專利名稱：一種基于plc的刀閘控制方法和系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及電力系統的刀閘控制技術領域，具體涉及一種利用PLC判斷操作條件的刀閘電氣控制方法和系統。
背景技術：
刀閘是一種能看到斷開點的隔離開關。電力系統中的刀閘包括隔離刀閘和接地刀閘。電力系統中通過分開隔離刀閘將停電設備與帶電設備隔開；又通過合上接地刀閘使停電設備與大地連通，使工作人員能安全地接觸該停電設備。圖1表示一個間隔內的刀閘連接示意圖，也就是母線上所接的一條供電線路的一次接線圖。一般一條母線上可接多條線路，也就是有多個間隔。每個間隔內的刀閘的閉鎖回路，只牽涉到本間隔的刀閘的位置，與其它間隔內的刀閘的位置無關。如圖1所示，母聯開關GBM接于母線1M、2M之間，母線側隔離刀閘1G、2G的一端分別對應連接母線1M、2M，另一端并聯后依次通過開關DL、線路側隔離刀閘4G與后續的線路相連，串聯的開關DL和線路側隔離刀閘4G的中間和兩端分別通過線路側接地刀閘04G1、母線側接地刀閘02G、線路側接地刀閘04G2接地。線路有壓繼電器YJS與所述的后續的線路相連，用于檢測后續線路是否帶電。這是因為，雖然線路的一側(靠近母線側)的開關、刀閘已分開，有可能線路的對側的開關、刀閘沒分開，此時線路仍處于帶電狀態。通常，線路除了會進行停電或送電操作外，還會進行倒母線操作。倒母線是指在線路不停電的情況下，通過合上母聯開關GBM，將線路從一條母線上轉到另一條母線上。倒母線操作的順序為:合母聯開關一合I母線側隔離刀閘IG (I母線側隔離刀閘IG在分位時)；或合2母線側隔離刀閘G2 (2母線側隔離刀閘G2在分位時)。根據電氣操作的一些規定如:相鄰的隔離刀閘和接地刀閘即之間沒有間隔其他刀閘的隔離刀閘和接地刀閘，不能同時在合位，以防止造成運行線路接地；刀閘不能帶電分、合，在操作某刀閘前，必需斷開其與前后線路的連接等。現有技術中，刀閘的電氣操作回路是通過串聯相應的開關、隔離刀閘、接地刀閘、線路有壓繼電器的輔助接點來判斷某刀閘的分、合閘條件是否滿足。輔助接點是用于表示開關、隔離刀閘、接地刀閘、線路有壓繼電器等的位置信息的開關量。某具體刀閘的電氣操作回路需要串接哪些輔助接點，即該刀閘的操作條件，與該刀閘所在間隔內的開關、隔離刀閘、接地刀閘、線路有壓繼電器的位置分布特點有關。根據圖1，我們可以得到其刀閘的電氣操作回路的接線圖，如圖2所示。圖2中，L、N分別表示電源火線和電源零線。DL’、02G’、4G’、2G’、1G’、04G1’、04G2’、YJS’、GBM’分別表示開關DL、母線側接地刀閘02G、線路側隔離刀閘4G、母線側隔離刀閘2G、1G、線路側接地刀閘04G1、04G2、線路有壓繼電器YJS、母聯開關GBM的輔助接點。它們如圖2串聯在各刀閘的電氣操作回路中，構成各刀閘的分、合閘條件。只有當相關的開關、隔離刀閘、接地刀閘、線路有壓繼電器的輔助接點導通時，電源L才能到達該刀閘的機構箱，此時可以操作該刀閘分、合閘。刀閘機構箱是刀閘的電氣操作機構，包括電機、交流接觸器、熱偶、分、合閘按鈕、分合位行程開關等。當刀閘在分位時，分合位行程開關能接通機構箱內部的合閘回路，此時可進行刀閘的合閘操作(不能進行分閘操作)；當刀閘在合位時，分合位行程開關能接通機構箱內部的分閘回路，可以進行刀閘的分閘操作(不能進行合閘操作)。總之，只要外電源接入到刀閘的機構箱，就可以在機構箱內進行該刀閘的分、合閘操作。五防鎖是一種防止誤操作的小開關。五防鎖的常開開關串聯在刀閘電氣控制回路中，當使用正確的五防鎖鑰匙插入該五防鎖時，五防鎖的常開接點閉合，該刀閘的電氣控制回路導通，此時可正常操作刀閘分合。使用五防鎖，能防止工作人員誤操作刀閘，避免事故發生。從圖1和圖2中我們可以看出，當圖1中刀閘的閉鎖條件多時，圖2中刀閘的電氣操作回路的閉鎖輔助接點也多，回路接線復雜，電氣操作回路調試非常困難。現有的刀閘電氣操作回路，存在以下弊端:I)輔助接點不能重復使用，縛設電纜過多:一把刀閘的電氣操作回路使用了某開關的輔助接點，如果另一把刀閘也要使用該開關的輔助接點，則可能需要給該開關引入另一對輔助接點并敷設另外的電纜；另外，除了刀閘電氣操作回路需要用到輔助接點外，測控屏等設備也需要接收刀閘的位置信息開關量，那么還要另外縛設輔助接點和電纜給所述測控屏等設備，使得回路接線較為復雜；2)更改閉鎖條件困難:如果要更改某刀閘的閉鎖條件，需要更改線路接線，需要從電纜槽里挖出電纜，從新·接入到相關刀閘的輔助接點。PLC:英文program logic control,可編程邏輯控制器,是一種由可編程芯片判斷邏輯的電氣控制器。其主要特點是用內部大量已定義的各種輔助繼電器，代替傳統的機械觸點繼電器，又通過軟件編程方式用內部邏輯關系代替實際的電路連接線。尤其是對于邏輯關系較為復雜的觸點信號處理及操作出口控制，采用PLC編程能使方案設計工作變得更加簡單方便。
發明內容
本發明所要解決的技術問題，就是提供一種基于PLC的刀閘控制方法，使刀閘的電氣操作回路接線簡單，操作過程安全可靠，檢修、改裝方便。解決上述技術問題，本發明采取的技術方案如下:一種基于PLC的刀閘控制方法，包括如下步驟:I)將母線上的母聯開關和某間隔內的開關、隔離刀閘、接地刀閘、線路有壓繼電器的位置信息開關量輸入到PLC ；2)將電源的火線、零線和各刀閘的機構箱接入PLC ；3)根據該間隔內各開關、隔離刀閘、接地刀閘、線路有壓繼電器的位置特點在PLC內編程定義各刀閘的操作條件；4)操作各刀閘時，先由PLC判斷各刀閘的操作條件是否滿足，決定是否將電源接入相應刀閘的機構箱，從而控制該刀閘是否可被操作。當PLC檢測到滿足某刀閘的操作條件時，PLC內相應的輔助繼電器的常開接點閉合，使該刀閘的機構箱接通電源，即給該刀閘的機構箱通電，如此可操作該刀閘的分合；當PLC檢測到該刀閘的操作條件沒有全部滿足時，PLC內與該刀閘的機構箱相連的輔助繼電器就不會閉合，電源無法到達該刀閘的機構箱，不能操作該刀閘的分合。本發明引入PLC，利用PLC判斷刀閘的操作條件，不但能完全取代現有技術中的刀閘的電氣操作回路，而且能有效簡化刀閘電氣操作回路的接線，使刀閘的電氣操作回路更加可靠，且檢修和改裝更加方便。作為對本發明的一種改進，為了加強本發明的安全性，防止誤操作，所述機構箱的輸入端上還串聯有一五防鎖。所述PLC上還設有用于將其接收到位置信息開關量發送給其他外設如測控屏的通訊接口。本發明還提供一種基于PLC的刀閘控制系統，包括母線上的母聯開關和某間隔內的開關、隔離刀閘、接地刀閘、線路有壓繼電器，及交流電源和各刀閘的機構箱，所述母聯開關、開關、隔離刀閘、接地刀閘、線路有壓繼電器都具有輔助接點，所述刀閘控制系統還包括PLC，所述母聯開關、開關、隔離刀閘、接地刀閘、線路有壓繼電器的輔助接點的一端與所述PLC的X輸入端子一一對應相連，它們的另一端并聯后接入PLC的COM輸入端子，以向所述PLC發送位置信息開關量,各所述刀閘的機構箱的一輸入端與所述PLC的Y輸出端子對應相連，各所述刀閘的機構箱的另一輸入端并聯后接入所述交流電源的零線，交流電源的火線接入PLC上相應的COM輸出端子；根據該間隔 內各開關、隔離刀閘、接地刀閘、線路有壓繼電器的位置特點在PLC內編程定義各刀閘的操作條件，操作各刀閘時，先由PLC判斷各刀閘的操作條件是否滿足，決定是否將所述交流電源接入相應刀閘的機構箱，從而控制該刀閘是否可被操作。作為本發明系統的一種改進，所述機構箱與與其相連的PLC的Y輸出端子之間串聯有一五防鎖，用于加強本系統的安全性，防止誤操作。所述PLC上還設有用于將其接收到位置信息開關量發送給其他外設如測控屏的通訊接口。相對現有技術，本發明具有如下有益效果:I)有利于減少輔助接點的數量，簡化電路接線:利用PLC判斷刀閘的操作條件，只需將本間隔內的開關、隔離刀閘、接地刀閘等的位置信號開關量接入到PLC內，作一次接線，各刀閘的操作條件的判斷都通過PLC內軟件實現，無需給所述開關、隔離刀閘、接地刀閘等設置多對輔助接點，也無需敷設多條電纜；2)更改閉鎖條件容易:當需要更改刀閘操作回路的閉鎖條件時，只需更改PLC內的程序，無需拆除原有電纜更改接線；3)具有通訊功能:PLC里配有通訊接口，可將輸入到PLC的開關、隔離刀閘、接地刀閘的位置信息開關量通過通訊線傳輸到其它多種設備，能避免再次縛設電纜監測位置的重復工作。
圖1表示一個間隔內的刀閘的連接示意圖；圖2表示圖1中刀閘的電氣操作回路的接線圖；圖3是對應于圖2的基于PLC的刀閘的電氣操作回路的接線示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖1、3對本發明的一種基于PLC的刀閘控制方法和系統作進一步描述:本發明的一種基于PLC的刀閘控制系統包括母線1M、2M上的母聯開關GBM和某間隔內的開關DL、隔離刀閘1G、2G、4G、接地刀閘02G、04G1、04G2、線路有壓繼電器YJS，及PLC，交流電源I和各刀閘的機構箱2及若干個五防鎖3，開關DL、隔離刀閘1G、2G、4G、接地刀閘02G、04G1、04G2、母聯開關GBM、線路有壓繼電器YJS的輔助接點DL，、1G，、2G，、4G’、02G，、04G1’、04G2’、GBM’、YJS’的一端與PLC的Xl X9輸入端子——對應相連，它們的另一端并聯后接入PLC的COM輸入端子，向PLC發送位置信息開關量，便于PLC可以通過其通訊接口向其他需要獲取這些元件的位置信息開關量的外設如測控屏共享信息，無需給所述外設配置另外的輔助接點和相應的連接線。各刀閘1G、2G、4G、02G、04G1、04G2的機構箱2的一輸入端與PLC的Yl Y6輸出端子——對應相連，各刀閘1G、2G、4G、02G、04G1、04G2的機構箱2的另一輸入端并聯后接入交流電源I的零線N，交流電源I的火線L接入PLC上相應于輸出端子Yl Y6的COM輸出端子。五防鎖3串聯在刀閘1G、2G、4G、02G、04G1、04G2的機構箱2的輸入端與PLC上相應的輸出端子Yl Y6之間，用于加強本系統的安全性，防止誤操作。根據圖1中該間隔內開關DL、隔離刀閘1G、2G、4G、接地刀閘02G、04G1、04G2、線路有壓繼電器YJS的位置特點，在PLC內編程定義各刀閘1G、2G、4G、02G、04G1、04G2的操作條件，由PLC判斷各刀閘1G、2G、4G、02G、04G1、04G2的操作條件是否滿足，決定是否將交流電源I接入相應刀閘的機構箱2，從而控制該刀閘1G、2G、4G、02G、04G1、04G2是否可被操作。本發明的PLC也可用于同時控制多個間隔內的刀閘的電氣操作回路，由于每個間隔內的刀閘的操作回路，只與本間隔內的開關、刀閘等的位置有關，所以利用PLC控制多個間隔的刀閘操作回路的 設置方式，最終可歸結于設置多個單間隔內的刀閘的操作回路。由于各刀閘的操作條件，是根據該刀閘所在間隔內的開關、隔離刀閘、接地刀閘、線路有壓繼電器的位置特點、在滿足電氣操作規定的條件下確定的，即各間隔內的開關、隔離刀閘、接地刀閘、線路有壓繼電器位置確定，則該間隔內的刀閘的操作條件確定，而在PLC內編程定義這些刀閘的操作條件，通過現有技術即可實現，所以本發明的公開是充分的。本實施例的PLC編程原則見下表:
權利要求
1.一種基于PLC的刀閘控制方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)將母線上的母聯開關和某間隔內的開關、隔離刀閘、接地刀閘、線路有壓繼電器的位置信息開關量輸入到PLC ； 2)將電源的火線、零線和各刀閘的機構箱接入PLC； 3)根據該間隔內各開關、隔離刀閘、接地刀閘、線路有壓繼電器的位置特點在PLC內編程定義各刀閘的操作條件； 4)操作各刀閘時，先由PLC判斷各刀閘的操作條件是否滿足，決定是否將所述電源接入相應刀閘的機構箱，從而控制該刀閘是否可被操作。
2.根據權利要求1所述的基于PLC的刀閘控制方法，其特征在于，所述機構箱的輸入端上還串聯有一五防鎖。
3.根據權利要求2所述的基于PLC的刀閘控制方法，其特征在于，所述PLC上還設有用于將其接收到位置信息開關量發送給其他外設的通訊接口。
4.一種基于PLC的刀閘控制系統，包括母線上的母聯開關和某間隔內的開關、隔離刀閘、接地刀閘、線路有壓繼電器，及交流電源和各刀閘的機構箱，所述母聯開關、開關、隔離刀閘、接地刀閘、線路有壓繼電器都具有輔助接點，其特征在于，所述刀閘控制系統還包括PLC，所述母聯開關、開關、隔離刀閘、接地刀閘、線路有壓繼電器的輔助接點的一端與所述PLC的X輸入端子一一對應相連，它們的另一端并聯后接入PLC的COM輸入端子，以向所述PLC發送位置信息開關量,各所述刀閘的機構箱的一輸入端與所述PLC的Y輸出端子對應相連，各所述刀閘的機構箱的另一輸入端并聯后接入所述交流電源的零線，交流電源的火線接入PLC上相應的COM輸出端子；根據該間隔內各開關、隔離刀閘、接地刀閘、線路有壓繼電器的位置特點在PLC內編 程定義各刀閘的操作條件，操作各刀閘時，先由PLC判斷各刀閘的操作條件是否滿足，決定是否將所述交流電源接入相應刀閘的機構箱，從而控制該刀閘是否可被操作。
5.根據權利要求4所述的基于PLC的刀閘控制系統，其特征在于，所述機構箱與與其相連的PLC的Y輸出端子之間串聯有一五防鎖。
6.根據權利要求5所述的基于PLC的刀閘控制系統，其特征在于，所述PLC上還設有用于將其接收到位置信息開關量發送給其他外設的通訊接口。
全文摘要
一種基于PLC的刀閘控制方法，包括如下步驟1)將母線上的母聯開關和某間隔內的開關、隔離刀閘、接地刀閘、線路有壓繼電器的位置信息開關量輸入到PLC；2)將電源的火線、零線和各刀閘的機構箱接入PLC；3)根據該間隔內各開關、隔離刀閘、接地刀閘、線路有壓繼電器的位置特點在PLC內編程定義各刀閘的操作條件；4)操作各刀閘時，先由PLC判斷各刀閘的操作條件是否滿足，決定是否將所述電源接入相應刀閘的機構箱，從而控制該刀閘是否可被操作。本發明可以使刀閘的電氣操作回路接線簡單，檢修、改裝方便。
文檔編號H01H9/54GK103236362SQ201310131798
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月16日 優先權日2013年4月16日
發明者盧迪勇, 周錫球, 張言權, 侯汝鋒, 姚文達, 曾睿, 梁海華, 劉洋, 劉欽豪 申請人:廣東電網公司東莞供電局