基于单片机的备用电源自动投入装置控制系统设计
摘要
随着时代的进步，电力技术在不断向上发展，电网的规模也在进一步的扩大，同时，也代表着供电系统的要求会越来越高。在电力系统中，不少重要用户是不允许停电的，因此为了保证电网电路供电的可靠性，电力系统的设计会经常采用两个或两个以上的有效电源进行稳定的供电，并且考虑到相互备用方式。
手动操作动作较慢，中断供电时间较长，对正常生产生活有一定影响；对生产过程中不予许停电的情况下，手动投入备用电源往往不能满足要求，故采用备用电源自动投入装置（AATS）可大大提高供电的可靠性，且结构简单、造价便宜。备用电源自动投入装置与传统的备用电源自动投入设备装置相比，可编程控制器（以下简称：PLC）的备用电源自动投入装置，由完善的故障逻辑系统判别，和可靠的故障响应方式，用户维护方便CITATION刘建清14\l2052[1]
由于PLC的可靠性高、编程简单易学、使用维护方便、体积小、质量轻、功耗低、设计施工周期短，且具有较好的灵活性和可扩展性等各项特点，目前在我国得到了广泛的应用，各自动化控制的领域均优先采用此设备。本次的设计主要是研究变电站的备用电源自动投入装置的自动化控制采取可编程控制器（PLC）来实现。
关键词：PLC；水电站；电源备自投
目录
TOC\o1-3\h\z\u第一章备自投的概述 1
1.1备自投的基本概念 1
1.2备用电源的配置方式 2
1.2.1明备用方式 2
1.2.2暗备用方式 3
1.3备自投装置（AATS）的基本要求 4
1.4备自投装置的工作原理 5
1.4.1接线 5
1.4.2工作原理 7
1.5备自投装置参数整定 7
1.6变电站备用电源自动投入装置控制原理及要求 9
1.7电压电流检测回路 11
第二章备自投控制装置硬件设计 12
2.1PLC选型 12
2.2控制系统的I/O点及地址分配 12
2.3电气控制系统原理图 14
第三章备自投控制装置软件设计 16
3.1备用电源自动投入装置的逻辑控制原理 16
3.1.1暗备用方式 16
3.1.2明备用方式 17
3.2程序设计 18
四总结 23
附录1总程序梯形图 26
附录二指令表 29
PAGE2
第1章备自投的概述
1.1备自投的基本概念
备用电源和设备的自动投入装置简称备自投或用英语翻译简称为ATTS。
英文翻译：Automaticinputdeviceforstandbypowersupply
备用电源和备用设备投入装置，是当工作电源因故障被断开以后，能迅速自动地将备用电源或备用设备投入工作，使重要用户不致于停电的一种装置，简称为备自投装置或ATTS。是110KV以下的中压、低压配电系统中主要使用的设备，同时也是保证电力系统可靠连续供电的重要设备之一CITATION张瑛，64\l2052
当保护动作及工作电源断开时，微机型备备自投装置能使用厂用电源，此时的中断时间短、母线电压的下降幅度小，同时对备用电源和电动机的冲击力度小，电动机自送启动时间回很短，同时对保证机组的安全、可靠运行能起到非常好的作用CITATION杨亚军67\l2052
下列情况下，一般应装设备用电源及备用设备的自投装置CITATION杨亚军67\l2052
（1）装设有备用电源设施的发电厂厂内所用电源和变电所所内使用的电源；
（2）由双电源来提供电能的变电站、配电所以及电站自用点，并且其中一个电源能经常性的断开从而作为备用；
（3）降压变电站内设有备用变压器或者是有互相作为备用设备的母线段；
（4）有备用机组的某些重要的辅助机。
采用备自投装置（AATS）装置后有以下三点优点：
（1）提高供电的可靠性，节省了建设投资；
（2）简化机电保护；
（3）限制了短路电流、提高了母线残余电压。
1.2备用电源的配置方式
备自投装置按其电源备用方式可分为如下两种：
1.2.1明备用方式
正常状态下，装设了专用的备用变压器或者备用线路作为线路工作电源的备用，如下图1.1所示，图中T1是工作变压器，T2为备用变压器CITATION李凤荣18\l2052[4]
这种设有专用可见变压器的情况称为备用电源的明备用方式。
图1.1明备用典型接线方式
1.2.2暗备用方式
暗备用方式是不装设专用的备用变压器或备用线路，而是用两个正常工作电源互为备用，如图1.2所示CITATION杨亚军67\l2052
图1－2又有以下几种备