低压双电源备自投供电系统的实现方案研究及讨论

宋晓菲

摘 要：当发生突发状况主电源停电时，利用PLC自动切换两回路电源，不但可以提高供电的安全性、可靠性，还能灵活调节，成本低。

关键词：双电源备自投；供电系统；备用电源；断路器

中图分类号：TM762 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.21.098

1 供电系统方案

目前，我校的供电系统是双电源供电系统，供电系统备用电源投切如图1所示。备用电源正常连接的时候，会适当断开联络断路器QF3，两端母线上都带有一定负载，而且并列运行。如果一次进线出现失电，例如进线1失电，此时，需要断开断路器QF1，合上断路器QF3，从而恢复母线供电。利用人工方式来实现供电调度，存在灵活性较差、停电时间较长的问题，而利用PLC来调度供电可以很好地解决这一问题。

切换电源的基本条件是：①电源一侧进线，不管是什么原因导致电压消失，PLC都能快速恢复供电。此外，只有在断开失电电源断路器以后，才能连接QF3断路器。②自动投切时间尽可能短。③PLC需要保证每一次只动作一次。④断路器出现故障跳闸以后，不能连接QF3断路器。⑤熔断任何一个电压互感器熔断器的时候，PLC不能误动作，手动停电操作的时候，PLC也不能动作。

图1 供电系统备用电源投切图

2 设计系统方案

2.1 控制断路器接线

现阶段，在低压配电系统中，一般都是采用框架式断路器来连接主断路器，控制功能基本相同。设计本系统时，主要依据目前我校使用的施耐德的M开关来阐述。假设图1中的断路器QF1、QF2、QF3都是M开关，那么在电压继电器的基础上检测失压，在QF2进线端连接KV3、KV4，在QF1进线端连接KV1、KV2，在PLC上适当引出电压继电器常闭触点，有电的时候，断开常闭触点，失电的时候闭合。QF1、QF2进线端断路器控制接线如图2所示。

在图2中，虚线框内部是来自其他断路器和PLC的信号，实线框内是断路器本体线圈和触点；MN是失压线圈，如果进线端失去电压，断路器就会跳开，XF是合闸线圈，MX是分闸线圈，M是电动储能结构。PLC中发出的控制信号Y0、Y1能够使QF1（QF2）自动合闸。因为PLC是容量较小的触点，所以启动合闸单元的元件是KM1（KM2）。跳闸按钮和手动合闸是SBF和SBS，手动合闸最少具有两个常开触点。QF2（QF1）和QF3的常闭触点能进行电气联锁，确保2台断路器能同时合闸。断路器QF3的控制类似于断路器QF1（QF2），利用PLC的Y3和手动按钮SBS来控制QF3跳闸，不会出现相应的欠压线圈。QF3的控制电源主要来源就是QF3的出线端和进线端。在系统设计过程中，可利用KM来达到选择连接电源的目的，用PLC的Y2来实现自动合闸。

图2 QF1、QF2进线端断路器控制接线图

2.2 分配I/O地址和选择PLC

依据实际设计需求和标准，选择三菱公司的FX2N-48MR PLC。I/O地址线是二十四输出和二十四输入的点，以继电器形式输出，能够充分满足设计控制需求，但不能扩展模块。工作的PLC电源是AC220 V，电源主要来源是QF3开关。把QF3联络断路器和PLC安装在同一台开关柜内，为了避免出现KV断线的问题，需要把两个常闭触点KV连接到PLC上，断开以后才能重新启动，以免误动作的出现。QF1、QF2、QF3是来自不同断路器的信号，SBS1、SBS2、SBS3是断路器手动跳闸过程中的辅助按钮触点，SDE1、SDE2、SDE3用于输出故障断路器信号，出现故障以后电气进行闭合。利用SBS和SDE闭锁电源自投，能够避免手动跳闸和故障的时候，电源失去电压。投入QF3闭锁的时候，自投指示灯会亮起，然后利用SB按钮来解除闭锁。QT是一种纽子开关，需要手动控制PLC的投入和断开。

3 结束语

总而言之，现阶段，一些重要的用电单位一般采用的都是双电源供电系统。本文主要设计了一种能够实现低压双电源供电的自动控制系统，并基于FX2N-48MR建立了一种能够实现接线、控制过程的系统，其具有灵活性、可靠性和安全性，能够满足我们的实际需求。

参考文献

[1]廖裕中.低压双电源备自投供电系统的实现过程[J].内江科技，2010（7）.

[2]李红伟，王洪城，谭雪峰，等.基于PLC实现的低压双电源备自投系统[J].电气应用，2011（6）.

[3]袁有扩.基于GPRS的双电源备自投及配电参数监控系统的设计与实现[D].包头：内蒙古科技大学，2014.

〔编辑：王霞〕