CN201464907U - Gis光纤环网plc控制系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种变电站GIS二次控制系统，即GIS光纤环网PLC控制系统，该系统采用常规继电器加PLC控制系统设计，远控操作由PLC实现，就地控制由继电器实现，变电站中的每一个间隔的GIS设备装备一套独立的PLC远控控制器和常规就地控制继电器，间隔内GIS设备控制和联锁由PLC编程和变电站接线形式实现，各间隔PLC通过光纤环网连接至变电站综自系统，本系统PLC控制系统采用模块式结构搭建，远传采用先进的无线光纤环网，为用户提供了一种成本低，高可靠，易于维护的变电站GIS二次自动化控制系统。

Description

GIS光纤环网PLC控制系统
技术领域
本实用新型涉及变电站GIS二次控制系统，特别是GIS光纤环网PLC控制系统。
背景技术
GIS是采用SF6气体作为绝缘介质的金属封闭开关设备，它是由断路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器等高压电器组合而成的高压配电装置，与传统敞开式配电装置相比，GIS具有占地面积小、元件全部密封不受环境干扰、运行可靠性高、检修周期长、运行费用低等优点，GIS二次控制系统是控制操作GIS开关分合动作、监视GIS运行状态参数的控制装置，现有GIS二次控制主要有两种：
1、就地控制柜采用继电器控制，遥控采用电缆连接至中控室自动装置，这种控制方式控制电缆量大，维护工作量大，不易实现自动化。
2、控制和保护都放至就地控制柜，采用微机控制系统，这种方案较先进，但是系统较为复杂，造价高，维护难度大，多为国外公司产品，与国内设备互联性差。
显然，现有的两个技术方案均不能很好满足国内GIS二次控制的低成本、自动化、易维护、与国内设备互联性好的要求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于为用户提供一种低成本，高可靠，易于维护和实现自动化的变电站GIS二次自动化控制系统。
本实用新型的技术方案是：由于GIS的二次控制大多是逻辑控制，模拟量较少，这恰是PLC的长处，所以新方案采用常规继电器控制加PLC控制设计，其中变电站每个间隔的GIS设备配备一套独立的远控控制器和常规就地控制继电器，远控操作由PLC远控控制器实现，就地控制由就地控制继电器实现，间隔内联锁由PLC编程实现，各个间隔通过光纤环网连接至变电站综自系统，PLC远控控制器采用模块化结构，包括电源模块、CPU模块、通讯模块、开入模块、开出模块和模拟量模块，各模块安装固定在控制柜的底板单元上，各模块的供电由电源模块和底板上的电源总线实现，各模块与CPU的数据通讯和数据交换通过底板上的数据总线实现，各个间隔GIS设备的远控操作和间隔内联锁由PLC编程实现；各个间隔通过光纤环网连接至变电站综自系统，实现数据的无线传输，不仅节省了大量的连接电缆，而且大大降低了系统的维护工作量，提高了电力系统运行效率和自动化水平。
所述PLC控制器中电源模块外接24伏直流电源，为系统提供工作电源；通讯模块与光纤环网相接，为系统提供远传服务；开入模块与GIS设备中的断路器、隔离开关、接地开关的分合位置开关及就地控制继电器中的近控/远控选择开关、联锁/旁路选择开关相接，向PLC提供GIS设备中各开关的状态和两个选择开关的位置信号；GIS设备中的断路器、隔离开关、接地开关的分合位置开关还经就地控制器中的近控/远控选择开关、联锁/旁路选择开关与各自的分/合开关相接后接入控制电源，两个选择开关的位置由PLC的开出模块输出决定，同时也确定了GIS设备中各个开关的开合动作；各种报警信号也直接连入开入模块，经PLC的CPU处理后，向相关报警电路发出报警信号；开出模块的PLC远控控制信号与就地控制继电器中的近控/远控选择开关相接、开出模块的开关逻辑联锁信号与就地控制继电器中的联锁/旁路选择开关相接，经PLC的CPU处理后的远控信号和逻辑联锁信号输出到两个选择开关，实现对GIS设备中断路器、隔离开关、接地开关的分、合开关动作控制和各个开关之间的联锁保护；模拟量模块与GIS设备中的电压变送器、电流变送器、SF6气体密度表相接，监控着系统中电压、电流、SF6气体密度的变化.
本实用新型PLC控制器采用施耐德QUANTUM自动化平台，选用配套的模块搭建的GIS二次控制系统，不仅智能化程度高，可实现对GIS运行状态的监控，实现对GIS远控近控操作等，还具有良好的人机界面，可实现变电站的智能化管理和无人职守化控制，此外，由于是根据国内高压设备选用，所以与国内设备互联性好。
附图说明
图1是本实用新型系统示意图；
图2是本实用新型一个典型间隔的电连接示意图。
具体实施方式
图1是本实用新型系统示意图，来自变电站综自系统的各项命令通过光纤环网传至各个间隔的PLC控制器中的通讯模块，经PLC控制器中的CPU模块进行处理后，通过其开出模块输出到对应的就地控制继电器中的近控/远控选择开关和联锁/旁路选择开关，实现对本间隔内GIS设备中的断路器、隔离开关、接地开关的分、合开关动作控制和各个开关之间的联锁保护；各个间隔内GIS设备的各种运行状况信号及报警信号输入到开入模块，经CPU模块进行处理后，就地报警信号由现场控制柜面板上信号指示灯显示，各种运行状况和报警信号的远传由PLC的开入模块采集后，通过通信模块经过光纤环网传递至变电站综自系统的中控室进行显示和报警，本系统中的间隔数n由变电站具体GIS设备数决定。
图2为本实用新型一个典型间隔的电连接示意图，该间隔包括一个PLC远控控制器和一个就地控制继电器，对本间隔内的GIS设备运行状态进行监控，并实现对本间隔内GIS设备远控/近控操作及联锁控制保护，每一个间隔中具体控制回路数由对应间隔的GIS设备开关数决定。
以一个较典型的GIS设备为例，它包括三个接地开关ES，两个隔离开关DS，一个断路器CB，一个电流变送器TA，一个电压变送器TV和一个SF6气体密度表，就地控制继电器中就相应有六路控制回路分别对三个接地开关ES，两个隔离开关DS和一个断路器CB进行控制，其中电源模块外接24伏直流电源，为系统提供工作电源；通讯模块与光纤环网相接，为系统提供远传服务；开入模块与GIS设备中的断路器CB，隔离开关DS1、DS2，接地开关ES1、ES2、ES3的分合位置开关及就地控制继电器中的近控/远控选择开关、联锁/旁路选择开关相接，向PLC提供GIS设备中各开关的状态和两个选择开关的位置信号；GIS设备中的断路器CB，隔离开关DS1、DS2，接地开关ES 1、ES2、ES3的的操作机构经就地控制器中的近控/远控选择开关、联锁/旁路选择开关与各自的分/合开关相接后接入控制电源，两个选择开关的位置决定了GIS设备中各个开关的开合动作；各种报警信号也直接连入开入模块，经PLC的CPU处理后，向相关报警电路发出报警信号；开出模块的PLC远控控制信号与就地控制继电器中的近控/远控选择开关相接、开出模块的开关逻辑联锁信号与就地控制继电器中的联锁/旁路选择开关相接，经PLC的CPU处理后的远控信号和逻辑联锁信号输出到两个选择开关，实现对GIS设备中断路器、隔离开关、接地开关的分、合开关动作控制和各个开关之间的联锁保护，比如：ES3闭合时DS2不可闭合，CB闭合时DS1、DS2不能动作等，GIS中各个开关的动作及具体联锁关系由电站接线形式和PLC编程实现；模拟量模块与GIS设备中的电压变送器、电流变送器、SF6气体密度表相接，监控着系统中电压、电流、SF6气体密度的变化.
本系统由于输入开关量较多，故采用了两个开入模块。
本系统工作时，PLC远控控制器首先通过开入模块采集间隔中GIS设备中各开关的开/闭位置信号，通过程序判断每个开关的动作联锁关系，由PLC编程实现的控制信号和开关逻辑联锁信号由其开出模块输出到就地控制继电器中，通过控制近控/远控选择开关和联锁/旁路选择开关，实现对GIS设备中的断路器、隔离开关、接地开关的操作、联锁和控制。
间隔内的各种运行状况信号及报警信号也输入到开入模块，比如：汇控柜断电信号，DS/ES控制电源断电信号，信号电源断电信号，DS/ES电机电源断电信号，TV二次断电信号，SF6气室补气信号，CB低气压闭锁信号，合闸簧储能信号，弹簧储能超时信号，加热器启动信号等，报警信号是GIS及其控制部分发生运行故障或者某些部件发生状态转变时发出的信号，由PLC开入模块采集报警信号，经CPU模块进行处理后，就地报警信号由现场控制柜面板上信号指示灯显示，远传报警信号由通信模块经光纤环网传递至变电站综自系统的中控室，报警信号通常包括GIS间隔各控制部分断电信号、GIS气室中SF6气体低气压信号、各开关电动机构故障信号等。
采用本实用新型方案后，提高了变电站GIS二次控制的自动化水平，降低电力系统维护成本，电缆用量节省70％以上，而且大大降低了系统的维护工作量，提高了电力系统运行效率和自动化水平。

Claims (4)

1.一种GIS光纤环网PLC控制系统，其特征在于：变电站中每个间隔的GIS设备配备一套独立的远控控制器和常规就地控制继电器，各个间隔通过光纤环网连接至变电站综自系统。
2.根据权利要求1所述的GIS光纤环网PLC控制系统，其特征在于：所述远控控制器采用模块化结构，包括电源模块、CPU模块、通讯模块、开入模块、开出模块和模拟量模块，各模块安装固定在控制柜的底板单元上，各模块的供电由电源模块和底板上的电源总线实现，各模块与CPU的数据通讯和数据交换通过底板上的数据总线实现。
3.根据权利要求1或2所述的GIS光纤环网PLC控制系统，其特征在于：所述远控控制器中电源模块外接24伏直流电源，通讯模块与光纤环网相接，开入模块与GIS设备中的断路器、隔离开关、接地开关的分/合位置开关及就地控制继电器中的远控/近控选择开关、联锁/旁路选择开关相接，各种报警信号也直接连入开入模块，开出模块的PLC远控控制信号与就地控制继电器中的近控/远控控制电路相接、开出模块的开关逻辑联锁信号与就地控制继电器中的联锁/旁路选择开关相接，模拟量模块与GIS设备中的电压变送器、电流变送器、SF6气体密度表相接。
4.根据权利要求1所述的GIS光纤环网PLC控制系统，其特征在于：所述PLC远控控制器采用施耐德QUANTUM自动化平台。
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