【文章內容簡介】 （六）電氣一次自動重合閘裝置的工作原理（如圖39）YR跳閘線圈；YO合閘線圈；KO合閘接觸器；KAR重合閘繼電器； KM—保護裝置出口觸點；SB1—合閘按鈕；SB2—跳閘按鈕。圖39電氣一次自動重合閘裝置示意圖（七）電氣式一次自動重合閘手動合閘時，按下合閘按鈕SB1，使合閘接觸器KO通電動作，從而使合閘線圈YO動作，使斷路器QF合閘。手動跳閘時，按下跳閘按鈕SB2，使跳閘線圈YR通電動作，使斷路器QF跳閘。當一次電路發(fā)生短路故障時，保護裝置動作，其出口觸點KM閉合，接通跳閘線圈YR回路，使斷路器QF自動跳閘。與此同時，斷路器輔助觸點QF34閉合，而且重合閘繼電器KAR起動，經整定的時間后其延時閉合的動作觸點閉合，使合閘接觸器KO通電動作，從而使斷路器QF重合閘。如果一次電路上的短路故障是瞬時性的，及經消除，則可重合成功。如果短路故障尚未消除，則保護裝置又要動作，KM的觸點閉合又使斷路器QF再次跳閘，由于一次自動重合閘采取了防跳措施，因此不會再次重合閘。電氣式一次自動重合閘裝置示例:（如圖310）WC控制小母線；SA1控制開關；SA2選擇開關；KAR─DH2型重合閘繼電器（內含KT時間繼電器、KM中間繼電器、HL指示燈及電阻R、電容C等）；KM1防跳繼電器（DZB115型中間繼電器）；KM2后加速繼電器（DZS145型中間繼電器）；KSDX11型信號繼電器；KO合閘接觸器；YR跳閘繼電器；XB連接片；QF短路器輔助觸點。圖310電氣式一次自動重合閘裝置示意圖電氣式一次自動重合閘裝置示例電氣式一次自動重合閘裝置的工作原理：線路正常運行時，控制開關SA1和選擇開關SA2都扳倒合閘（ON）位置，自動合閘裝置投入工作。這時重合閘繼電器KAR中的電容C經R4充電，同時指示燈HL亮，表示控制小母線WC的電壓正常，電容C處于充電狀態(tài)。當一次電路發(fā)生短路故障而使斷路器QF自動跳閘時，斷路器輔助觸點QF 12閉合，而控制開關SA1仍處在合閘位置，從而接通KAR的起動回路，使KAR中的時間繼電器KT經其本身的動斷觸點KT 12而動作。KT動作后，其動斷觸點KT 12斷開，串入電阻R5，使KT保持動作狀態(tài)。時間繼電器KT動作后，經一定延時，其延時閉合的動合觸點KT34閉合，這時電容C對KAR中的中間繼電器KM的電壓線圈放電，使KM動作，中間繼電器KM動作后，其動斷觸點KM 12斷開，使指示燈HL熄滅，這表示KAR已經動作，其出口回路已經接通。合閘接觸器KO由控制小母線WC經SAKAR中的KM 3KM 56兩對觸點及KM的電流線圈、KS線圈、連接片XB/觸點KM1的34和斷路器輔助觸點QF34而獲得電源，從而使斷路器QF重新合閘。由于中間繼電器KM是電容C放電而動作的，但電容C的放電時間不長，因此為了使KM能夠自保持，在KAR的出口回路竄入了KM的電流線圈，借KM本身的動合觸點KM34和KM56閉合使之接通，以保持KM動作狀態(tài)。在斷路器QF合閘后，其輔助觸點QF34斷開而使KM得自保持解除。在KAR的出口回路中串聯(lián)信號繼電器KS是為了記錄KAR的動作，并未對KAR動作發(fā)出燈光信號和音響信號。斷路器重合成功以后，所有繼電器自動返回，電容C又恢復充電，要使自動重合閘裝置退出工作，可將SA2扳倒斷開（OFF）位置，同時將出口回路中的連接片XB斷開。圖310所示的電器一次自動重合閘裝置電路中，采用了兩項“防跳”措施：在KAR的中間繼電器KM的電流圈回路（及其自保持回路）中，串接了它自身的兩對動合觸點KM34和KM56，這樣，萬一其中一對動合觸點被粘住，另一對動合觸點仍能正常工作，不致發(fā)生斷路器“跳動”現(xiàn)象。為了防止萬一KM的兩對觸點KM34和KM56同時唄粘住時斷路器仍可能“跳動”，故在斷路器的跳閘線圈YR回路中，又串接了防跳繼電器KM1的電流線圈。 硬件設計（如圖311）:圖311硬件設計示意圖為保護PLC輸出觸點、合閘、分閘信號經微型大功率繼電器KAKA2 轉換后接到斷路器的合閘線圈和分閘線圈。而KAKA2 為直流感性負載，有沖擊電流，會產生噪聲，為減少輸出電路噪聲的干擾，在直流感性負載兩端并接二極管保護電路。為提高供電的安全可靠性，采用在線式不間斷供電電源(UPS)給PLC供電。采用PLC 控制后，僅用KAKA2 的無源常開觸點接到合閘線圈和跳閘線圈的控制回路中，通過編程實現(xiàn)自動重合閘功能及其他保護功能，復雜的邏輯關系大大簡化了，接線簡單，系統(tǒng)運行維護方便。如圖312所示。圖312 PLC I/O分配及接線圖系統(tǒng)設計方案如圖所示。硬件系統(tǒng)中前向通道的信號由電流互感器、電壓互感器而來。交流采樣,信號變換回路是把由系統(tǒng)而來的100 V、5 A交流信號進一步變換至15 V,2 A左右。濾波器采用典型的0型濾波。在比較回路中輸入整定值,與系統(tǒng)而來的電壓值進行比較。比較回路是具有典型繼電器特性的比較器構成,并且可使系統(tǒng)返回系數(shù)、靈敏系數(shù)均可調。采用的元件是集成運放比較器。為了使PLC能可靠正確地識別比較器后的階躍信號,還必須通過一接口電路來實現(xiàn)。這就是采用PLC時前向通道的特點。而完成整個保護功能的任務則由PLC來完成。況且PLC采用繼電器輸出時其較大容量的節(jié)點可直接應用于跳閘回路等。在此系統(tǒng)中,再設計一些由單片機構成的微機測量、輸出環(huán)節(jié),并且使PLC與單片機建立起通訊,則可以實現(xiàn)整套保護測量的任務（如圖313）。圖313系統(tǒng)設計方案示意圖 軟件設計圖314軟件設計示意圖（八）控制過程流程圖分析 前加速保護嗎？圖42控制過程流程示意圖結論通過這次論文的撰寫，我了解了供電系統(tǒng)中自動重合閘裝置的概念、分類、實現(xiàn)功能以及應用場合，通過在大一學習掌握WORD的相關使用功能，并且運用WORD將自己所需要的圖形都繪制了出來，由于時間過長加上記憶的不牢固，在WORD的使用過程中遇到一些困難，在一些細節(jié)問題中出現(xiàn)不小的錯誤，在李廣倫老師指導及同學的幫助下，順利完成相關工作，雖然有的地方可能不是很規(guī)范，很到位，但是這已經是一次很大的進步。論文的選題是針對目前PLC自動重合閘的使用現(xiàn)狀，以這次設計為契機，本著從理論上、從學科建設角度去探尋一種比較規(guī)范的PLC自動重合閘的使用和設計思想，遵循共性與特性相結合的原則理論介紹部分:理論是實踐的指導。只有在儲備足夠量的理論基礎之上，才能在分析和解決各種問題上自由的發(fā)揮。通過對PLC自動重合閘的學習與分析，可以掌握任何一種PLC應用都有共同的一面，不同的只是具體的控制與執(zhí)行的差別。在PLC方面，可以通過其現(xiàn)有的資源，再配備必要的外圍芯片，完全可以設計一個以PLC為核心的各種各樣的控制器系統(tǒng)。軟硬件設計部分:這也是本文的核心部分。由以上的理論的儲備，利用PLC完全可以設計一個復雜的控制器系統(tǒng)。在此基礎上，通過對于自動重合閘系統(tǒng)的具體分析，首先確定系統(tǒng)的各個單元的組成。然后，針對各個單元，分析原理、選擇器件。最后設計出各個系統(tǒng)的原理圖。軟件的設計向來是建立在硬件的基礎之上的。以原理為基礎，設計出各個系統(tǒng)的子程序。結合具體的控制需要，最后再將這些子程序整合為一個整體，構成一個完整的自動重合閘控制程序。參考文獻[1] [M].北京：機械工業(yè)出版社,[2] 耿毅. 工業(yè)企業(yè)供電[M ]. 北京: 冶金工業(yè)出版社,1994. 216 222.[3] 任彥碩，[M].北京：北京郵電大學出版社,[4] [M] .北京: 人民郵電出版社, 2004[5] [M] .北京: 中國鐵道出版社, 1998[6] [M].北京：中國電力出版社, .[7] [M] .北京: 化學工業(yè)出版社, 2002[8] [M] .北京: 中國電力出版社, 2007[9] [M] .北京: 化學工業(yè)出版社, [10] [M] .天津大學出版社, 2001.目錄一、緒論 1（一）課題研究現(xiàn)狀 1（二）課題研究背景 1（三）課題發(fā)展趨勢 3二、PLC控制系統(tǒng)及自動重合閘裝置 4（一）可編程控制器PLC 4（二）自動重合閘裝置 4（三）設計方案的論證 6三、重合閘系統(tǒng)設計 9（一）自動重合閘 9（二）三相自動重合閘 9（三）重合閘動作時限的選擇原則 11（四）自動重合閘與繼電保護的配合 12（五）單相自動重合閘 12（六）電氣一次自動重合閘裝置 14（七）電氣式一次自動重合閘 14四、PLC在自動重合閘控制中的應用 19（一）對自動重合閘的一些基本要求 19（二）PLC型號選擇及I/O端子分配 19（三）控制過程流程圖分析 21（四）PLC控制的自動重合閘梯形圖設計 22（五）工作原理分析 23（六）時限參數(shù)整定 24五、梯形圖仿真 25結論 27致謝 28參考文獻 29一、緒論（一）課題研究現(xiàn)狀近幾年來, 工業(yè)企業(yè)對供電可靠性及電能質量的要求越來越高。電網(wǎng)容量和電壓等級也不斷擴大，電網(wǎng)結構也變得越來越復雜。220kV輸電線路，由于其具有電能輸送效率高、輸送距離較適中等優(yōu)點，被廣泛應用到區(qū)域配電網(wǎng)建設中，成為區(qū)域經濟生產發(fā)展的重要能源支柱。電能供電質量水平要求的進一步提高，對電網(wǎng)供電可靠性也提出更苛刻的要求。電力系統(tǒng)中通常采用繼電保護裝置實現(xiàn)縱聯(lián)差動保護來快速準確的操作分支運斷路器切除輸電線路故障或事故分支節(jié)點，防止事故的進一步擴大。由于計算機技術的高速發(fā)展, 一些大型工業(yè)企業(yè)已實現(xiàn)了對其各級變電站進行遠方集中控制, 企業(yè)內部的分散變電站實現(xiàn)了無人值班。但在實際運行過程中發(fā)現(xiàn)，220KV輸電線路所發(fā)生的絕大部分故障均是臨時或者瞬時性的，對于這類瞬時性故障而跳閘的線路, 如能在故障消失后迅速恢復送電, 則可大大提高供電的可靠性。因此，可以利用自動重合閘裝置在線路發(fā)生故障通過繼電保護裝置跳閘后，延時操作斷路器重新合閘以恢復輸電線路供電，提高輸電線路綜合供電質量水平，隨著國民經濟的發(fā)展和人民物質文化生活水平的不斷提高，對電力需求愈來愈大，促使電力事業(yè)迅速發(fā)展，電網(wǎng)不斷擴大，用戶對供電質量和供電可靠性要求越來越高，甚至連發(fā)生電源的瞬時中斷也不能忍受。“電力法”和“承諾制”的公布和貫徹執(zhí)行，要求電力供應部門提供安全、經濟、可靠和高質量的電能。傳統(tǒng)的技術和管理手段已無法適應新的形勢，PLC自動重合閘就是為了這一目的而提出來的這給自動重合閘裝置提供了良好的發(fā)展平臺。先進PLC的發(fā)展代表著國家的綜合科技實力和水平，目前許多先進工業(yè)國家都已將PLC技術列為21世紀高科技發(fā)展計劃。其發(fā)展呈現(xiàn)兩個突出特點:一個是在橫向上，PLC的應用領域在不斷的擴大，正從傳統(tǒng)的制造向人類工作和生活的各種領域擴展，PLC的種類日趨增多；另一方面是在縱向上，隨著需求范圍的擴大，PLC的結構和形態(tài)發(fā)展多樣化，高端系統(tǒng)呈現(xiàn)明顯的仿生和智能特征，其特性不斷提高，功能不斷擴展和完善，各種PLC向更智能化和人類社會更密切的融合方向發(fā)展，PLC是一種專為工業(yè)生產自動化控制設計的，一般而言，無需任何保護措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。然而，當生產環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強烈，或安裝使用不當，就可能造成程序錯誤或運算錯誤，從而產生無輸入并引起無輸出，這將會造成設備的失控和誤動作，從而不能保證PLC的正常運行。要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性，一方面生產廠家要提高PLC的抗干擾能力；另一方面，要在設計、安裝和使用維護中引起高度重視，多方配合，減少及消除干擾對PLC的影響。（二）課題研究背景傳統(tǒng)的自動重合閘裝置由各種繼電器及控制開關構成,由于連接導線繁多,繼電器的壽命有限, 容易發(fā)生裝置的誤動和拒動, 影響電力系統(tǒng)的可靠性。 其定時單元由機電式或晶體管式時間繼電器構成, 誤差大且調整不方便,影響上下級保護裝置動作時限的配合；裝置的功能單一,不利于實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化,且體積大, 有色金屬消耗多, 噪音大。當前最廣泛應用于發(fā)電廠的集散型控制系統(tǒng) DCS經歷了 30多年的發(fā)展，技術日益成熟，取得了豐富的經驗。然而目前 DCS的發(fā)展開始減緩和停滯。如何使 DCS仍然可以大跨步地繼續(xù)向前發(fā)展，其中一個關鍵問題就在于通用化的硬件平臺，PLC的融入。隨著微電子及控制技術的發(fā)展，PLC系統(tǒng)和 DCS系統(tǒng)在不斷吸收彼此的特點，逐步地走向同化,集散控制系統(tǒng) DCS經過了初創(chuàng)期、成熟期和擴展期之后,又出現(xiàn)了新一代控制系統(tǒng) 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) FCS，它是第五代過程控制系統(tǒng)，是由 DCS與 PLC發(fā)展而來，F(xiàn)CS不僅具備 DCS與 PLC的特點，它保留了 DCS的特點，或者說 FCS吸收了 DCS多年開發(fā)研究以及現(xiàn)場實踐的經驗，當然也包括教訓，而且跨出了革命性的一步。隨著現(xiàn)場總線技術的完善和熱工自動化技術的發(fā)展，數(shù)字化、智能化控制儀表的進一步開發(fā)和應用，F(xiàn)CS必將在火電廠得到廣泛應用，使電廠的自動化水平提高到一個新的水平。所以今后的發(fā)展趨勢大體上是分散型控制系統(tǒng) DCS將逐漸更新?lián)Q代為全數(shù)字現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) FCS。由于 PLC的本質是用內部已定義的各種輔助繼電器代替機械觸點繼電器，這些內部繼電器的節(jié)點變位時間可理想化地認為等于零，只需考慮它的 01狀態(tài)而無需考慮傳統(tǒng)繼電器所固有的返回系數(shù)，所以用 PLC來進行開關量控制是非常合適的。 在電力系統(tǒng)自動化的控制中，經常要用到閉環(huán)控制方式來實現(xiàn)溫度、壓力、流量、速度等連續(xù)變化的模擬量控制。初期的 PLC在閉環(huán)控制方面并不擅長，而當前新型的 PLC也兼有閉環(huán)控制功能，并且已十分成熟。各 PLC生產廠家推出的中、小型 PLC模塊均提供了 PID指令，可以實現(xiàn) PID控制，這種模塊的 PID控制程序是 PLC生產廠家設計的，并存放在模塊中，用戶使用