CN101615017B - 基于可编程序控制器的高压断路器同期调整与控制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于可编程序控制器的高压断路器同期调整与控制方法，属于高压断路器同期调整与自动控制领域。该方法以完成信号输入、处理、控制输出功能的PLC控制器为核心，其包括数据准备和在线运行两个阶段，其输入接口包括分闸、合闸指令输入接口，A、B、C三相分/合到位信号输入接口，测A、B、C三相分/合闸时间信号输入接口，测时间同期性输入接口；其输出接口包括A合/分闸信号输出接口，电路B合/分闸信号输出接口、C合/分闸信号输出接口，错误报警信号输出接口，该报警装置由红、绿两种颜色的灯组成。本方法不依靠其它专用同期控制装置，不用手工调节操作机构，以PLC为调整和控制核心，可实现同期调整和控制的目的。

Description

基于可编程序控制器的高压断路器同期调整与控制的方法

技术领域：

本发明属于高压断路器同期调整与控制技术领域，特别涉及一种基于可编程序控制器的高压断路器同期调整与控制的方法。

背景技术：

高压断路器是电力系统中的重要设备之一，其运行状态直接影响着电力系统的运行稳定性和供电可靠性，而高压断路器的同期性又是高压断路器运行状态好坏的标志之一，如果三相分合闸时间的不同期性超标就不能有效保证断路器的稳定运行。

现有的高压断路器的同期调整与控制方法主要分为两种方式，第一是借助仪器进行测量然后收动调整，第二是购买一些发达国家的同期控制装置来进行控制。对这些方法的特点简要介绍如下：

(1)灯泡指示法，比较老的方法，不过很有效。对于高压断路器每相只有一个静触头的断路器，可采用如图2所示三灯指示法校验，校验是用手动操作，慢慢的使断路器动静触头相接触，如各灯发亮有先有后说明三相不同期，应进行调整，直至试验时各灯同时发亮为止。

(2)示波器法，用示波器法可以测出断路器每相的固有分合闸时间，同时可以直观的看出其是否同期的状况。

(3)周波计法，用周波计可测量出每相动作时间为多少，从而可判定是否同期。如果不同期则进行人工调整。

(4)一些先进的控制装置，如ABB公司的SBI300相位控制技术，还有Switchsync F236合闸角控制装置等。目前国内应用较广泛NSD260系列测控装置采用具有DSP功能的处理芯片，具有较高的处理速度。该装置直接采样8路交流信号，分别是三相电压、三相电流、零序电压和同期电压。这些交流信号经互感器隔离变送后再经滤波电路滤波，然后输入采样保持和A/D转换电路进行电压电流幅值和功率的测量计算，装置采用具有8通道、同步采样保持功能的14位高速A/D转换器，具有较高的数据采集速度和精度。

以上这些调整和控制的方法，前三个方法都还是人工调整，精度不够，第四个利用现在的先进技术进行控制，只是要加装这些装置成本过高，而且使用环境要求高，对一些老旧变电站内的高压断路器不利于使用。

发明内容：

本发明的目的是为了解决目前高压断路器的调整方法不足，提出一种基于可编程序控制器的高压断路器同期调整与控制的方法，该方法不用人工手动调整，容易使用和实现，以PLC控制器为基础解决高压断路器的同期性问题，可实现高压断路器同期问题的自动控制。

实现上述发明目的的技术方案是：它以PLC控制器为核心，完成输入、处理、控制输出，系统应用软件存储于PLC的存储器中，其包括数据准备和在线运行两个阶段。

该PLC控制器的输入接口包括：分闸、合闸指令输入接口，该操作由人工设置参数或进行手动操作；A相、B相、C相分/合到位信号输入接口，该信号由连接在高压断路器辅助触头上的位置开关提供；测A相、B相、C相分/合闸时间信号输入接口，测时间同期性输入接口，此两种接口均由位置开关量提供；

该PLC控制器的输出接口包括：A相合/分闸信号输出接口，该接口信号输出端与控制分合闸线圈连接；B相合/分闸信号输出接口、C相合/分闸信号输出接口，此两个接口也与控制分合闸线圈连接；错误报警信号输出接口，该错误报警信号的报警装置由红、绿两种颜色的灯组成；

所述数据准备阶段包括以下步骤：

(1)在高压断路器投入运行之前利用PLC在高压断路器主触头上测量三相开关的分闸时间和合闸时间；

(2)利用可编程序控制器计算高压断路器的不同期时间，得出不同期时间；

(3)给出三相开关各自的时间补偿量，设置可编程序控制器的参数；

所述在线运行阶段包括以下步骤：

(4)经过数据准备阶段后，高压断路器已经达到同期性要求，投入运行，运行时，把可编程序控制器的A相、B相、C相分/合到位信号输入接口接到高压断路器辅助触头上；

(5)在线测量每一次高压断路器的分闸时间和合闸时间；

(6)在线测量之后，计算出不同期性；

(7)给出下一次分闸、合闸的时间补偿量。

本发明的技术特点及效果：

本发明是基于一种新的，使用可编程序控制器来实现高压断路器同期调整与控制的方法。这种方法是利用PLC在高电压环境里运行的稳定性为前提，利用软件编程来实现的简单、实用、效果理想的调整与控制的方法。

本发明和其它的高压断路器的同期调整与控制方法相比较，其积极效果是：此调整与控制方法能自动完成信号的检测，处理，实现手动自动的切换，抗干扰能力强，适合变电站内环境使用。它解决了过去传统调整方法精度不高和麻烦等诸多问题。并且本控制方法不仅功能实用，而且工作稳定，且易于计算机通讯，实现网络监控，具有广阔的市场前景。

附图说明：

图1为本发明控制方法设计流程图。

图2为本发明的控制系统结构图。

图3为本发明控制方法的PLC接线图。

图4为本发明控制方法的PLC电气原理图。

图5为本发明控制方法的流程框图。

具体实施方式：

以下结合附图及实例详细表述本发明。

如图1所示，本发明的控制方法，首先要确定高压断路器的型式，然后在确定PLC的型号，最后进行编程和控制的实现。

如图2所示，本实施例给出的可编程序控制器控制系统由输入、控制运算和输出三大部分组成，其中：

输入部分由操作按钮和三相分合闸指令信号两部分组成。操作按钮由计算机控制或人工进行手动操作，处理紧急情况。三相分合闸信号测量是利用高压断路器位置开关给出。

控制运算部分以PLC控制器为核心，完成输入、处理、控制输出的系统应用软件存储于PLC的存储器中。PLC控制器功能强大，并且抗干扰能力强，

输出部分包括A、B、C各相开关，给出补偿时间，然后分合闸。

如图3、4所示，该PLC控制器信号输入接口共设置12路，其中三路(0.0、0.1、0.2)分别对应高压断路器三相开关，用来测三相同期输入，当三相开关开始动作时，便开始计时；一路(0.4)用来测三相之间的时间同期性，就是把测得的三相分合闸时间相互求差值，计算不同期时间；两路(0.6、0.7)分别对应分闸和合闸按钮；六路(1.0-1.5)分别对应A相合到位开关、A相分到位开关、B相合到位开关、B相分到位开关、C相合到位开关、C相分到位开关共6个开关信号输入，这六个输入是用来终止计时的。

该PLC控制器的信号输出接口共六路(0.0-0.5)，分别对应A相合闸输出、A相分闸输出、B相合闸输出、B相分闸输出、C相合闸输出、C相分闸输出共六个信号输出。

如图5所示，本发明提出的以可编程序控制器为基础的高压断路器同期调整与控制的方法的实现步骤共分两大部分：第一高压断路器投入运行前，第二高压断路器投入运行后。具体步骤是：

(1)在高压断路器投入运行之前利用PLC在高压断路器主触头上测量三相开关的分闸时间和合闸时间，具体步骤是：i.在高压断路器主触头上接线；ii.手动给分闸指令和合闸指令，用PLC控制器测量分闸时间和合闸时间。测量时间用到输入接口0.0、0.1、0.2和输出接口1.0-1.5，0.0、0.1、0.2是测量计时开始，1.0等6个接口分别为分到位和合到位，用来计时结束。

(2)利用可编程序控制器计算高压断路器的不同期时间，得出不同期时间。这一步用到PLC控制器内部运算，通过编程实现，就还是求三相开关两两之间的差值，最大的就是不同期时间。

(3)利用求的的各相之间的差值，给出三相开关各自的时间补偿量，设置可编程序控制器的参数，为下一次分合闸准备。重复以上步骤直到不同期时间符合高压断路器投入使用要求，把高压断路器投入使用。

所述在线运行阶段包括以下步骤：

(4)经过数据准备阶段后，高压断路器已经达到同期性要求，投入运行，运行时，把可编程序控制器的输入接口接到高压断路器辅助触头上。

(5)在线测量每一次高压断路器的分闸时间和合闸时间，具体步骤是：i.在高压断路器辅助触头上接线；ii.用PLC测量在线运行中的高压断路器的分闸时间和和合闸时间。

(6)在线测量之后，计算出不同期时间。

(7)给出下次分闸、合闸时间补偿量，为下次分合闸准备。

从上述实施例的一个具体的调整与控制过程说明一下本发明的调整与控制效果。

在本实施例中选用ZW-40.5/1600-25型高压永磁真空断路器，在没应用本发明方法之前，做基本短路试验得出数据为：三相分闸不同期为3.2ms，三相合闸不同期时间为2.1ms。在使用本发明方法之后，在相同条件下做基本短路试验得出数据为：三相分闸不同期为2.5ms，三相合闸不同期时间为1.5ms。

从这个数据对比可以看出，由于在高压断路器同期调整与控制中利用了本发明方法，不同期时间明显减小，因此让高压断路器的同期性有很大的提高。

Claims (4)

1.一种基于可编程序控制器的高压断路器同期调整与控制的方法，它以PLC控制器为核心，完成输入、处理、控制输出，系统应用软件存储于PLC的存储器中，其包括数据准备和在线运行两个阶段，其特征在于：

a、该PLC控制器的输入接口包括：分闸、合闸指令输入接口，该操作由人工设置参数或进行手动操作；A相、B相、C相分/合到位信号输入接口，该信号由连接在高压断路器辅助触头上的位置开关提供；测A相、B相、C相分/合闸时间信号输入接口，测时间同期性输入接口，此两种接口均由位置开关量提供；

b、该PLC控制器的输出接口包括：A相合/分闸信号输出接口，该接口信号输出端与控制分合闸线圈连接；B相合/分闸信号输出接口、C相合/分闸信号输出接口，此两个接口也与控制分合闸线圈连接；错误报警信号输出接口，该错误报警信号的报警装置由红、绿两种颜色的灯组成；

所述数据准备阶段包括以下步骤：

(1)在高压断路器投入运行之前利用PLC在高压断路器主触头上测量三相开关的分闸时间和合闸时间；

(2)利用可编程序控制器计算高压断路器的不同期时间，得出不同期时间；

(3)给出三相开关各自的时间补偿量，设置可编程序控制器的参数；

所述在线运行阶段包括以下步骤：

(4)经过数据准备阶段后，高压断路器已经达到同期性要求，投入运行，运行时，把可编程序控制器的A相、B相、C相分/合到位信号输入接口接到高压断路器辅助触头上；

(5)在线测量每一次高压断路器的分闸时间和合闸时间；

(6)在线测量之后，计算出不同期性；

(7)给出下一次分闸、合闸的时间补偿量。

2.根据权利要求1所述的基于可编程序控制器的高压断路器同期调整与控制的方法，其特征在于，该PLC控制器的信号输入接口共设置12路，其中三路分别对应高压断路器三相开关，用来测三相同期输入；一路用来测三相之间的时间同期性；两路分别对应分闸和合闸按钮；六路分别对应A相合到位开关、A相分到位开关、B相合到位开关、B相分到位开关、C相合到位开关、C相分到位开关共6个开关信号输入。

3.根据权利要求1所述的一种基于可编程序控制器的高压断路器同期调整与控制的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的测量三相开关的分闸时间和合闸时间的具体步骤是：i.在高压断路器主触头上接线；ii.手动给分闸指令和合闸指令，用PLC控制器测量分闸时间和合闸时间。

4.很据权利要求1中的所述的一种基于可编程序控制器的高压断路器同期调整与控制的方法，其特征在于，所述步骤(5)中的在线测量分合闸时间的具体步骤是：i.在高压断路器辅助触头上接线；ii.用PLC测量在线运行中的高压断路器的分闸时间和和合闸时间。

Images