低压系统多路进线三重互锁的逻辑关系

李桐

摘 要：文章对地球站原低压电力系统多路进线的逻辑关系进行了分析，针对存在的问题，提出了低压电力系统多路进线三重互锁的新型逻辑关系。阐述了新逻辑关系的内容及特点，并与原系统进行了比照，介绍了新系统的实际应用情况。

关键词：供电可靠性；逻辑关系；PLC控制；三重互锁

中图分类号：TM715 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）16-0044-02

Abstract： In this paper， the logic relationship of the original low voltage power system multipath in the earth station is analyzed， and a new logic relation of triple interlocking of the low voltage power system multiplex line is put forward in view of the existing problems. This paper expounds the contents and characteristics of the new logic relation， compares it with the original system， and introduces the practical application of the new system.

Keywords： power supply reliability； logic relation； PLC control； triple interlocking

1 背景

电力系统的广泛应用加速了我国科学技术水平的发展，改变了生产和生活的面貌。供电可靠性是指供电系统持续供电的能力，供电可靠性已经成为衡量一个国家经济发达程度的标准之一。而对于一些较重要的一、二级负荷，应采用双电源供电。为保证重要供电负荷的持续性，双电源自动转换开关电器的应用需求已越来越大，技术性能要求也越来越高，对产品的合理选择就变得更加重要。因此产品的技术水平高低以及先进性和可靠性如何，将直接影响着各重要场所用电的安全。所以在工程设计中设计人员应熟悉和了解其类型、组成、工作原理、主要特点及功能等，以便在满足系统功能的原则下正确选择及合理应用。

我站承担着保证国家声音畅通的重大政治任务和群众文化宣传的重要公益使命。对供电的可靠性及持续性要求极为苛刻。在电力系统设备发生故障的时候，需要尽量减少停电时间，使电力系统本身保持稳定运行，保证播出设备的用电可靠。

2 功能

2.1 新系统介绍

我站原低压电力系统的接线方式采用两路外电分列运行方式。正常情况下一路主用市电为负载供电，主用市电停电后，通过一级互投开关的切换，选择备用市电为负载供电。主、备两路市电均停电后，柴油发电机自动启动为负载供电。其中备用市电和柴油发电机通过二级互投开关连接一级互投开关。

这种接线方式需要主用市电及备用市电两路外电。当一级互投开关出现故障时，主、备用两路市电及柴油发电机均无法为负载供电。如无法及时修复，将造成严重后果。

新建的两个系统正常情况下由两路市电分别为两个系统的负载供电。两系统之间通过母联开关的闭合和断开相互关联，当一路市电出现故障时，母联闭合，由一路市电为两个系统共同供电；当两路市电均出现故障时，两台柴油发电机同时启动，为两个系统的负载分别供电，母联断开。

新低压电力系统的建成，使我站各播出系统均可接入两路不同UPS回路，且主、备设备供电分开，各低压电力系统独立运行稳定，能够解决北京地球站现有UPS系统负载过重及出线开关路数不足的问题，负荷调整合理，在保证现有播出负荷的同时还有一定余量供未来发展需要，满足总局62号令相关规定要求，供电保障等级大大提高。

2.2 新系统的逻辑关系

新系统的逻辑关系如下：（1）当两路市电及两路油机电源均未送电时，1号市电送电，此时5号低压电力系统市电进线开关闭合；5号低压电力系统油机进线开关断开；6号低压电力系统市电进线开关断开；6号低压电力系统油机进线开关断开；母联开关闭合。（2）当两路市电及两路油机电源均未送电时，2号市电送电，此时5号低压电力系统市电进线开关断开；5号低压电力系统油机进线开关断开；6号低压电力系统市电进线开关闭合；6号低压电力系统油机进线开关断开；母联开关闭合。（3）当两路市电及两路油机电源均未送电时，5号油机送电，此时5号低压电力系统市电进线开关断开；5号低压电力系统油机进线开关闭合；6号低压电力系统市电进线开关断开；6号低压电力系统油机进线开关断开；母联开关断开。（4）当两路市电及两路油机电源均未送电时，6号油机送电，此时5号低压电力系统市电进线开关断开；5号低压电力系统油机进线开关断开；6号低压电力系统市电进线开关断开；6号低压电力系统油机进线开关闭合；母联开关断开。（5）当两路市电供电时，1号市电停电，此时5号低压电力系统市电进线开关断开；5号低压电力系统油机进线开关断开；6号低压电力系统市电进线开关闭合；6号低压电力系统油机进线开关断开；母联开关闭合。（6）当两路市電供电时，2号市电停电，此时5号低压电力系统市电进线开关闭合；5号低压电力系统油机进线开关断开；6号低压电力系统市电进线开关断开；6号低压电力系统油机进线开关断开；母联开关闭合。（7）当两路市电供电，两台油机自启动时，两路电源同时失电，此时5号低压电力系统市电进线开关断开；5号低压电力系统油机进线开关闭合；6号低压电力系统市电进线开关断开；6号低压电力系统油机进线开关闭合；母联开关断开。（8）当两路油机供电时，1号市电恢复，此时5号低压电力系统市电进线开关闭合；5号低压电力系统油机进线开关断开；6号低压电力系统市电进线开关断开；6号低压电力系统油机进线开关断开；母联开关闭合。（9）当两路油机供电时，2号市电恢复，此时5号低压电力系统市电进线开关断开；5号低压电力系统油机进线开关断开；6号低压电力系统市电进线开关闭合；6号低压电力系统油机进线开关断开；母联开关闭合。（10）当两路油机供电时，两路市电同时恢复，此时5号低压电力系统市电进线开关闭合；5号低压电力系统油机进线开关断开；6号低压电力系统市电进线开关闭合；6号低压电力系统油机进线开关断开；母联开关断开。

2.3 功能原理

低压电力系统主路用电切换至备路用电是通过互投开关完成的。互投开关简称ATS，主要用在高等级供电系统上。互投开关可以将负载电路从一路电源自动或手动切换至另一路电源（备用），以确保重要的负荷持续、可靠运行。原系统的互投开关采用接触器控制。当主路电源和备路电源均有电时，互投开关指定主路电源为常用电源，如果主路电源被检测到出现故障时，互投开关将负载自动切换至备路电源；如果主路电源恢复正常，互投开关将负载自动切换回主路电源。该互投开关也可手动切换。由于该互投开关采用接触器控制，当主路及备路均停电时，必然还有一路停止在导通位置，无法同时断开主路及备路。只能通过手动双分。

原系统通过两个互投开关将三路电源分别二选一，为负载供电，不存在反送电的情况，而新系统是三路电源选择两路电源为两个系统的负载供电。当一路市电通过母联开关为两个系统同时供电时，故障市电通过的互投开关必须可靠双分，否则将造成反送电事故。因此新系统为了实现三重互锁的功能，采用了PLC控制的互投开关，其切换方式与接触器控制的互投开关大致相同。通过PLC的控制，可以实现互投开关的可靠双分效果，防止反送电。

2.4 PLC控制与接触器控制的区别

（1）逻辑控制方式。接触器控制是利用电气元件机械触电的串、并联组成的逻辑控制，采用硬线连接，连线多而且复杂，不便于日后的增加功能和逻辑修改。PLC控制以程序的方式存储在内存中，修改程序就可以改变逻辑，占用体积小，连线少，方便可靠。（2）顺序控制方式。接触器控制是利用时间继电器的动作来完成顺序控制。由于是机械结构组成，容易受到外部环境的影响，造成定时的精度不高；PLC控制的定时精度高，可以根据需要在程序中调整、设置，灵活性大，不受环境影响。（3）控制速度。接触器控制是依靠机械触电的吸合动作来完成控制任务，工作频率低、动作慢；PLC控制采用程序指令实现控制，运行速度大大提高，运行状态稳定、可靠。（4）灵活性和扩展性。接触器控制系统安装后，受连线复杂以及电气设备触电数目少等因素的影响，系统的扩展性和灵活性比较差；PLC控制具有专用的输入与输出模块，连线简单，灵活性和扩展性很好。（5）计数功能。接触器控制不具备计数的功能；PLC内部有特定的计数器。（6）可靠性和可维护性。接触器控制在开闭时会产生电弧，其内部大量机械触点易造成损伤并有机械磨损，影响使用寿命。运行的可靠性及可维护性相对较差；PLC控制采用微电子技术，开关动作全部采用无触点的半导体电路来实现，体积更小，寿命更长，可靠性较高，并且能够随时显示所有操作，及时监视控制程序的执行状况，方便现场调试，便于维护。

3 新功能实现解决的问题

新系统的建成实现了低压系统多路进线三重互锁的功能。解决了原系统一级互投开关故障后无法向负载供电的问题；为低压开关节省了出口，节约成本，提高了供电的安全性，也更加的智能化。

新建低压电力系统使用了进线与母联多重互锁的切换逻辑，保证安全供电的同时又可以实现系统间互代，供电安全等级大大提高。

工程完成后我站电力系统实现了自上级变电站到站内各低压电力系统完全独立分开，每套系统均配备了双路外电、柴油發电机和UPS电源，且每个环节均设置了保护切换功能，新建电力系统间又可实现互代，供电安全可靠。

新系统已经在我站应用了一段时间，状况良好，运行稳定，各设备工作正常，指标、参数均符合要求。出现故障时能够及时做出相应处理，保证了设备的供电安全。为安全传输发射中心工作提供了有力保障。

参考文献：

[1]马秀玲.浅议可编程控器（PLC）与微机（PC）及继电器控制系统的区别[J].设备管理与维修实践和探索，2005，08.

[2]王金福.谈如何提高电力系统供电的可靠性[J].广东科技，

2013，02.