1 引言

　　某廠35kv、6kv變電站裝有中央信號(hào)系統(tǒng)，它由中央事故信號(hào)和中央預(yù)告信號(hào)兩部分組成，用以掌握各電氣設(shè)備的工作狀態(tài)。當(dāng)變電站的電氣設(shè)備或線路發(fā)生短路，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作使斷路器自動(dòng)跳閘時(shí)，啟動(dòng)事故信號(hào);當(dāng)發(fā)生其他不正常運(yùn)行情況(如電動(dòng)機(jī)過負(fù)荷，油溫過高或小接地電流系統(tǒng)發(fā)生單相接地等)時(shí)，啟動(dòng)預(yù)告信號(hào)。每種信號(hào)都由燈光信號(hào)和音響信號(hào)兩部分組成，音響信號(hào)喚起值班電工注意，燈光信號(hào)便于判斷發(fā)生故障設(shè)備及故障性質(zhì)。通常事故信號(hào)采用蜂鳴器，預(yù)告信號(hào)采用電鈴作為音響信號(hào);事故信號(hào)采用紅、綠燈，預(yù)告信號(hào)采用光字牌作為燈光信號(hào)。中央信號(hào)裝置裝在變電站主控制室的中央信號(hào)屏上。

　　(1) 老式中央信號(hào)系統(tǒng)普遍存在的問題

　　·使用繼電器多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各功能繼電器的邏輯配合靠繼電器的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)，可靠性較低。

　　·作為核心器件的脈沖繼電器無論是電磁型還是晶體管型，它容易發(fā)生誤動(dòng)或拒動(dòng)，并且過負(fù)荷能力較低，運(yùn)行中常發(fā)生燒毀。

　　· 信號(hào)的正確性和信息量難以滿足變電站綜合自動(dòng)化改造后對(duì)中央信號(hào)系統(tǒng)的要求。

　　針對(duì)以上問題，該廠在變電站進(jìn)行綜合自動(dòng)化改造時(shí)，同時(shí)對(duì)中央信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行了plc改造。

　　(2) plc具有的優(yōu)點(diǎn)

　　·可靠性高：plc具有邏輯判斷、指令跳轉(zhuǎn)、時(shí)鐘計(jì)數(shù)、i/o接口等功能外，最顯著的特點(diǎn)是它的高可靠性和系統(tǒng)組件生產(chǎn)的工業(yè)化程度。

　　·抗干擾能力強(qiáng)：plc的i/o至少經(jīng)過一級(jí)光耦進(jìn)行電隔離，因此大大提高了抗干擾性能， 使它能在電磁場(chǎng)干擾較大的工作環(huán)境，而且符合電力系統(tǒng)控制回路強(qiáng)弱電隔離的慣例。

　　·各種組件均按標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)化生產(chǎn)，容易保證質(zhì)量。大大方便了使用者。而且又不致由于設(shè)計(jì)、制造和工藝水平的差異影響某個(gè)單元的性能，從而保證了整個(gè)系統(tǒng)的高可靠性。

　　2 plc控制的中央信號(hào)系統(tǒng)

　　在用plc進(jìn)行中央信號(hào)系統(tǒng)改造時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：

　　(1) 完備性：包括了常規(guī)的中央信號(hào)系統(tǒng)的全部功能，同時(shí)還考慮了變電站綜合自動(dòng)化改造后對(duì)中央信號(hào)系統(tǒng)信息量、信息格式的要求。

　　(2) 可靠性：在滿足完備性的前提下，盡量簡(jiǎn)化附加的前后向通道。

　　(3) 適應(yīng)性：系統(tǒng)脈沖起動(dòng)電流可調(diào)，以適應(yīng)老式的白織燈和新型的發(fā)光二極管脈沖電流的不同特點(diǎn)。

　　2.1 中央事故信號(hào)

　　(1) 事故音響信號(hào)

　　事故音響信號(hào)采用蜂鳴器，在斷路器qf由繼電保護(hù)動(dòng)作自動(dòng)跳閘時(shí)才能動(dòng)作。為了避免在手動(dòng)分、合閘及自動(dòng)重合閘時(shí)啟動(dòng)事故音響裝置，可利用控制開關(guān)sa(采用lw2-z型)內(nèi)兩對(duì)觸點(diǎn)串聯(lián)作為事故音響啟動(dòng)回路，這兩對(duì)觸點(diǎn)只有在合閘后才能同時(shí)閉合，其他狀態(tài)都不能同時(shí)閉合，如圖1所示：

　　(2) 事故燈光信號(hào)

　　事故燈光信號(hào)采用紅、綠燈。它既作為斷路器qf的位置狀態(tài)指示信號(hào)，又作為事故燈光信號(hào)。有紅燈平光、綠燈平光、紅燈閃光、綠燈閃光四種狀態(tài)。紅燈亮表示qf在合閘狀態(tài);綠燈亮表示qf在分閘狀態(tài);紅燈閃光表示qf由自動(dòng)重合閘裝置動(dòng)作或手動(dòng)操作分閘;綠燈閃光表示qf由保護(hù)裝置動(dòng)作跳閘或手動(dòng)操作跳閘。傳統(tǒng)的燈光信號(hào)切換是靠控制開關(guān)內(nèi)部觸點(diǎn)的通斷及斷路器輔助觸點(diǎn)的通斷實(shí)現(xiàn)的。由于控制開關(guān)內(nèi)部觸點(diǎn)有預(yù)備合閘、合閘、合閘后、預(yù)備跳閘、跳閘、跳閘后六種狀態(tài)，而qf輔助觸點(diǎn)有閉合、斷開兩種狀態(tài)， 因此決定了燈光信號(hào)的四種狀態(tài)， 如圖2所示：

　　由于控制開關(guān)sa內(nèi)部觸點(diǎn)11-10或16-13接通時(shí)，其余與該回路燈光控制信號(hào)有關(guān)的觸點(diǎn)(9-12、14-13、14-15)均不接通。這樣就可以利用plc中的x12(x13)的常開接點(diǎn)來保證紅、綠燈發(fā)平光。利用x12(x13)的常閉接點(diǎn)來保證紅、綠燈發(fā)閃光。qf燈光信號(hào)輸入輸出回路如圖3、圖4所示。

　　(3) 閃光信號(hào)

　　傳統(tǒng)的閃光電源是由閃光繼電器或2個(gè)dzs-115型中間繼電器提供的，在采用plc后，閃光信號(hào)只需用其內(nèi)部的2個(gè)定時(shí)器t11和t12構(gòu)成振蕩器即可實(shí)現(xiàn)，從而省去了外部接線。

　　2.2 中央預(yù)告信號(hào)

　　中央預(yù)告信號(hào)是在電氣設(shè)備或線路出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)時(shí)，幫助值班人員判斷設(shè)備及其性質(zhì)，以便電工及時(shí)采取措施加以處理，防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大。在plc組成的預(yù)告信號(hào)系統(tǒng)中，仍然保留了原來的光字牌回路檢查裝置(去掉了沖擊繼電器)。為了節(jié)約plc的接點(diǎn)，用預(yù)告信號(hào)出口繼電器的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)plc輸入端x6(x7)，輸出端y6(y7)，y1驅(qū)動(dòng)光字牌和電鈴。電路如圖5所示：

　　圖5中sa2的觸點(diǎn)位置狀態(tài)為，在試驗(yàn)位置時(shí)觸點(diǎn)1-2，3-4，5-6，7-8，9-10，11-12閉合;在工作位置時(shí)觸點(diǎn)13-14，15-16閉合。如果中央事故信號(hào)和預(yù)告信號(hào)同時(shí)發(fā)生，那只發(fā)事故音響信號(hào)，但兩者的光字牌都亮，事故信號(hào)光字牌平光，預(yù)告信號(hào)光字牌閃光?！按_認(rèn)”按鈕和“音響復(fù)歸”按鈕對(duì)于事故信號(hào)和預(yù)告信號(hào)是公用的。

　　3 plc的i/0分配表及中央信號(hào)系統(tǒng)梯形圖

　　以兩路事故信號(hào)和兩路預(yù)告信號(hào)為例的plc控制的中央信號(hào)系統(tǒng)的i/o分配如附表所列;采用fx2型plc實(shí)現(xiàn)的中央信號(hào)系統(tǒng)的梯形圖如圖6所示：

　　4 plc控制中央信號(hào)系統(tǒng)特點(diǎn)

　　(1) 前后向通道簡(jiǎn)單。前向通道除脈沖形成回路稍許復(fù)雜外，其他都是簡(jiǎn)單的光耦電路;后向通道更加簡(jiǎn)單，直接由plc輸出。

　　(2)抗干擾性能好。除plc的i/o本身進(jìn)行隔離外，對(duì)前向通道又進(jìn)行隔離，有效地抑制了共模干擾。同時(shí)系統(tǒng)的功能全部由plc按照預(yù)定的程序完成，避免了由于某個(gè)繼電器損壞造成的誤動(dòng)或拒動(dòng)。

　　(3)靈敏度高，過載能力強(qiáng)。plc控制中央信號(hào)系統(tǒng)的脈沖形成和響應(yīng)在物理上是獨(dú)立的，能夠做到具有很高的靈敏度和承受較大的過負(fù)荷能力。

　　(4)系統(tǒng)完整，容易與二次信號(hào)回路連接。只需將幾根信號(hào)小母線接入plc控制中央信號(hào)系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)與二次信號(hào)回路的連接。同時(shí)不會(huì)對(duì)二次回路生產(chǎn)任何影響，這對(duì)技術(shù)改造十分有利。

　　(5)維護(hù)簡(jiǎn)單。plc程序采用繼電保護(hù)人員熟悉的梯形圖編制，直觀明了。可直接利用plc編程器對(duì)自動(dòng)復(fù)歸時(shí)間等定值進(jìn)行修改。同時(shí)由于plc的高可靠性，基本上可做到免維護(hù)。

　　(6)保護(hù)措施，對(duì)于音響元件來說，不論是直流線圈還是交流線圈，在發(fā)出聲響時(shí)，電路的通斷轉(zhuǎn)換是很頻繁的，易損壞plc輸出接點(diǎn)，為此在蜂鳴器和電鈴的端口上分別接入滅弧器mcr進(jìn)行滅弧。對(duì)于燈光指示回路，為了防止燈座短路，燒壞plc的輸出接點(diǎn)，用熔斷器fu進(jìn)行短路保護(hù)。

　　5 結(jié)束語

　　通過近2年的運(yùn)行，plc控制中央信號(hào)系統(tǒng)完全符合變電站實(shí)際運(yùn)行情況，達(dá)到改造的目的。由于plc的性能非常優(yōu)越，從而使中央信號(hào)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性得以保證，而且使用方便，維護(hù)工作量小，二次回路簡(jiǎn)單，給值班電工帶來許多方便，提高了電工的工作效率。