基于PLC220KV变电站的自动化控制及其继电保护毕业论文文档格式.docx
- 文档编号:14686818
- 上传时间:2022-10-23
- 格式:DOCX
- 页数:49
- 大小:622.96KB
基于PLC220KV变电站的自动化控制及其继电保护毕业论文文档格式.docx
《基于PLC220KV变电站的自动化控制及其继电保护毕业论文文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于PLC220KV变电站的自动化控制及其继电保护毕业论文文档格式.docx(49页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
近几年来,变电站自动化控制已成为热门话题,引起了电力工业各部门的注意和重视,并成为当前我国电力工业推进技术进步的重点之一。
变电站自动化控制是将变电站的二次设备(包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等)经过功能的组合和优化设计,利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术,实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护,以及与调度通信等综合性的自动化功能。
变电站实现自动化控制的基本目标是提高变电站全面的技术水平和管理水平,提高电网和设备的安全、可靠、稳定运行水平,降低运行维护成本,提高经济效益,提高供电质量,促进配电系统自动化。
变电站实现自动化控制的优越性主要有以下几方面1:
(1)提高变电站的安全、可靠运行水平。
(2)提高供电质量,提高电压合格率。
(3)简化了变电站二次部分的硬件配置。
(4)提高电力系统的运行、管理水平。
(5)缩小变电站占地面积,降低造价,减少总投资。
(6)减少维护工作量,减少值班人员劳动量,实现减人增效。
(7)有利于提高变电站无人值班管理水平。
1.2变电站自动化控制的发展过程和现状1.2.1国内变电站自动化控制的发展过程和现状我国变电站自动化控制的研究工作开始于20世纪80年代中期。
1987年,清华大学电机工程系研制成功第一个符合国情的变电站综合自动化系统,在山东威海望岛变电站成功地投入运行,1988年通过技术鉴定。
鉴定结论为国内首创,填补了国内一项空白,并达到国际80年代先进水平。
20世纪80年代后期,不少高等院校、研究单位和生产厂家投入到变电站综合自动化的研究中。
90年代,变电站自动化控制已成为热门话题,研究单位和产品如雨后春笋般蓬勃发展。
规模比较大的单位有南瑞公司、四方公司等。
近几年来,大规模集成电路技术和通信技术的迅猛发展,网络技术、现场总线技术等的出现,为提高变电站自动化控制水平提供了技术支持。
90年代中,变电站自动化控制实际上成为电力系统自动化最亮丽的热点,其功能和性能也不断完善。
变电站自动化控制已成为新建变电站的主导技术1。
目前国内无人值班与变电站自动化控制系统基本应用在110kV和35kV中低压变电站中,已投入了相当数量,发挥了积极作用。
各地区,特别是经济发达地区对新建110kV变电站大多要求按无人值班设计。
无人值班变电站按实现的自动化水平可分为两类:
一种是远动RTU方式,另一种为全新的综合自动化。
较早推行无人值班的地区,由于受当时自动化水平和经济能力的限制往往采用第一种方式,该方式仅在原常规有人值班变电站的基础上在RTU中增加了遥控、遥调功能,站内仍保留原有的控制屏、指示仪表、光字牌等设备。
所有信号由RTU集中采集,遥控、遥调指令通过RTU装置硬接点输出,由控制电缆引入二次回路控制,与控制保护不能交换信息,保护动作信号仍需通过继电器接点采集。
采用这种方式所需二次电缆比常规有人值班变电站更多,二次回路也更复杂。
第二种方式,即为现在广为流行的变电站自动化控制方式。
其最大的特征是将站内监控功能、SCADA信号采集、远动功能以及数字保护信息结合为一个统一的整体,完全取消了传统的集中控制屏,二次回路极为简单,控制电缆大量减少,既可有人值班运行,也可无人值班运行。
我国220kV和500kV电压等级的变电站基本上为有人值班运行方式,除发遥测、遥信信号外,变电站一般具有站内监控系统。
几年前投运的变电站监控系统与远动系统完全是彼此独立、互不相关的,数据各自分别采集,信息不能共享,硬件设备重复设置,重复投资。
近几年设计的站内监控系统已把站内监控系统与远动功能综合在一起,可向几个不同级别的调度中心发送各自需要的远动信息,所有遥测、遥信集中采集。
这种方式带控制功能,可对断路器和电动操作隔离开关进行控制操作,并可与数字保护交换信息,可分析数字保护运行状态,动作行为,远方定值修改,提供了更加详细的信息资料,方便运行管理。
1.2.2国外变电站自动化控制的发展概况国外变电站自动化控制的研究工作开始于20世纪70年代中后期。
80年代以后,研究变电站综合自动化系统的国家和大公司越来越多,包括德国西门子公司、ABB公司、AEG公司,美国GE公司、西屋公司,法国阿尔斯通公司等。
这些公司都有自己的综合自动化系统的产品。
西门子公司于1985年在德国汉诺威正式投运其第一套变电站自动化系统LSA678,至1993年已有300多套同类型的系统在德国本土及欧洲其他国家不同电压等级的变电站投入运行,至1995年,该公司在中国也陆续得到十几个工程项目,基本上是110kV城市变电站。
LSA678系统的结构有全分散式和集中与分散相结合两种类型。
ABB公司的变电站自动化控制系统SCS100,在芬兰生产,用于中、低压变电站。
CSC200在瑞典生产,用于高压变电站1。
由此可见,国外研究变电站自动化控制系统始于20世纪70年代后期,80年代发展较快。
著名的制造厂商颇多,但他们彼此间一开始就十分注意这一领域的技术规范和标准的制定与协调,避免各自为政造成不良后果,这是很值得我们学习的。
1.3变电站自动化控制系统的内容、功能和特点1.3.1变电站自动化控制系统的主要内容变电站自动化控制系统是利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统,该系统代替常规的测量和监视仪表,代替常规控制屏、中央信号系统和远动屏,用微机保护代替常规的继电保护屏,改变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。
变电站自动化控制系统可以采集到比较齐全的数据和信息,利用计算机的高速计算能力和逻辑判断功能,可方便地监视和控制变电站内各种设备的运行和操作。
一般来说,变电站自动化控制的内容应包括变电站电气量的采集和电气设备(如断路器等)的状态监视、控制和调节。
通过变电站自动化控制技术,实现变电站正常运行的监视和操作,保证变电站的正常运行和安全。
当发生事故时,由继电保护和故障录波等完成瞬态电气量的采集、监视和控制,并迅速切除故障,完成事故后的恢复操作。
此外,变电站自动化控制系统的内容还应包括监视高压电器设备本身的运行(如断路器、变压器和避雷器等的绝缘和状态监视等),并将变电站所采集的信息传送给调度中心,必要时送给运行方式科和检修中心等,以便为电气设备监视和制定检修计划提供原始数据2。
1.3.2变电站自动化控制系统的基本功能变电站自动化控制功能由电网安全稳定运行和变电站建设、运行维护的综合经济效益要求所决定。
变电站在电网中的地位和作用不同,变电站自动化控制系统有不同的功能。
结合我国的国情,具体来说,变电站综合自动化系统的基本功能体现在下述5个子系统的功能中:
(1)监控子系统;
(2)微机保护子系统;
(3)电压、无功综合控制子系统;
(4)低频减负荷控制;
(5)备用电源自投控制。
另外,变电站综合自动化系统还要完成各个子系统之间的通信任务1。
1.3.3变电站自动化控制系统的特点变电站自动化控制系统具有以下几个突出的特点:
(1)功能综合化
(2)分级分布式、微机化的系统结构(3)操作监视屏幕化(4)通信网络化、光缆化(5)测量显示数字化(6)运行管理智能化总之,变电站实现自动化控制可以全面提高变电站的技术水平和运行管理水平,使其能适应现代化大电力系统运营的需要1。
1.4本文的主要工作变电站自动化控制系统涉及到通讯技术、微处理机技术、数字信号处理技术、自动控制理论、牵引供电理论、系统可靠性理论、软件工程技术等诸多技术和理论,是一项十分复杂的系统工程。
本文的主要工作集中在如何用PLC设备实现变电站自动化控制系统的硬件结构设计,如何实现计算机、PLC和触摸屏之间的通信连接,并以断路器控制、中央信号系统为具体研究对象,对PLC和触摸屏编写程序,用触摸屏控制PLC程序的运行,从而实现断路器控制和中央信号系统的基本功能。
通过本次毕业设计,应达到的目标是:
加深对变电站综合自动化系统的认识,熟练掌握PLC的编程方法,掌握触摸屏的使用方法,掌握基于PLC的变电站自动化控制系统的设计方法,编制调试完成指定子系统的软件,实现变电站自动化控制系统的基本功能;
继电保护电气元件的选择并且达到电气元件实现系统软件的控制,达到自动化控制的基本要求,掌握参考文献的查阅方法,掌握科技论文的写作方法。
第二章可编程控制器及SIMATICS7-300PLC的选择随着科学技术的发展,PLC技术、CAD/CAM技术和工业机器人成为现代工业控制的三大支柱。
2.1PLC的特点和主要功能2.1.1PLC的特点PLC是专为在工业环境下应用而设计的,具有面向工业控制的鲜明特点9。
(1)编程方法简单易学;
梯形图是使用得最多的PLC的编程语言,其电路符号和表达方式与继电器电路原理图相似,梯形图语言形象直观,易学易懂,熟悉继电器电路图的电气技术人员只需花几天时间就可以熟悉梯形图语言,并用来编制数字量控制系统的用户程序。
(2)功能强,性能价格比高;
一台PLC内有成千上万个可供用户使用的编程元件,可以实现非常复杂的控制功能。
(3)硬件配套齐全,用户使用方便,适应性强;
PLC产品已经标准化,系列化,模块化,配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用,用户能灵活方便地进行系统配置,组成不同功能,不同规模的系统。
(4)可靠性高,抗干扰能力强;
传统的继电器控制系统使用了大量的中间继电器,时间继电器。
PLC用软件代替中间继电器和时间继电器,仅剩下与输入和输出有关的少量硬件元件,接线可减少到继电器控制系统的十分之一以下,大大减少了因触点不良造成的故障。
(5)系统的设计,安装,调试工作量少;
PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器,时间继电器,计数继电器等器件,使控制柜的设计,安装,接线工作量大大减少。
(6)维修工作量少,维修方便;
PLC的故障率很低,并且有完善的故障功能。
(7)体积小、能耗低,便于机电一体化;
复杂的控制系统使用PLC后,可以减少大量的中间继电器和时间继电器,小型PLC的体积仅相当于几个继电器的大小,因此可以将开关柜的体积缩小到原来的1/21/10。
2.1.2PLC的主要功能PLC在不断地发展,其性能在不断地完善、功能在不断地增强。
其主要功能有:
(1)开关量逻辑控制;
PLC具有“与”,“或”,“非”等逻辑指令,可以实现梯形图中触点和电路的串,并联,代替继电器进行组合逻辑控制,定时控制与顺序控制。
(2)运动控制;
PLC使用专用的指令或运动控制模块,对直线运动或圆周运动的位置,速度和加速度进行控制,可以实现单轴,双轴,3轴和多轴联动的位置控制,使运动控制与顺序控制功能有机地结合在一起。
(3)闭环过程控制;
闭环过程控制是指对温度,压力,流量等连续变化的模拟量的闭环控制。
(4)数据处理
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 PLC220KV 变电站 自动化 控制 及其 保护 毕业论文
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)