一種基於plc實現的變電站用電源備投裝置製造方法
2023-04-30 16:14:51 3
一種基於plc實現的變電站用電源備投裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於PLC實現的變電站用電源備投裝置，包括可編程控制器，分別與可編程控制器連接的母線檢測電路、進線電源檢測電路、斷路器控制電路、斷路器位置信號採集電路、斷路器控制中間繼電器電路、斷路器分合閘指示電路和備投動作復歸電路，以及與所述斷路器控制中間繼電器電路連接的斷路器電路。本實用新型所述基於PLC實現的變電站用電源備投裝置，可以克服現有技術中故障率高、可靠性低和安全性差等缺陷，以實現故障率低、可靠性高和安全性好的優點。
【專利說明】—種基於PLC實現的變電站用電源備投裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力設備【技術領域】，具體地，涉及一種基於PLC實現的變電站用電源備投裝置。
【背景技術】
[0002]備投是備用電源自動投入的簡稱，是一種旨在提高供電可靠性的安全自動裝置，能夠實現用電側在主供電源中斷供電後迅速切換至備用電源供電的功能。變電站站用電源的安全可靠運行是變電站安全穩定運行的前提和基礎。變電站站用電源備投系統可以在兩路站用電源任一路供電中斷的情況下，自動迅速切換至另一路站用電源供電，保證對變電站站用負荷的不間斷供電，因此，變電站站用電源備投系統對變電站的安全穩定運行至關重要。
[0003]變電站站用電源供電系統通常採用單母線分段接線方式(見圖1)，兩路站用電源分別接在兩段母線上，通常有兩種運行方式:
[0004]運行方式1:兩段母線分列運行(分段斷路器QF3斷開)，兩路站用電源分別向兩段母線供電並帶站用負荷(兩路進線斷路器QF1、QF2合上)。
[0005]運行方式2:兩段母線並列運行(分段斷路器QF3合上)，兩路站用電源任一路運行帶全部站用負荷，另一路站用電源備用(兩路進線斷路器QFl合上、QF2斷開或QFl斷開、QF2合上)。
[0006]為保證變電站站用電源的可靠供電，電力系統IlOkV及以上變電站均設計有站用電源備投系統。
[0007]目前，變電站站用電源備投系統多數為繼電型裝置，由於設計、安裝方面存在的問題，或隨著運行年限的增加，個別變電站站用電源備投系統自變電站投運之初就存在問題，多數變電站站用電源備投系統在變電站投運數年後故障，嚴重影響著變電站的安全穩定運行。繼電型變電站站用電源備投裝置所用元器件多，安裝接線複雜，運行可靠性低。
[0008]在實現本實用新型的過程中，發明人發現現有技術中至少存在故障率高、可靠性低和安全性差等缺陷。
實用新型內容
[0009]本實用新型的目的在於，針對上述問題，提出一種基於PLC實現的變電站用電源備投裝置，以實現故障率低、可靠性高和安全性好的優點。
[0010]為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是:一種基於PLC實現的變電站用電源備投裝置，包括可編程控制器，分別與可編程控制器連接的母線檢測電路、進線電源檢測電路、斷路器控制電路、斷路器位置信號採集電路、斷路器控制中間繼電器電路、斷路器分合閘指示電路和備投動作復歸電路，以及與所述斷路器控制中間繼電器電路連接的斷路器電路。
[0011]進一步地，所述母線檢測電路，包括分別連接至所述可編程控制器的母線有壓檢測電路和母線失壓檢測電路。
[0012]進一步地，所述進線電源檢測電路，包括連接至所述可編程控制器的進線電源有壓檢測電路。
[0013]進一步地，所述斷路器控制電路，包括分別連接至所述可編程控制器的斷路器QFl手動分合閘控制電路、斷路器QF2手動分合閘控制電路、以及斷路器QF3手動分合閘控制電路。
[0014]進一步地，所述斷路器位置信號採集電路，包括分別連接至所述可編程控制器的斷路器QFl位置信號檢測電路、斷路器QF2位置信號檢測電路、以及斷路器QF3位置信號檢測電路。
[0015]進一步地，所述斷路器控制中間繼電器電路，包括分別與所述可編程控制器連接的斷路器QFl分合閘控制中間繼電器、斷路器QF2分合閘控制中間繼電器、以及斷路器QF3分合閘控制中間繼電器。
[0016]進一步地，所述斷路器電路，包括分別與所述斷路器QFl分合閘控制中間繼電器、斷路器QF2分合閘控制中間繼電器、以及斷路器QF3分合閘控制中間繼電器連接的斷路器QFl、斷路器QF2和斷路器QF3。
[0017]進一步地，所述斷路器QF1，具體為進線斷路器QFl ;所述斷路器QF2，具體為進線斷路器QF2 ;所述斷路器QF3，具體為分段斷路器QF3。
[0018]進一步地，所述斷路器分合閘指示電路，包括分別與所述可編程控制器連接的斷路器QFl分合閘指示電路、斷路器QF2分合閘指示電路、以及斷路器QF3分合閘指示電路。
[0019]所述備投動作復歸電路，包括分別與所述可編程控制器連接的備投動作信號復歸電路和備投動作指示電路。
[0020]進一步地，所述可編程控制器的型號為FX2N-48MR。
[0021]本實用新型各實施例的基於PLC實現的變電站用電源備投裝置，由於包括可編程控制器，分別與可編程控制器連接的母線檢測電路、進線電源檢測電路、斷路器控制電路、斷路器位置信號採集電路、斷路器控制中間繼電器電路、斷路器分合閘指示電路和備投動作復歸電路，以及與斷路器控制中間繼電器電路連接的斷路器電路；可以實現對變電站站用系統運行方式的自適應，確保變電站站用電源的不間斷供電和安全穩定運行，同時實現對變電站站用系統的操作控制；從而可以克服現有技術中故障率高、可靠性低和安全性差的缺陷，以實現故障率低、可靠性高和安全性好的優點。
[0022]本實用新型的其它特徵和優點將在隨後的說明書中闡述，並且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。
[0023]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的限制。在附圖中:
[0025]圖1為現有變電站用電源供電系統的接線圖；
[0026]圖2為本實用新型基於PLC實現的變電站用電源備投裝置中電壓繼電器實現的失壓檢測電路接線圖；[0027]圖3為本實用新型基於PLC實現的變電站用電源備投裝置中進線斷路器QFl (或QF2)分閘動作邏輯圖；
[0028]圖4為本實用新型基於PLC實現的變電站用電源備投裝置中進線斷路器QFl (或QF2)合閘動作邏輯圖；
[0029]圖5為本實用新型基於PLC實現的變電站用電源備投裝置中分段斷路器QF3合閘動作邏輯圖；
[0030]圖6為本實用新型基於PLC實現的變電站用電源備投裝置的硬體結構框圖。【具體實施方式】
[0031]以下結合附圖對本實用新型的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用於說明和解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0032]PLC作為通用工業控制計算機，在國內外已廣泛應用於鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械製造、汽車、輕紡、交通運及文化娛樂等各個行業。但查閱相關資料還沒有發現基於PLC智能實現變電站站用電源備投功能的裝置和應用實例。
[0033]針對變電站站用電源備投裝置存在的問題，根據本實用新型實施例，如圖2-圖6所示，提供了一種基於PLC實現的變電站用電源備投裝置，在充分考慮變電站站用電源系統各種運行方式的前提下，通過合理編制PLC程序，實現對變電站站用系統運行方式的自適應，確保變電站站用電源的不間斷供電和安全穩定運行，同時實現對變電站站用系統的操作控制。
[0034]該基於PLC實現的變電站用電源備投裝置，具有智能實現變電站站用電源備投的功能，通過合理編制PLC程序，能夠自動判斷變電站站用電系統接線方式，並據此自動調整變電站站用電源備投動作策略，保證變電站站用電源的不間斷供電和安全可靠運行，同時實現對變電站站用系統的操作控制。該基於PLC實現的變電站用電源備投裝置與繼電型裝置相比，具有體積小、重量輕、安裝接線簡單，運行可靠、靈活，運維檢修工作量小等優點。
[0035]本實施例的基於PLC實現的變電站用電源備投裝置，無需對現有變電站站用電源系統控制迴路接線進行變動，僅需將兩路站用電源輸入與輸出接入該裝置，其關鍵技術在於:①智能實現變電站站用電源備投的功能；②實現對變電站站用系統的操作控制。
[0036]參見圖6，本實施例的基於PLC實現的變電站用電源備投裝置，包括可編程控制器，分別與可編程控制器連接的母線檢測電路、進線電源檢測電路、斷路器控制電路、斷路器位置信號採集電路、斷路器控制中間繼電器電路、斷路器分合閘指示電路和備投動作復歸電路，以及與斷路器控制中間繼電器電路連接的斷路器電路。可編程控制器的型號為FX2N-48MR。
[0037]其中，上述母線檢測電路，包括分別連接至可編程控制器的母線有壓檢測電路和母線失壓檢測電路。進線電源檢測電路，包括連接至可編程控制器的進線電源有壓檢測電路。
[0038]上述斷路器控制電路，包括分別連接至可編程控制器的斷路器QFl手動分合閘控制電路、斷路器QF2手動分合閘控制電路、以及斷路器QF3手動分合閘控制電路。斷路器位置信號採集電路，包括分別連接至可編程控制器的斷路器QFl位置信號檢測電路、斷路器QF2位置信號檢測電路、以及斷路器QF3位置信號檢測電路。[0039]上述斷路器控制中間繼電器電路，包括分別與可編程控制器連接的斷路器QFl分合閘控制中間繼電器、斷路器QF2分合閘控制中間繼電器、以及斷路器QF3分合閘控制中間繼電器。斷路器電路，包括分別與斷路器QFl分合閘控制中間繼電器、斷路器QF2分合閘控制中間繼電器、以及斷路器QF3分合閘控制中間繼電器連接的斷路器QF1、斷路器QF2和斷路器QF3。斷路器QFl，具體為進線斷路器QFl ;斷路器QF2，具體為進線斷路器QF2 ;斷路器QF3，具體為分段斷路器QF3。
[0040]上述斷路器分合閘指示電路，包括分別與可編程控制器連接的斷路器QFl分合閘指示電路、斷路器QF2分合閘指示電路、以及斷路器QF3分合閘指示電路；備投動作復歸電路，包括分別與可編程控制器連接的備投動作信號復歸電路和備投動作指示電路。
[0041]上述基於PLC實現的變電站用電源備投裝置，主要包括失壓檢測電路、進線電源檢測電路、斷路器控制電路、斷路器位置信號採集電路、斷路器控制中間繼電器電路、斷路器分合閘指示電路和備投動作復歸電路，以及與所述斷路器控制中間繼電器電路連接的斷路器電路(可參見圖6)。詳細說明如下:
[0042]⑴失壓檢測電路(參見圖2):
[0043]電壓繼電器1YJ、2YJ、3YJ (或4YJ、5YJ、6YJ)用來檢測工作母線是否失壓，電壓繼電器7YJ、8YJ (或9YJU0YJ)用來檢測進線電源是否有電。
[0044]⑵斷路器動作邏輯:
[0045]①進線斷路器QFl (或QF2)動作邏輯，進線斷路器QFl (或QF2)分閘動作邏輯參見圖3,合閘動作邏輯參見圖4。
[0046]②分段斷路器QF3動作邏輯:分段斷路器QF3合閘動作邏輯見圖5。
[0047]⑶PLC選擇和備投系統硬體組成
[0048]根據控制要求，選擇三菱公司生產的FX2N-48MR型PLC，其I/O點為24入/24出，輸出為繼電器形式，能滿足控制要求，不需要擴展模塊。由於PLC觸點容量小，所以考慮用中間繼電器作為啟動分合閘元件。
[0049]綜上所述，本實用新型上述各實施例的基於PLC實現的變電站用電源備投裝置，至少可以達到以下有益效果:
[0050]⑴具有智能化，安裝維護簡單化和運行可靠、靈活等優點；
[0051]⑵能夠自動判斷變電站站用電系統接線方式，並據此自動調整備投動作策略，實現對變電站站用系統運行方式的自適應，保證變電站站用電源的不間斷供電和安全可靠運行，同時實現對變電站站用系統的操作控制，且不對現有變電站站用電源系統控制迴路接線進行變動；
[0052]⑶可在電力行業各類發、變、配電站全面推廣應用，並可推廣應用到其他需要實現低壓雙電源備投供電的行業和廠礦企業，推廣應用前景廣闊。
[0053]最後應說明的是:以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種基於PLC實現的變電站用電源備投裝置，其特徵在於，包括可編程控制器，分別與可編程控制器連接的母線檢測電路、進線電源檢測電路、斷路器控制電路、斷路器位置信號採集電路、斷路器控制中間繼電器電路、斷路器分合閘指示電路和備投動作復歸電路，以及與所述斷路器控制中間繼電器電路連接的斷路器電路。
2.根據權利要求1所述的基於PLC實現的變電站用電源備投裝置，其特徵在於，所述母線檢測電路，包括分別連接至所述可編程控制器的母線有壓檢測電路和母線失壓檢測電路。
3.根據權利要求1所述的基於PLC實現的變電站用電源備投裝置，其特徵在於，所述進線電源檢測電路，包括連接至所述可編程控制器的進線電源有壓檢測電路。
4.根據權利要求1所述的基於PLC實現的變電站用電源備投裝置，其特徵在於，所述斷路器控制電路，包括分別連接至所述可編程控制器的斷路器QFl手動分合閘控制電路、斷路器QF2手動分合閘控制電路、以及斷路器QF3手動分合閘控制電路。
5.根據權利要求1所述的基於PLC實現的變電站用電源備投裝置，其特徵在於，所述斷路器位置信號採集電路，包括分別連接至所述可編程控制器的斷路器QFl位置信號檢測電路、斷路器QF2位置信號檢測電路、以及斷路器QF3位置信號檢測電路。
6.根據權利要求1所述的基於PLC實現的變電站用電源備投裝置，其特徵在於，所述斷路器控制中間繼電器電路，包括分別與所述可編程控制器連接的斷路器QFl分合閘控制中間繼電器、斷路器QF2分合閘控制中間繼電器、以及斷路器QF3分合閘控制中間繼電器。
7.根據權利要求6所述的基於PLC實現的變電站用電源備投裝置，其特徵在於，所述斷路器電路，包括分別與所述斷路器QFl分合閘控制中間繼電器、斷路器QF2分合閘控制中間繼電器、以及斷路器QF3分合閘控制中間繼電器連接的斷路器QF1、斷路器QF2和斷路器QF3。
8.根據權利要求7所述的基於PLC實現的變電站用電源備投裝置，其特徵在於，所述斷路器QF1，具體為進線斷路器QFl ;所述斷路器QF2，具體為進線斷路器QF2 ;所述斷路器QF3，具體為分段斷路器QF3。
9.根據權利要求1所述的基於PLC實現的變電站用電源備投裝置，其特徵在於，所述斷路器分合閘指示電路，包括分別與所述可編程控制器連接的斷路器QFl分合閘指示電路、斷路器QF2分合閘指示電路、以及斷路器QF3分合閘指示電路； 所述備投動作復歸電路，包括分別與所述可編程控制器連接的備投動作信號復歸電路和備投動作指示電路。
10.根據權利要求1-9中任一項所述的基於PLC實現的變電站用電源備投裝置，其特徵在於，所述可編程控制器的型號為FX2N-48MR。
【文檔編號】H02J9/06GK203813507SQ201420110462
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年3月12日 優先權日:2014年3月12日
【發明者】王少龍, 王強, 漆柏林, 王小舉, 安貴元, 王佩霞, 胡云芳, 程華, 周泉 申請人:國家電網公司, 國網甘肅省電力公司, 國網甘肅省電力公司天水供電公司