CN102664418B - 基于plc在高压statcom中在线监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于PLC在高压STATCOM中在线监控方法，其包括：1）STATCOM风压状态判定；2）STATCOM级联模块中IGBT桥臂温度进行定时采集；3）STATCOM级联模块的母线电压进行跟踪采集；4）上下电逻辑、运行逻辑、对轻重故障判定以及对主控制器参数的读写，采用这种方法具有可靠性高，扩展性强等优点，可以对系统故障进行迅速保护，当有重故障发生时，立即切断系统进线并进行报警，提示技术人员进行检修。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于PLC在高压STATCOM中在线监控方法，其属于电力系统动态无功补偿领域，主要用于智能电网中的无功静态补偿装置的在线监控。
背景技术
静止同步补偿器(STATCOM)是一种新型的基于大功率换流器技术的静止无功补偿装置，通过控制其输出电压的幅值以及相对于系统电压的相位即可控制其发出或吸收无功，从而提高电网功率因素，稳定电网电压。虽然STATCOM可以将数据采集、逻辑判定、故障处理等集合于主控制器中，但这将大大占用主控制器资源，并增加系统开发周期。基于PLC的灵活性,稳定性,可靠性等优点,本装置能够集数据采集、逻辑判定、故障处理、事件记录一体，对高压STATCOM进行在线实时监控。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于PLC在高压STATCOM中在线监控方法。用本监控方法后，STATCOM的模块IGBT左右桥臂温度、模块母线电压、STATCOM风压、主控制器中数据等能实时显示出来，同时对STATCOM系统的逻辑进行判定运算。
本发明的技术解决方案是：一种基于PLC在高压STATCOM中在线监控方法,其包括：1）STATCOM风压状态判定；2）STATCOM级联模块中IGBT桥臂温度进行定时采集；3）STATCOM级联模块的母线电压进行跟踪采集；4）上下电逻辑、运行逻辑、对轻重故障判定以及对主控制器参数的读写。
第一步STATCOM风压状态判定为，风压开关对当前系统的风压进行检测，并与设定值进行比较，高于设定值报系统过压，低于设定值报系统欠压。。
第二步STATCOM级联模块中IGBT桥臂温度进行定时采集为， NTC（热敏电阻）将IGBT桥臂的当前电压信号经由A/D送至模块控制板，模块控制板再将温度数据由主控制器传至PLC进行运算处理。
第三步STATCOM级联模块的母线电压进行跟踪采集为，分压电阻对母线电压分压后将电压信号经由A/D送至模块控制板，模块控制板再将温度数据由主控制器传至PLC进行运算处理。
第四步上下电逻辑、运行逻辑、对轻重故障判定以及对主控制器参数的读写为，1）通过标准MODBUS协议对主控制器进行实时数据的读与写；2）对系统重故障、轻故障信息判定及记录；3）对STATCOM通过逻辑程序来判定当前系统的操作步骤，并对具有时序要求的操作进行逻辑操作。
本发明所述的基于PLC在高压STATCOM中在线监控方法同样适合于高压级联式其他装置的监控，如高压变频器等。
1）NTC（热敏电阻）将IGBT桥臂的当前电压信号经由A/D送至模块控制板，模块控制板再将温度数据由主控制器传至PLC进行运算处理；
2）风压开关对当前系统的风压进行检测，并与设定值进行比较。高于（低于）设定值0.25MP（可调）报系统过压（欠压）；
3）分压电阻对母线电压分压后将电压信号经由A/D送至模块控制板，模块控制板再将温度数据由主控制器传至PLC进行运算处理；
4）通过标准MODBUS协议对主控制器进行实时数据的读与写；
5）对系统重故障、轻故障信息判定及记录；
6）对STATCOM通过逻辑程序来判定当前系统的操作布置，并对具有时序要求的操作进行逻辑操作。
另外本系统带有Profibus和以太网通讯,用于和PC机或者其他设备进行数据传输。
其工作过程是:本在线监控系统的控制关键是PLC，由A/D采集到的IGBT温度信号和母线电压由主控制器传送到PLC中。风压开关则将现场风压和设定风压进行比较，超过（低于）临界值则将过压（欠压）信号送至PLC。用PLC电路及接口电路来采集系统中多路开关量状态.系统将采集到的信号进行逻辑判定,如果判定为故障信号,则根据故障类别来对系统进行处理操作并将相应的故障信息实时显示在人机界面装置中.经由标准MODBUS通讯PLC定时采集模块母线电压、IGBT左右桥臂温度、系统运行时候的电流值（含系统电流，负荷电流，装置电流）、系统运行时候的电压值（含PCC电压，装置电压）、无功功率（含负荷无功，装置无功，系统无功）、光纤上行通讯信息、光纤下行通讯信息.由温度采集模块定时采集三相A,B,C电抗器温度和环境温度，以上所采集温度数据同样实时显示在人机界面装置中,通过对所采集温度进行数据运算,电抗器温度超过120℃则报电抗器温度偏高故障,若电抗器温度超过150℃则报电抗器温度过高故障,环境温度在40℃-50℃之间系统将降额运行,超过50℃则立即停机保护。
本发明有益效果：具有可靠性高，扩展性强等优点，可以对系统故障进行迅速保护，当有重故障发生时，立即切断系统进线并进行报警，提示技术人员进行检修。
附图说明
图1为本发明IGBT温度采样示意图；
图2为本发明模块母线电压采样示意图；
图3为本发明监控系统端子外部图；
图4为本发明程序流程图。
具体实施方式
1）NTC（热敏电阻）将IGBT桥臂的当前电压信号经由A/D送至模块控制板，模块控制板再将温度数据由主控制器传至PLC进行运算处理；
2）风压开关对当前系统的风压进行检测，并与设定值进行比较。高于（低于）设定值0.25MP（可调）报系统过压（欠压）；
3）分压电阻对母线电压分压后将电压信号经由A/D送至模块控制板，模块控制板再将温度数据由主控制器传至PLC进行运算处理；
4）通过标准MODBUS协议对主控制器进行实时数据的读与写；
5）对系统重故障、轻故障信息判定及记录；
6）对STATCOM通过逻辑程序来判定当前系统的操作布置，并对具有时序要求的操作进行逻辑操作。
如图所示,图1、2所示为本监控系统IGBT温度采样和母线电压采样示意图，IGBT温度采样主要由一NTC负温度系数热敏电阻与电阻串联，将NTC两侧温度采集至模块控制板进行运算放大隔离后送到主控制器，PLC再通过查询指令进行数据读取。模块母线电压采样则由分压电阻对其进行分压后，将分压电阻侧电压采集至模块控制板进行运算放大隔离后送到主控制器，PLC再通过查询指令进行数据读取。
图3所示为本监控系统对外接线示意图。其中X0-X7依次连接主控就绪、主控重故障、主控轻故障、备用、DCS运行、DCS停机、DCS复位、DCS声光报警复位。X10-X17依次连接用户断路器状态、控制电源1#检测、控制电源2#检测、门开关信号、风压开关欠压、散热风机电源状态、刀开关状态。X20-X27依次连接STATCOM断路器状态、散热风机状态、FC侧断路器状态、FC侧刀闸状态、急停按钮状态、风压开关过压、备用。Y0-Y7依次连接STATCOM断路器分闸、STATCOM断路器合闸允许、备用、STATCOM运行、用户断路器分闸、用户断路器合闸、声光报警、高压已合，Y11-Y12依次连接FC侧断路器分闸、FC侧断路器合闸允许，Y13-Y17留为备用。温度采集模块的CH1-CH4分别连接电抗器A、B、C相温度和环境温度。
图4所示为本监控系统程序流程图。程序由主程序开始执行，上电瞬间系统初始化完毕后执行逻辑判定子程序，有故障发生则故障处理，无故障则依次执行以下程序：主控制器通讯、故障记录、参数权限判定、系统温度。完成以上程序后返回主程序继续轮询执行，若在程序执行的过程中发生主控侦测类故障，立即中断处理，处理完毕后返回中断前一刻程序段继续执行。另外程序还将定时对母线电压来实现数据采集。
Claims (1)
1. 基于PLC在高压STATCOM中在线监控方法,其包括：1）STATCOM风压状态判定，风压开关对当前系统的风压进行检测，并与设定值进行比较，高于设定值报系统过压，低于设定值报系统欠压；2）STATCOM级联模块中IGBT桥臂温度进行定时采集，NTC（热敏电阻）将IGBT桥臂的当前电压信号经由A/D送至模块控制板，模块控制板再将温度数据由主控制器传至PLC进行运算处理；3）STATCOM级联模块的母线电压进行跟踪采集，分压电阻对母线电压分压后将电压信号经由A/D送至模块控制板，模块控制板再将温度数据由主控制器传至PLC进行运算处理；4）上下电逻辑、运行逻辑、对轻重故障判定以及对主控制器参数的读写，通过标准MODBUS协议对主控制器进行实时数据的读与写；对系统重故障、轻故障信息判定及记录；对STATCOM通过逻辑程序来判定当前系统的操作步骤，并对具有时序要求的操作进行逻辑操作。
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