PLC在变电所合分闸远程控制中的应用

常莹莹

摘要：对变电所合分闸电源回路采用可编程序逻辑控制器进行远程控制。介绍了由PLC组成的控制系统的主要功能、硬件配置、人机界面及程序设计。

关键词：PLC;编程;人机;远程控制

在变电所远程控制系统中，为了提高供电质量，减少停送电时间，增加系统可靠性，采用可编程序邏辑控制器（PLC）对合分闸电源回路进行控制。远程控制系统由人机界面（HMI）、PLC等组成，通过网络交换机实现以太网双向通讯。人机界面完成显示、存储、数据输入、发布命令等任务。PLC的主要对电源回路进行控制。

我公司设有十个变电所。由于地方分散，当遇到高压闪络或全厂停电时，需要值班人员去各个变电所合闸，耗费时间长，同时也影响各单位的工作生产。因而引入PLC，各变电所的总出线柜和联络柜作为输出总控制，通讯信息全部通过局域网传输至值班室人机，实现远程合分闸操作。

1.变电所主电路见图1（以某个变电所为例）

2.远程合分闸操作任务

图1中B1、B2为两台变压器，其中，B1为常用，B2为备用，正常工作时B1为运行状态;QF1～QF4为NA1型万能式断路器。当发生高压闪络时，万能式断路器可能出现失压保护动作，QF1、QF3、QF4跳闸。排除故障后，要求QF1、QF3、QF4依次合闸。当需要检修停电时，要求QF1分闸。当需要切换变压器且不停电时，要求QF2先合闸，QF1后分闸。

3.PLC结构及工作原理

PLC控制系统由输入、逻辑控制、输出三部分构成。采用软件编程好的控制程序，扫描各输入端的状态，逐条扫描用户程序，最后的输出将驱动外部的电器，达到控制的目的。其外围是将信号输入设备（按钮、开关等）和接收输出信号执行控制任务的输出设备（如接触器、电磁阀等执行元件）与PLC的输入/输出端子相连接。

PLC的输入/输出接口电路用光电耦合器来传递信号，使内外部电路间避免了电的联系，有效抑制了外部干扰源对PLC的影响，同时防止外部高压串入;PLC的输入/输出接口电路的电源彼此独立，避免了电源间的干扰。

4.PLC接线

万能式断路器的合闸按钮和分闸按钮为常开，，将PLC输出继电器的常开触点并在启动按钮上，原控制线不予改动，PLC可发布命令实现万能式断路器合（分）闸。万能式断路器上有多组常开常闭辅助触点，将一组常开常闭触点并在继电器的线圈上，可传输至PLC输入端口该万能式断路器合（分）闸的信号。

PLC具体接线见图2。PLC输入接点X0～X7接指示继电器K3、K4、K7、K8、K11、K12、K15、K16的常开触点;PLC输出接点Y0～Y7接合闸继电器K1、K5、K9、K13和分闸继电器K2、K6、K10、K14的线圈;指示继电器K3、K7、K11、K15的线圈分别接在QF1～QF4的常开辅助触点上，指示继电器K4、K8、K12、K16的线圈分别接在QF1～QF4的常闭辅助触点上;合闸继电器K1、K5、K9、K13的常开触点分别接在QF1～QF4的合闸按钮上，分闸继电器K2、K6、K10、K14的常开触点分别接在QF1～QF4的分闸按钮上。

5.PLC程序设计

当辅助继电器M0为ON时，输出接点Y0得电，此时K1线圈带电，KI常开触点闭合，则表示QF1的合闸按钮按下。此时，K3线圈带电，K3常开触点闭合，则输入接点X0带电。1s后定时器动作，M0复位。

当辅助继电器M1为ON时，输出接点Y1得电，此时K2线圈带电，K2常开触点闭合，则表示QF1的分闸按钮按下。此时，K4线圈带电，K4常开触点闭合，则输入接点X1带电。1s后定时器动作，M1复位。

以上为QF1的合分闸程序设计，见图3。QF2～QF4同理。

为防止合闸状态再合闸，分闸状态再分闸，应在合闸或分闸梯形图中串联分闸或合闸指示输入接点X的常开;为防止合闸和分闸不能同时进行操作，应在合闸或分闸梯形图中串联分闸或合闸动作输出接点Y的常闭。

6.人机界面（HMI）设计

设置登录界面，由于变电所值班员岗位的特殊性，必须由一位监护员与一位操作员两位不同的人持各自的密码进行登录，这就需要编辑宏命令来实现这一功能。该触摸屏可以直接发布各变电所总出线柜和联络柜回路的合分闸命令，也可以接收从各PLC传回的各变电所总出线柜和联络柜回路的合分闸状态。

7.结束语

采用PLC对变电所合分闸电源回路进行远程控制，充分运用PLC硬件和软件设计的结合，提高了自动化水平，抗干扰性强，间接提高了生产效率。

参考文献：

[1]吴中俊，黄永.可编程控制器原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2]李振安.工厂电气控制技术[M].重庆：重庆大学出版社，2004.

（作者单位：山西大众电子信息产业集团有限公司）