引 言
　　經(jīng)濟的高速發(fā)展版挣，工業(yè)技術的不斷革新和人民生活水平的不斷提高胖替，促進了電力系統(tǒng)的逐步改造焊唬，并要求我國電網(wǎng)不斷提高其供電可靠率故痊。從1998年至今顶瞳，城鄉(xiāng)電網(wǎng)供電可靠從99.81％提高到99.897％。如今愕秫，配電設備市場的發(fā)展趨勢應是：反應真實快速慨菱，高智能化和數(shù)字化。
　　地鐵是地下鐵道的簡稱戴甩，作為一種獨立的有軌交通系統(tǒng)符喝，它不受地面道路情況的影響，能夠按照設計能力運行甜孤，從而快速协饲、安全、舒適地運送乘客缴川。地鐵效率高茉稠，無污染，能夠?qū)崿F(xiàn)大運量地要求把夸，具有良好的社會效益扑姆，成為現(xiàn)在中大城市改善交通情況的首選。配電的可靠性要求在地鐵行業(yè)尤其突出哭练。一旦停電外秋，地鐵無法安全運行，將導致城市交通的癱瘓僧憾。
　　為了保證運行的可靠性和避免人為的失誤奈株，地鐵中采用了各種以電子計算機處理技術為核心的各種自動化設備代替人工的、機械的荐呵、電氣的行車組織稿焚、設備運行和安全保證系統(tǒng)。同時為了保障地鐵運行的安全性蔬聚，地鐵建設中經(jīng)常采用SCADA系統(tǒng)作為綜合數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控控制系統(tǒng)用动，對主變電所、牽引變電所、降壓變電所設備系統(tǒng)的遙控征蜻、遙信和遙測叼枝，實時掌握配電所所有設備的帶電情況。
1 地鐵低壓配電典型系統(tǒng)構(gòu)成
　　地鐵的低壓配電通常采用典型的雙進線一聯(lián)絡結(jié)構(gòu)唉锌，其中1QF隅肥、2QF為進線開關，3QF為聯(lián)絡開關袄简。正常工作的情況下腥放，進線開關1QF和2QF合閘，分別為I段和II段母線供電绿语。但是當其中一組進線電壓跌落時（以1TF電壓跌落為例）秃症，需要斷開1QF。在甩開母線上的三級負荷后吕粹，閉合聯(lián)絡開關3QF种柑，此時變壓器2TF同時為I、II段母線供電昂芜。
2 地鐵行業(yè)低壓配電備自投的特點
　　為了減少母線段斷電時間莹规，保證低壓電氣設備能夠順利運行，減少經(jīng)濟損失泌神，地鐵的低壓配電系統(tǒng)要求備自投功能良漱。所謂備自投，就是當進線開關因為電壓跌落脫扣時棠裹，聯(lián)絡開關自動閉合忆和。
　　但在地鐵行業(yè)，備自投需要完成三個基本步驟：一效迹，進線開關必須要脫扣龟聊，而且是因為電壓跌落而非因為故障脫扣；二啰蕴，三級負荷必須甩開暑吹；三，聯(lián)絡開關自動閉合码承。根據(jù)復位方式的不同凄跑，備自投又分為兩種：自投自復和自投手復。自投自復：當進線掉電時城离，聯(lián)絡開關自動閉合炭刺，當進線電壓恢復時，聯(lián)絡開關自動斷開娜食，進線開關自動閉合煮落。自投手復：顧名思義敞峭，則當進線電壓恢復時，手動分斷母聯(lián)閉合進線蝉仇。
3 PLC備自投的應用與特點
　　以往的地鐵項目旋讹，是通過電壓繼電器，時間繼電器和中間繼電器等繼電器來實現(xiàn)備自投量淌。當電壓繼電器探測到進線開關的進線側(cè)電壓低于低電壓閥值骗村，一般的判斷條件為70％額定電壓嫌褪，經(jīng)過時間繼電器的延時呀枢，發(fā)出命令，令該進線開關脫扣笼痛，將信號發(fā)送至各三級負荷總開關和聯(lián)絡開關裙秋。之所以需要延時，是為了保證電網(wǎng)確實掉電缨伊，而不是發(fā)生晃電摘刑。三級負荷總開關收到進線的脫扣信號，并確認進線并非因為故障脫扣后刻坊，直接跳閘枷恕，并將跳閘信號發(fā)送至聯(lián)絡開關。聯(lián)絡開關接收到進線和各三級負荷總開關的脫扣信號后易祖，自動合閘遵艰，完成一次備自投的過程。
　　可見悍写，由繼電器搭接而成的備自投回路能夠滿足基本的備自投要求电摔，但是隨著地鐵行業(yè)對可靠配電的要求越來越高，而且在實際應用中暴艘，該備自投的繼電器觸點容易熔焊稀崔，線路復雜等問題，深深影響到地鐵行業(yè)低壓配電的安全穩(wěn)定運行柬沾。因此近年來的地鐵項目泉剔，基本都要求選用可靠性高的工業(yè)型PLC控制或智能模塊來實現(xiàn)低壓配電系統(tǒng)的備自投。如廣州地鐵項目就選用了ABB公司的AC31系列PLC來實現(xiàn)兩進線一母聯(lián)的備自投住秉。
　　其中CPU 07KR51裝于母聯(lián)柜假却，4臺擴展模塊ICM14F1分別裝于兩個進線柜和兩個三級負荷總開關回路。CPU 07KR51與擴展模塊 ICM14F1之間通過CS31總線連接化刻。進線回路把進線斷路器狀態(tài)像捶、故障信號、低電壓信號同時輸入擴展模塊 ICM14F1桩砰；三級負荷總開關回路將開關狀態(tài)拓春、故障信號輸入擴展模塊 ICM14F1释簿；母聯(lián)回路向CPU 07KR51輸入母聯(lián)斷路器狀態(tài)、故障信號和控制方式（自復或者手復）硼莽。PLC的輸出線圈依次控制進線庶溶、母聯(lián)和三級負荷回路開關的合分。PLC根據(jù)每個輸入信號的狀態(tài)懂鸵，判斷是否發(fā)生低電壓偏螺，并判斷輸出繼電器是否需要動作，實現(xiàn)兩進線一聯(lián)絡系統(tǒng)的備自投切換匆光。下表為PLC進行備自投的程序進程順序：

　　對比上面兩種備自投控制的方案套像，可以得出PLC進行備自投控制的優(yōu)點：
　　1） 可靠性
　　繼電器容易燒壞，觸點發(fā)生熔焊终息，線路復雜夺巩。每多連接一根電纜，發(fā)生故障的概率就增加一分艺滑。而且由于機械原因右木，不論在線圈吸合還是脫扣，都是依靠純粹的機械判斷跳犹，存在出錯的可能塌卜，從而影響到整個系統(tǒng)的正常運行；PLC減少了繼電器的數(shù)目玻冗，用內(nèi)部虛擬繼電器代替實際的繼電器启脉，同時通過輸入信號，直接判斷是否起動備自投道婚，減少了中間的步驟件牧，同時能精確地給出延時時間，降低了出錯地可能潦博。經(jīng)過多次的實踐應用侮压，表明PLC比繼電器可靠得多。
　　2） 靈活性
　　當系統(tǒng)的控制邏輯發(fā)生變化時竖怯，PLC僅僅需要更改內(nèi)部的程序內(nèi)容蠕膀，而繼電器的備自投，需要重新設計胀茵，重新拆線接線社露，操作繁冗。更改完后琼娘，PLC可以事先在內(nèi)部測試程序的準確性峭弟；而繼電器的備自投則需要通電試驗，如果發(fā)現(xiàn)問題脱拼，還需要再次拆線接線瞒瘸。
　　3） 簡潔性
　　繼電器的備自投坷备，由于柜間的聯(lián)鎖和使用的繼電器數(shù)量，需要連接的電纜數(shù)遠遠高于PLC情臭。無論查線或者理解圖紙來說省撑，都比較復雜。PLC的備自投俯在，只需要將所有信號輸入PLC竟秫，通過程序判斷，圖紙簡單易讀跷乐。程序里可以按照每個回路的合分邏輯編程肥败，并在后面加以備注，方便理解程序的意思蒙亦。
4 ABB的AC31系列PLC 在地鐵中的應用案例
　　1）應用案例1——深圳地鐵
　　該項目兩進線斷路器皮卸、聯(lián)絡斷路器以及三級負荷總開關相隔較近，且在同一排柜子的相鄰位置离饺，采用輸入擴展模塊XI16E1和輸出擴展模塊XO08R1配合PLC主機07KR51。進線繁惦、三級負荷總開關的所有控制信息和狀態(tài)信息直接輸入裝于聯(lián)絡柜的PLC擴展模塊疼尺。雖然連接電纜增加了一些，但少了4個擴展模塊ICM14F1越匕，實現(xiàn)在保證PLC備自投的可靠性的前提下氛侨，成功降低一定的備自投成本。
　　2）應用案例2——廣州地鐵
　　該項目在優(yōu)化應用案例1的基礎上煎敢，取消了2個電壓繼電器汞潦，取而代之的是通過裝于進線回路的多功能表計采集電壓信號，并通過通訊的方式傳輸?shù)絇LC盲趟。PLC讀取電壓值演徘，并判斷是否發(fā)生電壓跌落。這樣不僅減少了2個電壓繼電器的成本眼虱，同時憑借對電壓信號的實時讀取和判斷喻奥，可以更準確的判斷是否發(fā)生電壓跌落，并發(fā)出信號捏悬，令三級負荷總開關跳閘撞蚕。因為電壓繼電器的可調(diào)門閥值一般在70%左右，而判斷讀取的電壓值可以精確到10%左右过牙。從而可以實現(xiàn)分批甩開一些不重要的負荷甥厦，以保證重要負荷的運行。
　　經(jīng)過上面兩個案例寇钉，PLC的備自投成本可以降低不少刀疙，甚至將低于繼電器架構(gòu)的備自投彤蔽。可見庙洼，成本問題將不會成為阻礙PLC備自投在工業(yè)配電的應用顿痪。 來源:輸配電設備網(wǎng)
5 結(jié)語
　　如今的工業(yè)項目，不再是簡單的兩進線一聯(lián)絡系統(tǒng)油够，而是三進線兩聯(lián)絡或者四進線三聯(lián)絡蚁袭。使用繼電器備自投，每增加一進線回路或一聯(lián)絡回路虹烈，就需要增加一堆繼電器和一堆用于控制淆逛、連鎖的電纜，造成不可靠隱患的概率上升裳岳，而使用PLC的備自投倒你，只需要修改一下程序即可，十分便利锡疗，相對增加了配電可靠性鼓宿。
　　隨著智能化和數(shù)字化的普及，有的項目擁有一個后臺系統(tǒng)（如：SCADA）囊嘲，PLC不僅能夠?qū)崿F(xiàn)備自投的功能情键，還能夠?qū)CADA所需要的數(shù)據(jù)整合在一個數(shù)據(jù)區(qū)塊，并實時更新锯帚，便于SCADA讀取钢墩。
　　同時，為了方便客戶使用楞播，我們還可以將根據(jù)PLC實現(xiàn)的備自投的不同用押，做出若干個標準程序，比如標準自投自復靶剑，標準自投手復蜻拨，標準三進線兩母聯(lián)等。隨著因特網(wǎng)的普及抬虽，客戶只需要在網(wǎng)上下載相應的標準程序官觅，就可以滿足自己的需要，降低了PLC的編程操作難度和人力維護成本阐污。
　　綜上休涤，隨著社會的發(fā)展，隨著工業(yè)對備自投要求以及PLC自身競爭力的提高笛辟，我們可以預見PLC在工業(yè)的應用前景將越來越廣闊功氨。

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