基于Siemens S7系列PLC控制的6 kV備用電源自動投入裝置改造

梁 燕

(河南中原大化集團公司電氣維修工程公司,河南濮陽 457004)

河南中原大化集團公司304B變電所采用雙回路供電,兩條6 kV電源進線分別來自公司總變電站6kVⅠ段母線和6kVⅡ段母線,變電所接線方式采用單母線分段,原來的自動控制回路設(shè)計中采用了大量的中間繼電器、時間繼電器等元件,后來采用西門子S7-200可編程控制器對304B變電所6 kV母聯(lián)備自投控制裝置進行了技術(shù)改造。

1 304B變電所6kV母聯(lián)備自投的功能及要求

304B變電所6 kV系統(tǒng)主電路如圖1所示。

對自動投切裝置總的要求是,反應(yīng)迅速,動作正確,工作可靠,保證工廠供電的連續(xù)性。具體功能及要求如下。

(1)當6 kV 1#電源進線失壓或電壓波動時,1#電源進線跳閘后,6 kV母聯(lián)開關(guān)自動合閘,由2#電源給整個變電所供電。

(2)當2#電源進線失壓或電壓波動至很低時,2#電源進線跳閘后,6 kV母聯(lián)開關(guān)自動合閘,由1#電源給整個變電所供電。

(3)兩條電源進線同時發(fā)生低電壓時,自動裝置閉鎖不動作。

(4)兩條電源進線因母線段或負荷側(cè)短路,被繼電保護裝置斷開時,母聯(lián)開關(guān)不能再投入,以防擴大事故范圍。

(5)電壓互感器或電壓繼電器一相熔斷器熔斷或者備用電源無電時,母聯(lián)備自投裝置不動作。

(6)對電源進線手動操作停電時,母聯(lián)備自投裝置不動作。

圖1 304B變電所6kV系統(tǒng)主電路圖

2 S7-200簡介

S7-200具有緊湊的設(shè)計,良好的擴展性,低廉的價格,可以滿足多種多樣的自動化控制需要。我們選用的 PLC的型號為 CPU224,CPU224模塊有數(shù)字量14I/10O點,可連接7個擴展模塊,具有13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間,30kHz的高速計數(shù)器6個,還具有PID控制功能,1個RS485通信編程端口,具有PPI點點通信協(xié)議多點端口(MPI)通信協(xié)議和自由方式通信能力。輸出類型為繼電器-干觸點,電壓允許范圍5～250VAC,可直接帶220V的負載,繼電器開關(guān)延時最大為10ms,機械壽命(無負載)為10000000(次)開關(guān),大大提高了使用壽命。根據(jù)原供電系統(tǒng)狀況和上述控制要求,改造時電源進線和母聯(lián)的繼電保護保持不變,僅將母聯(lián)自動投入改由PLC控制。將電源電壓的高低或有無,斷路器的分合狀態(tài)和繼電保護動作信號等輸入PLC,經(jīng)內(nèi)部邏輯處理后輸出開關(guān)量去控制相應(yīng)斷路器的分合閘。綜合分析結(jié)果,計有輸入量11個,輸出量6個。根據(jù)控制要求,母聯(lián)開關(guān)AT T控制電路如圖2示。

輸入信號、輸出信號控制描述如表1所示。

3 軟件編程

使用Siemens的編程器PG710,用PC/PPI電纜建立通信(接口為 RS485),就可以與 S7-200CPU建立在線聯(lián)系,對6kV母聯(lián)開關(guān)的備自投控制進行軟件編程,調(diào)試工作。它采用STEP7-Micro/Windows32軟件包,支持32位Windows95/98/NT/2000環(huán)境,利用STEP7-Micro/Windows32可以建立用戶程序并把它下裝到CPU。PLC控制梯形圖如圖3。

4 進線、母聯(lián)斷路器的控制電路

根據(jù)上述系統(tǒng)設(shè)計,分別將6kV 1#進線、2#進線的PLC控制的跳閘信號引入斷路器控制回路中,為防止手動對進線斷路器進行分閘操作時引起母聯(lián)自動投入控制回路誤動作,在進線的手動分閘回路中串入一對轉(zhuǎn)換開關(guān)接點,設(shè)定為手動操作時該接點接通,同時在PLC控制的母聯(lián)自動投入回路斷路器合閘回路中也串入一對接點,設(shè)定為非手動操作時該接點接通。6kV進線和母聯(lián)斷路器的控制原理如圖4所示,其電路如圖5所示。

圖2 ATT控制電路圖

表1 輸入信號、輸出信號控制描述

圖3 PLC控制梯形圖

圖4 6kV進線和母聯(lián)斷路器的控制原理圖

圖5 6kV進線和母聯(lián)斷路器的電路圖

5 結(jié) 語

母聯(lián)備自投控制采用S7-200PLC控制后,控制線路接線簡單,維護方便,系統(tǒng)可靠性大大提高,動作靈敏準確,故障率低,保證了化工生產(chǎn)的穩(wěn)定運行。

[1]何報杏.PLC在備用電源自動投切裝置中的應(yīng)用 [J].電世界,2004,(10).