淺析GQH系列站用電系統(tǒng)運行維護(hù)

摘 要：文章闡述了采用PLC控制實現(xiàn)的GQH站用電系統(tǒng)及其系列產(chǎn)品在變電站現(xiàn)場實際運行、維護(hù)情況，并提出了一些建議及改進(jìn)探討。

關(guān)鍵詞：檢測；控制器；轉(zhuǎn)換開關(guān)

1 概述

泰昂公司的GQH站用電系統(tǒng)，由于采用了工業(yè)PLC可編程控制器，控制ATS雙位置轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行主、備電源切換自投，現(xiàn)場抗干擾性好，動作切換可靠性高。可實現(xiàn)主、備電源的“可逆互投”，避免了常規(guī)站用電備自投動作后，系統(tǒng)恢復(fù)正常狀態(tài)需運行人員手動切換，不僅工作繁瑣且易發(fā)生操作出錯等。

GQH站用電系統(tǒng)及其二代產(chǎn)品在山西省內(nèi)變電站投運以來，現(xiàn)場投切情況基本良好，但也存在一些不足之處，結(jié)合現(xiàn)場運行情況，作者提出一些維護(hù)建議及改進(jìn)探討，以供參考。

2 PLC控制系統(tǒng)

系統(tǒng)PLC采用西門子公司推出的新一代S7-200系列中的224型可編程控制器，具有40多條布爾、200多條功能塊指令，編程簡單方便，性價比高。具有24路開關(guān)量I/O（14路輸入/10路輸出），可選擇6路30Hz高速計數(shù)輸入，2路20Hz脈沖輸出，并支持PID控制調(diào)節(jié)功能等。現(xiàn)場PLC配置為224型基本型，不含擴(kuò)展模塊，實際設(shè)置I/O開關(guān)量輸入、輸出各7路。其中I/O開入量包括3路電壓監(jiān)視摸塊輸入接點，4路轉(zhuǎn)換開關(guān)位置節(jié)點；I/O開出量包括3路ATS開關(guān)控制輸出及4路光字信號。

人機(jī)界面，系統(tǒng)利用224型PLC內(nèi)部一個RS485串口，擴(kuò)展了一個TD200中文文本記錄器。這是一種西門子PLC小型專用后臺，設(shè)有4行中文文本，8個用戶功能鍵，并設(shè)有口令密碼保護(hù)等。用戶可在就地進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置修改、信息顯示及事件記錄。這種TD200中文人機(jī)界面設(shè)計獨特、運行操作簡便。

3 運行維護(hù)中的一些問題及改進(jìn)

（1）GQH系統(tǒng)控制回路設(shè)有兩個電源監(jiān)視繼電器，由于運行中工作時間較長，線包呈長期帶電狀態(tài)，加上該繼電器為國產(chǎn)型號，質(zhì)量欠佳，易發(fā)生監(jiān)視繼電器損壞現(xiàn)象。建議采用進(jìn)口繼電器替換。

（2）系統(tǒng)PLC輸入現(xiàn)場設(shè)置開關(guān)量7路。其中PLC I0.0～I(xiàn)0.2輸入端三路開入量分別取自3塊DPB-71型電壓檢測模塊（分別用于檢測工作、備用電源進(jìn)線電壓及母線電壓）11、12、13KU節(jié)點，作為PLC動作邏輯的主要判據(jù)。

這種DPB-71檢測模塊其內(nèi)部電壓繼電器最大允許檢測電壓上、下限值為172V～268V。維護(hù)人員在對DPB-71模塊定值整定時應(yīng)充分考慮實際電壓波動范圍，否則運行中會引起模塊內(nèi)部繼電器動作并產(chǎn)生異常告警現(xiàn)象。此外對電壓模擬量輸入，建議可采用對PLC擴(kuò)展模擬量模塊或直接選用帶模擬量輸入型PLC，則可省去DPB-71檢測模塊3塊，進(jìn)一步提高系統(tǒng)整體動作的可靠性。

（3）系統(tǒng)PLC輸出口為晶體管輸出型，現(xiàn)場設(shè)置7路。這種晶體管輸出口的特點是：導(dǎo)通壓降較大，帶負(fù)載能力較小（單點最大容量0.75A），輸出響應(yīng)時間（最大延時130μs）相比繼電器輸出型ms級要快（但較雙向可控硅輸出型ns級慢），適合于動作較為頻繁的直流小負(fù)載場合。根據(jù)該站用電系統(tǒng)切換動作速度較低的特點，建議可選用繼電器輸出型PLC取代晶體管輸出型，在不影響系統(tǒng)性能指標(biāo)條件下進(jìn)一步降低運行成本。

為防止由于外部短路造成PLC輸出模塊的損壞，原設(shè)計在PLC Q0.0～0.6輸出端分別設(shè)置采用了1KA1、2…7共7個中間繼電器隔離控制，以提高輸出回路運行的可靠性。但224PLC這種輸出方式在呂梁500kV變電站運行中，還是出現(xiàn)過輸出系統(tǒng)故障告警現(xiàn)象，對于此類問題，一般PLC模塊本身硬件損壞的可能性不大，可以通過對PLC裝置進(jìn)行復(fù)位或采用軟件程序升級的辦法處理。

另外針對本系統(tǒng)PLC輸出為直流感性負(fù)載，運行中易產(chǎn)生過電壓或出現(xiàn)打火放電現(xiàn)象，建議維護(hù)中可在感性負(fù)載兩端直接并接續(xù)流二極管或采用二極管與齊納二極管的串聯(lián)電路（見圖1）以限制電壓升高，以提高PLC輸出關(guān)斷速度。

順便指出對于224這種小型PLC控制器，廠家出于成本考慮，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般不采用模塊化插件組裝，這樣對于系統(tǒng)內(nèi)任何包括輸入、輸出等子系統(tǒng)一旦發(fā)生硬件損壞，只有通過更換PLC控制器本體。

（4）與常規(guī)微機(jī)備自投裝置相比，PLC可編程控制器價格較為

昂貴，并且附加保護(hù)功能較少，其次PLC動作邏輯不判進(jìn)線電流，易受PT斷線影響等，這些都是制約GQH系統(tǒng)進(jìn)一步推廣應(yīng)用的主要因素。

朔州500kV變電站采用了泰昂公司IPC-03二代站用電系統(tǒng)，控制模塊由PLC控制器改為常規(guī)的單片機(jī)控制系統(tǒng)，并增加了零序過流、過負(fù)荷保護(hù)等附加功能，使系統(tǒng)智能化程度有了進(jìn)一步提高。結(jié)合現(xiàn)場使用情況可進(jìn)行以下一些探討改進(jìn)：如IPC-03系統(tǒng)內(nèi)部低壓側(cè)保護(hù)現(xiàn)場僅用于后臺發(fā)信，不作為跳閘。針對站用變保護(hù)通常裝設(shè)在高壓側(cè)，且僅限跳高壓側(cè)開關(guān)。對站用變低壓側(cè)故障，僅在低壓側(cè)開關(guān)本體機(jī)構(gòu)配置簡易過流、過載脫扣等保護(hù)，靈敏度較低。可選擇IPC-03系統(tǒng)內(nèi)部保護(hù)長延時跳低壓側(cè)開關(guān)，作為站變高壓側(cè)開關(guān)或保護(hù)拒動時的可靠后備跳閘，可進(jìn)一步縮短故障切除范圍，減少對高壓側(cè)開關(guān)跳閘沖擊次數(shù)等。

另外以上IPC-03內(nèi)部保護(hù)動作跳低壓側(cè)開關(guān)后并不閉鎖裝置備投，如屬永久性故障，備投后果較為嚴(yán)重。可適當(dāng)修改程序，使IPC-03內(nèi)部低壓側(cè)保護(hù)動作后用于控制該段ATS轉(zhuǎn)換開關(guān)合“OFF”分閘位置，這樣相當(dāng)于起到了閉鎖備投的作用，避免了由于低壓母線側(cè)永久性故障可能引發(fā)備投后保護(hù)及開關(guān)的再次動作、跳閘沖擊。

參考文獻(xiàn)

[1]GQH智能站用電源系統(tǒng)用戶手冊[M].

[2]S7-200CN系列可編程序控制器[M].