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蓄电池产品特性:
1、超前的设计理念
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PLC分级递阶控制在变电站综合控制中的应用
摘 要 本文将PLC分级递阶控制引入变电站综合控制中,有效的提高了控制系统的可靠性;同时引入智能控制技术,大大减少了变压器故障,提高了供电质量。
关键词 PLC分级递阶控制 变电站 智能技术
1引言
众所周知变电站是电力系统中不可缺少的重要环节,由于它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务,对电网的安全和经济运行起着重要的作用。但是,现存的许多老式变电站由于存在安全性、可靠性不能适应电力系统实时控制等一系列缺点而无法满足电力系统现代化的各项要求。因此提出一种安全、可靠、能提高电力系统运行、管理水平的变电站综合自动化设计方案已成为一项十分紧迫的任务。目前,已经实际运行的综合自动控制系统有LAS系统、基于CAN/LON网的分散分布式变电站控制系统等,它们在实际应用中取得了较好的成效,但也存在着技术和经济上的各种缺点。本文在研制智能型有载调压变压器监控系统的基础上,从变电站综合自动化发展的大方向(即从集中控制型向分散(层)网络型发展;从专用设备向平台发展;从传统控制向综合智能方向发展)出发,提出了一种新型的变电站综合自动控制系统结构设计方案,可应用于变电站综合自动控制系统中,有着广泛的应用前景。
变电站综合自动化包括的内容很多,它是将变电站的二次设备(控制信号、测量保护、自动装置及远动装置等)利用计算机技术、现代通信技术经过功能组合和优化设计,对变电站执行自动监视、控制和协调的一种综合性的自动化系统。以下仅以变压器有载调压监控系统为例,说明PLC分级递阶控制这种结构体系在变电站综合自动控制中是有效、可行的。
2PLC分极递阶控制系统的结构
可编程控制器(PLC)被称为现代工业控制的三大支柱(PLC、机器人和CAD/CAM)之一,具有可靠性高,易于控制,编程使用简单,性价比高,环境适应性强等特点,已被广泛地应用于控制领域,在变电站综合自动控制中也已有应用。但是PLC在数据、信息处理与图象显示等方面仍显不足,还无法与计算机相比,因而未能充分发挥其强大功能,一般只是用PLC对开关量进行控制。但近年来随着PLC通信网络功能的不断增强,已可以方便的将PLC与计算机连接。利用计算机运算速度快,信息处理方便,显示性能高的优点,将其作为上位机,行使管理功能,与PLC形成一个优势互补的分级递阶控制系统。这样,PLC就可以执行复杂的控制职能,从而可以对变电站进行最优综合控制。
分级递阶控制思想的实质是将一个大的控制系统按功能或结构进行层次分配,将全系统的监视和控制功能划属于不同的级别去完成,各级完成分配给它的功能,并将有关信息传递到上一级,接受上一级管理。综合控制功能由最高一级决策执行,各级的工作相互协调,力求整个控制系统达到最佳效果。
分级递阶控制依据“层次越高,智能越高,控制精度越低;层次越低,智能越低,控制精度越高”的拟人的原则进行设计。基于PLC的分级递阶控制系统共分为三级:组织级、监控/协调级和执行级。其系统结构框图如图1所示。
(1)组织级(Organization Level)这是整个系统的最高级,其智能程度最高,执行组织管理决策的智能,对下进行指导和监控。该级对上通过人机接口与管理人员进行友善的人机对话,执行管理决策的职能。对下监视、指导协调级的所有行为。其智能程度最高,但精度不高,宜粗不宜细,以便进行宏观指导。该级还可以根据实际生产过程和环境等信息,采用人—机结合的方式自动或半自动的提出合理的控制目标或指标,形成相应的命令或任务向低层下达。这部分通常由高功能的计算机来完成。
(2)监控/协调级(Coordination Level)该级主要根据组织级的命令协调下位PLC的运行,避免下位PLC发生冲突,并将下位PLC的信息传输到上位计算机。监控/协调机既可以是工业控制计算机也可以是主PLC或PLC终端,可根据控制要求进行选择。
(3)执行级(Executive Level)这是控制系统的最低级,执行现场控制功能,是自动控制系统中控制的关键级。该级智能最低,但可靠性、控制精度和实时性要求最高,因而PLC正是最佳选择。同时,该级的PLC可通过现场总线与上位的监控协调级连接进行实时的在线控制和协调。现场总线技术一般采用塌陷结构,使用开放系统互连(OSI)参考模型的低层协议,因而结构简单,实时性强。
上述结构,利用计算机运算速度快,信息处理功能强大的优势,使计算机集中管理各控制子系统,对现场信息进行综合处理,给出最优解决方案。同时,控制级计算机可以通过局域网与其它计算机相连,既可以实现资源共享,又可以使不同系统在统一调度下,协调工作,减少资源浪费。下位PLC或远程工作站分散后进行连网,这样,执行级各控制器件就可在现场实现分散控制,并通过网络将信息传递到上位控制机,使上位机进行集中管理。即使下位PLC或远程工作站个别设备出现故障,也不会导致整个系统的瘫痪,整体性能好,运行可靠。
3PLC分级递阶控制系统在变电站综合控制系统中的应用
当前,已有变电站将PLC引入控制系统中,但是仅仅利用PLC对开关量进行控制,如对有载调压变压器分接开关的调节,并联补偿电容器的投切等。远没有充分发挥PLC的强大功能。
3.1在变电站综合控制系统中PLC分级递阶控制系统的结构
利用本文上面提到的分级递阶控制结构,我们可以按照三级机构设计变电站综合控制系统。
(1)组织级的设计
组织级是本系统的最高级,承担着最优决策的功能。当前变电站综合控制大部分仍是按照传统的九区控制方法,利用电压和无功功率双参数将变电站运行状态分为九个区,根据各个区所对应的控制方案进行调节。但是,在该控制系统中,无功调节判据是一个与电压无关的平行于电压坐标轴的固定边界,没有充分考虑无功调节与电压调节相互间的协调关系。根据“保证电压合格,无功基本平衡,尽量减少调节次数”的变电站电压和无功综合调节的基本原则,无功调节边界应当是一个受电压状态影响,且在一定范围内服务于电压调节的模糊边界。因此,我们对传统的控制策略也作了改进,引入了无功调节判据,提出了模糊边界的无功调节。基于电压与无功的相互影响,对电容器组的投切判据建立如下数学模。
式中U0为标准电压;Q0为每组电容器的容量;U为电压实时值;Q为实时功率值;α1,α2为权重系数。
根据上面推导出的数学模型,可以得到修正后的电压无功双参数调节的模糊边界,如图2所示。
我们利用计算机进行模糊推理,得到最优控制策略,形成控制规则表,将其传递到下级进行协调控制。同时该级为操作人员提供了良好的人机界面,将电压、电流、有功、无功等信息以曲线图、柱状图等形式实时反映出来,并且在出现异常情况时可进行声光报警,使操作人员可以及时全面的了解系统运行情况,并可对生产过程进行调节和控制。该级计算机装有专家知识库,在变电站内出现故障时,可在专家系统的引导下,尽快解除故障。定时召唤打印功能和无人抄表功能可以方便的使变电站综合控制实现无人职守。根据各变电站的实际运行情况和不同时段的电压、无功波动情况,还可以通过控制级计算机设定电压整定值和灵敏度参数,而且根据控制要求还可以由功能按钮直接对有载调压变压器的分接头和补偿电容进行控制,以进一步增加控制的灵活性。
该级的计算机还可以通过Ethernet、ARCNET等局域网进行联网,实现信息共享,对某一区域进行综合控制,这样既可以从整体上进行控制,更有利于提高整个地区的供电质量,还可以减少资源的浪费。
(2)监控/协调级的设计
在小型的变电站中,为了节省投资,也可以将组织级和监控/协调级集成在一个高性能的计算机中。
执行级的智能程度最低,但控制精度和实时性要求最高。由于变电站电磁干扰严重,常规的控制器件难以达到精确控制,因而可靠性高、实时性好、性能价格比高的PLC是最佳选择。由于PLC与计算机联网,可以将最优控制结果下载到PLC,利用PLC实现各种最优控制。对于主要器件如主变压器,可以采用PLC的冗余技术更进一步提高可靠性。所谓PLC冗余技术即正常运行时,一台PLC作为主PLC进行控制,其它的PLC作为备用,监视系统运行。当主PLC发生故障时,由PLC协调器件指定另外一台PLC作为主PLC,控制系统运行,将有故障的PLC换下维修。由于PLC发生故障的几率十分小,采用冗余技术后的故障率几乎为零。
现在的PLC大多提供了现场总线技术,利用组态软件可以方便的将现场的多台PLC组成现场总线局域网。现场总线采用开放式的标准总线结构,可以十分方便的将分散的智能化设备连接起来,有利于彻底的实现分布式控制,而且有利于各台PLC的协调动作,提高了系统的可靠性。
3.2通信口的设计
C系列的C200H配有HOST LINK通信模块,对上可与计算机通信,进行组网连接;对下可通过RS-232、RS-485等实现近程或远程的通信,实现对生产线各个监控点的监控。本系统中链接的PLC不多,故可采用“轮询”式的工作方式,依次对链接的PLC进行数据传输。上位机对来自现场的数据经特征识别、分析判断后,针对不同的状态,再经过通信口给下级下达命令。操作人员还可经PLC终端对PLC的工作进行可视性监控,通过触摸屏开关下达命令。因此整个系统运行的正常与否和通信口的设计关系极大。为保证通信畅通可靠,在编制程序时应注意以下几点:
(1)波特率的设定应与HOST LINK单元的SW3的设置保持一致;
(2)为保证传输可靠,对指令帧每一字符进行“异或”逻辑运算,形成通信指令检验的FCS码;
(3)对由HOST LINK单元返回的响应帧在判读其相应位为“00”后处理,若FCS校验错或响应帧相应位不为“00”,显示错误信息,重新发送指令。
基于PLC分级递阶控制的变电站综合自动控制系统既吸取了集散控制系统“信息集中,控制分散”的优势,又保留了PLC所固有的可靠性、灵活性及性能价格比高的优点,同时大大降低了传统集散控制系统的成本,提高了系统性能,以最低成本来完成高技术的自动化。
该控制系统各级之间既有分工又有联系,协调工作。同时按照现场实际控制需要,将执行级的PLC采用分散控制结构,将各个PLC分散后进行联网,一方面可将变电站的全部信息通过网络传至组织级计算机以实现信息集中管理,另一方面可避免因个别设备出现故障而造成整个系统的瘫痪,提高了可靠性。
由于控制系统采用模块化结构形式,各变电站可依据自己的需要选择不同数量、不同规格的PLC模块,整个系统采用分级分散的网络结构形式,使增加或去除某些单元不会影响整个系统的功能。同时,PLC可以实现在线编程,根据不同的需要对设定值进行整定,而不需要改变整个系统结构,因而大大提高了系统的灵活性。
4结论
本文将PLC分级递阶控制的先进思想引入变电站综合控制中,提出了一种先进、可靠、有较高性能价格比的变电站综合自动控制系统结构设计方案。其基本思想是:通过通信网络将PLC可靠性高、灵活性好、性能价格比高的优势与计算机信息处理快、显示性能强的优势相结合,实现了变电站“管理集中,控制分散”的集散式控制。同时,将模糊控制与专家系统等智能技术引入变电站综合控制,可以有效减少分接头和补偿电容器的动作次数,减少变压器故障,提高电压质量。现场实验证明本设计可靠性高,成本低,实用性强,符合变电站综合控制向网络化、智能化发展的方向。
结构特点
采用最新的集成功率元器件及DSP技术,大幅降低了体积及重量。同时,新的设计理念采用高密度表面
处理,简化电路,减少接点及联线,不但降低电磁干扰,还提高UPS可靠性。
2、在线式双重变换技术
保证了高质量电源的持续供应,电网上任何形式的干扰,被彻底滤除,输出波形是经过重组再生的纯
正正弦波;电池仅用作后备电源考虑。
3、宽广的输入电压范围
PULSAR DX具有宽广的输入电压范围,范围从179-275伏,能保持正常电压输出,极大地减少了转换到
电池供电的机会,充分延长电池寿命。
4、高性能的电池充电器
PULSARDX充电器是均浮充二段式的充电设计,可对电池快速充电,并提供充放电保护,延长电池寿命
;电池低电压保护,防止电池因过茺放电造成永久性损坏;功率因数校正,提高了能源的利用率,并
与发电机完全兼容。
5、灵活性和扩展性
后备时间:从10分钟到数小时
PULSARDX可以连接长延时电池组到UPS,而不会干扰UPS电源的正常工作,也可采用长延时充电器,使
UPS在满负载条件下,提供长达8小时的后备时间。
山特蓄电池产品特点:
(1) 使用寿命长:高强度紧装配工艺,提高电池装配紧度,防止活物质脱落,提高电池使用寿
命。
(2) 自放电低:高纯度原料和特殊制造工艺,自放电很小,室温储存半年以上也可无需补电。
(3) 维护简单:特殊氧气吸收循环设计,克服了电池在充电过程中电解失水的现象,在使用过
程中电解液水份含量几乎没有变化,因此电池在使用过程中完全无需补水,维护简单。
(4) 安全性高;电池内部装有特制安全阀,能有效隔离外部火花,不会引起电池内部发生爆炸
。
(5) 洁净环保:电池使用时不会产生酸雾,对周围环境和配套设施无腐蚀,可直接将电池安装
在办公室或配套设备房内,无需作防腐处理。
蓄电池特点:
10年设计寿命
吸附式玻璃纤维棉技术使气体符合效率高达99%,使电解液具有免维护功能
3年质保期(参照 Dynasty 质保卡,41-9026)
获专利的低钙合金设计,在工业领域中具有最低的含钙量,最大限度的降低板栅的增长、气体的生成,延长了电池的寿命
每个单格中都装有获得专利及UL认证的阻燃排气阀,使电池更安全且具有更长的寿命
具有一致的再复合设计,热失控保护,防止气体生成及阻燃的特点,符合Bellcore 4228
阻燃的聚丙烯(PP)槽盖,符合UL1778
独有的固定孔的极板涂膏技术,使活性物质在板栅两面均匀填涂,使每个单格的板栅具有一致性,增加了电池的容量,而且保护了极板的一致性
电池槽盖的热封粘结可以杜绝渗漏 可以以任何方位使用。竖直,旁侧,或端侧放置。
山特蓄电池免维护无须补液; 内阻小,大电流放电性能好; 适应温度广(-35-
45℃); 自放电小; 使用寿命长(8-10年); 荷电出厂,使用方便; 安全防爆; 独特
配方,深放电恢复性能好; 无游离电解液,侧倒90度仍能使用。 应用范围:⑴ 电话交换机
⑺ 办公自动化系统⑵ 电器设备、医疗设备及仪器仪表 ⑻ 无线电通
讯系统⑶ 计算机不间断电源 ⑼ 应急照明⑷ 输变电站、开关控制和事故照明
⑽ 便携式电器及采矿系统⑸ 消防、安全及报警监测 ⑾ 交通及航标信号灯
⑹ 汽车电池及船用起动电池安全性能好:正常使用下无电解液漏出,无电池膨胀及破裂。 电池
放电性能好:放电电压平稳,放电平台平缓。 2、电池耐震动性好:完全充电状态的电池完全固
定以4mm的振幅,16.7HZ的频率震动1小时,无漏液,无电池膨胀及破裂,开路电压正常。 3、耐
冲击性好:完全充电状态的电池从20CM高处自然落至1CM厚的硬木板上3次无漏液,无电池膨胀及
破裂开路电压正常。 4、耐过放电性好:25摄氏度,完全充电状态的电池进行定电阻放电3星期(
电阻只相当于该电池1CA放电要求的电阻)恢复容 量在75%以上. 5、耐充电性好:25摄氏度,完全
充电状态的电池0.1CA充电48小时,无漏液,无电池膨胀及破裂,开路电压正常,容量维持率在上
95%以. 6、耐大电流性好:完全充电状态的电池2CA放电5分钟或10CA放电5秒钟。无导电部分熔断
,无外观变形 。7、高压缩玻璃棉吸液式(AGM)技术。 8、内藏防爆装置,采用超声波焊接技术加
强蓄电池的密闭性。 9、高级铅-锡-钙-银正极合金,有极强大电流放电后回充性及抗侵蚀能
力。 10、产品寿命:12年(保质三年)

(3)执行级的设计
电解质:呈凝胶状态,电解液无分层、电池循环性能好;电解液密度低、减缓对板栅腐蚀,电池浮充寿命长;
气相二氧化硅:采用进口气相二氧化硅,分散性能好,性能稳定;
极板:放射状筋条设计、涂膏式活物质,大电流放电性能好;
隔板:胶体电池专用隔板,内阻小,孔率高,使用寿命长;
过量电解液设计:电解质载液量高,充满极板、隔板和壳体型腔,电池散热好,不易发生热失控现象;
胶体紧包覆极群:防止活性物质脱落;
专利胶体蓄电池安全阀,灵敏度高,使用安全可靠;
电池壳体:槽、盖加厚设计,采用抗冲击、耐震动的ABS材料,运输、使用中无漏液、鼓壳等危险,安全可靠
山特牌FT系列阀控密封式铅酸蓄电池是专为通信系统23吋、19吋电源柜设计的前置端子阀控蓄电池,采用了高锡低钙合金、AGM阀控技术、高效的气体再化合原理,成功地实现了电池的密封和免维护,电池具有较长的服务寿命,包括:FTA、FTB两个系列产品。
一般4只电池组成48V系统,正、负极接线和排气孔位于电池的前部,安装、维护、测量方便,节省空间,中枢排气系统可以将蓄电池内部产生的气体排出蓄电池室外,提高了系统的安全性和可靠性。
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来源:[北京金业顺达科技有限公司]
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电话:010-57478027
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地址:北京北京市昌平区北京市昌平区回龙观镇博苑三区一号楼一层一零六
品牌:山特
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供应地:北京北京市
产品型号:12V



