自動(dòng)重合閘裝置設(shè)計(jì)目錄1引言 11.1自動(dòng)重合閘的應(yīng)用現(xiàn)狀 11.2設(shè)計(jì)自動(dòng)重合閘裝置的意義 12自動(dòng)重合閘裝置總體介紹 32.1自動(dòng)重合閘裝置主要功能 32.2自動(dòng)重合閘的分類(lèi) 32.3高壓線路自動(dòng)重合閘啟動(dòng)方式 32.4自動(dòng)重合閘裝置的基本要求 42.5自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)之間的配合 42.5.1重合閘前加速保護(hù) 42.5.2重合閘后加速保護(hù) 52.6自動(dòng)重合閘裝置的動(dòng)作原理 62.7自動(dòng)重合閘裝置的動(dòng)作原理 72.8重合閘可能會(huì)造成的不良后果 82.9自動(dòng)重合閘裝置的控制方式 83自動(dòng)重合閘控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 103.1自動(dòng)重合閘的配置原則 103.2設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)功能 103.3裝置部分簡(jiǎn)單介紹 103.4自控部分介紹 103.5控制過(guò)程介紹 104自動(dòng)重合閘控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 124.1PLC在本設(shè)計(jì)中的具體介紹及其特點(diǎn) 124.2PLC型號(hào)的選擇 144.3接觸器的選擇 154.4PLC系統(tǒng)的硬件連接 165自動(dòng)重合閘控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 195.1可編程序控制器I/O分配 195.2PLC的控制程序設(shè)計(jì) 205.3工作原理分析 216系統(tǒng)調(diào)試 227結(jié)論 23參考文獻(xiàn) 25致謝 26附錄 27附錄A自動(dòng)重合閘梯形圖 27PAGE71引言1.1自動(dòng)重合閘的應(yīng)用現(xiàn)狀近年來(lái),工業(yè)企業(yè)對(duì)供電可靠性及電能質(zhì)量的要求是越來(lái)越高的了。其電網(wǎng)容量和電壓等級(jí)也不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也變得越來(lái)越復(fù)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(diǎn)，被廣泛應(yīng)用到區(qū)域配電網(wǎng)建設(shè)中，成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)發(fā)展的重要能源支柱[1]。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，對(duì)電力需求愈來(lái)愈大，促使電力事業(yè)迅速發(fā)展，電網(wǎng)不斷擴(kuò)大，用戶對(duì)供電質(zhì)量和供電可靠性要求越來(lái)越高。電力的廣泛應(yīng)用給日常生活帶來(lái)了極大的便利，而且現(xiàn)代人普遍對(duì)電力有著嚴(yán)重的依賴，哪怕發(fā)生電源的短時(shí)間中斷也不能忍受，更不用說(shuō)電力系統(tǒng)癱瘓這樣的嚴(yán)重事件了。這些種種原因使人們不得不去思考用電安全、用電規(guī)范和用電便捷等一系列與日常生活生產(chǎn)等息息相關(guān)的問(wèn)題，于是，我國(guó)出臺(tái)了《電力法規(guī)》。《電力法規(guī)》要求電力供應(yīng)部門(mén)提供安全、經(jīng)濟(jì)、可靠和高質(zhì)量的電能。電力系統(tǒng)中通常采用繼電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)來(lái)快速準(zhǔn)確的操作分支運(yùn)斷路器切除輸電線路故障或事故分支節(jié)點(diǎn)，能夠有效地防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,一些大型工業(yè)企業(yè)已實(shí)現(xiàn)了對(duì)其各級(jí)變電站進(jìn)行遠(yuǎn)方集中控制,企業(yè)內(nèi)部的分散變電站實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值班，這給自動(dòng)重合閘裝置提供了廣闊的應(yīng)用空間。自動(dòng)重合閘被大量的使用在架空線輸電和架空線供電線路上，目的是有效及時(shí)地阻止事故發(fā)生，自動(dòng)重合閘裝置的運(yùn)用是當(dāng)前最有效的措施之一。如果線路運(yùn)行時(shí)發(fā)生故障，在繼電保護(hù)的作用下，斷路器跳閘，自動(dòng)重合閘裝置會(huì)經(jīng)過(guò)短時(shí)間間隔后使斷路器重新合上[2]。1.2設(shè)計(jì)自動(dòng)重合閘裝置的意義眾所周知，高壓輸電線路是十分容易發(fā)生短路故障的。然而，絕大多數(shù)情況下的線路故障都是暫時(shí)性的，斷路器跳閘后線路的絕緣性能得到恢復(fù)，再次重合能成功，這就提高了電力系統(tǒng)供電的可靠性。其中的少數(shù)情況屬永久性故障，自動(dòng)重合閘裝置動(dòng)作后靠繼電保護(hù)動(dòng)作再跳開(kāi)，查明事故原因后給予排除，然后繼續(xù)送電。當(dāng)然，重新合上繼電器的工作可以由供電系統(tǒng)的值班人員手動(dòng)操作進(jìn)行，但是因?yàn)橥ｋ姇r(shí)間過(guò)長(zhǎng)，輸送給電力用戶的電動(dòng)機(jī)很可能停轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致效果的不顯著，因此，使用自動(dòng)重合閘裝置后，當(dāng)斷路器跳閘后，系統(tǒng)可以自動(dòng)合閘，大大的節(jié)省了人力物力。除此之外，自動(dòng)重合閘裝置不能判別故障是暫時(shí)性的故障還是永久性的故障，因此重合閘后有可能恢復(fù)供電，也有可能不能恢復(fù)供電。即便如此，根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，重合閘的成功數(shù)與總動(dòng)作次數(shù)之比在70%~90%之間，可見(jiàn)重合閘成功率是相當(dāng)高的，非常值得人們大量的運(yùn)用到輸電線路中去[3]。2自動(dòng)重合閘裝置總體介紹2.1自動(dòng)重合閘裝置主要功能自動(dòng)重合閘裝置又稱(chēng)自動(dòng)重合器，是用于配電網(wǎng)自動(dòng)化的一種智能化開(kāi)關(guān)設(shè)備，它能夠檢測(cè)到故障電流、在給定時(shí)間內(nèi)斷開(kāi)故障電流并能進(jìn)行給定次數(shù)重合的一種“自具”能力的控制開(kāi)關(guān)。當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，它按順序及時(shí)間間隔進(jìn)行開(kāi)斷及重合的操作。當(dāng)遇到永久性的故障，在完成預(yù)定復(fù)位才能解除閉鎖。若重合失敗，則閉鎖在分閘狀態(tài)，把事故區(qū)段隔開(kāi)；當(dāng)故障接觸后，需要手動(dòng)復(fù)位才能解除閉鎖。如果是瞬時(shí)性故障，則在循環(huán)分、合閘的操作中，無(wú)論哪次重合成功，則終止后續(xù)的分、合閘，并經(jīng)過(guò)一定延時(shí)后恢復(fù)初始的整定狀態(tài)，為下次故障的來(lái)臨做好防備工作。自動(dòng)重合閘裝置可按預(yù)先設(shè)定的動(dòng)作順序進(jìn)行多次分、合閘的循環(huán)操作[4]。2.2自動(dòng)重合閘的分類(lèi)按不同的特征來(lái)分類(lèi)，一般的來(lái)說(shuō)常用的自動(dòng)重合閘分為以下幾種：（1）按重合閘的動(dòng)作性能來(lái)分類(lèi)，可分為機(jī)械式和電氣式。（2）按重合閘作用于斷路器的方式，可分為三相重合閘、單相重合閘和綜合重合閘三種。（3）按動(dòng)作次數(shù)，可分為一次式和多次試。（4）按重合閘的使用條件，可分為單側(cè)電源重合閘和雙側(cè)電源重合閘。雙側(cè)電源重合閘又可分為檢定無(wú)壓和檢定同期重合閘、非同期重合閘[5]。2.3高壓線路自動(dòng)重合閘啟動(dòng)方式高壓線路自動(dòng)重合閘的兩種啟動(dòng)方式為不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式以及保護(hù)啟動(dòng)方式。不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)為簡(jiǎn)單而可靠，還能糾正斷路器誤碰或偷跳，可提高供電的可靠性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在各級(jí)電網(wǎng)中具有較為良好的運(yùn)行效果。這是自動(dòng)重合閘的基本啟動(dòng)方式。不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式對(duì)于傳統(tǒng)的自動(dòng)重合閘，是利用控制開(kāi)關(guān)位置與斷路器位置不相符合的原則啟動(dòng)自動(dòng)重合閘。對(duì)于綜合自動(dòng)重合閘型的變電廠、變電站，已經(jīng)不需要傳統(tǒng)的控制屏，斷路器合閘也不一定要通過(guò)控制開(kāi)關(guān)，所以利用控制開(kāi)關(guān)位置與斷路器位置不相符合的原則啟動(dòng)自動(dòng)重合閘已經(jīng)不再適用于新型設(shè)施，而是利用跳閘位置繼電器觸點(diǎn)啟動(dòng)重合閘。保護(hù)啟動(dòng)方式是不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式的補(bǔ)充。由保護(hù)裝置動(dòng)作來(lái)啟動(dòng)的。其特點(diǎn)為：僅在保護(hù)裝置動(dòng)作情況下才啟動(dòng)自動(dòng)重合閘裝置。因此，這種方式不能自動(dòng)恢復(fù)“誤碰”使斷路器跳閘后的供電[6]。2.4自動(dòng)重合閘裝置的基本要求自動(dòng)重合閘裝置的基本要求如下：（1）由值班人員手動(dòng)跳閘或通過(guò)遙控裝置跳閘時(shí)，重合閘不應(yīng)動(dòng)作。（2）手動(dòng)合閘時(shí)，由于線路上有故障，而隨即被保護(hù)跳閘時(shí)，重合閘不應(yīng)動(dòng)作。（3）當(dāng)斷路器由繼電保護(hù)動(dòng)作或其他原因跳閘后，重合閘均應(yīng)動(dòng)作。（4）自動(dòng)重合閘裝置的動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定，如一次重合閘就只應(yīng)實(shí)現(xiàn)重合一次，不允許第二次重合。（5）自動(dòng)重合閘在動(dòng)作后以后，一般應(yīng)能自動(dòng)復(fù)歸，準(zhǔn)備好下一次故障跳閘的再重合。（6）在雙側(cè)電源的線路上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重合閘時(shí)，應(yīng)考慮合閘時(shí)兩側(cè)電源間的同期問(wèn)題，即能實(shí)現(xiàn)無(wú)壓檢定和同期檢定。（7）當(dāng)斷路器處于不正常狀態(tài)（如氣壓或液壓過(guò)低等）而不允許實(shí)現(xiàn)重合閘時(shí)，應(yīng)自動(dòng)地將自動(dòng)重合閘閉鎖。（8）應(yīng)能和繼電保護(hù)配合實(shí)現(xiàn)前加速或后加速故障的切除。（9）自動(dòng)重合閘宜采用控制開(kāi)關(guān)位置與斷路器位置不對(duì)應(yīng)的原則來(lái)啟動(dòng)重合閘[7]。2.5自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)之間的配合自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)配合時(shí)，一般采用重合閘前加速保護(hù)和重合閘后加速保護(hù)兩種方式。2.5.1重合閘前加速保護(hù)重合閘前加速保護(hù)一般簡(jiǎn)稱(chēng)為“前加速”。多用于單側(cè)電源供電，它是指當(dāng)線路發(fā)生短路時(shí)，第一次由無(wú)選擇性電流速斷保護(hù)瞬時(shí)切除故障，然后再重合閘，如果是暫時(shí)性故障，則重合閘恢復(fù)供電。如果是永久性故障，第二次保護(hù)動(dòng)作按有選擇性方式切除故障。前加速保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：（1）快速地切除瞬時(shí)性故障。（2）盡可能的防止出現(xiàn)瞬時(shí)性故障發(fā)展成永久性故障的情況，從而提高重合閘的成功率。（3）可以保證電力系統(tǒng)的母線電壓的額定電壓值，從而保證用戶的電能質(zhì)量。前加速保護(hù)的缺點(diǎn)是：斷路器的工作條件較為惡劣，動(dòng)作次數(shù)比較多。對(duì)于永久性故障，故障切除的時(shí)間可能會(huì)比較長(zhǎng)。如果出現(xiàn)重合閘裝置或斷路器無(wú)法合閘的情況，則會(huì)使停電范圍擴(kuò)大，甚至在最末一級(jí)線路上故障時(shí)，可能會(huì)使連接在此條線路上的全部用戶停電。2.5.2重合閘后加速保護(hù)重合閘后加速保護(hù)一般簡(jiǎn)稱(chēng)為“后加速”。意思是當(dāng)線路出現(xiàn)第一次故障，繼電保護(hù)有選擇性的動(dòng)作，然后進(jìn)行重合。對(duì)于永久性故障的重合，則在斷路器合閘以后，再進(jìn)行加速保護(hù)動(dòng)作，瞬時(shí)切除故障，值得注意的是，這與第一次動(dòng)作是否帶有時(shí)限是無(wú)關(guān)的。這樣的配合方式被廣泛應(yīng)用于35KV及以上的網(wǎng)絡(luò)和對(duì)重要負(fù)荷供電的送電線路上。畢竟在這些線路上通常都會(huì)安裝有性能較為完善的保護(hù)裝置，例如，距離保護(hù)和三段式電流保護(hù)等，故第一次選擇性切出故障的時(shí)間都是系統(tǒng)運(yùn)行所允許的，從而更好的切除永久性故障。后加速保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：（1）第一次有選擇性的切除故障，不會(huì)擴(kuò)大停電的范圍，尤其在一些重要的高壓電網(wǎng)中，一般不允許保護(hù)無(wú)選擇性的動(dòng)作以后又以重合閘來(lái)糾正。（2）保護(hù)了永久性故障能夠瞬時(shí)切除，并依然具有選擇性。（3）相比于前加速保護(hù)，其使用時(shí)不會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷條件的限制。后加速保護(hù)的缺點(diǎn)是：（1）每一個(gè)斷路器都需配備一套重合閘裝置，故比前加速要復(fù)雜。（2）第一次切除故障的時(shí)候可能帶有延時(shí)[8]。2.6自動(dòng)重合閘裝置的動(dòng)作原理在我國(guó)電力系統(tǒng)中，由電阻電容放電原理組成的重合閘繼電器所構(gòu)成的三相一次重合閘裝置應(yīng)用十分普遍。圖2.1為常見(jiàn)的重合閘繼電器的原理接線圖。線路正常運(yùn)行時(shí)，控制開(kāi)關(guān)SA和斷路器處在對(duì)應(yīng)的合閘狀態(tài),SA21、22接通，KAR失磁，KAR接點(diǎn)(常開(kāi)接點(diǎn))斷開(kāi)，控制電源正極加到重合閘繼電器的17端子上，電容器C經(jīng)電阻4R充滿電，其充電時(shí)間為15~25s，ARD處在準(zhǔn)備動(dòng)作狀態(tài)，監(jiān)視重合閘繼電器運(yùn)行狀態(tài)的信號(hào)燈YE亮。當(dāng)線路發(fā)生瞬時(shí)性故障或由于某種原因使斷路器跳閘時(shí)，控制開(kāi)關(guān)SA和斷路器QF位置不對(duì)應(yīng)，因斷路器跳閘，KAR動(dòng)作，KAR常開(kāi)接點(diǎn)閉合啟動(dòng)重合閘繼電器中的時(shí)間繼電器KT，常閉接點(diǎn)KT瞬時(shí)斷開(kāi)，接進(jìn)電阻5R，保證KT線圈的熱穩(wěn)定，其延時(shí)接點(diǎn)KT1延時(shí)閉合，接通了電容器C的中間繼電器KT電壓線圈的放電回路，KM動(dòng)作，KM電流線圈經(jīng)KM常開(kāi)接點(diǎn)、KM線圈、斷路器輔助接點(diǎn)QF1及合閘接觸器KO通電，斷路器合閘。重合成功后，KAR失磁，KT復(fù)歸，電容器C再經(jīng)15～25s時(shí)間又重新充滿電，為下次動(dòng)作做好準(zhǔn)備。當(dāng)線路上發(fā)生永久性故障時(shí)，斷路器切除故障后由重合閘裝置將斷路器投入，其動(dòng)作過(guò)程同前。以后保護(hù)裝置再次動(dòng)作，由于切除故障的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于15～25s，所以電容器C上充電電壓很低，遠(yuǎn)未達(dá)到KM的動(dòng)作電壓值，當(dāng)延時(shí)接點(diǎn)KT1接點(diǎn)閉合時(shí)，KM不能動(dòng)作，此后電容器C上電壓只能保持在很小的數(shù)值上(由4R和KM電壓線圈電阻分壓而定)，故不能使KM再次動(dòng)作，從而保證重合在永久性故障上時(shí)，斷路器只能重合一次，不會(huì)出現(xiàn)多次重合的現(xiàn)象。手動(dòng)跳閘時(shí)，在預(yù)備跳閘位置，SA2、4接通，電容器C上電壓通過(guò)電阻6R放電，在跳閘時(shí)間內(nèi)，由于6R、C回路時(shí)間常數(shù)很小，已將電容器C上電荷放盡，跳閘后SA2、4仍然接通，電容器C僅僅保持很低的電壓，因此當(dāng)延時(shí)接點(diǎn)KT1接點(diǎn)閉合時(shí)，KM不可能動(dòng)作，從而保證了手切斷路器時(shí)，ARD不動(dòng)作。值班人員利用控制開(kāi)關(guān)進(jìn)行手動(dòng)合閘到故障線路時(shí)，由于通過(guò)SA21、22及電阻4R給電容器C充電的時(shí)間常數(shù)很大，電容器充滿電需15～25s，在此期間保護(hù)裝置動(dòng)作早已將斷路器跳閘。此后延時(shí)接點(diǎn)KT1接點(diǎn)閉合接通電容器C對(duì)KM的放電回路，由于C上電壓很低，不足以啟動(dòng)KM，故KM不能動(dòng)作，從而保證了手合斷路器于故障線路上時(shí)，重合閘不動(dòng)作。當(dāng)閉鎖重合閘的裝置動(dòng)作時(shí)，如低頻減載裝置動(dòng)作，此時(shí)由閉鎖重合閘的DZJ接點(diǎn)接通電容器C對(duì)6R的放電回路，將電容器C上的電荷放掉，保證了重合閘不動(dòng)作。當(dāng)重合閘繼電器中的KM接點(diǎn)卡住不能返回時(shí)，如重合到永久性故障的線路上時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，第二次將斷路器跳閘，斷路器將第二次合上，如此反復(fù)即發(fā)生通常所說(shuō)的開(kāi)關(guān)跳躍，這樣斷路器會(huì)因發(fā)生多次重合而損壞，此時(shí)，跳躍閉鎖繼電器KLB能防止斷路器的多次重合，當(dāng)斷路器第二次跳閘時(shí)，KLB的電流線圈通電，KLB動(dòng)作，KLB的常開(kāi)接點(diǎn)閉合，使KLB自保持，KLB的常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，從而斷開(kāi)了合閘線圈KO回路，斷路器就不能多次重合。當(dāng)手動(dòng)合閘于故障線路上時(shí)，KLB同樣能防止因合閘脈沖信號(hào)過(guò)長(zhǎng)而引起斷路器多次重合現(xiàn)象。2.7重合閘方式的選擇原則自動(dòng)重合閘方式必須根據(jù)具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行條件，經(jīng)分析后選定。如果選用簡(jiǎn)單的三相重合閘方式能滿足具體系統(tǒng)實(shí)際需要的線路，都應(yīng)當(dāng)選用三相重合閘方式。尤其對(duì)于那些處于集中供電地區(qū)的密集環(huán)網(wǎng)中，線路跳閘后不進(jìn)行重合閘也能穩(wěn)定運(yùn)行的線路，更宜采用整定時(shí)間適當(dāng)?shù)娜嘀睾祥l。對(duì)于這樣的換網(wǎng)線路，能否快速切除故障是首要考慮的問(wèn)題。一旦發(fā)生單相接地故障時(shí)，若使用三相重合閘不能保證系統(tǒng)穩(wěn)定，會(huì)導(dǎo)致局部地區(qū)系統(tǒng)出現(xiàn)停電或?qū)χ匾?fù)荷停電的線路造成影響，這個(gè)時(shí)候應(yīng)選用單相或綜合重合閘方式。單相重合閘方式和綜合重合閘方式適用于220KV及以上的電網(wǎng)系統(tǒng)中，其對(duì)系統(tǒng)恢復(fù)供電有較好的效果。此外，檢定無(wú)壓或檢定同期重合閘方式適用于兩端均有電源的線路和不允許非同期合閘的線路。雙回線路上可直接檢定另一回線路上有無(wú)電流通過(guò)來(lái)判定是否同期。非同期重合閘方式并列運(yùn)行的發(fā)電廠或電力系統(tǒng)之間應(yīng)有三條或三條以上緊密聯(lián)系的線路并且非同期重合閘時(shí)產(chǎn)生的沖擊電流未超過(guò)規(guī)定的允許值。重合后電力系統(tǒng)可以很快恢復(fù)同期運(yùn)行時(shí)。這樣非同期重合閘所產(chǎn)生的振蕩過(guò)程中，對(duì)重要負(fù)荷的影響較小[9]。2.8重合閘可能會(huì)造成的不良后果很多事物都具有兩面性，自動(dòng)重合閘裝置也不例外。在采用自動(dòng)重合閘裝置后，對(duì)于永久性故障后的重合閘，可能會(huì)造成以下不良后果：（1）使得斷路器的負(fù)擔(dān)加重，因?yàn)槠湟诤芏痰臅r(shí)間內(nèi)連續(xù)跳閘2次。（2）使得電力系統(tǒng)再一次受到短路大電流的沖擊，從而引起電力系統(tǒng)的振蕩[10]。2.9自動(dòng)重合閘裝置的控制方式自動(dòng)重合閘裝置的控制方式主要有兩種：一種是采用單片機(jī)來(lái)控制自動(dòng)重合閘，另一種是用PLC來(lái)控制自動(dòng)重合閘。傳統(tǒng)的自動(dòng)重合閘裝置由各種繼電器及控制開(kāi)關(guān)構(gòu)成,由于連接導(dǎo)線繁多,繼電器的壽命有限,容易發(fā)生裝置的誤動(dòng)和拒動(dòng),影響電力系統(tǒng)的可靠性;其定時(shí)單元由機(jī)電式或晶體管式時(shí)間繼電器構(gòu)成,誤差大且調(diào)整不方便,影響上下級(jí)保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限的配合；裝置的功能單一,不利于實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化,且體積大,有色金屬消耗多,噪音又很大。目前隨著可編程邏輯控制器價(jià)格下降，其應(yīng)用不斷普及，同時(shí)，其本身所具有的可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、體積小、功耗低、便于維護(hù)等特點(diǎn)使得它成為工控領(lǐng)域的首選控制器。所以利用可編程邏輯控制器構(gòu)成自動(dòng)重合閘裝置的控制系統(tǒng),可以克服傳統(tǒng)控制方式的不足,而且具有連線簡(jiǎn)單,工作可靠,便于調(diào)試、調(diào)整和維護(hù),還有和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程集中控制等優(yōu)點(diǎn)[11]。3自動(dòng)重合閘控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案3.1自動(dòng)重合閘的配置原則技術(shù)規(guī)程規(guī)定自動(dòng)重合閘的配置原則如下：（1）1KV及以上架空線路及電纜與架空混合線路，在具有斷路器的條件下，當(dāng)用電設(shè)備允許且無(wú)備用電源自動(dòng)投入時(shí)，應(yīng)裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置。（2）旁路斷路器和兼作旁路母線斷路器或分段斷路器，應(yīng)裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置。（3）低壓側(cè)不帶電源的降壓變壓器，可裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置。（4）必要時(shí)，母線故障也可采用自動(dòng)重合閘裝置。3.2設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)功能本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)重合閘的功能主要包括：PLC的采集電壓信號(hào)，判斷當(dāng)電流過(guò)大時(shí)自動(dòng)斷閘，當(dāng)電流恢復(fù)安全電流時(shí)自動(dòng)合閘的功能。3.3裝置部分簡(jiǎn)單介紹本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)重合閘裝置硬件部分如下：（1）合閘接觸器：主要負(fù)責(zé)電源通斷作用，由PLC輸出點(diǎn)控制打開(kāi)與關(guān)閉。（2）按鈕：手動(dòng)控制分閘合閘。（3）指示燈：顯示系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的當(dāng)前狀態(tài)。（4）熔斷器：防止裝置短路時(shí)電流過(guò)大損壞設(shè)備。3.4自控部分介紹本裝置應(yīng)用了PLC實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行控制?？蓪?shí)現(xiàn)起、?？刂啤Ｗ詣?dòng)重合閘的工作流程由PLC進(jìn)行數(shù)字量處理，運(yùn)算，判斷電流是否安全信號(hào)。對(duì)裝置進(jìn)行合閘，分閘操作。3.5控制過(guò)程介紹系統(tǒng)采用了較為流行和先進(jìn)的PLC控制技術(shù)來(lái)控制整個(gè)工作過(guò)程，具體過(guò)程如下：

（1）采集信號(hào)。對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行采集，判斷是否為安全電流。（2）自動(dòng)控制。當(dāng)電流大于安全信號(hào)以后進(jìn)行斷閘操作，電流達(dá)到安全電流及以下時(shí)進(jìn)行合閘操作。

（3）手自動(dòng)切換。選擇系統(tǒng)手動(dòng)時(shí)，可以手動(dòng)通過(guò)按鈕控制合閘、分閘。自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，PLC根據(jù)采集信號(hào)進(jìn)行合閘、分閘。4自動(dòng)重合閘控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)4.1PLC在本設(shè)計(jì)中的具體介紹及其特點(diǎn)先進(jìn)PLC的發(fā)展代表著國(guó)家的綜合科技實(shí)力和水平，目前許多先進(jìn)工業(yè)國(guó)家都已將PLC技術(shù)列為21世紀(jì)高科技發(fā)展計(jì)劃。PLC的發(fā)展呈現(xiàn)兩個(gè)突出特點(diǎn)：一個(gè)是在橫向上，PLC的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷的擴(kuò)大，正從傳統(tǒng)的制造向人類(lèi)工作和生活的各種領(lǐng)域擴(kuò)展，PLC的種類(lèi)日趨增多；另一方面是在縱向上，隨著需求范圍的擴(kuò)大，PLC的結(jié)構(gòu)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(kuò)展和完善，各種PLC向更智能化和人類(lèi)社會(huì)更密切的融合方向發(fā)展，PLC就是專(zhuān)為工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)的，一般而言，無(wú)需任何保護(hù)措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。然而，當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過(guò)于惡劣，電磁干擾特別強(qiáng)烈，或安裝使用不當(dāng)，就可能造成程序錯(cuò)誤或運(yùn)算錯(cuò)誤，從而產(chǎn)生無(wú)輸入并引起無(wú)輸出，這將會(huì)造成設(shè)備的失控和誤動(dòng)作，從而不能保證PLC的正常運(yùn)行。要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性，一方面生產(chǎn)廠家要提高PLC的抗干擾能力；另一方面，要在設(shè)計(jì)、安裝和使用維護(hù)中引起高度重視，多方配合，減少及消除干擾對(duì)PLC的影響[12]。PLC從其產(chǎn)生到現(xiàn)在，實(shí)現(xiàn)了接線邏輯到存儲(chǔ)邏輯的飛躍；其功能從弱到強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步；其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大，實(shí)現(xiàn)了單體設(shè)備簡(jiǎn)單控制到勝任運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制及集散控制等各種任務(wù)的跨越。PLC在處理模擬量、數(shù)字運(yùn)算、人機(jī)接口和網(wǎng)絡(luò)的各方面能力強(qiáng)大，是工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在各行各業(yè)發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。目前，PLC的應(yīng)用，解決了存在的諸多問(wèn)題。PLC內(nèi)部大量的軟繼電器可以替代眾多的實(shí)物元件，可在實(shí)現(xiàn)原有控制電路功能的途徑上有更好的選擇。簡(jiǎn)而言之，PLC實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，基本構(gòu)成為：（1）電源。可編程邏輯控制器的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此，可編程邏輯控制器的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。與普通電源相比，可編程邏輯控制器的電源穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)電網(wǎng)提供的電源穩(wěn)定度要求不高，一般交流電壓波動(dòng)在±15%范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。PLC一般使用AC220V電源或DC24V電源。內(nèi)部的開(kāi)關(guān)電源為各模塊提供不同電壓等級(jí)的直流電源，小型PLC可以為輸入電路和外部的電子傳感器提供DC24V電源，驅(qū)動(dòng)PLC負(fù)載的直流電源一般由用戶去提供。（2）中央處理單元(CPU)。中央處理單元是可編程邏輯控制器的控制中樞。它按照可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高可編程邏輯控制器的可靠性，近年來(lái)對(duì)大型可編程邏輯控制器還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。（3）存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器主要有兩種，一種是隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM），另一種是只讀存儲(chǔ)器（ROM）。在PLC中，存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。其中，系統(tǒng)程序是由PLC制造廠家編寫(xiě)的，和PLC的硬件組成有關(guān)，完成系統(tǒng)診斷、命令解釋、功能子程序調(diào)用管理、邏輯運(yùn)算、通信及各種參數(shù)設(shè)定等功能，提供PLC的運(yùn)行平臺(tái)，由于系統(tǒng)程序關(guān)系到PLC的性能，所以是由制造廠家固化在只讀存儲(chǔ)器中，用戶不能修改。用戶程序是視PLC的控制對(duì)象而定的，由用戶根據(jù)對(duì)象生產(chǎn)工藝的控制要求而編制的，為了方便讀出、檢查和修改，用戶程序一般存于CMOS靜態(tài)RAM中，用鋰電池作為后備電源以免信息的丟失，當(dāng)用戶程序經(jīng)過(guò)運(yùn)行正常，不需要改變的時(shí)候，可將其固化在只讀存儲(chǔ)器EPROM中。工作數(shù)據(jù)是PLC運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常變化、存取的一些數(shù)據(jù)，存放在RAM中以適應(yīng)隨機(jī)存取的要求，在PLC的工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，設(shè)有存放輸入輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器等邏輯期間的存儲(chǔ)區(qū)，這些器件的狀態(tài)都是由用戶程序的初始設(shè)置和運(yùn)行情況而確定的。根據(jù)需要，部分?jǐn)?shù)據(jù)會(huì)在斷電后用后備電池維持現(xiàn)有狀態(tài)，這部分在斷電時(shí)可保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)域稱(chēng)為保持?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)。（4）輸入/輸出單元。輸入/輸出單元也稱(chēng)I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)之間的連接部件。PLC通過(guò)輸入接口可以檢測(cè)被控對(duì)象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為PLC對(duì)被控制對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)，同時(shí)PLC又通過(guò)輸出接口將處理結(jié)果送給被控制對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)控制目的。I/O接口的主要類(lèi)型有：數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出、模擬量輸入和模擬量輸出等。常用的開(kāi)關(guān)量輸入接口按其使用的電源不同有三種類(lèi)型：直流輸入接口、交流輸入接口和交/直流輸入接口。常用的開(kāi)關(guān)量輸出接口按輸出開(kāi)關(guān)器件不同有三種類(lèi)型：繼電器輸出、晶體管輸出和雙向晶閘管輸出。PLC的I/O接口所能接受的輸入信號(hào)個(gè)數(shù)和輸出信號(hào)個(gè)數(shù)稱(chēng)為I/O點(diǎn)數(shù)。I/O點(diǎn)數(shù)是選擇PLC的重要依據(jù)之一，當(dāng)系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)不夠時(shí)，可通過(guò)PLC的I/O擴(kuò)展接口對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展。（5）功能模塊。如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊。（6）通信模塊。當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行三個(gè)階段，分別為：輸入采樣階段、用戶程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段[13]。如圖4.1所示為PLC的基本結(jié)構(gòu)圖。輸輸入接口中央處理單元CPU輸出接口電源存儲(chǔ)單元圖4.1PLC基本結(jié)構(gòu)圖4.2PLC型號(hào)的選擇日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N系列PLC是當(dāng)中的先進(jìn)系列。由于FX2N系列具備如下特點(diǎn)：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適合世界各國(guó)不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，它可以為工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力[14]。三菱FX2N系列PLC的實(shí)物圖如圖4.2所示，三菱FX2N系列PLC技術(shù)參數(shù)如表4.1。圖4.2三菱FX2N-32MR表4.1三菱FX2N系列PLC技術(shù)參數(shù)名稱(chēng)性能規(guī)格運(yùn)算控制方式存儲(chǔ)程序反復(fù)運(yùn)算方式、中斷命令輸入輸出控制方式批處理方式程序語(yǔ)言繼電器符號(hào)+步進(jìn)梯形圖方式程序存儲(chǔ)器最大存儲(chǔ)容量16K步，有磁盤(pán)保護(hù)功能內(nèi)置存儲(chǔ)器容量9K步可選存儲(chǔ)卡盒RAM8K指令種類(lèi)順控先進(jìn)梯形圖順控指令27條步進(jìn)梯形圖指令2條應(yīng)用指令128種298個(gè)運(yùn)算處理速度基本指令0.08/指令應(yīng)用指令1.52-數(shù)百/指令輸入輸出點(diǎn)數(shù)擴(kuò)展并用時(shí)輸入點(diǎn)數(shù)X0-X287184點(diǎn)（8進(jìn)制）擴(kuò)展并用時(shí)輸出點(diǎn)數(shù)Y0-Y287184點(diǎn)（8進(jìn)制）擴(kuò)展并用時(shí)總點(diǎn)數(shù)256點(diǎn)輔助繼電器一般用500點(diǎn)保持用524點(diǎn)保持用2048點(diǎn)特殊用156點(diǎn)4.3接觸器的選擇交流接觸器利用主接點(diǎn)來(lái)開(kāi)閉電路，輔助觸點(diǎn)導(dǎo)通控制回路。主接點(diǎn)一般是常開(kāi)接點(diǎn)，而輔助接點(diǎn)常有兩對(duì)常開(kāi)接點(diǎn)和常閉接點(diǎn)，小型的接觸器也經(jīng)常作為中間繼電器配合主電路使用。交流接觸器的接點(diǎn)由銀鎢合金制成，具有良好的導(dǎo)電性和耐高溫?zé)g性。交流接觸器動(dòng)作的動(dòng)力源于交流通過(guò)帶鐵芯線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)，電磁鐵芯由兩個(gè)“山”字形的幼硅鋼片疊成，其中一個(gè)固定鐵芯，套有線圈，工作電壓可多種選擇。為了使磁力穩(wěn)定，鐵芯的吸合面加上短路環(huán)。交流接觸器在失電后，依靠彈簧復(fù)位。另一半是活動(dòng)鐵芯，構(gòu)造和固定鐵芯一樣，用以帶動(dòng)主接點(diǎn)和輔助接點(diǎn)的閉合斷開(kāi)。20安培以上的接觸器加有滅弧罩，利用電路斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的電磁力，快速拉斷電弧，保護(hù)接點(diǎn)。接觸器具可高頻率操作，做為電源開(kāi)啟與切斷控制時(shí)，最高操作頻率可達(dá)每小時(shí)1200次。接觸器的使用壽命很高，機(jī)械壽命通常為數(shù)百萬(wàn)次至一千萬(wàn)次，電壽命一般則為數(shù)十萬(wàn)次至數(shù)百萬(wàn)次。本次設(shè)計(jì)選用型號(hào)為CJX2-9的交流接觸器，該型號(hào)交流接觸器具有體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)及功耗小的優(yōu)點(diǎn)[15]。如圖4.3所示為CJX2-9交流接觸器。圖4.3CJX2-9交流接觸器4.4PLC系統(tǒng)的硬件連接本自動(dòng)重合閘裝置設(shè)計(jì)的硬件部分由交流接觸器、熔斷器及數(shù)個(gè)按鈕和相應(yīng)指示燈組成。PLC分為繼電器輸出及晶體管輸出的。區(qū)別有以下幾點(diǎn)：（1）繼電器輸出負(fù)載可以是交流負(fù)載，也可以是直流負(fù)載，而晶體管輸出，負(fù)載只能是直流負(fù)載；（2）繼電器輸出要求的線圈工作電流比較大，而晶體管輸出對(duì)電源要求比較?。唬?）繼電器輸出工作頻率不能很高，否則繼電器會(huì)很快損壞，而晶體管輸出可以工作在高頻狀態(tài)；（4）繼電器輸出控制部分和負(fù)載部分是完全隔離的，而晶體管輸出則控制和輸出沒(méi)有電路上的隔離。晶體管輸出這個(gè)電壓不需要外接電壓。繼電器輸出就是一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合了，要工作肯定要自己的電源。晶體管輸出就是負(fù)載是Rc電阻或者是Re電阻。鑒于晶體管輸出的電流不高，無(wú)法直接帶動(dòng)交流接觸器，故PLC選擇了三菱系列產(chǎn)品繼電器輸出FX2N-32MR。其主要性能有：數(shù)字量有十六個(gè)輸入點(diǎn)和十六個(gè)輸出點(diǎn)；用的是交流220V電壓源；其允許以極快的速度對(duì)過(guò)程信號(hào)的上升沿作出響應(yīng)；其六個(gè)高速計(jì)數(shù)器（30KHz）具有可編程并能夠復(fù)件輸入，2個(gè)獨(dú)立的輸入端口可同時(shí)作為加、減計(jì)數(shù)，可連接兩個(gè)相位差為90°的A/B相增量編碼器；FX2N-32MR的PLC可方便地用數(shù)字量和模擬量拓展模塊進(jìn)行擴(kuò)展，可使用仿真器（選件）對(duì)本機(jī)輸入信號(hào)進(jìn)行仿真，用于調(diào)試用戶程序。FX2N-32MR支持本機(jī)的RS422和擴(kuò)展的485自由口協(xié)議的通訊能力。如圖4.4所示為PLC電氣控制圖。圖4.4PLC電氣控制圖如圖4.5所示為PLC的本機(jī)接線圖。圖4.5PLC本機(jī)接線圖

5自動(dòng)重合閘控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)5.1可編程序控制器I/O分配開(kāi)關(guān)量I/O模塊的選擇：開(kāi)關(guān)量I/O模塊的不同，直接關(guān)系到I/O點(diǎn)數(shù)的多少，對(duì)PLC的應(yīng)用范圍會(huì)產(chǎn)生影響，選擇時(shí)主要考慮點(diǎn)數(shù)、外部電路的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)、電壓的形式和范圍等。如表5.1所示為系統(tǒng)的I/O分配表。表5.1系統(tǒng)I/O分配表輸入輸出元件端口地址功能元件端口地址功能DLX000斷路器狀態(tài)HCY000分閘繼電器LJX001過(guò)流保護(hù)繼電器TQY001合閘繼電器XK1X002開(kāi)關(guān)XJY002自動(dòng)合閘顯示XK2X003開(kāi)關(guān)BJY003報(bào)警SA1X004閉鎖復(fù)位按鈕SA2X005手動(dòng)跳閘按鈕SA3X006手動(dòng)合閘按鈕如圖5.1所示為PLC的外部接線圖。圖5.1PLC的外部接線圖如果是無(wú)源輸入信號(hào)例如按鈕、行程開(kāi)關(guān)等，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)與PLC的距離遠(yuǎn)近來(lái)選擇電壓的高低。輸出模塊所起的作用是將PLC內(nèi)部低電平的控制信號(hào)隔離、轉(zhuǎn)換為外部所需的輸出信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)PLC的外部負(fù)載。在選擇時(shí)應(yīng)注意，模塊與外部接線的方式、輸出電壓的額定限度、外部輸出點(diǎn)同時(shí)接通的影響、選擇輸出方式等。I/O地址分配目的是讓主CPU模塊能夠訪問(wèn)其他的模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。在進(jìn)行I/O地址分配時(shí)，要特別注意不要產(chǎn)生地址沖突的錯(cuò)誤。5.2PLC的控制程序設(shè)計(jì)如圖5.2所示為自動(dòng)重合閘裝置設(shè)計(jì)的梯形圖。圖5.2自動(dòng)重合閘裝置設(shè)計(jì)的梯形圖5.3工作原理分析梯形圖如圖5.2所示。其工作原理如下:當(dāng)斷路器合閘時(shí)，其常開(kāi)輔助觸點(diǎn)DL(X0)閉合；線路發(fā)生故障時(shí)，過(guò)流保護(hù)繼電器LJ(X1)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)XK2(X3)閉合，自動(dòng)重合閘工作于前加速保護(hù)狀態(tài)，線路發(fā)生故障時(shí)，X1閉合，Y1通過(guò)X3和M201的常閉觸點(diǎn)得電跳閘，斷路器輔助常閉觸點(diǎn)X0接通T0，經(jīng)過(guò)T0延時(shí)，M202的線圈得電，M202的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合經(jīng)T3延時(shí)后Y0得電合閘；合閘后M201得電并自鎖，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)快速跳閘回路；如故障消除，經(jīng)T1延時(shí)時(shí)間到后，自動(dòng)復(fù)歸快速跳閘回路；如永久性故障，則在本級(jí)T2過(guò)流保護(hù)延時(shí)到后，接通Y1跳閘，同時(shí)置位M101，閉鎖延時(shí)合閘T0回路并報(bào)警。（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)XK2(X3)斷開(kāi)，自動(dòng)重合閘工作于后加速保護(hù)狀態(tài)，線路發(fā)生故障時(shí)，X1閉合，在本級(jí)T2過(guò)流保護(hù)延時(shí)到后，接通Y1跳閘，隨后延時(shí)合閘，合閘后M201得電并自鎖，同時(shí)M201與X003的常閉觸點(diǎn)接通快速跳閘回路，如故障消除，自動(dòng)復(fù)歸快速跳閘回路；如永久性故障，當(dāng)過(guò)流保護(hù)繼電器X1再次閉合后，Y1得電快速跳閘，同時(shí)置位M101，閉鎖延時(shí)合閘T0回路并報(bào)警。（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)XK1(X2)閉合時(shí)，程序工作在自動(dòng)重合閘方式，并閉鎖手動(dòng)控制方式；反之亦然。此信號(hào)和手動(dòng)操作信號(hào)可來(lái)自主控室，對(duì)自動(dòng)重合閘裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。（4）當(dāng)自動(dòng)重合閘裝置閉鎖和報(bào)警后，必須按開(kāi)關(guān)SA1復(fù)位，自動(dòng)重合閘裝置才能再次工作。復(fù)位信號(hào)可來(lái)自主控室?？刂葡到y(tǒng)中的自動(dòng)重合閘控制方式控制信號(hào)和復(fù)位信號(hào)均可以接收來(lái)自遠(yuǎn)程控制的信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重合閘的遠(yuǎn)距離控制，滿足變電站無(wú)人值班的技術(shù)要求。

6系統(tǒng)調(diào)試PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，即每一次狀態(tài)變化需一個(gè)掃描周期。其循環(huán)掃描時(shí)間一般為幾毫秒至幾十毫秒。整個(gè)過(guò)程分為內(nèi)部處理、通訊、輸入處理、執(zhí)行程序和輸出處理幾部分。首先對(duì)硬件的電源進(jìn)行調(diào)試，按照PLC電源的接入方式，“L”、“N”端子接入交流220V電源，三菱PLC上面的POWER指示燈變綠，表明接入電源方式正確。接著將硬件與PLC連接上，打開(kāi)PLC編程軟件GXDeveloper。通過(guò)PLC編程軟件將程序?qū)懭隤LC中。其次進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，接通電源后，PLC對(duì)硬件和軟件作初始化工作，系統(tǒng)對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行采集，判斷是否為安全電流。若是安全電流，合閘指示燈亮。該自動(dòng)重合閘裝置設(shè)計(jì)加入了手動(dòng)工作方式，手動(dòng)工作方式時(shí)，通過(guò)按鈕控制合閘、分閘，這樣可以單獨(dú)對(duì)每個(gè)步驟進(jìn)行驗(yàn)證，從而縮小出現(xiàn)故障后查找故障源的范圍，起到提高調(diào)試效率的目的。對(duì)于自動(dòng)工作方式，就是通過(guò)調(diào)節(jié)裝置上的2檔按鈕，一檔表示危險(xiǎn)電壓，一檔表示安全電壓，經(jīng)過(guò)PLC采集程序的運(yùn)算，電壓過(guò)大時(shí)，分閘指示燈亮，表示裝置處于分閘狀態(tài)。按下安全電壓按鈕，電壓恢復(fù)安全值時(shí)，合閘指示燈亮，表示裝置重新合閘。達(dá)到了原計(jì)劃中的預(yù)定效果。7結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題是針對(duì)目前PLC自動(dòng)重合閘的使用現(xiàn)狀，以這次設(shè)計(jì)為契機(jī)，本著從理論上、從學(xué)科建設(shè)角度去探尋一種比較規(guī)范的PLC自動(dòng)重合閘裝置的使用和設(shè)計(jì)思想，遵循共性與特性相結(jié)合的原則。理論介紹部分：理論是實(shí)踐的指導(dǎo)。只有在儲(chǔ)備足夠量的理論基礎(chǔ)之上，才能在分析和解決各種問(wèn)題上自由的發(fā)揮。通過(guò)對(duì)基于PLC控制自動(dòng)重合閘的學(xué)習(xí)與分析，可以掌握任何一種PLC應(yīng)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(guò)其現(xiàn)有的資源，再配備必要的外圍芯片，可以設(shè)計(jì)一個(gè)以PLC為核心的各種各樣的控制器系統(tǒng)。軟硬件設(shè)計(jì)部分：這是本論文的核心部分。由以上的理論的儲(chǔ)備，利用PLC完全可以設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的控制器系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)于自動(dòng)重合閘系統(tǒng)的具體分析，首先確定系統(tǒng)的各個(gè)單元的組成。然后，針對(duì)各個(gè)單元，分析原理、選擇器件。最后設(shè)計(jì)出各個(gè)系統(tǒng)的原理圖。軟件的設(shè)計(jì)向來(lái)是建立在硬件的基礎(chǔ)之上的。以原理為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的梯形圖，構(gòu)成一個(gè)完整的自動(dòng)重合閘控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的自動(dòng)重合閘裝置與PLC構(gòu)成的重合閘裝置相比之下,不難看出,基于PLC控制的自動(dòng)重合閘裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）PLC除了要進(jìn)行簡(jiǎn)單的I/O外接線外,其所完成的邏輯功能是由軟件完成的,因此PLC構(gòu)成的自動(dòng)重合閘裝置可節(jié)省許多繼電器,減少大量的中間連線,從而減少了故障點(diǎn),提高了系統(tǒng)的可靠性。（2）由于PLC內(nèi)部有許多輔助繼電器,利用這些軟繼電器可充分施展各種連鎖保護(hù),使系統(tǒng)的控制功能更加完善,控制精度進(jìn)一步提高。（3）由PLC構(gòu)成的重合閘裝置是靠?jī)?nèi)部軟件完成各種邏輯控制的,因此使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于由傳統(tǒng)繼電器硬件構(gòu)成的重合閘裝置,況且通過(guò)PLC進(jìn)行編程容易,調(diào)試簡(jiǎn)單,使用方便?，F(xiàn)代工業(yè)是計(jì)算機(jī)運(yùn)用、信息技術(shù)、線代管理技術(shù)和先進(jìn)工藝技術(shù)等多學(xué)科交叉綜合的結(jié)果，是科學(xué)技術(shù)知識(shí)應(yīng)用的高度體現(xiàn)，同時(shí)更關(guān)乎著祖國(guó)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，加強(qiáng)高校相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生在這個(gè)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力，培養(yǎng)掌握PLC技術(shù)以及PLC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相關(guān)人才，具有十分重大的國(guó)家戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實(shí)意義。本次設(shè)計(jì)利用了三菱公司開(kāi)發(fā)的系列PLC通過(guò)軟件程序的編寫(xiě)，由于水平有限，所做的研究、開(kāi)發(fā)工作不夠深入，本次設(shè)計(jì)的確存在一定的缺點(diǎn)：此梯形圖設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)功能也比較單一，并且只是理論構(gòu)想，并沒(méi)有運(yùn)用于實(shí)際的自動(dòng)重合閘控制中，在實(shí)際運(yùn)用中可能會(huì)存在很多不足之處，所以，有很多地方還需改進(jìn)。參考文獻(xiàn)[1]張保全,尹項(xiàng)根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京:中國(guó)電力出版,2010.[2]韓順杰,蔡長(zhǎng)青.電氣控制技術(shù)[M].北京:北