基于PLC的三段式电流保护.doc

### 基于PLC的三段式电流保护知识点解析 #### 实验名称与目的 - **实验名称**：基于PLC的单侧电源辐射型电网三段式电流保护。 - **实验目的**： - 通过综合实验，加深对可编程控制器（PLC）在继电保护领域应用的理解。 - 运用所学知识，自主设计三段式电流保护系统。 - 使用PLC替代传统继电器设备，自行完成设计和编程工作，确保达到设计目标。 #### 实验要求 - **设计要求**： - 所有保护动作均需通过中间继电器ZJ1作为断路器跳闸执行元件，ZJ2作为合闸执行元件。 - 当任一段保护动作时，必须准确显示故障指示信号，不得同时显示多个信号，信号不能自动复位，需通过手动复位键进行复位。 - 绘制完整的系统原理图和接线图。 - 编制所有元器件、继电器与PLC之间的接线明细表，并绘制程序流程图。 - 根据线路参数计算短路电流，并给出模拟保护范围；采用最小两相短路电流进行灵敏度校验。 - 在速断故障情况下，系统应在5秒钟后自动重合闸一次。 - 明确禁止在以下情况下进行重合闸： - 手动合闸时发生故障。 - 手动执行合闸和跳闸操作。 - 限时速断与过电流保护动作时。 - 重合闸后10秒内不允许再次重合闸。如果在此期间出现重合闸信号，则系统将关闭所有操作，直到手动复位后才能重新运行。 - 在手动执行合闸或跳闸操作时，相应的指示灯需先闪烁3秒后再执行实际操作。 #### PLC简介 - **基本配置与功能**： - 电源电压：AC 220V/50Hz，允许电压波动范围：AC 83~264V。 - 外部供电：DC 24V。 - 指令种类：基本指令14种，执行时间为16μs；应用指令77种，MOV指令执行时间为16.3μs。 - 输入继电器地址范围：00000~00915。 - 输出继电器地址范围：01000~01915。 - 内部继电器地址范围：20000~23115，不可用作输出。 - 输入电压：24V±10%，输入电阻与电流分别为2KΩ/12mA（IN00000~00002）、4.7KΩ/5mA（其他输入）。 - 输出电路最大开关能力：DC 24V/2A，ON/OFF响应时间为15毫秒；AC 250V/2A。 #### 实验线路及参数整定 - **系统参数**： - 电网电压：380V。 - 电源折算电抗：忽略线路电抗。 - 可靠系数：1.2。 - 自启动系数：1.5。 - 返回系数：0.85。 - 最大负荷电流：3A。 - 限时速断可靠系数：1.1。 - **三段式电流保护整定**： - **电流速断**：整定原则是躲过本线路末端的最大短路电流，灵敏度校验满足要求。动作时间：t1=0s。 - **限时电流速断**：按照躲过下一条线路电流速断保护的电流定值来整定，灵敏度也满足要求。动作时间：t2=0.5s。 - **定时限过电流保护**：整定原则是躲过流过被保护元件的最大负荷电流，且外部故障切除后保护返回。动作时间：t3=1.0s，近后备和远后备均满足要求。 #### 实验内容 - **地址分配**： - 输入： - 00001（手动分闸） - 00000（手动合闸） - 00002（手动复位） - 00003（速断信号入口） - 00004（限时信号入口） - 00005（过流信号入口） - 00006（CJ常闭触头） - 输出： - 01003（ZJ2合闸） - 01002（ZJ1分闸） - 01100（合闸闪烁灯） - 01101（分闸闪烁灯） - 01104（速断保护信号灯） - 01105（限时保护信号灯） 通过上述实验的设计与实现，学生可以深入理解并掌握PLC在电力系统继电保护中的应用，包括但不限于保护逻辑的设计、硬件电路的搭建以及软件程序的编写等方面。这对于培养学生的工程实践能力和创新能力具有重要意义。