小电流接地选线
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小电流接地选线装置首先通过测量母线的零序电压判断哪段母线接地,然后通过各条线路的零序电流与零序电压比较,零序电流落后零序电压90°,确定接地线路.
还有一种方式是判断母线接地后,通过探索跳闸,经重合闸延时后重合闸动作,自动合上开关,当零序电压仍然存在,并表明“本线路未接地”;当零序电压不存在,并表明“本线路接地”。
只有在中性点不接或经消弧线圈接地欠补偿时故障线路与非故障线路的零序电流才不一致。
当经消弧圈过补偿时无法判别。
其次接地时利用停电后再重合是不允许的,因为造成短时停电。
对中心点不接地电网中的单相接地故障又以下结论:
1、单相接地时,全系统都将出现零压;
2、在非故障的元件上有零流,其数值等于本身的对地电容电流,电容性无功功率的实际方向为:母线->线路;
3、故障线路上,零流为全系统非故障元件对地电容电流之和,数值一般较大,电容性无功功率的实际方向为:线路->母线;
随着小电流接地自动选线不断研究和改进,微机技术和数字技术的应用,其性能在逐步提高,在不接地及消弧线圈接地系统已广泛应用。
其选线的正确率有了很大的提高。
目前了解到的选线方法压有:
1、零序电压、零序电流突变量和功率方向法;(广州智光)
2、残流增量及有功功率法;(北京电力设备总厂、邯郸旭辉自动化设备公司)
3、并联电组法(上海思源、邯郸旭辉)
4、五次谐波窄带选频,同时提取基波成分、利用相位关系判断故障线路;所有线路同时采样。
(北京新民科技发展有限公司)
5、利用暂态小波分析、稳态过程谐波分析及能量分析等综合判断故障线路。
(甘肃明珠电力科技园有限公司)
从上述选线方法可以看出,目前的选线装置多个判量综合分析的方法,所以使其选线正确明显提高。
小电流接地自动选线装置存在的问题:
1、作为判据的信号量小,相对测量误差偏大;
2、零序PT、CT的误差及长距离二次电缆引起测量误差;
3 、干扰大、信噪比小;一是电磁干扰,二是系统负荷不平衡造成的零序电流和谐波电流较大;
4、随机因素影响的不确定
运行方式改变、电压水平、负荷电流的变化、接地故障形式和接地点过度电组的千变万化;
5、小电流接地自动选线装置本身的性能不够完善。
利用电网稳态电气量特征提供的故障信息构成的选线方法:1、基于基波的选线方法:零序电流比幅法,零序功率方向法,群体比幅比相法,零序导纳法,有功电流法,零序电容电流补偿法,相间工频电流变化量法,有功分量法。
2、基于谐波的选线方法——五次谐波电流法。
3、其他方法:最大投影差值,残流增量法。
利用电网暂态电气量特征提供的故障信息构成的选线方法:1、零序暂态电流法,能量法。
2、能量法。
3、小波分析法。
利用其他方法:1、注入法。
2、注入变频信号法。
3、负序电流法。
4、利用不对称因素的u,i 综合选线法。
可编程控制器基本原理及应用(一)
1. 基本原理
可编程控制器,英文称ProgrammableLogicController,简称PLC。
PLC是基于电子计算机,且适用于工业现场工作的电控制器。
它源于继电控制装置,但它不像继电装置那样,通过电路的物理过程实现控制,而主要靠运行存储于PLC内存中的程序,进行入出信息变换实现控制。
PLC基于电子计算机,但并不等同于普通计算机。
普遍计算机进行入出信息变换,多只考虑信息本身,信息的入出,只要人机界面好就可以了。
而PLC则还要考虑信息入出的可靠性、实时性,以及信息的使用等问题。
特别要考虑怎么适应于工业环境,如便于安装,抗干扰等问题。
1.1实现控制要点
输入输出信息变换、可靠物理实现,可以说是PLC实现控制的两个基本要点。
输入输出信息变换靠运行存储于PLC内存中的程序实现。
PLC程序既有生产厂家的系统程序(不可更改),又有用户自行开发的应用(用户)程序。
系统程序提供运行平台,同时,还为PLC程序可靠运行及信号与信息转换进行必要的公共处理。
用户程序由用户按控制要求设计。
什么样的控制要求,就应有什么样的用户程序。
可靠物理实现主要靠输人(INPUT)及输出(OUTPUT)电路。
PLC的I/O电路,都是专门设计的。
输入电路要对输入信号进行滤波,以去掉高频干扰。
而且与内部计算机电路在电上是隔离的,靠光耦元件建立联系。
输出电路内外也是电隔离的,靠光耦元件或输出继电器建立联系。
输出电路还要进行功率放大,以足以带动一般的工业控制元器件,如电磁阀、接触器等等。
I/O电路是很多的,每一输入点或输出点都要有一个I或O电路。
PLC有多I/O用点,一般也就有多少个I/O用电路。
但由于它们都是由高度集成化的电路组成的,所以,所占体积并
不大。
输入电路时刻监视着输入状况,并将其暂存于输入暂存器中。
每一输入点都有一个对应的存储其信息的暂存器。
输出电路要把输出锁存器的信息传送给输出点。
输出锁存器与输出点也是一一对应的
这里的输入暂存器及输出锁存器实际就是PLC处理器I/O口的寄存器。
它们与计算机内存交换信息通过计算机总线,并主要由运行系统程序实现。
把输人暂存器的信息读到PLC的内存中,称输入刷新。
PLC内存有专门开辟的存放输入信息的映射区。
这个区的每一对应位(bit)称之为输入继电器,或称软接点。
这些位置成1,表示接点通,置成0为接点断。
由于它的状态是由输入刷新得到的,所以,它反映的就是输入状态。
输出锁存器与PLC内存中的输出映射区也是对应的。
一个输出锁存器也有一个内存位(bit)与其对应,这个位称为输出继电器,或称输出线圈。
靠运行系统程序,输出继电器的状态映射到输出锁存器。
这个映射也称输出刷新。
输出刷新主要也是靠运行系统程序实现的。
这样,用户所要编的程序只是,内存中输入映射区到输出映射区的变换,特别是怎么按输入的时序变换成输出的时序。
这是一个数据及逻辑处理问题。
由于PLC有强大的指令系统,编写出满足这个要求的程序是完全可能的,而且也是较为容易的。
1.2实现控制过程
简单地说,PLC实现控制的过程一般是:
图1.1 PLC典型开机流程
输入刷新--再运行用户程序--再输出刷新--再输入刷新--再运行用户程序--再输出刷新……永不停止地循环反复地进行着。
图1.1所示的流程图反映的就是上述过程。
它也反映了信息的时间关系。
有了上述过程,用PLC实现控制显然是可能的。
因为:有了输入刷新,可把输入电路监控得到的输入信息存入PLC的输入映射区;经运行用户程序,输出映射区将得到变换后的信息;再经输出刷新,输出锁存器将反映输出映射区的状态,并通过输出电路产生相应的输出。
又由于这个过程是永不停止地循环反复地进行着,所以,输出总是反映输入的变化的。
只是响
应的时间上,略有滞后。
当然,这个滞后不宜太大,否则,所实现的控制不那么及时,也就失去控制的意义。
为此,PLC的工作速度要快。
速度快、执行指令时间短,是PLC实现控制的基础。
事实上,它的速度是很快的,执行一条指令,多的几微秒、几十微秒,少的才零点几,或零点零几微秒。
而且这个速度还在不断提高中。
图1.1所示的过程是简化的过程,实际的PLC工作过程还要复杂些。
除了I/O刷新及运行用户程序,还要做些公共处理工作。
公共处理工作有:循环时间监控、外设服务及通讯处理等。
监控循环时间的目的是避免"死循环",避免程序不能反复不断地重复执行。
办法是用"看门狗"(Watchingdog)。
只要循环超时,它可报警,或作相应处理.
外设服务是让PLC可接受编程器对它的操作,或通过接口向输出设备如打印机输出数据. 通讯处理是实现PLC与PLC,或PLC与计算机,或PLC与其它工业控制装置或智能部件间信息交换的。
这也是增强PLC控制能力的需要。
也就是说,实际的PLC工作过程总是:公共处理--I/O刷新--运行用户程序--再公共处理
--……反复不停地重复着。
1.3可编程控制器实现控制的方式
用这种不断地重复运行程序实现控制称扫描方式。
是用计算机进行实时控制的一种方式。
此外,计算机用于控制还有中断方式。
在中断方式下,需处理的控制先申请中断,被响应后正运行的程序停止运行,转而去处理中断工作(运行有关中断服务程序)。
待处理完中断,又返回运行原来程序。
哪个控制需要处理,哪个就去申请中断。
哪个不需处理,将不被理睬。
显然,中断方式与扫描方式是不同的。
在中断方式下,计算机能得到充分利用,紧急的任务也能得到及时处理。
但是,如果同时来了几个都要处理的任务该怎么办呢?优先级高的还好办,低的呢?可能会出现照顾不到之处。
所以,中断方式不大适合于工作现场的日常使用。
但是,PLC在用扫描方式为主的情况下,也不排斥中断方式。
即,大量控制都用扫描方式,
个别急需的处理,允许中断这个扫描运行的程序,转而去处理它。
这样,可做到所有的控制都能照顾到,个别应急的也能进行处理。
PLC 的实际工作过程比这里讲的还要复杂一些,分析其基本原理,也还有一些理论问题。
有关人员如果能把上面介绍的入出变换、物理实现--信息处理、I/O电路- -空间、时间关系--扫描方式并辅以中断方式,作为一种思路加以研究,弄清了它,也就好理解PLC是怎样去实现控制的,也就好把握住PLC基本原理的要点了。
至于更深入的问题,在进一步学习中,将再作具体介绍。