基于PLC的站用电源备自投装置的设计

基于PLC的站用电源备自投装置的设计 2013年度本科生毕业论文(设计) esisProjectofowersupplydesiferequipmentGrade:Tutor:毕业论文(设计)原创性声明本人所呈交的毕业论文(设计)是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文(设计)不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文(设计)的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在日期： 毕业论文(设计)授权使用说明本论文(设计)作者完全了解红河学院有关保留、使用毕业论文(设计)的规定，学校有权保留论文(设计)并向相关部门送交论文(设计)的电子版和纸质版。有权将论文(设计)用于非赢利目的的少量复制并允许论文(设计)进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文(设计)的全部或部分内容。保密的论文(设计)在作者签名： 指导教师签名： 毕业论文(设计)答辩委员会(答辩小组)成员 单 职称姓名 摘要随着国民经济的增长的需要，我国电网覆盖面积日益扩大，于此同针对此类问题，本设计采用智能可编程控制器(PLC)来解决。该文以屏边倮姑水电站为例进行设计，主要对此类小型电站的站用电源备自投的设计。该设计论述了课题研究的目的、意义即在设计过程中遇到的问题和解决方法与措施。该文详细介绍了针对倮姑水电站站用电源备自投的总体实现方案设计，重点是缺相检测和运用PLC解决交流继电器的逻辑控制设能良好、实现自动控制要求、动作灵活、操作方便、故障率较低、维护简词：可编程控制器(PLC)；备自投；自动控制eywordsprogrammablelogiccontrollersPLCautomaticbustransfer;automaticcontrol 一章绪论在经济社会和科学技术飞速发展的今天，电力俨然已经成为社会发展和人民生活中不可或缺的重要组成部分，工业用电和居民生活用电不断攀升，从而用户对供电质量和供电的可靠性要求也越来越高，尤其是部分重要用电单位，如工厂、医院、机场、以及发电站站用电等。它们具有用电量大、要求严格、自动化水平高等特点。在其用电过程中如果发生突然停电即便是很短的时间，也会使整个生产线停滞，如果不能在短时间内恢复，将会给企业造成巨大的经济损失，，会给人民生活带来极大的不便，使国民经济蒙受巨大的损失，影响29小时之久，损失负荷达61.8GW，受影响的人口约5000万人，经济损失接近300亿美元。由此可知，在停电的瞬间迅速恢复正常供电是十分必要的，也是对于供电可靠性的提高具有极大的意义。我国是一个能源消耗大国，用电量巨大，保证供电的可靠性就显得尤其重要，它不仅关乎人民日常生活的方方面面，更与国家的经济建设与发展紧密相关，是社会经济发展的基础与保证。因此，对供电可靠性的研究就显得尤为重要，现在俨然成为电力系统研究的重点和热点。发电站作为供电系统首当其冲的重要角色，其供电可靠性直接关系整个供电系统，为了确保供电系统的可靠性，不管在何种运行方式下都必须保证足够的站用电源，同时为了不造成运行的复杂化，减小反应时间并加快反应速度就必须采用备自投装置来自动切换备用电源。因此，它的研究具有很强的理论意义和实用价值。 型、晶体管、集成电路：电磁型继电器组屏、微机型装置和软件编程(PLC)备自投。初期应用最多的是电磁型备自投，而目前在大中型供电的各种大量的输入、输出模拟量、开关化直观式编程和整定，利用软件设计出保控制器代替实际的开关和其他设备，在事其运行的可靠性和稳定性、很高的性价比高，备自投装置的逻辑关系因电网结构的变化投入装置已经很难满足用户要求，因为传统的性，利用PLC所具有的高可靠性、抗干扰能力了较大提高。采用软件编程代替传统硬件接新设计软件编程，而不必改变硬件接线。技术行业不断发展，电网规模逐渐扩备用电源自动投入装置(备自投)的可靠与否就是其中的关键问题之一。本文 投进行研究和设计，以提高此电站供电作原则、工作原理，基本功能以及投入情况，分析、设计站用电源备自投系案的提出、控制流程图的设计、三相缺相检测设 第二章备自投概述或其他电源自动迅速地投入工作，让用电系统能尽快恢复供电的自动装置，简称备自投装置(BZT装置,英文缩写为ATS)。自投装置由于自身接线较简单、实用经济和自投成功率较高等因素，因而在电力系统中应用广泛。在变电站中，变电站的分段母线可以由彼此无联系的线路或变压器供电。在发电站中，备自投用于投入站用电备用变压器、备用线路及重要机械的电动机的自动投入中。利用备自投，在主电源失电后，可以转由备用电源供电，重新恢复供电。备自投可以有效的提高供电系统的可靠性，而且本身的原理简单，费用较低，易于维护，所以在变电站和发电站及配电网络中得到了广泛的应用。这是提高对用电客户不间断供电的经济有效的重原理器自动投入；桥断路器自动投入；线路备用自动投入。备自投不仅可以用于发电站内部，还可以实现较远距离的两个电站之间的备自投。备自投装置须校验备用电源和备用设备投入是过负荷的情况以及电动机自启动情况，比如过负荷超过允许限度，或不能保障电动机自启动时，应有自动投入装置动作于自动减负荷。常规的备自投原理是：按照运行线路的接线方式来确定好装置动作时的逻辑，设定特定的工作程序，即备自投装置检测进线和母线的各项模拟量以及断路器的开关量，当工作电源出现故障时装置切断故障线路并将备用电源投入 本功能线失去电源供电后的电压衰减动态过程中，寻找合适的时机将备用电源投上去，以保证电力系统正常运行；当然，在正常情况下，还要实现供电电源和备用电源的快速切换。在供电电源电源故障时，是单向切换操作的，只能由供电源向备用电源切换；而正常情况下是双向操作的，既可以由供电源切换到备用电源，也可以由备用电源以有效提高供电系统的可靠性，并且可使环网系统开环运行，变压器也可解列运行，从而简化继电保护。在发电站中，如果采用变压器裂解运行或环网开环运行，能有效减小故障短路电流，提高供电母线残余电压，对保。作人员误操作或者是一二次设备误动等情况造成。在此情况下，备自投若不能性，并适当简化闭锁量，降低启动量整定值，一提高灵敏度。在一味追求灵敏度及可靠动作时，也应考虑防止装置误动。在整定计算时尽量弥补。为防止系统在非永久性故障备自投装置的误动，在整定时间上，可以在允许的范围内适式置课有效提高供电系统可靠性，对提高多电源供电的可靠性，保较复杂，方式较多。主要有以下几(1)低压母联(2)高压母联备(3)线路备自投自动投入装置是保障电力系统安全运行和不间断供电的重要技术手段，也是电力用户和电力系统的最后一道安全屏障与依靠。根据《继电保护(1)发电站备用电源应快速切换，其余情况均应保证工作电源断开后投入备(2)正常工作电压消失，除有闭锁信号，否则备自投均应动作。(3)在检修之类切除工作电源时，备自投不需要投入，需手动跳开闭锁。(5)备自投只能动作一次。(7)当自动投入装置动作时，如果备用电源投入故障，应有保护加速跳闸。(8)BZT动作前可检查备用电源是否有电压。 第三章对倮姑水电站站用电源备自投的研究与设计W倮姑水电站站用备自投现状分析，最后由倮屏线输送到屏边用电区域。如图中所示，电站站用电源主要由两台发电机组和一条外来电源提供，正常情况下两发电机组分别对部分站用负载供电，同时外来进线电源作为明备用，当发电机组失电后由此线路负责供暗备用，外来进线作为明备用。但电站的备用电源投入时都需手动操作，未采取任何自动投计一套站用电源备自投装置，用以满足站用电需要、供电可靠性及自动控制的要求。设计要点即为采用三菱公司生产的可编程控制器(PLC)将个三个站用电源通过合理设计使其实现自动投入功能，满足供电可靠性并解决电站站用备自3.3备自投方案的提出根据倮姑水电站的电气接线图和备自投的实际情况，供电系统方案如下图3.3.1设计思路采用可编程智能控制器(PLC)解决这类问题有其独特的优势，在电气控能完备、可靠性高、电路结 3.4系统设计及选型3.4.1进线电源三相缺相检测设计备故障、破坏等原因，导致电压突然升高、缺相/断相等，严重影响供电系统稳定性，使很多电气设备被烧坏，同时也因没法及因各种原因导致备自投的拒动也有很多。因此，需设计三相电源的缺相检3.4.1.1三相电源的缺相检测回路的设计分别对每条进线的三相电源进行检测，设计思路如下：3.4.2PLC控制模块的设计本文设计的是站用电源备自投装置，其自动选择投入功能可由小型可需要的特殊功能模块等特点，为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制3.4.2.1电气原理接线图的设计根据备自投要求，需要对三路进线电源进行控制，电气原理接线路图电源中，由正常的供电电源继续对故障相进行供电，以提高供电可备自投若不能正常启动，则启动此手动3.4.3PLCI/O分配表表一备自投PLCI/O分配表外接电路外接电路输入量外接电路输出量 XY002XY003XY004XY005XY006XY007XY010XY011XY012XY013XY014X警Y0153.4.4Plc的选型列。具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点，为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。该型号控制器符合设计所需的输入输出点数，同时，该型号在运算速度，存储能力等方面较大的进步，是一种小型化、高速度、高性能、各个方面完全可以满足本控制系统3.4.5PLC接线图3.4.6PLC梯形图设计根据三路进线电源的三相缺相检测结果的输出和备自投对控制继电器U1故电源缺相检测中间继电KA1—KA3采样信无输入，即特殊情况，(1)当进线电源U1、U2同时故障时，自动切除两条进线后自动切除备用电源U3，若供电中U3也故障，则自动切除所有电源(2)时手动操作此应急措施，以此提高供电稳定。 第四章小结在市场经济飞速发展的今天，电力行业是其中必不可少的一项，随着电力系统规模的逐渐扩大，对供电系统稳定性的要求也越来越高，传统的控制早已无法满足各行各业的要求。更新控制方法，提升电子技术应用水发展的趋势和必然要求。该设计在参考查阅大量的相关专业文献的基础上，基于倮姑水电站，运用可编程控制器(PLC)设计其站用电源备自投等问题进行设计，主要完(1)对此站用电源备自投的总体设计。根据电站的实际情况，提供站(2)三相缺相检测的设计。根据PLC的动作需求，选取适合的输入C中，提供逻辑动作的依据。当前电力改革已经全面展开，多路电源同时供电，可有效提高供电可此发展的必不可少的设备。备自投装置是电力系统发展的强有力支持，为可靠供电做出了保障。 参考文献[1]徐绍坤，熊伟.PLC编程设计教程(从基础到提高).北京：中国电力出.力出版准程技5谢我的人表示深深的感谢，特别是我们的指导老师牛老师。是