一种基于plc实现的变电站用电源备投装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于PLC实现的变电站用电源备投装置，包括可编程控制器，分别与可编程控制器连接的母线检测电路、进线电源检测电路、断路器控制电路、断路器位置信号采集电路、断路器控制中间继电器电路、断路器分合闸指示电路和备投动作复归电路，以及与所述断路器控制中间继电器电路连接的断路器电路。本发明所述基于PLC实现的变电站用电源备投装置，可以克服现有技术中故障率高、可靠性低和安全性差等缺陷，以实现故障率低、可靠性高和安全性好的优点。
【专利说明】—种基于PLC实现的变电站用电源备投装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力设备【技术领域】，具体地，涉及一种基于PLC实现的变电站用电源备投装置。
【背景技术】
[0002]备投是备用电源自动投入的简称，是一种旨在提高供电可靠性的安全自动装置，能够实现用电侧在主供电源中断供电后迅速切换至备用电源供电的功能。变电站站用电源的安全可靠运行是变电站安全稳定运行的前提和基础。变电站站用电源备投系统可以在两路站用电源任一路供电中断的情况下，自动迅速切换至另一路站用电源供电，保证对变电站站用负荷的不间断供电，因此，变电站站用电源备投系统对变电站的安全稳定运行至关重要。
[0003]变电站站用电源供电系统通常采用单母线分段接线方式(见图1)，两路站用电源分别接在两段母线上，通常有两种运行方式:
运行方式1:两段母线分列运行(分段断路器QF3断开)，两路站用电源分别向两段母线供电并带站用负荷(两路进线断路器QF1、QF2合上)。
[0004]运行方式2:两段母线并列运行(分段断路器QF3合上)，两路站用电源任一路运行带全部站用负荷，另一路站用电源备用(两路进线断路器QFl合上、QF2断开或QFl断开、QF2合上)。
[0005]为保证变电站站用电源的可靠供电，电力系统IlOkV及以上变电站均设计有站用电源备投系统。
[0006]目前，变电站站用电源备投系统多数为继电型装置，由于设计、安装方面存在的问题，或随着运行年限的增加，个别变电站站用电源备投系统自变电站投运之初就存在问题，多数变电站用电源备投系统在变电站投运数年后故障，严重影响着变电站的安全稳定运行。继电型变电站站用电源备投装置所用元器件多，安装接线复杂，运行可靠性低。
[0007]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在故障率高、可靠性低和安全性差等缺陷。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基于PLC实现的变电站用电源备投装置，以实现故障率低、可靠性高和安全性好的优点。
[0009]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种基于PLC实现的变电站用电源备投装置，包括可编程控制器，分别与可编程控制器连接的母线检测电路、进线电源检测电路、断路器控制电路、断路器位置信号采集电路、断路器控制中间继电器电路、断路器分合闸指示电路和备投动作复归电路，以及与所述断路器控制中间继电器电路连接的断路器电路。
[0010]进一步地，所述母线检测电路，包括分别连接至所述可编程控制器的母线有压检测电路和母线失压检测电路。
[0011 ] 进一步地，所述进线电源检测电路，包括连接至所述可编程控制器的进线电源有压检测电路。
[0012]进一步地，所述断路器控制电路，包括分别连接至所述可编程控制器的断路器QFl手动分合闸控制电路、断路器QF2手动分合闸控制电路、以及断路器QF3手动分合闸控制电路。
[0013]进一步地，所述断路器位置信号采集电路，包括分别连接至所述可编程控制器的断路器QFl位置信号检测电路、断路器QF2位置信号检测电路、以及断路器QF3位置信号检测电路。
[0014]进一步地，所述断路器控制中间继电器电路，包括分别与所述可编程控制器连接的断路器QFl分合闸控制中间继电器、断路器QF2分合闸控制中间继电器、以及断路器QF3分合闸控制中间继电器。
[0015]进一步地，所述断路器电路，包括分别与所述断路器QFl分合闸控制中间继电器、断路器QF2分合闸控制中间继电器、以及断路器QF3分合闸控制中间继电器连接的断路器QFl、断路器QF2和断路器QF3。
[0016]进一步地，所述断路器QFl，具体为进线断路器QFl ;所述断路器QF2，具体为进线断路器QF2 ;所述断路器QF3，具体为分段断路器QF3。
[0017]进一步地，所述断路器分合闸指示电路，包括分别与所述可编程控制器连接的断路器QFl分合闸指示电路、断路器QF2分合闸指示电路、以及断路器QF3分合闸指示电路。
[0018]所述备投动作复归电路，包括分别与所述可编程控制器连接的备投动作信号复归电路和备投动作指示电路。
[0019]进一步地，所述可编程控制器的型号为FX2N-48MR。
[0020]本发明各实施例的基于PLC实现的变电站用电源备投装置，由于包括可编程控制器，分别与可编程控制器连接的母线检测电路、进线电源检测电路、断路器控制电路、断路器位置信号采集电路、断路器控制中间继电器电路、断路器分合闸指示电路和备投动作复归电路，以及与断路器控制中间继电器电路连接的断路器电路；可以实现对变电站站用系统运行方式的自适应，确保变电站站用电源的不间断供电和安全稳定运行，同时实现对变电站站用系统的操作控制；从而可以克服现有技术中故障率高、可靠性低和安全性差的缺陷，以实现故障率低、可靠性高和安全性好的优点。
[0021]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
[0022]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为现有变电站用电源供电系统的接线图；
图2为本发明基于PLC实现的变电站用电源备投装置中电压继电器实现的失压检测电路接线图； 图3为本发明基于PLC实现的变电站用电源备投装置中进线断路器QFl (或QF2)分闸动作逻辑图；
图4为本发明基于PLC实现的变电站用电源备投装置中进线断路器QFl (或QF2)合闸动作逻辑图；
图5为本发明基于PLC实现的变电站用电源备投装置中分段断路器QF3合闸动作逻辑
图；
图6为本发明基于PLC实现的变电站用电源备投装置的硬件结构框图。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0025]PLC作为通用工业控制计算机，在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运及文化娱乐等各个行业。但查阅相关资料还没有发现基于PLC智能实现变电站站用电源备投功能的装置和应用实例。
[0026]针对变电站站用电源备投装置存在的问题，根据本发明实施例，如图2-图6所示，提供了一种基于PLC实现的变电站用电源备投装置，在充分考虑变电站站用电源系统各种运行方式的前提下，通过合理编制PLC程序，实现对变电站站用系统运行方式的自适应，确保变电站站用电源的不间断供电和安全稳定运行，同时实现对变电站站用系统的操作控制。
[0027]该基于PLC实现的变电站用电源备投装置，具有智能实现变电站站用电源备投的功能，通过合理编制PLC程序，能够自动判断变电站站用电系统接线方式，并据此自动调整变电站站用电源备投动作策略，保证变电站站用电源的不间断供电和安全可靠运行，同时实现对变电站站用系统的操作控制。该基于PLC实现的变电站用电源备投装置与继电型装置相比，具有体积小、重量轻、安装接线简单，运行可靠、灵活，运维检修工作量小等优点。
[0028]本实施例的基于PLC实现的变电站用电源备投装置，无需对现有变电站站用电源系统控制回路接线进行变动，仅需将两路站用电源输入与输出接入该装置，其关键技术在于:①智能实现变电站站用电源备投的功能；②实现对变电站站用系统的操作控制。
[0029]参见图6，本实施例的基于PLC实现的变电站用电源备投装置，包括可编程控制器，分别与可编程控制器连接的母线检测电路、进线电源检测电路、断路器控制电路、断路器位置信号采集电路、断路器控制中间继电器电路、断路器分合闸指示电路和备投动作复归电路，以及与断路器控制中间继电器电路连接的断路器电路。可编程控制器的型号为FX2N-48MR。
[0030]其中，上述母线检测电路，包括分别连接至可编程控制器的母线有压检测电路和母线失压检测电路。进线电源检测电路，包括连接至可编程控制器的进线电源有压检测电路。
[0031]上述断路器控制电路，包括分别连接至可编程控制器的断路器QFl手动分合闸控制电路、断路器QF2手动分合闸控制电路、以及断路器QF3手动分合闸控制电路。断路器位置信号采集电路，包括分别连接至可编程控制器的断路器QFl位置信号检测电路、断路器QF2位置信号检测电路、以及断路器QF3位置信号检测电路。[0032]上述断路器控制中间继电器电路，包括分别与可编程控制器连接的断路器QFl分合闸控制中间继电器、断路器QF2分合闸控制中间继电器、以及断路器QF3分合闸控制中间继电器。断路器电路，包括分别与断路器QFl分合闸控制中间继电器、断路器QF2分合闸控制中间继电器、以及断路器QF3分合闸控制中间继电器连接的断路器QF1、断路器QF2和断路器QF3。断路器QFl，具体为进线断路器QFl ;断路器QF2，具体为进线断路器QF2 ;断路器QF3，具体为分段断路器QF3。
[0033]上述断路器分合闸指示电路，包括分别与可编程控制器连接的断路器QFl分合闸指示电路、断路器QF2分合闸指示电路、以及断路器QF3分合闸指示电路；备投动作复归电路，包括分别与可编程控制器连接的备投动作信号复归电路和备投动作指示电路。
[0034]上述基于PLC实现的变电站用电源备投装置，主要包括失压检测电路、进线电源检测电路、断路器控制电路、断路器位置信号采集电路、断路器控制中间继电器电路、断路器分合闸指示电路和备投动作复归电路，以及与所述断路器控制中间继电器电路连接的断路器电路(可参见图6)。详细说明如下:
⑴失压检测电路(参见图2):
电压继电器1YJ、2YJ、3YJ (或4YJ、5YJ、6YJ)用来检测工作母线是否失压，电压继电器7YJ、8YJ (或9YJ、10YJ)用来检测进线电源是否有电。
[0035]⑵断路器动作逻辑:
①进线断路器QFl (或QF2)动作逻辑，进线断路器QFl (或QF2)分闸动作逻辑参见图
3,合闸动作逻辑参见图4。
[0036]②分段断路器QF3动作逻辑:分段断路器QF3合闸动作逻辑见图5。
[0037]⑶PLC选择和备投系统硬件组成
根据控制要求，选择三菱公司生产的FX2N-48MR型PLC，其I/O点为24入/24出，输出为继电器形式，能满足控制要求，不需要扩展模块。由于PLC触点容量小，所以考虑用中间继电器作为启动分合闸元件。
[0038]综上所述，本发明上述各实施例的基于PLC实现的变电站用电源备投装置，至少可以达到以下有益效果:
⑴具有智能化，安装维护简单化和运行可靠、灵活等优点；
⑵能够自动判断变电站用电系统接线方式，并据此自动调整备投动作策略，实现对变电站站用系统运行方式的自适应，保证变电站站用电源的不间断供电和安全可靠运行，同时实现对变电站站用系统的操作控制，且不对现有变电站站用电源系统控制回路接线进行变动；
⑶可在电力行业各类发、变、配电站全面推广应用，并可推广应用到其他需要实现低压双电源备投供电的行业和厂矿企业，推广应用前景广阔。
[0039]最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于PLC实现的变电站用电源备投装置，其特征在于，包括可编程控制器，分别与可编程控制器连接的母线检测电路、进线电源检测电路、断路器控制电路、断路器位置信号采集电路、断路器控制中间继电器电路、断路器分合闸指示电路和备投动作复归电路，以及与所述断路器控制中间继电器电路连接的断路器电路。
2.根据权利要求1所述的基于PLC实现的变电站用电源备投装置，其特征在于，所述母线检测电路，包括分别连接至所述可编程控制器的母线有压检测电路和母线失压检测电路。
3.根据权利要求1所述的基于PLC实现的变电站用电源备投装置，其特征在于，所述进线电源检测电路，包括连接至所述可编程控制器的进线电源有压检测电路。
4.根据权利要求1所述的基于PLC实现的变电站用电源备投装置，其特征在于，所述断路器控制电路，包括分别连接至所述可编程控制器的断路器QFl手动分合闸控制电路、断路器QF2手动分合闸控制电路、以及断路器QF3手动分合闸控制电路。
5.根据权利要求1所述的基于PLC实现的变电站用电源备投装置，其特征在于，所述断路器位置信号采集电路，包括分别连接至所述可编程控制器的断路器QFl位置信号检测电路、断路器QF2位置信号检测电路、以及断路器QF3位置信号检测电路。
6.根据权利要求1所述的基于PLC实现的变电站用电源备投装置，其特征在于，所述断路器控制中间继电器电路，包括分别与所述可编程控制器连接的断路器QFl分合闸控制中间继电器、断路器QF2分合闸控制中间继电器、以及断路器QF3分合闸控制中间继电器。
7.根据权利要求6所述的基于PLC实现的变电站用电源备投装置，其特征在于，所述断路器电路，包括分别与所述断路器QFl分合闸控制中间继电器、断路器QF2分合闸控制中间继电器、以及断路器QF3分合闸控制中间继电器连接的断路器QF1、断路器QF2和断路器QF3。
8.根据权利要求7所述的基于PLC实现的变电站用电源备投装置，其特征在于，所述断路器QF1，具体为进线断路器QFl ;所述断路器QF2，具体为进线断路器QF2 ;所述断路器QF3，具体为分段断路器QF3。
9.根据权利要求1所述的基于PLC实现的变电站用电源备投装置，其特征在于，所述断路器分合闸指示电路，包括分别与所述可编程控制器连接的断路器QFl分合闸指示电路、断路器QF2分合闸指示电路、以及断路器QF3分合闸指示电路； 所述备投动作复归电路，包括分别与所述可编程控制器连接的备投动作信号复归电路和备投动作指示电路。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的基于PLC实现的变电站用电源备投装置，其特征在于，所述可编程控制器的型号为FX2N-48MR。
【文档编号】H02J9/06GK103887873SQ201410089409
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月12日 优先权日:2014年3月12日
【发明者】王少龙, 王强, 漆柏林, 王小举, 安贵元, 王佩霞, 胡云芳, 程华, 周泉 申请人:国家电网公司, 国网甘肃省电力公司, 国网甘肃省电力公司天水供电公司