊等特點，為工廠自動化應用提供最大的靈活性和控制能力。該型號控制器符合設計所需的輸入輸出點數(shù)，同時，該型號在運算速度，存儲能力等方面較大的進步，是一種小型化、高速度、高性能、各個方面完全可以滿足本控制系統(tǒng)3.4.5PLC接線圖3.4.6PLC梯形圖設計根據(jù)三路進線電源的三相缺相檢測結(jié)果的輸出和備自投對控制繼電器U1故電源缺相檢測中間繼電KA1—KA3采樣信無輸入，即特殊情況，(1)當進線電源U1、U2同時故障時，自動切除兩條進線后自動切除備用電源U3，若供電中U3也故障，則自動切除所有電源(2)時手動操作此應急措施，以此提高供電穩(wěn)定。 第四章小結(jié)在市場經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天，電力行業(yè)是其中必不可少的一項，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的逐漸擴大，對供電系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求也越來越高，傳統(tǒng)的控制早已無法滿足各行各業(yè)的要求。更新控制方法，提升電子技術應用水發(fā)展的趨勢和必然要求。該設計在參考查閱大量的相關專業(yè)文獻的基礎上，基于倮姑水電站，運用可編程控制器(PLC)設計其站用電源備自投等問題進行設計，主要完(1)對此站用電源備自投的總體設計。根據(jù)電站的實際情況，提供站(2)三相缺相檢測的設計。根據(jù)PLC的動作需求，選取適合的輸入C中，提供邏輯動作的依據(jù)。當前電力改革已經(jīng)全面展開，多路電源同時供電，可有效提高供電可此發(fā)展的必不可少的設備。備自投裝置是電力系統(tǒng)發(fā)展的強有力支持，為可靠供電做出了保障。 參考文獻[1]徐紹坤，熊偉.PLC編程設計教程(從基礎到提高).北京：中國電力出.力出版準程技5謝我的人表示深深的感謝，特別是我們的指導老師牛老師。是