本发明专利技术公开了一种基于PLC的110kV变电站直流电源系统备用装置，包括PLC可编程控制器、24V直流开关电源、辅助继电器K1、K2，24V直流开关电源为PLC可编程控制器提供工作电源；当站用主、备直流充电机全故障或由于集中监控器工况异常导致蓄电池组端电压下降时，该装置能自动将站内试验电源屏上的直流电源输出与站内直流合闸母线导通，提供应急备用充电电源并上送事故警报信号至主站和分站后台机，为运维检修人员采取紧急消缺措施争取宝贵时间。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及供电
，尤其涉及的是一种基于PLC的110kV变电站直流电源系统备用装置。
技术介绍
鉴于变电站内各类直流负荷的重要性，变电站直流系统的整体可靠性和稳定性就自然而然的成为了保证全站设备安全运行的首要前提。直流充电模块作为直流系统的重要组成部分，其作用是将三相交流电转换为符合蓄电池组充电特性的可控直流，一方面对蓄电池组进行浮充电和提供合闸输出，另一方面通过降压单元接至控母，为负载提供正常的工作电流。集中监控器通常安装在直流电源屏上，负责对直流系统各单元的运行状态进行全面的监视和控制。设置变电站试验电源屏的初衷是为站内设备电气试验提供交流380V、220V以及在一定输出电压范围内无极可调的直流电源。虽然直流系统对充电模块的要求是以N+1冗余的热备用方式工作，但是考虑到部分变电站内设备运行环境恶劣及设备老化等不利因素，即便现有技术方案已考虑冗余，却并非万无一失。此外，集中监控器一旦故障，对各直流充电机失去控制，若此时，恰有充电模块发生故障，直流系统失电的危险性也将大大增加。当前针对直流充电模块和集中监控器故障的消缺手段一般是先查回路，无问题再查硬件，如果确定是充电模块或装置板件损坏则必须紧急协调备品备件进行更换处理。无论上述哪种方法，都会不可避免的使直流系统在某个时间段(时间长短视消缺耗时而定)内只能靠蓄电池组临时支撑，若最后一道屏障再出故障，全站直流负荷将失电，后果不堪设想。
技术实现思路
本专利技术针对110kV变电站单套直流电源系统运行风险，研制了一种基于PLC的变电站直流电源系统备用装置。本专利技术的技术方案如下：一种基于PLC的110kV变电站直流电源系统备用装置，包括PLC可编程控制器、24V直流开关电源、辅助继电器K1、K2，24V直流开关电源为PLC可编程控制器提供工作电源；PLC可编程控制器的输入端子R1连接公共测控屏，采集直流集中控制器装置异常的硬接点信号，PLC可编程控制器的RS485通讯端口与直流充电模块RS485总线连接采集包括当前各充电模块的输出电流、蓄电池组的端电压、备用充电电源回路的实时电流、所有主、备直流充电模块的故障信号在内的量，其中直流集中控制器装置异常的硬接点信号、所有主、备直流充电模块的故障信号为开关量；当前各充电模块的输出电流、蓄电池组的端电压、备用充电电源回路的实时电流为模拟量；在一个完整的工作周期内，PLC以扫描方式依次读入上述所有开关量、模拟量，基于预设工作流程来完成一轮逻辑运算，依据逻辑运算的结果刷新PLC可编程控制器的开出量；辅助继电器K1、K2由PLC可编程控制器控制，辅助继电器K1控制常开接点K11、K12的通断，常开接点K11、K12分别连接试验电源直流端子和蓄电池组母线正电和负电，辅助继电器K2控制常开接点K21的通断，常开接点K21连接在公共测控屏备用端子，用来上传一硬接点信号给公共测控屏，信号名称为：直流充电系统故障、备用电源装置投入；当站用主、备直流充电机全故障或由于集中监控器工况异常导致蓄电池组端电压下降时(蓄电池组独立带全站负荷，持续放电的必然结果)，该装置能自动将站内试验电源屏上的直流电源输出与站内直流合闸母线导通，提供应急备用充电电源并上送事故警报信号至主站和分站后台机，为运维检修人员采取紧急消缺措施争取宝贵时间。。所述的110kV变电站直流电源系统备用装置，PLC可编程控制器的动作逻辑设置为下列所有信号的与门：直流集中控制器装置异常输入启动信号，所有主、备直流充电模块故障输入启动信号，各充电模块输出电流为0输入启动信号，蓄电池组的端电压低于
浮充电压的最低允许值输入启动信号；上述启动信号在一个采样周期内同时报出时，PLC可编程控制器输出动作信号，使备用充电电源投入工作；否则PLC可编程控制器可靠不动作，防止由于个别启动信号误报造成备用充电电源误投，致使多路交直流电源之间发生串电；备用充电电源回路导通后，PLC可编程控制器即将该回路的充电电流数据通过485通讯协议实时上送给上位机。PLC可编程控制器的返回逻辑为或门：蓄电池组的端电压高于其浮充电压限值输入返回信号，回路输出电流大于浮充电流限值输入返回信号，上述信号有任一信号发出时该装置应可靠返回；当PLC开出动作信号时，可直接驱动辅助继电器动作，来闭合其相应的常开接点。本装置共选配了两组带自保持功能的辅助继电器K1、K2，其中辅助继电器K1的常开接点K11、K12用来实现试验电源屏直流电源的开入导通，其中辅助继电器K2的常开接点K21用来上送一硬接点信号给公共测控屏，信号名称为：直流充电系统故障、备用电源装置投入；当满足PLC返回信号，辅助继电器K1、K2应可靠返回，断开试验电源直流端子，停止充电。本专利技术的优点在于通过增设本装置能够大幅提高110kV变电站单套直流电源系统的可靠性和稳定性。特别是在直流系统发生诸如直流充电模块全故障，蓄电池组失去充电电源之类的紧急情况时，能够迅速准确的投入，帮助维持蓄电池组的端电压，为运维检修人员采取紧急消缺措施争取了宝贵的时间。附图说明图1为本专利技术的装置原理示意图；图2为本专利技术用户程序动作逻辑；图3为本专利技术用户程序返回逻辑；具体实施方式以下结合具体实施例，对本专利技术进行详细说明。通过选用成熟的工业自动化用PLC可编程控制器(西门子S7-300PLC)，实现本装置的采集、运算和执行。其结构如图1所示，包括PLC可编程控制器(西门子S7-300PLC)、24V直流开关电源，24V直流开关电源为PLC可编程控制器提供工作电源；PLC可编程控制器的输入端子R1连接公共测控屏，采集直流集中控制器装置异常(故障)的硬接点信号，PLC可编程控制器的RS485通讯端口与直流充电模块RS485总线连接；PLC可编程控制器控制辅助继电器K1、K2，辅助继电器K1控制K11、K12常开接点的通断，K11、K12分别连接试验电源直流端子和蓄电池组母线正电和负电，辅助继电器K2控制常开接点K21的通断，作为一个硬接点信号连接在公共测控屏。采集过程：PLC开入量中既有开关量，也有模拟量。开关量主要包括：1、直流集中控制器装置异常(故障)的硬接点信号(取自公共测控屏)；2、所有主、备直流充电模块的故障信号(PLC自带RS485通讯功能，可直接从直流充电模块的485总线上采入)。模拟量(从直流充电模块的485总线上采入)主要包括：1、当前各充电模块的输出电流；2、蓄电池组的端电压；3、备用充电电源回路的实时电流等。在一个完整的工作周期内，PLC以扫描方式依次读入上述所有开入量，而后，基于预设工作流程(即梯形图)来完成一轮逻辑运算，依据逻辑运算的结果刷新PLC可编程控制器的开出量。运算过程：PLC可编程控制器的动作逻辑(如图2所示)设置为下列所有信号的与门：直流集中控制器装置异常输入启动信号，所有主、备直流充电模块故障输入启动信号，各充电模块输出电流为0输入启动信号，蓄电池组的端电压低于浮充电压的最低允许值输入启动信号。上述启动信号在一个采样周期内同时报出时，PLC可编程控制器输出动作信号，使备用充电电源投入工作；否则PLC可编程控制器可靠不动作，防止由于个别启动信号误报造成备用充电电源误投，致使多路交直流电源之间发生串电。备用充电电源回路导通后，PLC装本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于PLC的110kV变电站直流电源系统备用装置，其特征在于，包括PLC可编程控制器、24V直流开关电源、辅助继电器K1、K2，24V直流开关电源为PLC可编程控制器提供工作电源；PLC可编程控制器的输入端子R1连接公共测控屏，采集直流集中控制器装置异常的硬接点信号，PLC可编程控制器的RS485通讯端口与直流充电模块RS485总线连接采集包括当前各充电模块的输出电流、蓄电池组的端电压、备用充电电源回路的实时电流、所有主、备直流充电模块的故障信号在内的量，其中直流集中控制器装置异常的硬接点信号、所有主、备直流充电模块的故障信号为开关量；当前各充电模块的输出电流、蓄电池组的端电压、备用充电电源回路的实时电流为模拟量；在一个完整的工作周期内，PLC以扫描方式依次读入上述所有开关量、模拟量，基于预设工作流程来完成一轮逻辑运算，依据逻辑运算的结果刷新PLC可编程控制器的开出量；辅助继电器K1、K2由PLC可编程控制器控制，辅助继电器K1控制常开接点K11、K12的通断，常开接点K11、K12分别连接试验电源直流端子和蓄电池组母线正电和负电，辅助继电器K2控制常开接点K21的通断，常开接点K21连接在公共测控屏备用端子，用来上传一硬接点信号给公共测控屏，信号名称为：直流充电系统故障、备用电源装置投入；当站用主、备直流充电机全故障或由于集中监控器工况异常导致蓄电池组端电压下降时，该装置能自动将站内试验电源屏上的直流电源输出与站内直流合闸母线导通，提供应急备用充电电源并上送事故警报信号至主站和分站后台机。...
【技术特征摘要】
1.一种基于PLC的110kV变电站直流电源系统备用装置，其特征在于，包括PLC可编程控制器、24V直流开关电源、辅助继电器K1、K2，24V直流开关电源为PLC可编程控制器提供工作电源；PLC可编程控制器的输入端子R1连接公共测控屏，采集直流集中控制器装置异常的硬接点信号，PLC可编程控制器的RS485通讯端口与直流充电模块RS485总线连接采集包括当前各充电模块的输出电流、蓄电池组的端电压、备用充电电源回路的实时电流、所有主、备直流充电模块的故障信号在内的量，其中直流集中控制器装置异常的硬接点信号、所有主、备直流充电模块的故障信号为开关量；当前各充电模块的输出电流、蓄电池组的端电压、备用充电电源回路的实时电流为模拟量；在一个完整的工作周期内，PLC以扫描方式依次读入上述所有开关量、模拟量，基于预设工作流程来完成一轮逻辑运算，依据逻辑运算的结果刷新PLC可编程控制器的开出量；辅助继电器K1、K2由PLC可编程控制器控制，辅助继电器K1控制常开接点K11、K12的通断，常开接点K11、K12分别连接试验电源直流端子和蓄电池组母线正电和负电，辅助继电器K2控制常开接点K21的通断，常开接点K21连接在公共测控屏备用端子，用来上传一硬接点信号给公共测控屏，信号名称为：直流充电系统故障、备用电源装置投入；当站用主、备直流充电机全故障或由于集中监控器工况异常导致蓄电池组端电压下降时，该装置能自动将站内试验电源屏上的直流电源输出与站内直流合闸母线...
【专利技术属性】
技术研发人员：张昌，吴景，田野，胡晓燕，任尚伟，刘朋蓓，任志帅，王凯，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司东营供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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