基于PLC高压双电源供电系统的设计

摘 要：近年来，电力事业蓬勃发展，人们在日常生活中越来越离不开对电的使用，随之而来的，供电质量也就日益受到人们的关注和重视。而供电的连续性是考察供电质量好不好的一个重要参数。文章基于这一出发点，集中阐述说明了相关参数，并应用PLC技术，设计了高压双电源供电系统，以保障供电的连续性。

关键词：PLC；双电源；自动切换

随着社会的发展和科技的进步，人类在日常生活中对电的依赖越来越多，对供电安全性、稳定性及连续性的要求也越来越高。在很多重要场合，如医院、机场、学校、银行、大型生产线等都需要保证供电的连续性，以免由于断电造成巨大损失或不便。

现阶段，普遍的保证供电连续性的办法是采用主、备两路独立的电源，根据实际情况在两路电源中进行切换，进而实现供电的稳定性，这就需要一种产品，能够在两路电源之间进行可靠切换，以保证如果正在使用中的电源出现故障时，能够自动转换到另一路正常电源，不会出现断电的情况，以免影响人们的生产和生活。文章的设计就是基于这一点进行的。

1 相关参数

1.1 电压信号

电压，是电场中两点之间的电位之差，也被称作电势差或者电位差，是一个衡量单位电荷在静电场当中由于电势的不同所产生的能量之差的物理量。

电压反映被测压力（成正比），就是电压信号。

1.2 电流信号

电流是指在导体中，一群电荷有规律的定向流动。电流的大小称之为电流强度，是指在单位时间内通过导线某一截面的电荷量。

电流反映被测压力（成正比），就是电流信号。

1.3 电能质量

电能质量，从普遍意义上讲指的就是优质供电，其中包括电流质量、电压质量、供电质量和用电质量。

电能质量可以定义为导致用电设备出现故障或者不能正常进行工作的电流、电压或频率的偏差，其内容主要包括电压偏差、频率偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变（谐波）、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。

衡量电能质量的具体指标为：电网频率、电压偏差、三相电压不平衡、公用电网谐波、波动和闪变。

1.4 电压波动

城市电网电压的不稳定，往往是由于用户用电负载出现了较大容量的投入和切除而引起的。例如在白天用电高峰时段电网电压往往低正常电压，而夜间大部分用电设备停机并切除与城市电网的连接时，电网电压往往高于正常电压。

1.5 PLC

PLC是Programmable Logic Controller的简写，即可编程逻辑控制器，它是一种专门用于工控领域的简易计算机，它是一种采用可编程的存储器，来存储其内部程序，通过内部程序执行和实现逻辑运算、顺序控制、定时、计数以及算术运算等指令，并通过数字量或者模拟量的输入和输出来控制各种类型的机械运行或者控制整个生产全过程。

PLC在硬件结构上基本与微型计算机是相同的，它包括：电源模块、中央处理单元、存储器单元、输入接口电路、输出接口电路、功能模块单元以及通信模块单元等部件构成。

PLC的工作过程一般可以分为三个部分：第一部分，输入采样部分；第二部分，用戶程序执行部分；第三部分，输出执行部分。以上三个部分，完全执行一次被称为一个工作周期。在PLC的整个工作周期内，其中央处理单元总是以一定的速度重复执行上述三部分。

2 设计

文章的设计是通过对PLC的应用，实现在主用、备用两路高压电源中进行自动切换，用以保障高压电供电的稳定性和连续性。

从图1中可以看出，进线柜有主用和备用两路高压进线，一个高压出线。当主用高压进线柜呈连接状态时，备用高压进线柜是断开的；而主用高压进线柜如果出现电压偏差等情况时，主用高压进线柜断开，备用高压进线柜连接。在主用高压进线柜和备用高压进线柜中间用PLC连接，在PLC中编写自动检测两路高压进线的电压信号或电流信号，判断电能质量的程序，通过PLC来识别两路高压进线的电压信号或电流信号，按照PLC输出的结果自动在两路高压进线柜中进行切换，以达到保障高压电供电的稳定和连续，防止断电，出现事故。

通过对PLC的应用，可以很好的解决主用、备用两路高压电源自动进行切换的问题，可以更好更安全的供电，实现生活中用电的稳定和连续，保障人们的生活免受断电的影响。

参考文献

[1]张白帆.低压成套开关设备主回路系统设计[J].低压电器，2009（9）.

[2]珠海德大户外高压智能双电源开关柜.高压智能双电源说明书[Z].

[3]梁宏凯，冯海华，蔡宇翔，等.高压双电源智能控制系统的研究[J].机械工程与自动化，2009（4）.

作者简介：阴发明（1987-），男，电气工程师。