基于PLC控制的免维护智能型直流电源系统
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摘要
直流控制电源系统是牵引变电所的重要组成部分，随着铁道电气化技术及运营管理的发展，对直流控制电源系统提出了更高的要求，具备高可靠、小型化、自动化、高精度、免维护等特征的直流电源已倍受关注和期待。
本文结合宝成复线电气化工程，针对牵引变电所直流控制电源系统设计，阐述了一个基于PLC控制器、高频开关整流装置和阀控式密封铅酸蓄电池的直流屏的设计和产品研制。文章描述了典型牵引变电所直流控制电源的系统设计，产品构成，元器件选择等，同时对本系统以PLC为核心的管理单元，工业触摸屏为人机界面，以及全方位的采集、检测设备进行了叙述，介绍了系统在自动化控制和管理方面的技术特点。该系统技术先进、性能优良、自动化程度及效率高，在工程应用中赢得现场好评。
本文开展了以下研究：
(1) 针对工程应用，提出了新型直流系统的设计方案并予以实施；
(2) 直流电源自动控制系统的设计，管理单元PLC的编程实现；
(3) 人机界面-触摸屏的设计和编程；
(4) 对直流系统管理单元纳入变电所综合自动化系统现场总线进行了研究。
DC control Power System, which plays an important role of traction power substation , is expected to be with the characters of higher reliability, automation, precision, smaller figure and maintenance-free while the technique and management of electric railway develop rapidly. The development of DC control power system described in this paper is oriented to the Baoji-Chengdu electric railway-engineering project. A DC control Power System, which is based on PLC, HF switch rectifier and valve control seal battery is described in the paper. The designing and researching of DC control Power System of a typical traction power substation such as system designing, HMI and program designing, elements choice, panel configuration etc. are carried out. Automation control and management of the system are introduced in the paper as well as PLC, touch screen and collecting, inspecting device. The system has obtained user's reputation with its advanced techniques, good characters, automation and efficiency. The research of this paper is as below:
(1) Based on a real electric railway engineering, a new DC control power system is proposed and developed.
(2) The design of automation control unit and management unit of DC control power system is carried out.
(3) The design and programme of HMI-touch screen is carried out.
(4) The problem is discussed on connecting between management unit of DC control power system and field bus of the substation automation system.
本文结合宝成复线电气化工程，针对牵引变电所直流控制电源系统设计，阐述了一个基于PLC控制器、高频开关整流装置和阀控式密封铅酸蓄电池的直流屏的设计和产品研制。文章描述了典型牵引变电所直流控制电源的系统设计，产品构成，元器件选择等，同时对本系统以PLC为核心的管理单元，工业触摸屏为人机界面，以及全方位的采集、检测设备进行了叙述，介绍了系统在自动化控制和管理方面的技术特点。该系统技术先进、性能优良、自动化程度及效率高，在工程应用中赢得现场好评。
本文开展了以下研究：
(1) 针对工程应用，提出了新型直流系统的设计方案并予以实施；
(2) 直流电源自动控制系统的设计，管理单元PLC的编程实现；
(3) 人机界面-触摸屏的设计和编程；
(4) 对直流系统管理单元纳入变电所综合自动化系统现场总线进行了研究。
DC control Power System, which plays an important role of traction power substation , is expected to be with the characters of higher reliability, automation, precision, smaller figure and maintenance-free while the technique and management of electric railway develop rapidly. The development of DC control power system described in this paper is oriented to the Baoji-Chengdu electric railway-engineering project. A DC control Power System, which is based on PLC, HF switch rectifier and valve control seal battery is described in the paper. The designing and researching of DC control Power System of a typical traction power substation such as system designing, HMI and program designing, elements choice, panel configuration etc. are carried out. Automation control and management of the system are introduced in the paper as well as PLC, touch screen and collecting, inspecting device. The system has obtained user's reputation with its advanced techniques, good characters, automation and efficiency. The research of this paper is as below:
(1) Based on a real electric railway engineering, a new DC control power system is proposed and developed.
(2) The design of automation control unit and management unit of DC control power system is carried out.
(3) The design and programme of HMI-touch screen is carried out.
(4) The problem is discussed on connecting between management unit of DC control power system and field bus of the substation automation system.
引文
[1] 变电所设计技术规程，SDJ2-88，1988
[2] 铁路电力牵引供电设计规范(TB10009-98)，1998年
[3] 火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定，DL/T5044，1995
[4] 西北电力设计院，电力工程电气设计手册，北京：水利电力出版社，1992年
[5] 电力工程直流电源系统GZD、GZDW直流电源柜设计选型手册，中国电力出版社，1998年
[6] Sonnenschein, Dryfit Maintenance-free Sealed Accumulator Manual, 1994
[7] 丘公伟，可编程序控制器网络通信及应用，北京：清华大学出版社，2000年
[8] 曾庆禹，变电站自动化技术的未来发展-电力市场与协调性自动化，电力系统自动化，第24卷第18期，2000年9月
[9] 刘韵云，机车电器原理，中国铁道出版社，1988年
[10] 谢德林等，城乡电网建设改造新技术与新设备应用手册，煤炭工业出版社，1999年
[11] 北京人民电器厂，电力工程直流电源系统G系列直流断路器设计选型手册，2000年
[12] 卓乐友，高频开关整流装置在直流系统的应用，国家电力公司电力规划设计总院，1999
[13] 卓乐友，汪海霞，李京，陈志蓉，过亚莉，电力系统用阀控式密封铅酸蓄电池的选择和应用，中国电力出版社，2001
[14] 黄益庄，变电站综合自动化技术，中国电力出版社，2000年
[15] 周明，现场总线控制，中国电力出版社，2002年
[16] 成都晶峰电子有限公司，电流、电压传感器技术手册
[17] 陈树德，张哲，尹项根，微机继电保护，中国电力出版社，2000
[18] 钱清泉，微机监控系统原理，中国铁道出版社，1997
[19] 浙江三辰电器有限公司，PGD6系列免维护直流电源屏技术说明书，1999
[20] Digital, Power GP70 color graphic screen , 1998
[21] Omron, C200HX/C200HG/C200HE User's Manual, Cat No. ZCI9201A
[22] Omron, C200HX/C200HG/C200HE Programming Manual, Cat No. OMP- ZCP97201A
[23] 邬宽明，CAN总线原理和应用系统设计，北京航空航天大学，2001
[24] Philips, DATA SHEET SJA1000 CAN Stand-alone Controller, 2000
[25] 皮壮行，宫振铭，李雪华等编注，可编程序控制器的系统设计与应用实例，机械工业出版社，2000
[26] 王卫兵，可编程序控制器原理及应用，机械工业出版社，2002
[27] 齐蓉，新一代可编程计算机控制技术，西北工业大学出版社，2000
[28] 铁道部第二勘测设计院，宝成线牵引变电所交直流自用电图，1998
[29] 铁道部第二勘测设计院，株六线牵引变电所交直流自用电图，2000
[30] 铁道部第二勘测设计院，宝成线27.5kV馈线二次电路图，1998
[2] 铁路电力牵引供电设计规范(TB10009-98)，1998年
[3] 火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定，DL/T5044，1995
[4] 西北电力设计院，电力工程电气设计手册，北京：水利电力出版社，1992年
[5] 电力工程直流电源系统GZD、GZDW直流电源柜设计选型手册，中国电力出版社，1998年
[6] Sonnenschein, Dryfit Maintenance-free Sealed Accumulator Manual, 1994
[7] 丘公伟，可编程序控制器网络通信及应用，北京：清华大学出版社，2000年
[8] 曾庆禹，变电站自动化技术的未来发展-电力市场与协调性自动化，电力系统自动化，第24卷第18期，2000年9月
[9] 刘韵云，机车电器原理，中国铁道出版社，1988年
[10] 谢德林等，城乡电网建设改造新技术与新设备应用手册，煤炭工业出版社，1999年
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[14] 黄益庄，变电站综合自动化技术，中国电力出版社，2000年
[15] 周明，现场总线控制，中国电力出版社，2002年
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[17] 陈树德，张哲，尹项根，微机继电保护，中国电力出版社，2000
[18] 钱清泉，微机监控系统原理，中国铁道出版社，1997
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[21] Omron, C200HX/C200HG/C200HE User's Manual, Cat No. ZCI9201A
[22] Omron, C200HX/C200HG/C200HE Programming Manual, Cat No. OMP- ZCP97201A
[23] 邬宽明，CAN总线原理和应用系统设计，北京航空航天大学，2001
[24] Philips, DATA SHEET SJA1000 CAN Stand-alone Controller, 2000
[25] 皮壮行，宫振铭，李雪华等编注，可编程序控制器的系统设计与应用实例，机械工业出版社，2000
[26] 王卫兵，可编程序控制器原理及应用，机械工业出版社，2002
[27] 齐蓉，新一代可编程计算机控制技术，西北工业大学出版社，2000
[28] 铁道部第二勘测设计院，宝成线牵引变电所交直流自用电图，1998
[29] 铁道部第二勘测设计院，株六线牵引变电所交直流自用电图，2000
[30] 铁道部第二勘测设计院，宝成线27.5kV馈线二次电路图，1998
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