專利名稱：基于可編程序控制器的高壓斷路器同期調(diào)整與控制的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高壓斷路器同期調(diào)整與控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及 一種基于可編程序控制器的高壓斷路器同期調(diào)整與控制的方法。
背景技術(shù)：
高壓斷路器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一，其運(yùn)行狀態(tài)直接 影響著電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和供電可靠性，而高壓斷路器的同 期性又是高壓斷路器運(yùn)行狀態(tài)好壞的標(biāo)志之一，如果三相分合閘 時(shí)間的不同期性超標(biāo)就不能有效保證斷路器的穩(wěn)定運(yùn)行。
現(xiàn)有的高壓斷路器的同期調(diào)整與控制方法主要分為兩種方 式，第一是借助儀器進(jìn)行測(cè)量然后收動(dòng)調(diào)整，第二是購(gòu)買(mǎi)一些發(fā) 達(dá)國(guó)家的同期控制裝置來(lái)進(jìn)行控制。對(duì)這些方法的特點(diǎn)簡(jiǎn)要介紹 如下
(1) 燈泡指示法，比較老的方法，不過(guò)很有效。對(duì)于高壓 斷路器每相只有一個(gè)靜觸頭的斷路器，可采用如圖2所示三燈指 示法校驗(yàn)，校驗(yàn)是用手動(dòng)操作，慢慢的使斷路器動(dòng)靜觸頭相接觸， 如各燈發(fā)亮有先有后說(shuō)明三相不同期，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，直至試驗(yàn)時(shí) 各燈同時(shí)發(fā)亮為止。
(2) 示波器法.，用示波器法可以測(cè)出斷路器每相的固有分 合閘時(shí)間，同時(shí)可以直觀的看出其是否同期的狀況。
(3) 周波計(jì)法，用周波計(jì)可測(cè)量出每相動(dòng)作時(shí)間為多少， 從而可判定是否同期。如果不同期則進(jìn)行人工調(diào)整。
(4) 一些先進(jìn)的控制裝置，如ABB公司的SBI300相位控制 技術(shù)，還有Switchsync F236合閘角控制裝置等。目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用 較廣泛NSD260系列測(cè)控裝置采用具有DSP功能的處理芯片，具 有較高的處理速度。該裝置直接采樣8路交流信號(hào)，分別是三相 電壓、三相電流、零序電壓和同期電壓。這些交流信號(hào)經(jīng)互感器隔離變送后再經(jīng)濾波電路濾波，然后輸入采樣保持和A/D轉(zhuǎn)換電 路進(jìn)行電壓電流幅tt和功率的測(cè)量計(jì)算，裝置采用具有8通道、 同步采樣保持功能的14位高速A/D轉(zhuǎn)換器，具有較高的數(shù)據(jù)采 集速度和精度。
以上這些調(diào)整和控制的方法，前三個(gè)方法都還是人工調(diào)整， 精度不夠，第四個(gè)利用現(xiàn)在的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行控制，只是要加裝這 些裝置成本過(guò)高，而且使用環(huán)境要求髙，對(duì)一些老舊變電站內(nèi)的 高壓斷路器不利于使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決目前高壓斷路器的調(diào)整方法不足， 提出一種基于可編程序控制器的高壓斷路器同期調(diào)整與控制的 方法，該方法不用人工手動(dòng)調(diào)整，容易使用和實(shí)現(xiàn)，以PLC控制 器為基礎(chǔ)解決高壓斷路器的同期性問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)高壓斷路器同期 問(wèn)題的自動(dòng)控制。
實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案是它以PLC控制器為核心， 完成輸入、處理、控制輸出，系統(tǒng)應(yīng)用軟件存儲(chǔ)于PLC的存儲(chǔ)器 中，其包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和在線運(yùn)行兩個(gè)階段。
該P(yáng)LC控制器的輸入接口包括分閘、合閘指令輸入接口， 該操作由人工設(shè)置參數(shù)或進(jìn)行手動(dòng)操作；A、 B、 C三相分/合到位 信號(hào)輸入接口 ，該信號(hào)由連接在高壓斷路器輔助觸頭上的位置開(kāi) 關(guān)提供；測(cè)A、 B、 C三相分/合閘時(shí)間信號(hào)輸入接口，測(cè)時(shí)間同 期性輸入接口，此兩種接口均由位置開(kāi)關(guān)量提供；
該P(yáng)LC控制器的輸出接口包括A合/分閘信號(hào)輸出接口，該
接口信號(hào)輸出端控制分合閘線圈連接；電路B合/分閘信號(hào)輸出 接口、 C合/分閘信號(hào)輸出接口，此兩個(gè)接口也是與線圈連接；錯(cuò) 誤報(bào)警信號(hào)輸出接口，該報(bào)警裝置由紅、綠兩種顏色的燈組成； 所述數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段包括以下步驟
(1) 在高壓斷路器投入運(yùn)行之前利用PLC在高壓斷路器主 觸頭上測(cè)量三相開(kāi)關(guān)的分閘時(shí)間和合閘時(shí)間；
(2) 利用可編程序控制器計(jì)算高壓斷路器的不同期時(shí)間，得出不同期時(shí)間；
(3) 給出三相開(kāi)關(guān)各自的時(shí)間補(bǔ)償量，設(shè)置可編程序控制 器的參數(shù)；
所述在線運(yùn)行階段包括以下步驟
(4) 經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段后，高壓斷路器已經(jīng)達(dá)到同期性要 求，投入運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)，把可編程序控制器的輸入接口接到高壓 斷路器輔助觸頭上；
(5 )在線測(cè)量每一次高壓斷路器的分閘時(shí)間和合閘時(shí)間；
(6) 在線測(cè)量之后，計(jì)算出不同期性；
(7) 給出下一次分閘、合閘的時(shí)間補(bǔ)償量。 本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)及效果
本發(fā)明是基于一種新的，使用可編程序控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)高壓斷 路器同期調(diào)整與控制的方法。這種方法是利用PLC在高電壓環(huán)境 里運(yùn)行的穩(wěn)定性為前提，利用軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)單、實(shí)用、效 果理想的調(diào)整與控帶IJ的方法。
本發(fā)明和其它的高壓斷路器的同期調(diào)整與控制方法相比較， 其積極效果是此調(diào)整與控制方法能自動(dòng)完成信號(hào)的檢測(cè)，處理， 實(shí)現(xiàn)手動(dòng)自動(dòng)的切換，抗干擾能力強(qiáng)，適合變電站內(nèi)環(huán)境使用。 它解決了過(guò)去傳統(tǒng)調(diào)整方法精度不高和麻煩等諸多問(wèn)題。并且本 控制方法不僅功能實(shí)用，而且工作穩(wěn)定，且易于計(jì)算機(jī)通訊，實(shí) 現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，具有廣闊的市場(chǎng)前景。


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圖1為本發(fā)明控制方法設(shè)計(jì)流程圖。
圖2為本發(fā)明的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖3為本發(fā)明控制方法的PLC接線圖。
圖4為本發(fā)明控制方法的PLC電氣原理圖。
圖5為本發(fā)明控制方法的流程框圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)例詳細(xì)表述本發(fā)明。
如圖1所示，本發(fā)明的控制方法，首先要確定高壓斷路器的型式，然后在確定PLC的型號(hào)，最后進(jìn)行編程和控制的實(shí)現(xiàn)。 如圖2所示，本實(shí)施例給出的可編程序控制器控制系統(tǒng)由輸入、
控制運(yùn)算和輸出三大部分組成，其中
輸入部分由操作按鈕和三相分合閘指令信號(hào)兩部分組成。操 作按鈕由計(jì)算機(jī)控制或人工進(jìn)行手動(dòng)操作，處理緊急情況。三相 分合閘信號(hào)測(cè)量是利用高壓斷路器位置開(kāi)關(guān)給出。
控制運(yùn)算部分以PLC控制器為核心，完成輸入、處理、控制 輸出的系統(tǒng)應(yīng)用軟件存儲(chǔ)于PLC的存儲(chǔ)器中。PLC控制器功能強(qiáng) 大，并且抗干擾能力強(qiáng)，
輸出部分包括A、 B、 C各相開(kāi)關(guān)，給出補(bǔ)償時(shí)間，然后分合 閘。 '
如圖3、 4所示，高壓斷路器同期調(diào)整與控制方法的PLC控 制器信號(hào)輸入接口共設(shè)置12路，其中0.0、 0. 1、 0.2共三路分 別對(duì)應(yīng)高壓斷路器三相開(kāi)關(guān)，用來(lái)測(cè)三相同期輸入，當(dāng)三相幵關(guān) 開(kāi)始動(dòng)作時(shí)，便開(kāi)始計(jì)時(shí)；0.4這一路用來(lái)測(cè)三相之間的時(shí)間同 期性，就是把測(cè)得的三相分合閘時(shí)間相互求差值，計(jì)算不同期時(shí) 間；0.6、 0.7共兩路，分別對(duì)應(yīng)分閘和合閘按鈕；1.0—1.5共 六路分別對(duì)應(yīng)A合到位開(kāi)關(guān)、A分到位開(kāi)關(guān)、B合到位開(kāi)關(guān)、B分 到位開(kāi)關(guān)、C合到位開(kāi)關(guān)、C分到位開(kāi)關(guān)共6個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入，
這六個(gè)輸入是用來(lái)終止計(jì)時(shí)的。
高壓斷路器同期調(diào)整與控制方法的PLC控制器信號(hào)輸出接 口共六路，其中0.0—0.5共六路分別對(duì)應(yīng)A合閘輸出、A分閘輸 出、B合閘輸出、B分閘輸出、C合閘輸出、C分閘輸出共六個(gè)信 號(hào)輸出。
如圖5所示，本發(fā)明提出的以可編程序控制器為基礎(chǔ)的高壓 斷路器同期調(diào)整與控制的方法的實(shí)現(xiàn)步驟共分兩大部分第一高 壓斷路器投入運(yùn)行前，第二高壓斷路器投入運(yùn)行后。具體步驟如
下
(1)在高壓斷路器投入運(yùn)行之前利用PLC在高壓斷路器主 觸頭上測(cè)量三相開(kāi)關(guān)的分閘時(shí)間和合閘時(shí)間，具體步驟是i.
7在高壓斷路器主觸頭上接線；ii.手動(dòng)給分閘指令和合閘指令， 用PLC控制器測(cè)量分閘時(shí)間和合閘時(shí)間。測(cè)量時(shí)間用到輸入接口 0.0、 0.1、 0. 2和輸出接口 1.0—1.5， 0.0、 0.1、 0. 2是測(cè)量計(jì) 時(shí)開(kāi)始，1.0等6個(gè)接口分別為分到位和合到位，用來(lái)計(jì)時(shí)結(jié)束。
(2) 利用可編程序控制器計(jì)算高壓斷路器的不同期時(shí)間， 得出不同期時(shí)間。這一步用到PLC控制器內(nèi)部運(yùn)算，通過(guò)編程實(shí) 現(xiàn)，就還是求三相開(kāi)關(guān)兩兩之間的差值，最大的就是不同期時(shí)間。
(3) 利用求的的各相之間的差值，給出三相開(kāi)關(guān)各自的時(shí) 間補(bǔ)償量，設(shè)置可編程序控制器的參數(shù)，為下一次分合閘準(zhǔn)備。 重復(fù)以上步驟直到不同期時(shí)間符合高壓斷路器投入使用要求，把 高壓斷路器投入使用。
所述在線運(yùn)行階段包括以下步驟
(4) 經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段后，高壓斷路器已經(jīng)達(dá)到同期性要 求，投入運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)，把可編程序控制器的輸入接口接到高壓 斷路器輔助觸頭上。
(5 )在線測(cè)量每一次髙壓斷路器的分閘時(shí)間和合閘時(shí)間， 具體步驟是i.在高壓斷路器輔助觸頭上接線；ii.用PLC測(cè)量 在線運(yùn)行中的高壓斷路器的分閘時(shí)間和和合閘時(shí)間。
(6) 在線測(cè)量之后，計(jì)算出不同期時(shí)間。
(7) 給出下次分閘、合閘時(shí)間補(bǔ)償量，為下次分合閘準(zhǔn)備。 從上述實(shí)施例的一個(gè)具體的調(diào)整與控制過(guò)程說(shuō)明一下本發(fā)
明的調(diào)整與控制效果。
在本實(shí)施例中選用ZW-40. 5/1600-25型高壓永磁真空斷路 器，在沒(méi)應(yīng)用本發(fā)明方法之前，做基本短路試驗(yàn)得出數(shù)據(jù)為三 相分閘不同期為3. 2ms，三相合閘不同期時(shí)間為2. lms。在使用本 發(fā)明方法之后，在相同條件下做基本短路試驗(yàn)得出數(shù)據(jù)為三相 分閘不同期為2. 5ms，三相合閘不同期時(shí)間為1. 5ms。
從這個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，由于在高壓斷路器同期調(diào)整與控 制中利用了本發(fā)明方法，不同期時(shí)間明顯減小，因此讓高壓斷路 器的同期性有很大的提高。
權(quán)利要求
1、一種基于可編程序控制器的高壓斷路器同期調(diào)整與控制的方法，它以PLC控制器為核心，完成輸入、處理、控制輸出，系統(tǒng)應(yīng)用軟件存儲(chǔ)于PLC的存儲(chǔ)器中，其包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和在線運(yùn)行兩個(gè)階段，其特征在于a、該P(yáng)LC控制器的輸入接口包括分閘、合閘指令輸入接口，該操作由人工設(shè)置參數(shù)或進(jìn)行手動(dòng)操作；A、B、C三相分/合到位信號(hào)輸入接口，該信號(hào)由連接在高壓斷路器輔助觸頭上的位置開(kāi)關(guān)提供；測(cè)A、B、C三相分/合閘時(shí)間信號(hào)輸入接口，測(cè)時(shí)間同期性輸入接口，此兩種接口均由位置開(kāi)關(guān)量提供；b、該P(yáng)LC控制器的輸出接口包括A合/分閘信號(hào)輸出接口，該接口信號(hào)輸出端控制分合閘線圈連接；電路B合/分閘信號(hào)輸出接口、C合/分閘信號(hào)輸出接口，此兩個(gè)接口也是與線圈連接；錯(cuò)誤報(bào)警信號(hào)輸出接口，該報(bào)警裝置由紅、綠兩種顏色的燈組成；所述數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段包括以下步驟(1)在高壓斷路器投入運(yùn)行之前利用PLC在高壓斷路器主觸頭上測(cè)量三相開(kāi)關(guān)的分閘時(shí)間和合閘時(shí)間；(2)利用可編程序控制器計(jì)算高壓斷路器的不同期時(shí)間，得出不同期時(shí)間；(3)給出三相開(kāi)關(guān)各自的時(shí)間補(bǔ)償量，設(shè)置可編程序控制器的參數(shù)；所述在線運(yùn)行階段包括以下步驟(4)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段后，高壓斷路器已經(jīng)達(dá)到同期性要求，投入運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)，把可編程序控制器的輸入接口接到高壓斷路器輔助觸頭上；(5)在線測(cè)量每一次高壓斷路器的分閘時(shí)間和合閘時(shí)間；(6)在線測(cè)量之后，計(jì)算出不同期性；(7)給出下一次分閘、合閘的時(shí)間補(bǔ)償量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可編程序控制器的高壓斷路器同期調(diào)整與控制的方法，其特征在于，該P(yáng)LC控制器的信號(hào)輸 入接口共設(shè)置12路，其中0.0、 0. 1、 0.2共三路分別對(duì)應(yīng)高壓 斷路器三相，用來(lái)測(cè)三相同期輸入；0. 4這一路用來(lái)測(cè)三相之間 的時(shí)間同期性；0.6、 0.7共兩路，分別對(duì)應(yīng)分閘和合閘按鈕；1.0 一l. 5共六路分別對(duì)應(yīng)A合到位開(kāi)關(guān)、A分到位開(kāi)關(guān)、B合到位開(kāi) 關(guān)、B分到位開(kāi)關(guān)、C合到位開(kāi)關(guān)、C分到位開(kāi)關(guān)共6個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào) 輸入。 '
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可編程序控制器的高壓斷路 器同期調(diào)整與控制的方法，其特征在于，該P(yáng)LC控制器的信號(hào)輸 出接口共六路，其中0. O—O. 5共六路分別對(duì)應(yīng)A合閘輸出、A分 閘輸出、B合閘輸出、B分閘輸出、C合閘輸出、C分閘輸出共六 個(gè)信號(hào)輸出。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于可編程序控制器的高壓 斷路器同期調(diào)整與控制的方法，其特征在于，所述步驟(1)中 的測(cè)量三相開(kāi)關(guān)的分閘時(shí)間和合閘時(shí)間的具體步驟是i .在高 壓斷路器主觸頭上垮線；ii.手動(dòng)給分閘指令和合閘指令，用PLC 控制器測(cè)量分閘時(shí)間和合閘時(shí)間。
5、 很據(jù)權(quán)利要求1中的所述的一種基于可編程序控制器的 高壓斷路器同期調(diào)整與控制的方法，其特征在于，所述步驟(5) 中的在線測(cè)量分合閘時(shí)間的具體步驟是i .在高壓斷路器輔助 觸頭上接線；ii.用PLC測(cè)量在線運(yùn)行中的高壓斷路器的分閘時(shí) 間和和合閘時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于可編程序控制器的高壓斷路器同期調(diào)整與控制方法，屬于高壓斷路器同期調(diào)整與自動(dòng)控制領(lǐng)域。該方法以完成信號(hào)輸入、處理、控制輸出功能的PLC控制器為核心，其包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和在線運(yùn)行兩個(gè)階段，其輸入接口包括分閘、合閘指令輸入接口，A、B、C三相分/合到位信號(hào)輸入接口，測(cè)A、B、C三相分/合閘時(shí)間信號(hào)輸入接口，測(cè)時(shí)間同期性輸入接口；其輸出接口包括A合/分閘信號(hào)輸出接口，電路B合/分閘信號(hào)輸出接口、C合/分閘信號(hào)輸出接口，錯(cuò)誤報(bào)警信號(hào)輸出接口，該報(bào)警裝置由紅、綠兩種顏色的燈組成。本方法不依靠其它專用同期控制裝置，不用手工調(diào)節(jié)操作機(jī)構(gòu)，以PLC為調(diào)整和控制核心，可實(shí)現(xiàn)同期調(diào)整和控制的目的。
文檔編號(hào)G05B19/05GK101615017SQ20091015769
公開(kāi)日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者湛 張, 張振江, 楊曉旺, 郭威娜, 郭建廠 申請(qǐng)人:河北理工大學(xué)