【基于單片機(jī)的備用電源自動(dòng)投入裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（附梯形圖和指令表）9900字（論文）】

基于單片機(jī)的備用電源自動(dòng)投入裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要隨著時(shí)代的進(jìn)步，電力技術(shù)在不斷向上發(fā)展，電網(wǎng)的規(guī)模也在進(jìn)一步的擴(kuò)大，同時(shí)，也代表著供電系統(tǒng)的要求會(huì)越來越高。在電力系統(tǒng)中，不少重要用戶是不允許停電的，因此為了保證電網(wǎng)電路供電的可靠性，電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)會(huì)經(jīng)常采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的有效電源進(jìn)行穩(wěn)定的供電，并且考慮到相互備用方式。手動(dòng)操作動(dòng)作較慢，中斷供電時(shí)間較長，對正常生產(chǎn)生活有一定影響；對生產(chǎn)過程中不予許停電的情況下，手動(dòng)投入備用電源往往不能滿足要求，故采用備用電源自動(dòng)投入裝置（AATS）可大大提高供電的可靠性，且結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)便宜。備用電源自動(dòng)投入裝置與傳統(tǒng)的備用電源自動(dòng)投入設(shè)備裝置相比，可編程控制器（以下簡稱：PLC）的備用電源自動(dòng)投入裝置，由完善的故障邏輯系統(tǒng)判別，和可靠的故障響應(yīng)方式，用戶維護(hù)方便CITATION劉建清14\l2052[1]由于PLC的可靠性高、編程簡單易學(xué)、使用維護(hù)方便、體積小、質(zhì)量輕、功耗低、設(shè)計(jì)施工周期短，且具有較好的靈活性和可擴(kuò)展性等各項(xiàng)特點(diǎn)，目前在我國得到了廣泛的應(yīng)用，各自動(dòng)化控制的領(lǐng)域均優(yōu)先采用此設(shè)備。本次的設(shè)計(jì)主要是研究變電站的備用電源自動(dòng)投入裝置的自動(dòng)化控制采取可編程控制器（PLC）來實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵詞：PLC；水電站；電源備自投目錄第一章備自投的概述 第1章備自投的概述1.1備自投的基本概念備用電源和設(shè)備的自動(dòng)投入裝置簡稱備自投或用英語翻譯簡稱為ATTS。英文翻譯：Automaticinputdeviceforstandbypowersupply備用電源和備用設(shè)備投入裝置，是當(dāng)工作電源因故障被斷開以后，能迅速自動(dòng)地將備用電源或備用設(shè)備投入工作，使重要用戶不致于停電的一種裝置，簡稱為備自投裝置或ATTS。是110KV以下的中壓、低壓配電系統(tǒng)中主要使用的設(shè)備，同時(shí)也是保證電力系統(tǒng)可靠連續(xù)供電的重要設(shè)備之一CITATION張瑛，64\l2052當(dāng)保護(hù)動(dòng)作及工作電源斷開時(shí)，微機(jī)型備備自投裝置能使用廠用電源，此時(shí)的中斷時(shí)間短、母線電壓的下降幅度小，同時(shí)對備用電源和電動(dòng)機(jī)的沖擊力度小，電動(dòng)機(jī)自送啟動(dòng)時(shí)間回很短，同時(shí)對保證機(jī)組的安全、可靠運(yùn)行能起到非常好的作用CITATION楊亞軍67\l2052下列情況下，一般應(yīng)裝設(shè)備用電源及備用設(shè)備的自投裝置CITATION楊亞軍67\l2052（1）裝設(shè)有備用電源設(shè)施的發(fā)電廠廠內(nèi)所用電源和變電所所內(nèi)使用的電源；（2）由雙電源來提供電能的變電站、配電所以及電站自用點(diǎn)，并且其中一個(gè)電源能經(jīng)常性的斷開從而作為備用；（3）降壓變電站內(nèi)設(shè)有備用變壓器或者是有互相作為備用設(shè)備的母線段；（4）有備用機(jī)組的某些重要的輔助機(jī)。采用備自投裝置（AATS）裝置后有以下三點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（1）提高供電的可靠性，節(jié)省了建設(shè)投資；（2）簡化機(jī)電保護(hù)；（3）限制了短路電流、提高了母線殘余電壓。

1.2備用電源的配置方式備自投裝置按其電源備用方式可分為如下兩種：1.2.1明備用方式正常狀態(tài)下，裝設(shè)了專用的備用變壓器或者備用線路作為線路工作電源的備用，如下圖1.1所示，圖中T1是工作變壓器，T2為備用變壓器CITATION李鳳榮18\l2052[4]這種設(shè)有專用可見變壓器的情況稱為備用電源的明備用方式。圖1.1明備用典型接線方式

1.2.2暗備用方式暗備用方式是不裝設(shè)專用的備用變壓器或備用線路，而是用兩個(gè)正常工作電源互為備用，如圖1.2所示CITATION楊亞軍67\l2052圖1－2又有以下幾種備用方式：(1)備用方式1：變壓器T1、變壓器T2分列運(yùn)行，斷路器QF2跳開后，斷路器QF3由備自投裝置自動(dòng)的合上，母線Ⅰ由T2繼續(xù)供電。(2)備用方式2：T1、T2分列運(yùn)行，斷路器QF5跳開后，斷路器QF3由備自投裝置動(dòng)作自動(dòng)動(dòng)作合上，母線Ⅱ由T1繼續(xù)供電。(3)備用方式3：斷路器QF3合上，斷路器QF5斷開后，母線Ⅰ與母線Ⅱ由T1繼續(xù)供電；當(dāng)斷路器QF2跳開之后，斷路器QF5由備自投裝置動(dòng)作使其自動(dòng)閉合，母線Ⅰ與母線Ⅱ由T2繼續(xù)供電。(4)備用方式4：斷路器QF3合上，斷路器QF2斷開后，母線Ⅰ與母線Ⅱ由T2繼續(xù)供電；當(dāng)斷路器QF5跳開之后，斷路器QF2由備自投裝置動(dòng)作自動(dòng)動(dòng)作合上，母線Ⅰ與母線Ⅱ由T1繼續(xù)供電。圖1.2暗備用典型接線方式1.3備自投裝置（AATS）的基本要求(1)應(yīng)保證在工作電源或者工作設(shè)備斷開后，備自投裝置才可以動(dòng)作CITATION丁書文\l2052[5]如果工作電源發(fā)生了故障，那么當(dāng)它的斷路器還沒有斷開的時(shí)候就要開始投入備用電源，這就是造成將備用電源投入到故障元件上的原因，如果任其動(dòng)作，那么勢必會(huì)擴(kuò)大事故，并且會(huì)故障設(shè)備損壞程度加重。(2)設(shè)備上的電壓或者是工作電源不管是因?yàn)槭裁丛蛳?，備自投裝置都應(yīng)該動(dòng)作。但是當(dāng)工作母線與備用母線在同一時(shí)間失去電壓，或者備用電源消失，這時(shí)候備自投裝置就不應(yīng)起動(dòng)了。電力系統(tǒng)的故障又時(shí)可能會(huì)使工作母線和備用母線在同時(shí)失電，這個(gè)時(shí)候備自投裝置是不應(yīng)動(dòng)作的，這樣可以避免負(fù)荷由于備自投裝置動(dòng)作而發(fā)生轉(zhuǎn)移。備用電源的電壓應(yīng)該要工作在正常范圍內(nèi)，或者備用設(shè)備應(yīng)該要處于正常準(zhǔn)備狀態(tài)，備自投裝置才能動(dòng)作，否則的話要閉鎖。工作電源上的電壓消失的原因是很多的，以圖1.3(a)變電站為例，其母線電壓消失的原因可能有：工作線路L1、L2上發(fā)生短路；變電站Ⅲ、Ⅳ母線上發(fā)生短路；由于上級(jí)變電站故障使正常供電線路的電壓消失等等。在上述所有情況下，備自投裝置均應(yīng)動(dòng)作，這樣才能最大限度的發(fā)揮備自投的作用。(3)備自投裝置應(yīng)該要保證只會(huì)動(dòng)作一次。當(dāng)有備用電源的母線發(fā)生短路的時(shí)候，工作電源會(huì)在繼電保護(hù)的影響下跳開，經(jīng)過短暫的緩沖，備用電源便能夠自動(dòng)投入。母線故障仍沒有消失的話，備用電源的繼電保護(hù)會(huì)將備用電源自動(dòng)跳開，且不再允許它第二次投入。(4)如果備用電源己經(jīng)代替了一個(gè)工作電源,當(dāng)另一個(gè)工作電源又被斷開時(shí),備自投裝置應(yīng)仍能投入。從中知道，應(yīng)該要采取有足夠容量的備用電源設(shè)備。(5)當(dāng)備自投裝置動(dòng)作時(shí)，如果是投進(jìn)永久性的故障，那么應(yīng)該使它的保護(hù)動(dòng)作加速。(6)應(yīng)該要校驗(yàn)備用電源與備用設(shè)備的投入過負(fù)荷的情況，和電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)起動(dòng)情況，如果負(fù)荷大于規(guī)定允許的限度，或者不能保證自動(dòng)起動(dòng)的時(shí)候，應(yīng)該要有自動(dòng)投入裝置來動(dòng)作于自動(dòng)的減小負(fù)荷。(7)備自投裝置的動(dòng)作時(shí)間，是以讓用戶的停電時(shí)間盡量的短是最好的。備自投裝置的動(dòng)作時(shí)間是指用戶供電中斷的時(shí)間。停電時(shí)間越短對用戶越有利，但也不能太短，會(huì)對電動(dòng)機(jī)等造成較大沖擊。備自投裝置的動(dòng)作時(shí)間在有高壓大容量電動(dòng)機(jī)場合以1s至1.5s為宜，低壓場合可減至0.5s。1.4備自投裝置的工作原理1.4.1接線發(fā)電廠的廠用備用變壓器自動(dòng)投入裝置原理接線圖，如圖1.3所示CITATION韓緒鵬01\l2052備自投裝置中包括的繼電器、開關(guān)元件有：KV1、KV2——反應(yīng)Ⅰ母線電壓降低的低電壓繼電器；KT1——低電壓起動(dòng)備自投裝置的時(shí)間繼電器；KM1——控制備自投裝置的出發(fā)合閘脈沖時(shí)間的閉鎖繼電器，為瞬時(shí)動(dòng)作延返，當(dāng)它的勵(lì)磁觸點(diǎn)閉合，它的線圈失電時(shí)觸點(diǎn)經(jīng)過一定的延時(shí)后才能斷開；KM2、KM4——備自投裝置動(dòng)作出口的中間繼電器；KV——反應(yīng)備用電源母線有電壓或無電壓，過電壓繼電器；KM3——備用電源電壓監(jiān)視的中間繼電器；SA1——備自投裝置的切換開關(guān)；YT2、YT4——斷路器QF2、斷路器QF4的跳閘線圈；YC3、YC4——斷路器QF2、斷路器QF4的合閘線圈；KCF——防跳繼電器；KS、KS1、KS2——信號(hào)繼電器；HJD——成套手自開關(guān)滑動(dòng)觸點(diǎn)，處于工作位置時(shí)閉合。(a)(b)圖1.3廠用備用變壓器備自投裝置原理接線圖圖1.4備自投裝置控制原理接線圖

1.4.2工作原理(1)在正常情況下，斷路器QF1、斷路器QF2處于合閘狀態(tài)，操作SA1將Ⅰ母線備自投裝置投入，工作母線Ⅰ段和備用電源母線均有電壓，低電壓繼電器的KV1、KV2動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，過電壓繼電器KV處于動(dòng)作狀態(tài)，其動(dòng)合觸頭閉合，KM3處于勵(lì)磁動(dòng)作狀態(tài)，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，同時(shí)，斷路器QF2輔助觸點(diǎn)斷路器QF22閉合，使KM1閉鎖繼電器勵(lì)磁，為備自投裝置動(dòng)作出口做好準(zhǔn)備（2）當(dāng)變壓器T1的繼電保護(hù)裝置（主保護(hù)或后備保護(hù)）動(dòng)作時(shí)，YT2動(dòng)作，使斷路器斷路器QF2跳閘（聯(lián)跳斷路器QF1）。斷路器QF2跳閘，斷路器QF2的輔助觸點(diǎn)斷路器QF22打開之后，使KM1立刻失磁，因?yàn)镵M1動(dòng)合觸點(diǎn)的延時(shí)已經(jīng)打開了，這個(gè)時(shí)候斷路器QF2輔助觸點(diǎn)，斷路器QF2（3）當(dāng)斷路器QF1誤斷開時(shí)，由于切換開關(guān)（SA1）指示的位置為投入，而斷路器主觸頭實(shí)際為斷開，呈現(xiàn)位置不對應(yīng)狀態(tài)，備自投裝置通過斷路器QF1輔助觸點(diǎn)和斷路器QF2輔助觸點(diǎn)斷路器QF21（4）當(dāng)工作母線失去電壓的時(shí)候，接觸器KV1、KV2動(dòng)作，它的動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，緊接著就起動(dòng)時(shí)間繼電器KT1。如果備用電源母線還有電壓，那么此時(shí)接觸器KV將會(huì)動(dòng)作，使熱繼電器KM3處于動(dòng)作狀態(tài)，經(jīng)瞬時(shí)繼電器KT1預(yù)定好延時(shí)的時(shí)間之后，YT2就會(huì)通電然后使斷路器QF2跳閘并且聯(lián)動(dòng)斷開斷路器QF1，然后才將備用電源投入使用。如果備用電源母線沒有電壓，熱繼電器KM3處于失磁狀態(tài)，斷路器QF1、斷路器QF2不跳閘，那么備用電源不能投入。1.5備自投裝置參數(shù)整定整定的參數(shù)有低電壓元件動(dòng)作值、過電壓元件動(dòng)作值、備自投裝置充電時(shí)間、備自投裝置動(dòng)作時(shí)間、低電流元件動(dòng)作值等CITATION王寧83\l2052[8](1)低電壓元件的動(dòng)作值低電壓元件是用于檢測工作母線是否有失去電壓的情況，當(dāng)我們的工作母線失去電壓時(shí)，低電壓元件應(yīng)該要進(jìn)行可靠動(dòng)作。所以，低電壓元件的動(dòng)作電壓應(yīng)該要低于工作母線出線短路故障切除后，電動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)時(shí)的最低母線電壓。低電壓元件的動(dòng)作值大部分時(shí)候會(huì)選擇取額定電壓的25%CITATION王偉01\l2052(2)過電壓元件的動(dòng)作值過電壓元件是用于檢測備用母線（暗備用的時(shí)候是工作母線）是否有電壓的。如圖1.2中如果是用備用方式一、二運(yùn)行的時(shí)候，工作母線發(fā)生故障被這個(gè)出線斷路器自動(dòng)斷開后，母線上電動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)是備用母線上出現(xiàn)的最低運(yùn)行電壓Umin，過電壓元件應(yīng)該要處動(dòng)作的狀態(tài)。所以過電壓元件動(dòng)作電壓Uop為Upj=UgminK式1.1中：Upj——繼電器的啟動(dòng)電壓KrelKnTUgmin(3)備自投裝置充電時(shí)間圖1-2中所示以備用方式一、備用方式二運(yùn)行時(shí)，當(dāng)備用電源動(dòng)作于故障上時(shí)，由裝在斷路器QF5上的加速保護(hù)讓斷路器QF5跳閘斷開。如果故障是瞬時(shí)性的，那么就可以馬上恢復(fù)原來的備用方式。由此可以看出，備自投裝置的充電時(shí)間非常必要，并且充電的時(shí)間應(yīng)該要為10-15秒CITATION韓緒鵬01\l2052(4)備自投裝置動(dòng)作時(shí)間電力系統(tǒng)的內(nèi)部故障致使的工作母線失壓跳開，備自投裝置動(dòng)作時(shí)間就是工作母線受電側(cè)的斷路器延時(shí)的時(shí)間CITATION王寧83\l2052[8]因?yàn)榈碗妷涸蛟S會(huì)動(dòng)作于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的短路故障，所以備自投裝置這個(gè)時(shí)候是不能隨意動(dòng)作的，這時(shí)候設(shè)置延時(shí)是為了保證備自投裝置動(dòng)作報(bào)警選擇性。備自投裝置的動(dòng)作時(shí)間TopTop=Tmax+式中：Tmax護(hù)最大動(dòng)作時(shí)間；△t為時(shí)間常數(shù)，取0.5s。(5)低電流元件動(dòng)作值。設(shè)置低電流元件用來防止TV二次回路斷線時(shí)誤啟動(dòng)備自投，同時(shí)兼做斷路器跳閘的輔助判據(jù)。地電流元件動(dòng)作值可取TA二次側(cè)額定電流值的8%。1.6變電站備用電源自動(dòng)投入裝置控制原理及要求如圖1.5所示為某變電站的備自投一次接線圖，有如下備用方式CITATION韓緒鵬01\l2052方式一:母線Ⅲ、Ⅳ分列運(yùn)行。如Ⅳ母線失電，則跳開斷路器QF3、斷路器QF4后，斷路器QF5自動(dòng)合上，母線Ⅳ由進(jìn)線Ⅰ供電。方式二:母線Ⅲ、Ⅳ分列運(yùn)行。如Ⅲ母線失電，則跳開斷路器QF1、斷路器QF2后，斷路器QF5自動(dòng)合上，母線Ⅲ由Ⅱ供電。方式三:斷路器QF3合閘，母線Ⅲ、Ⅵ合并為一條母線由母線Ⅱ供電，斷路器QF3、斷路器QF4斷開。如母線Ⅲ、Ⅵ失電，則跳開斷路器QF3、斷路器QF4后，斷路器QF1、斷路器QF2自動(dòng)合上，母線Ⅲ、Ⅵ由母線Ⅰ供電。方式四:斷路器QF3合閘，母線Ⅲ、Ⅵ合并為一條母線由母線Ⅰ供電，斷路器QF1、斷路器QF2斷開。如母線Ⅲ、Ⅵ失電，則跳開斷路器QF1、斷路器QF2后，斷路器QF3、斷路器QF4自動(dòng)合上，母線Ⅲ、Ⅵ由母線Ⅱ供電。在圖1.5中所看到的雙電源互相作為備用的一次接線中，備用方式一、二是變壓器T1和變壓器T2都帶上一組母線實(shí)現(xiàn)分列運(yùn)行（此時(shí)斷路器QF5必需處于斷開位置），鄰近母線分段斷路器QF5的合閘位置，來實(shí)現(xiàn)互為供電的兩種備用方式，這就是暗備用方式。正常運(yùn)行時(shí)，備自投裝置投入，斷路器QF1、斷路器QF2處于合位，斷路器QF3、斷路器QF4處于合位，而斷路器QF5處于跳位，Ⅲ母線、Ⅳ母線有電壓，與門1DA動(dòng)作，時(shí)間元件T1啟動(dòng)，經(jīng)過（一般為10秒）時(shí)間充電完成，為備自投裝置動(dòng)作準(zhǔn)備。備用方式三和備用方式四是明備用方式。正常情況下是由母線Ⅰ或者母線Ⅱ來供電（斷路器QF5合閘位）。圖1.5某變電站備自投一次接線圖

1.7電壓電流檢測回路上述變電站備自投的電壓電流檢測回路如圖1.6所示，電壓互感器和電流互感器分別將母線上的電壓和電流反映給電壓繼電器和電流繼電器，其中電流互感器的輸出接電流繼電器，電壓繼電器的輸出接過壓繼電器和欠壓繼電器。再通過這些繼電器的觸點(diǎn)將母線有壓、無壓和母線進(jìn)線有流、無流反映給PLC。本設(shè)計(jì)就根據(jù)該變電站備自投投入方式，用PLC實(shí)現(xiàn)其廠用備自投控制。備自投裝置的電壓檢測單元與電流檢測單元主要包括：（1）從變電站備自投的一次接線方案圖(圖1.5)中可以明確，測量電壓互感器TV3和電壓互感器TV4中所得來的二次電壓來判斷母線Ⅲ和Ⅳ上有、無電壓，測量的是三相電壓。（2）母線Ⅲ和母線Ⅳ進(jìn)線電流（測量熱繼電器TA1和熱繼電器TA2的二次電流），防止TV斷線錯(cuò)誤判斷工作母線失壓從而導(dǎo)致誤啟動(dòng)備自投裝置；利用母線Ⅲ和母線Ⅳ進(jìn)線電流閉鎖備自投裝置，同時(shí)作為進(jìn)線口斷路器跳閘的輔助判斷依據(jù)。（3）斷路器QF1、斷路器QF2、斷路器QF3、斷路器QF4、斷路器QF5的跳閘位置與合閘位置分別由跳閘位置繼電器與合閘位置繼電器的觸點(diǎn)來發(fā)出信號(hào)，并自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)運(yùn)行的方式和選擇自動(dòng)投入的方式。（4）引入斷路器QF1、斷路器QF2(或斷路器QF3、斷路器QF4)的合閘之后的置觸點(diǎn)，此時(shí)作為手動(dòng)跳閘斷路器之后閉鎖自動(dòng)投入與外部閉鎖自動(dòng)投入的輸入觸點(diǎn)。圖1.6電壓電流檢測回路原理圖第二章備自投控制裝置硬件設(shè)計(jì)2.1PLC選型基于變電站中備自投裝置的控制要求需要，共有18個(gè)輸入、13個(gè)輸出，所以我采用一臺(tái)三菱公司生產(chǎn)的FX2N-48MR-001型PLC，24點(diǎn)輸入（Input），24點(diǎn)繼電器輸出（Output），滿足系統(tǒng)I/O點(diǎn)所需要求。2.2控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)及地址分配根據(jù)變電站的備備自投裝置的控制要求與硬軟件的控制要求，可將控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)及輸出信號(hào)的地址編號(hào)、代號(hào)及名稱如表2.1所示。輸出地址名稱代號(hào)Y0QF1分閘KA1Y1QF1合閘KA2Y2QF2分閘KA3Y3QF2合閘KA4Y4QF3分閘KA5Y5QF3合閘KA6Y6QF4分閘KA7Y7QF4合閘KA8Y10QF5分閘KA9Y11QF5合閘KA10Y12明備用指示燈HL1Y13暗備用指示燈HL2Y14ATTS閉鎖指示燈HL3表2.1I/O地址分配表

輸入地址名稱代號(hào)X0進(jìn)線L1電壓監(jiān)測KV1X1進(jìn)線L2電壓監(jiān)測KV2X2Ⅲ母線電壓監(jiān)測KV3X3Ⅳ母線電壓監(jiān)測KV4X4QF1分合狀態(tài)觸點(diǎn)QF1X5QF2分合狀態(tài)觸點(diǎn)QF2X6QF3分合狀態(tài)觸點(diǎn)QF3X7QF4分合狀態(tài)觸點(diǎn)QF4X10QF5分合狀態(tài)觸點(diǎn)QF5X11QF1手、自動(dòng)切換開關(guān)SA1X12QF2手、自動(dòng)切換開關(guān)SA2X13QF3手、自動(dòng)切換開關(guān)SA3X14QF4手、自動(dòng)切換開關(guān)SA4X15QF5手、自動(dòng)切換開關(guān)SA5X16進(jìn)線L1電流監(jiān)測KA1X17進(jìn)線L2電流監(jiān)測KA2X20明、暗備用切換開關(guān)SB1X21ATTS投入切換開關(guān)SB2表2.1I/O地址分配表

2.3電氣控制系統(tǒng)原理圖如圖2.2可以看到,圖中:斷路器QF1、斷路器QF2、斷路器QF3、斷路器QF4、斷路器QF5的分合閘命令均由PLC的輸出繼電器控制，繼電器的可編程控制器（PLC）觸點(diǎn)有Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y10、Y11、Y12、Y13?？梢允褂萌f用表查出輸入電纜與輸出電纜編號(hào)的順序；再對照輸入電纜信號(hào)分布表將輸入電纜和PLC輸入端依次相連，對照輸出電纜信號(hào)分布表將輸出電纜和可編程控制器（PLC）依次相連，這樣就完成了系統(tǒng)可編程控制器（PLC）的接線。如圖2.3所示為可編程控制器（PLC）的外接線圖，如果有需要，還可以再加入擴(kuò)展模塊。圖2.224V電源電路圖

圖2.3PLC的外部接線控制原理圖圖2.4斷路器外部控制接線圖第三章備自投控制裝置軟件設(shè)計(jì)3.1備用電源自動(dòng)投入裝置的邏輯控制原理3.1.1暗備用方式暗備用方式有兩種是方式一和方式二：方式一:母線Ⅲ與母線Ⅳ分列運(yùn)行。如母線Ⅳ失電，則跳開斷路器QF3與斷路器QF4后，斷路器QF5自動(dòng)合上，母線Ⅳ由進(jìn)線Ⅰ供電。方式二:母線Ⅲ與母線Ⅳ分列運(yùn)行。如母線Ⅲ失電，則跳開斷路器QF1、斷路器QF2后，斷路器QF5自動(dòng)合上，母線Ⅲ由Ⅱ供電。備自投實(shí)現(xiàn)方式一和方式二的備自投其工作原理的邏輯框圖如圖3.1所示。圖3.1方式1和方式2的備自投裝置軟件邏輯框圖

3.1.2明備用方式明備用方式有兩種是方式三和方式四：方式三:斷路器QF3處于合閘狀態(tài)，此時(shí)母線Ⅲ與母線Ⅵ合并為一條母線，此時(shí)由母線Ⅱ供電，斷路器QF3與斷路器QF4斷開。如果母線Ⅲ與母線Ⅵ失電，則跳開斷路器QF3與斷路器QF4后，斷路器QF1與斷路器QF2自動(dòng)閉合，母線Ⅲ與母線Ⅵ由母線Ⅰ供電。工作原理的邏輯框圖如下圖3.2所示：圖3.2方式3的備自投裝置軟件邏輯框圖方式四:斷路器QF3處于合閘狀態(tài)，母線Ⅲ與母線Ⅵ合并成一條母線，此時(shí)由母線Ⅰ供電，斷路器QF1、斷路器QF2斷開。如果母線Ⅲ與母線Ⅵ失電，則跳開斷路器QF1、斷路器QF2后，斷路器QF3和斷路器QF4自動(dòng)閉合，母線Ⅲ與母線Ⅵ由母線Ⅱ供電。工作原理的邏輯框圖如圖3.3所示圖3.3方式4的備自投裝置的軟件邏輯框圖3.2程序設(shè)計(jì)根據(jù)以上的控制要求，PLC的程序如下：圖3.1備自投判斷閉鎖條件命令如圖3.1所示：無論是X11（QF1手、自動(dòng)切換開關(guān)）、X12（QF2手、自動(dòng)切換開關(guān)）、X13（QF3手、自動(dòng)切換開關(guān)）、X14（QF4手、自動(dòng)切換開關(guān)）、X15（QF5手、自動(dòng)切換開關(guān)）其中任意一個(gè)觸點(diǎn)閉合，都會(huì)接通輸出線圈Y14（備自投閉鎖指示燈亮）；Y14觸點(diǎn)（備自投閉鎖指示）閉合之后，使T0至T6計(jì)時(shí)器復(fù)位，Y0至Y13輸出全復(fù)位，并使備自投裝置閉鎖。圖3.2明備用的跳轉(zhuǎn)命令如圖3.2所示：X20觸點(diǎn)（明/暗備用切換開關(guān)）閉合，輸出跳轉(zhuǎn)命令自動(dòng)跳轉(zhuǎn)為明備用。圖3.3暗備用的充電條件判斷命令如圖3.3所示：X4、X5、X6、X7觸點(diǎn)閉合，輸出M0輔助繼電器線圈帶電；X0、X1、X2、X3，M0觸點(diǎn)閉合，輸出計(jì)時(shí)繼電器線圈T0，開始充電10s；T0觸點(diǎn)閉合，暗備用指示燈亮。圖3.4方式一的故障條件判斷及跳、合閘命令如圖3.4所示：X2、X6、X7觸點(diǎn)閉合，T0觸點(diǎn)閉合，輸出M1輔助繼電器線圈帶電；M1觸點(diǎn)閉合，輸出計(jì)時(shí)繼電器線圈T1，開始充電10s；T1觸點(diǎn)閉合，輸出Y4（QF3分閘）、Y6（QF4分閘）；T1觸點(diǎn)閉合，輸出Y11（QF5合閘）；T2觸點(diǎn)閉合，輸出跳轉(zhuǎn)命令，跳轉(zhuǎn)為暗備用。圖3.5方式二的故障條件判斷命令及跳、合閘命令如圖3.5所示：X3（母線監(jiān)測）、X4（QF1分合狀態(tài)觸點(diǎn)）、X5（QF2分合狀態(tài)觸點(diǎn)）觸點(diǎn)閉合，T0觸點(diǎn)閉合，輸出M2輔助繼電器線圈帶電；M2觸點(diǎn)閉合，輸出計(jì)時(shí)繼電器線圈T2，開始充電12s；T2觸點(diǎn)閉合，輸出Y0（QF1分閘）、Y2（QF2分閘）；T1觸點(diǎn)閉合，輸出Y11（QF5合閘）；T2觸點(diǎn)閉合，輸出跳轉(zhuǎn)命令，跳轉(zhuǎn)為暗備用。圖3.6方式三的充電條件的判斷命令如圖3.6所示：X6（QF3分合狀態(tài)觸點(diǎn)）、X7（QF4分合狀態(tài)觸點(diǎn)）、X10（QF5分合狀態(tài)觸點(diǎn)）、X20（明/暗備用切換開關(guān)）觸點(diǎn)閉合，輸出M3輔助繼電器線圈帶電；X2、X3、X0，M3觸點(diǎn)閉合，輸出計(jì)時(shí)繼電器線圈T3，開始充電10s；T3觸點(diǎn)閉合，明備用指示燈亮。圖3.7方式三的故障條件判斷和跳閘、合閘命令如圖3.7所示：X6（QF3分合狀態(tài)觸點(diǎn)）、X7（QF4分合狀態(tài)觸點(diǎn)）、X0（進(jìn)線L1電壓監(jiān)測）觸點(diǎn)閉合，T3觸點(diǎn)閉合，輸出M4輔助繼電器線圈帶電；M4觸點(diǎn)閉合，輸出計(jì)時(shí)繼電器線圈T4，開始充電12s；T4觸點(diǎn)閉合，輸出Y4（QF3分閘）、Y6（QF4分閘）；T4觸點(diǎn)閉合，輸出Y1（QF5合閘），輸出Y3（QF2合閘），輸出跳轉(zhuǎn)命令，跳轉(zhuǎn)為暗備用。圖3.8方式四的充電條件判斷命令如圖3.8所示：T3觸點(diǎn)閉合，輸出Y12，明備用指示燈亮；X4（QF1分合狀態(tài)觸點(diǎn)）、X5（QF2分合狀態(tài)觸點(diǎn)）、X10（QF5分合狀態(tài)觸點(diǎn)）、X20（明/暗備用切換開關(guān)）觸點(diǎn)閉合，輸出M5輔助繼電器線圈帶電；X2、X3、X1觸點(diǎn)閉合，M5觸點(diǎn)閉合，輸出計(jì)時(shí)繼電器線圈T5，開始充電10s。圖3.9方式四的故障條件判斷命令與跳、合閘命令如圖3.9所示：X4（QF1分合狀態(tài)觸點(diǎn)）、X5（QF2分合狀態(tài)觸點(diǎn)）、X1(進(jìn)線L2電壓監(jiān)測）觸點(diǎn)閉合，T5觸點(diǎn)閉合，輸出M6輔助繼電器線圈帶電；M6觸點(diǎn)閉合，輸出計(jì)時(shí)繼電器線圈T6，開始充電12s；T6觸點(diǎn)閉合，輸出Y0（QF1分閘）、Y2（QF2分閘）；T6觸點(diǎn)閉合，輸出Y5（QF3合閘），輸出Y7（QF4合閘）。圖3.10備自投裝置只動(dòng)作一次如圖3.10所示：前三條命令中都各串入了一條上升沿指令，外部發(fā)生故障時(shí)，備自投第二次投入，若故障任存在再次動(dòng)作X10（QF5）、X5（QF2）、X7（QF4）時(shí)，上升沿脈沖只通過一個(gè)短暫為毫秒級(jí)的時(shí)間進(jìn)行判斷。備自投裝置只動(dòng)作一次。四總結(jié)通過撰寫本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我受益匪淺。我在撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中將理論與實(shí)際連在一起來分析思考，使我的專業(yè)知識(shí)得到了進(jìn)一步的加強(qiáng)，也提高了我的思維方式，更好的提高了我的電腦軟件操控能力，為畢業(yè)后走向工作崗位，在崗位上做出一份自己的成果打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。經(jīng)過這幾個(gè)月的學(xué)習(xí)和努力，我終于順利并圓滿的完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。從一開始的選取畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，再到一步一步完善畢業(yè)設(shè)計(jì)，最后到畢業(yè)設(shè)計(jì)的完工，對于我來說每一天都是新的起點(diǎn)，每一天都充實(shí)飽滿，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)同時(shí)也是我進(jìn)入大學(xué)以來獨(dú)立完成的最大項(xiàng)目。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是在吳明亮老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的，極大地提高了我的理論及實(shí)踐能力，也讓我進(jìn)一步加深了對可編程控制器（PLC）認(rèn)識(shí)，特別是對這次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題：基于PLC的變電站備用電源自動(dòng)投入裝置控制系統(tǒng)有了更多更深刻的了解，同時(shí)也為以后從事與本課題相關(guān)的電力工作提供了更加完備的指數(shù)，也為將來學(xué)習(xí)相關(guān)電氣部門的監(jiān)控與自動(dòng)控制的知識(shí)奠定基礎(chǔ)。我在查閱相關(guān)資料的同時(shí)，也在不知不覺中增強(qiáng)了自身專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用能力，與對可三菱品牌編程控制器（PLC）、CAD繪圖軟件、電腦辦公軟件熟練了不少，掌握了很多關(guān)于這些軟件更為細(xì)節(jié)的東西。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我收獲頗豐！

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附錄1總程序梯形圖

附錄二指令表程序步指令軟元件0LDXO111ORXO122ORXO133ORXO144ORXO155ORIXO216OUTY0147LDY0148ZRSTTOT613ZRSTY000Y01318CJP6321LDX02022ANIY01423CJP026LDIY01427ANDXOO428ANDXOO529ANDXOO630ANDXOO731ANIXO1032OUTM033ANDX00034ANDX00135ANDX00236ANDX0