继电保护的用途范例6篇

继电保护的用途

继电保护的用途范文1

关键词:配电网;继电保护;定值整定

中图分类号:TM77 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2016)26-0085-03

1 概 述

继电保护的正确可靠动作对保证电网安全稳定有着极其重要的作用,整定计算是决定继电保护能否正确动作的关键环节之一,配置结构合理、质量优良和技术性能满足运行要求的继电保护及自动重合闸装置是电网继电保护的物质基础;正确的运行整定是保证电网稳定运行、减轻故障设备损坏程度的必要条件。

2 配网馈线保护整定原则

2.1 10 kV馈线保护

2.1.1 相间电流保护

①限时速断保护:考虑躲过配变低压侧三相故障短路电流。一般情况下可根据网内短路电流水平简化整定,推荐动作值取3 000 A(一次值),动作时间取0.3 s。对于长线路或接有大容量配变的线路,需要根据实际情况另行计算动作值。

②定时限过流保护:按对线路末端故障有不小于1.5的灵敏系数或按躲负荷电流可靠系数1.3整定。

一般情况下,可根据网内短路电流水平简化整定,推荐动作值取800 A(一次值),动作时间取0.6 s。对于长线路或接有大容量配变的线路,需要根据实际情况另行计算动作值。

2.1.2 后加速保护

有可独立整定及可独立投入的后加速保护段的,可投入后加速保护,后加速保护段的动作值必须可靠躲过合闸及重合闸时的涌流,否则退出后加速保护。

2.1.3 过负荷保护发信

有需求时可投入过负荷保护发信,动作值建议取1In(In可取CT二次额定值1 A或5 A),动作时间取5 s。一般不投过负荷保护。

2.1.4 馈线重合闸

①无小电源并网的线路投非同期重合闸方式,重合时间建议取1 s。

②有小电源并网的线路应装设线路PT,取相间电压,重合闸投检无压重合闸方式。如未装设线路PT,用户专线建议退出重合闸,公用线路建议临时将重合闸时间整定为不小于3 s。

③如投入二次重合闸,一般可整定为:第一次重合时间5s(确保馈线上各中途开关均跳闸);第二次重合闭锁时间应小于第一个中途开关动作时间,可取同第一次重合时间;第二次重合时间需考虑开关两次重合闸的间歇时间,可取60 s;重合闸充电时间则按照柱上开关的数目整定,9个以内的柱上开关可整定为65 s。

2.1.5 低电阻接地系统10 kV馈线零序电流保护

①接地电阻为10 Ω的系统:动作值取50 A(一次值),动作时间0.6 s。

②接地电阻为16 Ω的系统:动作值取30A(一次值),动作时间0.6 s。

2.2 10 kV配电线路中途开关保护的整定原则

2.2.1 相间电流保护

①速断保护:考虑躲过配变低压侧三相故障短路电流和开关所带负荷的涌流,并应尽量保证在最大运行方式下对线路末端三相短路故障有不小于1.2的灵敏系数。

一般情况下可根据网内短路电流水平简化整定,推荐动作值取2 000 A(一次值),动作时间取0~0.1秒。对于长线路或接有大容量配变的线路,需要根据实际情况另行计算动作值。

过流保护:按保证在最小运行方式下对线路末端两相故障有不小于1.5的灵敏系数或按躲负荷电流可靠系数1.3整定。

一般情况下可根据网内短路电流水平简化整定,推荐动作值取600 A(一次值),动作时间取0.3 s。对于长线路或接有大容量配变的线路,需要根据实际情况另行计算动作值。

2.2.2 重合闸时间

主干线分段开关重合闸时间取45 s(确保变电站出线开关储能及重合闸充电),分支线开关(无论在线路何处)在主干线开关重合后按7 s的重合闸时间级差逐级重合。

2.2.3 低电阻接地系统10 kV配电线路中途开关零序电流保护

接地电阻为10 Ω的系统:动作值取50 A(一次值),动作时间0.3 s。

接地电阻为16 Ω的系统:动作值取30 A(一次值),动作时间0.3 s。

2.3 配网分段开关保护配置原则

①由于保护动作时间受系统限制,只可以实现2级保护配合,配网线路主干线上最多只可投入一个分段开关的保护与变电站保护实现配合,且该开关必须带有重合器并正常投入运行。如图1所示。

继电保护的用途范文2

论文摘要:开发电力系统继电保护中级工教学培训包是“双证书制”教学的新途径之一。加强“双证书制”教学的认识,转变教育理念,提高教师责任心及专业素质,调动学生的学习积极性,是教学培训包实施的必要措施。

作为学校的教研项目,笔者于2005年起开发出电力系统继电保护中级工教学培训包并对之进行实施,取得了良好效果,现谈几点经验和体会。

一、开发电力系统继电保护中级工教学培训包的必要性及其目标

把学历教育与国家职业资格证书认证体系衔接起来;加强学历教育与职业资格认证的结合,使学生在取得学历证书的同时获得相应的资格证书,即“双证书制”。从2003年起,我校在完成学历教育的同时,开展了多项工种的职业技能鉴定培训与考试,即进行“双证书制”教学。电力系统继电保护是各类高等院校有关电力专业的一门专业必修课,也是电力行业的一项主要技术工种。近年来,随着我校“双证书制”教学的深入,参加继电保护中级工职业技能鉴定考试的学生占毕业生人数的比例逐年快速增长。为更好地落实“双证书制”教学方案,提高学生的学习效率,保证教学质量,必须开发出一套电力系统继电保护中级工教学培训包,使其以职业能力培养和职业资格评定为核心,将《国家职业技能鉴定大纲(继电保护)》中对继电保护中级工应熟悉、掌握和具备的理论知识和专业技能按模块分布在学历教育的各个教学环节,使教师在每个教学过程中心中有数,重点突出;学生在学习过程中目标明确,学以致用。在保证学历教育教学质量的同时,提高学生职业技能考核的通过率,即提高学生的职业技能,保证人才的培养质量,满足用人单位的需求。

二、开发电力系统继电保护中级工教学培训包的途径

1、开发电力系统继电保护中级工教学培训包需解决的主要问题

(1)将用人单位对继电保护中级工理论知识及实践技能的需求与《国家职业技能鉴定大纲(继电保护)》有机结合起来,构建继电保护中级工教学培训包的总体框架,创建培训包的各个教学培训模块及其任务书。

(2)将构建的继电保护中级工教学培训包与学校的学历教育有机结合起来,探索各个教学培训模块任务书的实施方式和方法。

2、开发继电保护中级工教学培训包的流程

(1)原始数据采集环节。即采集继电保护中级工岗位的工作性质和特点、应具备的有关理论知识及专业技能等。

(2)分类统计、构建总体方案环节。分类统计、构建总体方案环节主要是对采集的原始数据和信息进行分类统计、分析整理,结合《国家职业技能鉴定大纲(继电保护)),构建出电力系统继电保护中级工教学培训包的总体框架,编写总体方案,制定各个教学培训模块。

(3)构建各个模块任务书环节。本环节的任务是根据电力系统继电保护中级工教学培训包总体方案,将各个教学培训模块与学历教育的各个教学环节有机结合起来,拟定各教学培训模块的任务书。明确各个教学培训模块的目标、内容、培训时间及相关课程、实施的方式、方法和实施效果的检测等内容,然后咨询有关专家,对构建的总体框架及拟定的各模块任务书进行论证,确立电力系统继电保护中级工教学培训包的总体方案及详细的各模块培训任务书。

(4)确定学生,实施教学培训环节。本环节根据已创建的卑力系统继电保护中级工教学培训包各模块任务书,按照优、良、中、及格的学习成绩选取学生,并实施教学培训。

(5)考评、完善环节。主要是通过河南省电力系统职业技能鉴定考试,对选取培训的学生进行继电保护中级工技能鉴定考核,并对其考核成绩进行统计、分析、评价。

三、电力系统继电保护中级工教学培训包实施效果与开发体会

利用电力系统继电保护中级工教学培训包实施教学培训的学生,在通过我校学历教育各项考试获取毕业证书的同时,参加河南省电力系统的继电保护中级工技能鉴定考试,全部合格并获继电保护中级工证书。

通过对继电保护中级工教学培训包的开发,笔者有如下几点体会。

(1)理解国家《职业技能鉴定大纲》中对有关工种的要求,了解生产现场对有关工种的需求,熟悉有关工种学历教育的各个教学环节是开发出教学培训包的基本保证。

(2)加强“双证书制”教学的认识,转变教育理念,提高教师责任心及专业素质,调动学生的学习积极性,是教学培训包实施的必要措施。

继电保护的用途范文3

一、继电保护运行影响因素

(一)硬件装置的影响

一是继电器中触点的松动。触点对继电器切换负荷工作有着重要的作用,许多出现故障的继电器都是由于触点松动或是开裂造成的,也有的是因为触点尺寸不合理形成误差而造成的,这些都会降低继电器的可靠性。其中触点松动主要是因为接触点和簧片没有进行合理的配合造成的,而触点开裂则是由于材料问题,例如材料硬度过高或者压力太大等,上述中任一弊病,都会对电力系统安全性造成影响。二是电流互感器的饱和。

(二)软件因素

若电力系统中的软件出现问题就会使保护装置出现误动或是拒动的行为。目前主要的软件问题有:编码不正确;不能明确需求分析定义、设计软件结构时出现失误;没有规范测试及定值输入有误等。

(三)人为因素

安装人员没有根据指定的设计要求进行接线,或是没有正确安装线路的极性,或是操作人员在工作过程中出现失误等,这些问题在电网中时有发生。

二、继电保护运行相关技术措施

(一)提高信息化与微机化的水平

近些年来,电子信息技术得到了高速发展和创新,电力系统的微机保护技术也逐渐成为人们关注的焦点。例如工控机的应用,无论是在功能、容量及速度上,工控机都比以前的小型机更有优势。所以,继电保护应用工控机技术可操作性强。这样可以降低继电保护运行过程中的不可靠性风险。计算机技术的发展也对继电保护技术产生了很大的影响,因为继电保护装置作用较为单一,主要用于切除存有故障的元件,但是在工作中还存在一些问题。为了能够解决这些问题,保障电力系统的安全运行,大幅度提升继电保护的准确性以及及时性,这样就必须依靠计算机和网络技术来连接整体的电力系统 ,从而进一步提升微机保护装置的网络化以及共享化水平。

(二)加强继电保护运行的智能化程度

智能化可以更好地提升继电保护运行的可靠性,与此同时,它也是非常关键的技术创新。如今,人工智能化的运用范围日益扩大,在越来越多的行业中得到了应用,大量发达的理念和技术出现在电力系统中且不断成熟。例如,模糊逻辑、神经网络、遗传算法以及进化规划等先进技术都在电力系统中得到了非常好的运用,而且相关单位还在继续深化继电保护领域的应用研究。另一方面来看,人工智能技术在电力系统的优势非常明显,它们可以极大地提升继电保护装置在运行过程中的稳定性。此外还可以有效控制继电保护装置的不可靠因素,如工作隐蔽性和连续性等方面。它们可以较快地处理这些不可靠因素,而且它们的逻辑思维能力也非常强大。从在线评估实践来看,人工智能发挥了非常重要的作用,而且有着明显的优势,占据着主导地位。所以 ,电力系统中的继电保护设备运用人工智能技术将会很大程度上提高其运行中的可靠性,从而保障工作质量。

(三)广泛使用性能极其优良的数字控制器件

数字控制器件有着优良的性能,在继电保护系统中使用数字控制器件将会在很大程度上提升继电保护水平。在继电保护运行中,广泛使用了CPLD和FPGA等器件。CPLD的结构非常复杂,这种逻辑器件可以编辑相关程序,FPGA是现场可编程序门阵列。在继电保护系统的运行过程中,这两种器件的优势非常明显。它们属于非常先进的可编程序专用集成电路,而且它的功能是高度集成的,可以将诸多微机系统的许多功能都聚集在相同的芯片上。这些数字控制器件的性能十分强大,它们将极大地改变电子系统的设计结构,显示了良好的适应性。从继电保护系统来看,必须要借助此类控制器件来实现系统的高度集成、强大的可靠性和快速响应能力。与此同时,运用此类控制器件可以在很大程度上缩短保护装置的研发周期,极大地提升了继电保护运行过程中的可靠性能。

(四)利用故障分量的继电保护技术措施

从20世纪末期开始,中国开始研究暂态行波方案在继电保护中的运用,相继开发出了故障暂态的新途径。结合上述情况来看,在发展继电保护方面,利用新故障信息的意义十分重大。例如,电脑在继电保护中运用广泛,这样可以为获得识别故障信息创设良好的条件,故障信息和故障分量在继电保护领域得到了更广泛的运用。故障分量可以很好地展示电网继电的故障信息、继电非故障涵盖了正常运行、系统振荡以及两相运行等情况。

(五)自适应过电流保护

从自适应继电保护来看,它能够解决传统继电保护中的很多问题。如今,自适应继电保护的水平还比较低。然而从当前研究成果来看,自适应保护在继电保护领域有很大优越性。传统的电流保护根据最大负荷电流来设计,这样可能会影响到继电保护的灵敏度。但是,自适应过电流区别于传统的过电流保护,这是因为自适应过电流可以按照负荷电流的变化,及时地调整过电流保护的整定值。

(六)小波变换在继电保护中的应用

单纯频域、单纯时域分析法均不能对和暂态行波类似的非平稳信号予以精准地描述,因此要开发新途径来描述信号。这种新方法可以从总体上来描述信号的关键参数,而且还可以展示出某段时间内信号剧烈变化的水平。从当前研究来看,小波分析法符合这种研究目的。根据小波变换模中的极大值理论和奇异性检测等理论,提出了选相方法以及故障起动,这种方式的关键特征是可靠性和敏捷性。所以,可以将小波变换分析当成有效检测快速检出行波信息方案的工具,而且这种以小波变换为基础的继电装置展示出了良好的优越性。

三、结论

电力产业在社会经济发展的能源产业之一,会在很大程度上影响国计民生,所以社会各界极大地关注着它的发展。在此基础上,用电量以及输电方法都在不断地创新和发展,全国联网战略的实现给电网发展提供了新的发展机会。继电保护技术中重要的关键要素为可靠性与经济性。可靠性能够为电网提供安全的运行环境,而经济性是指继电保护工作时其成本较低,获取利益较大。作为电力系统的安全卫士,继电保护也要不断地进行创新和发展,这样才能更好地确保电力系统的运行和发展,更好地服务于经济社会的快速发展。继电保护运行可靠性的提高将会很大程度上提高电网运行的效率,从而能够降低电网运行过程中的风险。而要想提高继电保护日常工作的效率和质量,高水平的继电保护技术及先进的保护措施是必不可少的,具有重要意义。

参考文献

[1]李高峰.浅谈配电线路运行的继电保护技术与应用策略[J].机电信息,2013,(6).

继电保护的用途范文4

关键词: 电动机保护 常见故障 原因 教学措施

电动机保护教学在机电专业教学中有十分重要的作用,是教学的难点。如何理论联系实际,深入浅出地向学生介绍抽象的内容,使学生真正听懂,已经成为很多职业学校教师多年来研究的课题。本文结合课堂实际教学案例,分析了解电动机运行过程中的常见故障及其工作原理,以期提高学生在实际操作中处理保护故障的能力。

一、运用启发式教学法,使学生了解学习电动机保护的意义

首先,启发学生思考以下几个问题:电动机运行时,如果绕组温度过高,则会对电动机产生什么影响? 交流电动机运行时,如果有一相电源断相,则会对电动机产生什么影响? 如果直流并励电动机的励磁回路断路,则会对电动机产生什么影响?通过提问,学生了解了在上述各种情况下如果不能及时采取有效保护措施让电动机继续运行下去,则会对电动机产生的不良影响:减少电机使用寿命,甚至损坏电机。因此对电动机的保护是电动机运行时必不可少的环节,对电动机采取有效的保护措施是一个很重要的问题。

二、运用讲授法介绍电动机运行过程中的常见故障及原因

电动机运行过程中的常见故障有:长期过载和过热保护;缺相保护;过电流保护; 短路保护;零电压保护;零激磁保护;热保护等。本文重点介绍导致电机过载过热的因素,如负载过大,电动机超过额定输出,电机绕组因电流增加而过热,特别是在堵转时,电机会在短时间内被烧毁;电网电压过低,会引起电机绕组中电流增大, 三相电压不对称,甚至一相电源中断;启动和停止的操作过于频繁、环境温度太高等。

三、运用图片演示法介绍电动机运行过程中的工作原理

(一)运用图片演示热保护的方法及具体电路的原理

图1 热继电器的热保护线路

图1是用热继电器作热保护的线路。热继电器FR的发热元件串联在电动机的主电路中,它的常闭触头与接触器KM的线圈相串联。电机过载时,流经FR发热元件的电流增大,经过一段时间,热继电器动作,它的常闭触头断开KM的线圈电路,KM释放,电机停转。正常情况下,发热元件中通过额定电流值,热继电器不会动作,以保证电动机正常工作。

如生产中不允许中途停车(停车会造成损失),则用热继电器发出警报。热继电器的报警线路见图2。

图2 热继电器的报警线路

对于容量较大的电动机,可以采用电流互感器,热继电器的发热元件接在电流互感器的二次回路中。电机过载时流经电流互感器的电流增大,它的二次回路电流也按一定比例增加,这样热继电器可用小规格的产品。原理图如图3:

图3 有电流互感器的热继电器的热保护线路

(二)用温度继电器作热保护的工作原理

温度继电器可以直接反映电动机的温度变化,它的测量元件埋在电动机发热部位(定子槽内及定子绕组的端部)。只要电动机绕组的温升超过允许值,温度继电器就立即动作,使电动机脱离电源。我国生产的温度继电器有两种:双金属片式温度继电器和热敏电阻式温度继电器。对过电流保护的要求是,当电动机产生过电流故障时,过电流继电器要立即动作,但在电动机起动或反接制动时,过电流继电器要保证电动机正常工作。

(三)过电流继电器作过电流保护线路

电路见图4。

图4 过电流继电器作过电流保护线路

原理分析:过电流继电器KA的线圈串联在直流电机M的电枢电路中,常闭触头与主接触器KM的线圈串联。电机正常运转时,KA不会动作。严重过载时,主电路中的电流超过KA的电流值,KA的常闭触头断开,KM释放并切断电机电源。

(四)鼠笼式电动机的堵转保护

鼠笼式电动机处于堵转状态时,它的电流等于起动电流,时间过长电动机就会烧毁,所以必须及时切断电源,但不能用瞬时动作的过电流保护,应与延时继电器配合。电流继电器的吸引电流小于电机的启动电流,大于正常运转的最大负载电流,释放电流大于正常运转的最大负载电流。时间继电器的延时值要大于电动机的启动时间。过电流继电器的返回系数不能太低。

图5 鼠笼式电动机的堵转保护

(五)短路保护

短路保护的作用就是在短路电流刚出现时,就立即切断电路电源,使电路和电器设备免受短路电流的损害。熔断器和空气开关是最重要的保护电器。熔断器作短路保护:线路简单,断开电流的任务由熔断器自己承担,但熔体容易老化,动作不准确,有时一相熔断,造成交流电机缺相运行,熔体熔断后需更换,手续麻烦。保护线路如下:

图6 线路工作原理

短路时,断开短路电流的任务由接触器的主触头来完成,因此只有当接触器的分断电流大于线路的短路电流时,才能用过电流继电器作短路保护。三相电动机由于种种原因缺相时,如果没有保护装置,则缺相的后果是十分严重的。例如,小型电机启动时缺相,如果没有负荷就会不均匀地慢转,同时发热,若不及时停车,不用多长时间就会烧毁。如果带上负荷启动,就转不起来,同样也会烧毁。小型电动机最容易缺相,因为有的启动装置简陋,接触不好,或使用普通保险丝,有一根熔断造成。大一点的电动机缺相启动,就会嗡嗡直叫,就得赶快停车。用接触器启动和热继电器保护,在缺相时,热继电器可以在过流时切断接触器。

四、布置课后作业

分析缺相保护工作原理,分组讨论多种缺相保护电路。

通过本章的讲授和线路展示,学生掌握了电动机保护的理论知识。结合实际工作中常见的故障分析,了解电动机运行过程中的常见故障及其正常的工作原理,是提高学生在实际操作中处理保护故障问题能力的有效途径。

参考文献:

[1]郭晓波.电动与电力拖动[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.

继电保护的用途范文5

二次班组建于20XX年7月,平均年龄28岁,是一支充满朝气的年轻队伍。班组成员共有1xxxx,具有研究生学历xxxx,本科学历xxxx,大专学历xxxx,中专学历xxxx,其中党员xxxx。就是这个仅1xxxx的集体,却肩负着×××现有的xxxx500kv变电站的继电保护的日常检修、运行维护和技术改造工作。

这是一个有着光荣传统的优秀集体,素以能打硬仗、善打硬仗、关键时刻顶得住的工作作风著称。经过一年多的不断发展和完善,二次班已经逐渐成长为一个年轻化、知识化、专业化的先进班组。一年多来,二次班与超高压分公司一起成长,每一项电网工程的安装、调试、验收、投运等环节都有他们的身影出现,从数字化高科技保护的应用到更换二次回路的保险,他们深知责任重于泰山,皆以保障安全生产为准绳,踏实工作,不断进取,不断创新。 sjclw。net 事迹材料网

由于专业起点较高,业务技术过硬,二次班人员已具备了较强的理论研究水平和现场经验,在忙于繁重的生产任务的同时,也承接了500kv及220kv电网大量的科技创新任务,他们积极引进高新科技设备,为新设备、新工艺、新技术在500kv及220kv电网的安全使用中积累了丰富的经验,提高了设备的科技含量,也提高了电网的安全运行水平。他们组织编写的《保护定检标准化作业指导书》、《变电站新投二次验收大纲》、《变电站继电保护二次抗干扰措施的研究与解决》等项目课题,一定程度上规范了班组的作业标准和行为。

如果说继电保护技术是整个电力系统的核心技术,那么继电保护工作者可以说是整个电网安全稳定运行的无声的守护神。继电保护工作的重要性和工作特点,决定了继电保护工作者要吃尽千般苦,才换来万家明。实践经验表明,二次班是一支敢打硬仗、肯干实事的生产铁军。

一年多来,二次班不但圆满完成了500kv南昌变、梦山变、罗坊变保护定检、消缺、技改工作、500kv罗坊变220kv罗渝ii线二次部分的安装、调试、投产工作、500kv乐平变新投验收工作、500kv南昌变500kv南乐i线新投验收工作,而且自主设计了500kv南昌变、梦山变、罗坊变的综合自动化改造,使超高压电网各变电站综合自动化进一步完善,并为变电站实现无人值守提供了强有力的技术保障,为实现企业减人增效打下了坚实的基础。

谁也不会忘记,当你在尽情地享受美餐时,他们还在饥肠辘辘地对设备进行安装和调试;谁也不会忘记,当你已进入香甜的梦乡时,他们睁着熬红的双眼,拖着疲惫的双腿,仍在继续查找故障这一切,对他们来说似乎太平常不过了。

20XX年8月周末的一天下午,500kv南昌变500kv磁南线5042断路器故障跳闸后重合闸不成功,当天二次班在梦山变处理缺陷。接到报告后,二次班立即赶往南昌变,由于路途遥远,到达南昌变时,天已经黑了。继保人员顾不上休息,就对室内外进行500kv磁南线5042断路器保护二次回路检查。时间一分一秒的过去,每个人的衣服早就被汗水湿透了,吃晚饭的时间也早过了,每个人的肚子都在咕噜的叫,但继保人员凭着他们平时练就的钢筋脚、铁桶肚,凭着对工作执着的追求,发扬找不到事故原因不休息的工作作风,凭着扎实的技术功底,顶着饥饿一直工作到22点,终于将500kv磁南线5042断路器重合闸不成功的原因查找到,并对其进行消除。一天下来,继保人员的衣服被汗水浸得全是盐渍,但看到500kv磁南线5042断路器安全稳定地投入运行,又恢复了正常供电时。

遥望万家灯火,继保人员的心里感到的是开心和欣慰。

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关键词:可编程控制器;输入输出干扰;保护完善;故障保持;冗余控制

中图分类号: TD82 文献标识码: A 文章编号:

一、前言

随着工业化程度的提高,可编程控制器(简称PLC)在我国工业控制中应用的广度和深度飞速提高,在煤矿生产中的应用同样如此。但由于煤矿行业生产环境的恶劣性及复杂性,可编程控制器在煤矿应用中存在输入输出干扰大、保护程序不完善等安全稳定性不可靠问题,给设备或安全生产带来隐患,因此研究提高可编程控制器在煤矿应用的安全性具有十分重要的意义。

二、常见PLC外部故障及应对措施

从PLC的工作过程看,在输入采样阶段给PLC的开关量信号出现错误,模拟量信号出现较大偏差,输出刷新阶段PLC输出口控制的执行机构没有按要求动作,或者是用户程序执行中程序保护不完善,这些都可能使控制过程出错,对设备造成损坏或造成安全事故,带来无法挽回的损失。

1、影响PLC控制系统常见外部故障原因有

(1)恶劣的现场工况环境造成的对PLC电源、输入输出线的干扰,剧烈的冲击、振动以及各种电磁感应、静电感应、辐射干扰等,都可能影响PLC控制系统的正常工作,甚至引起PLC控制失灵、紊乱、误动。

(2)输入输出信号线短路或断路,现场信号无法及时传送给PLC或PLC无法对负载驱动,造成控制出错,这是实际应用中PLC常见故障之一。

(3)机械触点的误动作,或者动作时的抖动都有可能给PLC造成误判,我矿主井刚投运时出现过因井筒开关误动作造成的绞车中途减速现象。

(4)现场变送器,机械开关自身出故障,如触点接触不良,变送器反映现场非电量偏差较大或不能正常工作等,输出控制的继电器、接触器或负载本身的故障造成不能可靠动作,造成的控制系统失灵。

2、解决上述问题的主要应对措施

(1)选用稳定可靠的PLC电源,可采用远离动力线路的独立的供电回路;在PLC交流电源输入端加接带屏蔽层的隔离变压器和低通滤波器等;或者采用直流电源(ups电源等)给PLC供电。

(2)减少外部干扰可采取对PLC系统控制柜单独合理接地,在PLC所在地面设置防静电导电地板等措施。

(3)选用可靠性较高的开关、变送器等,对重要的输入输出信号,在PLC程序设计中根据反馈进行监视,及时发现断线、短路或输入输出异常等问题,用声光等报警办法提示给操作人员,尽快排除故障。

(4)在软件设计中考虑干扰信号问题,采用符合现场工况的控制模型、算法对噪声信号加以识别、判断,提高系统可靠性。

三、PLC在煤矿应用中的安全保护完善

因为煤矿安全生产的复杂性,在煤矿的实际生产中,仍然存在诸多PLC控制应用系统安全保护不完善的地方,需要我们在生产实践中加以完善。

1、主提升箕斗沾煤报警保护

我矿新主井自投产运行以来由于煤质或洒水防尘等原因,多次出现沾煤装超载现象,二次载入的定量吨位与所沾煤吨位相加之和超过安全载重,由超载导致提升机重斗下滑过卷紧停,如不能及时判断事故性质,操作司机在恢复紧停后将会导致二次提升机重斗快速下滑过卷撞梁恶性事故的发生,因为防过卷保护已解除,给矿井造成更大的经济损失和安全隐患,严重影响了我矿的安全生产。原PLC程序未对此类情况考虑,对提升过程充分研究后,我们提出了改箕斗沾煤报警技术,一但出现箕斗沾煤情况,声光信号就会提示绞车司机应采取防范措施,防止装重斗的事故发生。该报警电路不参与绞车控制系统,保证了控制系统的独立性,不改变司机操作习惯。

主要原理:根据提升机在等速段时电枢电流较稳定,在正常载重为16吨提煤时,提升机速度达到11M/S等速断时电枢电流约为2300A左右,每个箕斗的规定载重为16吨,直流电机的最大电枢额定电流为3012A。若其中箕斗出现沾煤时,在箕斗下放时就存在一定的正力,对另一箕斗相对载重减轻。电机的有用功率减小,在等速断时电流将达不到2000A以上。采取实际电流与给定电流相比较,判断是否箕斗沾煤。当实际电流小于2000A以下时,箕斗沾煤报警电路启动,控制的声光警示操作司机注意防范装重斗。

在提升机正常工作时将给定值2000传送到D4存储单元,提升机速度达到等速断11.0M/S时 M10 开点闭合,选择提煤方式下X12开点闭合。当实际电枢电流D5小于给定电流D4时,辅助继电器M12工作,其开点闭合,并同时驱动声光控制电路。

2、主提升机重斗中途停车方向保护

我矿主井自2007年投产以来,因故障等原因,重斗提至距平位还差一定距离而出现绞车急停事故,绞车停运后此时绞车方向不能反向锁死,绞车在司机误操作下可反向开车,对绞车重斗下放埋下隐患,在投运初期因司机误操作造成重斗下放事故两起,都因发现及时,其中重斗下放抱闸滑行约10多米,未造成重大恶性事故的发生。针对此种现象,结合现场实际,我们提出利用利用PLC内部辅助继电器作为正方方向锁定控制功能,以电流作为参考值的提升方向记忆,以PLC检测到的实际电流进行比较,当实际电流大于设定值时调用程序。以平位作为解除条件,空载检修不影响正常上下运行。当重斗上提至某一位置时,不论因何种原因造成中途停车,其重斗下放记忆保护,彻底锁死反向开车回路,只有正确的信号,正确的操作,才能使绞车按原方向运行,确保了因中途故障停车误操作重斗下放。

当重斗上提时,电流达到额定电流值30%时,M231辅助继电器通电,其开点闭合M232辅助继电器回路,当第二节加速级与第三节加速级,即M819或M820任一闭合后,使M232得电并吸合,其开点与M853正向运行时闭合,或M854反向运行时闭合,M800离开平位时闭合(正向),M801离开平位时闭合(反向),及解除开关M858闭点组成串联电路,使M600停电保持继电器(正向)吸合自保,或M601停电保持继电器(反向)吸合自保,只有到位后因M800正向或M801反向闭点断开,才能解除自保,达到每循环锁死反向开车控制回路。

五、结语

PLC控制系统的安全稳定运行对煤矿这个高危行业有着极其重要的意义,我们应该从硬件配置上提高系统对外部环境的抗干扰能力,从软件上增强对目标信号、噪音信号的判断识别能力,在生产实践中完善符合煤矿生产环境、环节的各项保护,建立健全工业控制系统的安全防范制度,切实提高可编程控制器在煤矿应用的安全稳定性。

参考文献:

[1]张 霞.浅谈PLC控制系统的可靠性设计,黑龙江纺织,2009年01期