基于PLC实现的三段式过电流保护.doc

基于PLC实现的三段式过电流保护综合实验：用PLC实现三段式过电流保护1、 实验目的通过实验，掌握PLC在实际中的应用，对继电保护有一个系统的认识，提高独立设计，独立编辑的工作能力2、 实验原理1.三段式电流速断保护当保护线路上发生短路故障时，其主要特征为电流增加和电压降低。电流保护主要包括：无限时电流速断保护、限时电流速断保护和定时限过电流保护。电流速断、限时电流速断、过电流保护都是反映电流升高而动作的保护装置。它们之间的区别主要在于按照不同的原则来选择启动电流。速断是按照躲开某一点的最大短路电流来整定，限时电流速断是按照躲开下一级相邻元件电流速断保护的动作电流整定，而过电流保护则是按照躲开最大负荷电流来整定。但由于电流速断不能保护线路全长，限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护，因此，为保证迅速而有选择地切除故障，常将电流速断、限时电流速断和过电流保护组合在一起，构成三段式电流保护。具体应用时，可以只采用速断加过电流保护，或限时电流速断加过电流保护，也可以三者同时采用。电流速断部分由继电器1-3组成、限时电流速断部分由继电器4-6组成和过电流保护由继电器7-9组成。由于三段的启动电流和动作时间整定得均不相同，因此，必须分别使用三个电流继电器和两个时间继电器，而信号继电器3、6、9分别用以发出I、II、III段动作的信号。使用I段、II段或III段组成的阶段式电流保护，起最主要的优点就是简单、可靠，并且在一般情况下也能够满足快速切除故障的要求。因此，在电网中特别是在35kV及以下的较低电压的网络中获得了广泛的应用。2. PLC编程PLC是按继电-接触线路原理设计的，其等效的内部电器与继电接线器线路相同，因此可以利用PLC的软件来实现一些硬件功能，节省成本，有点较多。本实验是利用PLC实现电流继电器和信号发生器的功能，以实现三段式保护。3、 实验步骤1、 设计答疑(1) 、各段保护动作时，均应以中间继电器ZJ1为断路器跳闸出口执行元件，ZJ2为合闸出口执行元件；(2) 各段保护动作时，故障指示信号要求准确无误，不允许几灯同时发信号，信号灯不允许自动复位，复位需通过计算机复位键执行；(3) 绘制系统原理图及接线图、梯形图；(4) 绘制各元器件与PLC的接线明细表，绘制程序流程图；(5) 根据线路参数，计算短路电流，给出模拟保护范围。以最小两相短路电流进行灵敏度校验；(6) 速断故障时，要求系统在5S钟后，三相重合闸一次；(7) 系统手动合闸在故障时，自检合闸不成功，应自动跳闸；(8) 下列情况不允许重合闸：1、 手动合、跳闸时；2、 手动合闸在故障时；3、 限时速断与过流保护系统动作时；4、 一次重合闸后，10S内不允许二次重合闸，若出现二次重合闸信号，系统程序全部关断，不允许有任何误操作合闸信号，经复位后程序方可运行；(9) 系统手动合闸、跳闸时，指示灯闪烁3S后，才可以发出合、跳闸脉冲。 2、 时间安排：第一周为实验构思阶段，在本周内，要求每个小组将程序流程图、PLC接线明细表和系统原理图做好；第二周为PLC程序编写阶段，要求各组能够按各个环节进行梯形图编程，争取一周内把最终程序编写出来；第三周为调试及验收阶段，要求各小组将编好的PLC程序进行调试（先在PLC实验室进行测试，合格后到继电保护实验室进行一次接线），最后验收。4、 实验思路 首先要先弄清楚三段式保护的工作原理，画出系统原理图、接线图和流程图，再根据流程图编写程序。编写程序时，我采用的是先编写各个子程序，最后将各个子程序统一串写的方式，即先编写了手动分合闸指示灯闪烁的程序、一段保护以及重合闸程序、二段三段保护子程序，合闸自检子程序，然后将其合并起来，形成总程序。5、 系统原理接线图6、 PLC接线明细表IN口输入信号00000 COMI段动作信号00001 COMII断动作信号00002 COMIII段动作信号 00003 COM手动合闸00004 COM手动分闸00005 COM复位00006 COM自检（常闭）OUT口输出信号01002 COM3合闸脉冲输出（）01003 COM3分闸脉冲输出（）01100 COM5合闸灯（红灯）01101 COM5分闸灯（绿灯）01104 COM6段动作指示灯信号01105 COM6段指示灯信号01106 COM6段指示灯信号附：PLC输入输出接口命名7、 程序流程图 8、 实验中遇到的问题 在实验中遇到过如下问题：1. 在编写程序过程中，如手动分合闸无法实现3秒闪烁，合闸于故障点无法闭锁，首次合闸不自检，不能多次重复分合闸等等。2. 在接线调试中，如由于脉冲宽度不够，继电器不动作，合闸后装置直接闭锁，多次分合闸后装置闭锁，无法实现三段保护的选择性合于永久故障一段重合闸后无法自锁等等。9、 实验心得体会这次的继电保护实验使我对继电保护课程中所学内容有了一个更直观的了解，更使我对PLC的灵活应用更进了一步，在实验过程中对程序的编写以及修改增加了思维的缜密性，与组员的共同协