基于PLC的電壓互感器線電壓和相電壓的測量

【摘要】電壓互感器是發電廠、變電所等輸電和供電系統不可缺少的一種電器。本文運用PLC控制器，設計了一種檢測電壓互感器的線電壓和相電壓的方法。

【關鍵詞】電壓互感器;PLC;電壓測量

電壓互感器是發電廠、變電所等輸電和供電系統不可缺少的一種電器。精密電壓互感器是電測試驗室中用來擴大量限，測量電壓、功率和電能的一種儀器。電壓互感器和變壓器很相象，都是用來變換線路上的電壓。但是變壓器變換電壓的目的是為了輸送電能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安為計算單位;而電壓互感器變換電壓的目的，主要是給測量儀表和繼電保護裝置供電，用來測量線路的電壓、功率和電能，或者用來在線路發生故障時保護線路中的貴重設備、電機和變壓器，因此電壓互感器的容量很小，一般都只有幾伏安、幾十伏安，最大也不超過一千伏安。電壓互感器的作用是：把高電壓按比例關系變換成100V或更低等級的標準二次電壓，供保護、計量、儀表裝置使用。下面就用PLC控制器來測量電壓互感的三相線電壓和三相相電壓。

1.輸入/輸出元件及控制功能

如表1所示，為實際控制電路的輸入/輸出元件及控制功能。

表1 輸入/輸出元件及控制功能

PLC軟元件 元件文字符號 元件名稱 控制功能

輸

入 I0.0 S1 選擇開關1端 電壓測量選擇

I0.1 S2 選擇開關21端 電壓測量選擇

I0.2 S3 選擇開關3端 電壓測量選擇

輸

出 Q1.0 電壓互感器A相 電壓互感器與電壓表連接

Q1.1 電壓互感器B相 電壓互感器與電壓表連接

Q1.2 電壓互感器C相 電壓互感器與電壓表連接

Q0.5 電壓互感器B相 電壓互感器與電壓表連接

Q0.6 電壓互感器接地端 電壓互感器與電壓表連接

2.電路設計

用PLC控制測量電壓互感器電壓的原理接線圖如圖1所示。電壓表接在PLC輸出端的公共端1L和2L上，例如，測量CA相線電壓，則將選擇開關打在CA位置，通過PLC的輸入端I0.0-I0.2的編碼，控制輸出繼電器Q1.2和Q1.0得電，兩個輸出接點閉合，將電壓表連接到電壓互感器電壓C相和A相上。電壓互感器電壓測量PLC接線圖如圖2所示。

3.控制原理

根據圖1和圖2可以列出輸入/輸出關系如表2所示。

表2 PLC輸入/輸出關系

選擇開

關位置 輸入 輸出

I0.2 I0.1 I0.0 Q1.0 Q1.1 Q1.2 Q0.5 Q0.6

0 0 0 0 0 0 0 0 0

AB 0 0 1 1 0 0 1 0

BC 0 1 0 0 0 1 1 0

CA 0 1 1 1 0 1 0 0

A 1 0 0 1 0 0 0 1

B 1 0 1 0 1 0 0 1

C 1 1 0 0 0 1 0 1

無關項 1 1 1

根據表2，運用卡諾圖化簡，可以寫出輸出繼電器的邏輯表達式。

圖1

圖2

4.梯形圖

根據邏輯表達式畫出梯形圖如下：

經過驗證，以上方案正確可行。

參考文獻

[1]陳建明.電氣控制與PLC應用[M].電子工業出版社，2013.

[2]常曉玲.電氣控制系統與可編程控制器[M].機械工業出版社，2004.

[3]吳湛陰，王建國.互感器技術實用手冊[M].中國電力出版社，2011.

[4]袁秀修.電流互感器和電壓互感器[M].中國電力出版社，2011.

作者簡介：

周俊（1970—），男，大學本科，湖北職業技術學院副教授，主要研究方向：機電一體化。