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UniMAT PLC在矿用隔爆型馈电开关控制系统中的应用

供稿:深圳市亿维自动化技术有限公司 2012/11/26 15:38:55

4 人气:2990

  • 关键词: 三相交流电监测,UniMAT PLC,CPU224,EM231,馈电开关
  • 摘要:针对矿用隔爆型馈电开关控制系统的特点,UniMAT亿维公司开发了专用矿用三相交流电及漏电监测模块,用于三相电测量,可实现相电压、电流,零序电压,零序电流和漏电电阻等指标的测量。结果表明采用UniMAT CPU224+矿用三相交流电及漏电监测模块的方式不仅降低了成本,而且达到了国标所要求的漏电保护标准,简化了配置方案,优化了程序设计,并且很容易的将方案从基本的KBZ630Z型升级到更高要求的KBZ800Z和KBZ1000Z等型号,拓展开去,三相交流电及漏电监测模块可以应用于各种交流电的监测系统中去,在各种场合发挥更大作用。

一、系统概述

矿用隔爆型真空馈电开关(以下简称馈电开关)主要用于煤矿井下,在交流50Hz、电压至1140V,额定电流分别为400A500A630A800A的线路中,作为供电系统的总开关、分支开关,或作为矿用隔爆型移动变电站用馈电开关(打开后盖板与移动变电站对接),也可作为大容量电动机不频繁起动之用。具有过载、短路、欠压、漏电保护(选择性漏电保护)及漏电闭锁等功能。产品可应用在矿用隔爆型真空馈电开关等煤矿安全用电监测系统中。


二、系统配置与功能实现

1、KBZ630Z控制系统硬件配置

显示屏:                   防护等级达到IP654行汉字文本显示屏                 一块,

可编程控制器:       UN200系列CPU224Q UN 214-1AF23-0XB0              一块

扩展模块:               三相交流电及漏电监测模块UN 231-0BH22-0XA0    一块

(注:KBZ800Z型需要两块三相交流电及漏电监测模块)

2、系统架构

       该系统由一套UniMAT PLC 文本屏构成的控制系统和真空断路器构成的执行系统构成。如图所示。其中CPU进行一些逻辑控制,矿用模块主要是采集AC电压、电流和漏电电阻等信号,从而实现系统监测监控并完成漏电闭锁、过载、短路、断相、欠压和过压等保护功能,具有智能化程度高、性能稳定、动作可靠等优点。


3、系统难点

       系统主要是要保证漏电保护动作时间小于50ms和短路保护动作的时间小于100ms,所以要保证CPU的采集处理运行速度很快,UniMAT PLC采用高频微处理器,指令处理速度比普通PLC提升3-10倍,采用UniMAT UN200 PLC的采集与控制周期时间是12ms,加上外围的设备时间30ms,42ms,达到了设备的标准要求。

4、监控功能设计

       采用文本显示屏,配合UniMAT UN200系列小型PLC,实现对馈电开关的工作状态、参数和故障类型显示和记忆,并可对具体参数进行修改调整,友好的用户界面,具有良好的人机对话功能,可大大提高判断故障和排除故障的效率。

       所有模拟信号全部处理为数字信号,具有抗干扰能力强、接线简洁、信息量大、控制可靠准确等特点。

       具有完备的自检、自诊断和故障模拟实验功能,可方便地检查保护和控制系统正常与否。

5、系统功能实现

该馈电开关充分考虑煤矿井下的工作环境,集机械制造、自动化、测控技术与仪器仪表、计算机应用科学技术等学科于一身,其主要技术指标如下:

电压等级:1140V/660V;频率:50HZ

总额定电流:800A1200A,单台工作电流可达到400A

漏电闭锁保护:附加直流检测,1140V-40K欧、660V-22K欧;

漏电保护动作:1140V-20K欧、660V-11K欧;

短路保护:为额定电流的3-10倍;

过压和欠压保护:0.75Ue

超温保护和超限保护;

开关设备有漏电试验和过流试验按钮,可随时检测馈电开关保护功能;


系统原理图

目前国内大多数馈电开关采用西门子 变送器 漏电保护器控制的方案,尽管该方案能达到系统要求,但是在控制功能上有很大局限性。采用此方案替代上述方案后可以对整个馈电开关的工艺参数如电流、电压等参数进行在线检测。降低了客户的成本,保证了工艺条件的稳定、提高了产品的响应速度。采用文本显示屏,利用显示屏反应出来的报警信息,工作人员很容易排除故障。提高了生产效率。

6、系统亮点

       该系统所采用的三相交流电及漏电监测模块UN 231-0BH22-0XA0是一大亮点,该模块通过交流互感器能够实现对交流电信息的采集,配合CPU的运算和控制,可以实现过压、欠压、过载、短路、漏电、三相不平衡保护等功能;能够对电网绝缘电阻进行监测;具有零序电压和零序电流采集功能。该产品是UN200PLC的一个扩展模块,具体见下图和接线图:

该模块技术指标如下表示:

供电电压

24VDC(-15%/ 20%)

输入通道

交流信号

测量通道

三相电压UA,UB,UC

0-16VAC,精度1%F.S

输入信号频率:47-53Hz,典型精度1%50Hz时的精度,其它频率范文最差精度6%

三相电流IA,IB,IC

0-16VAC,精度1%F.S

零序电压UO

0-150VAC,精度1%F.S

零序电流IO

0-500μA0-1.5VAC

精度1%F.S

系统电压US

0-16VAC,精度1%F.S

直流信号

测量通道

AI1直流测量

测量范围:0-10VDC

测量精度:1%F.S

AI2直流测量

漏电电阻

输入

RL

测量范围:0-1M

0-100K精度<3%< span="">

100K-1M精度<5%< span="">






       该模块还可以应用于多种电源监测控制类产品上去,比如各种电气控制的配电系统监测,小型变电站的监测系统以及其他组合开关等。

三、使用效果分析

本控制系统在馈电开关系统中实现了预期目的,根据馈电开关系统在实用中的重要程度选择深圳亿维自动化的UN200系列PLC和三相交流电及漏电监测模块,提高了系统稳定性,达到了系统的响应要求,简化了配线施工,降低了维护难度,由于该系列PLC和西门子S7-200PLC完全兼容,降低了工程师的开发难度,又在一定程度上节省了系统成本。该系统在投入运行后状态良好,还应用于多条自动化控制系统的电源屏监控,有较好的行业应用前景。

更多内容请访问 深圳市亿维自动化技术有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=44117)

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