摘要
当今社会快速发展，各种社会活动不断增加，电力的使用负荷也呈现快速攀升状态。各种用电设备纷繁复杂，小到家用电器，大到工厂设备。现代电力系统也随着日趋复杂，电压等级不断升高，电力系统出现问题的可能性相比以往都有所增加。一旦出现问题，就会造成极大的损失，甚至导致一个区域瘫痪。因此必须有足够的安全措施保证安全，尽可能的把电力系统中出现故障时所造成的损失减小到最低。而继电保护技术则是各种安全保护功能中最为重要的一种，输电线路自动重合闸功能则是电力系统继电保护装置保护功能的重要组成部分，它在保证系统安全、稳定和经济运行等方面起着非常重要的作用。 科技的进步带来了各种行业的变革，特别是可编程序控制器(PLC)技术的发展，由于其高可靠性、高性价比、广泛的工业现场适应性和方便的扩展性能，PLC在电力系统的控制过程中得到了越来越广泛的应用。目前，可编程逻辑控制器（PLC）的应用，解决了存在的诸多问题。PLC 功能强大，集逻辑控制、过程控制和运动控制于一体，可方便、灵活地组合成不同规模和需求的控制系统，以实现多种自动控制。针对输电线路中经常出现的暂时性故障，在线路上装设自动重合闸装置，提高了供电的可靠性。为保证触头开断过程的电弧总能量最小，实行定相合闸，通过芯片KJ008在获取电压的过零信号后产生触发脉冲，选用西门子S7-200型PLC为控制模块，编写PLC程序，控制断路器的合闸。
关键词自动重合闸装置；PLC；可编程逻辑控制器；电力系统；过零信号；触发脉冲
目录
摘要 (1)
1. 前言 (3)
2. 自动重合闸的发展状况 (3)
2.1. PLC控制技术的应用 (4)
3. 自动重合闸装置的方案选择 (4)
胜利电视台3.1. 自动重合闸的作用 (4)
3.2. 自动重合闸的类型 (5)
3.3. 高压线路自动重合闸启动方式 (5)
3.4. 自动重合闸装置的工作原理 (6)
3.5. 对自动重合闸装置的基本要求 (8)
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3.6. 单相、三相及综合重合闸装置特点与区别 (9)
3.7. 重合闸前、后加速保护 (17)
4. 自动重合闸的配置原则 (19)
5. 自动重合闸装置的硬件设计 (20)
5.1. PLC的发展 (20)
5.2. PLC的硬件系统组成 (21)
5.2.1. PLC的硬件结构 (21)
5.3. SIMATIC S7-200的工作原理 (22)
5.4. SIMATIC S7-200的特点 (24)
5.5. SIMATIC S7-200的工作原理 (25)
5.6. PLC编程语言 (27)
5.7. 可编程序控制器控制系统的设计和调试步骤 (29)
结束语 (41)
参考文献 (42)
1.前言
经济的快速发展，用电设备越来越多样化，复杂化，对电力系统的可靠性、稳定性和安全性的要求也越来越高，同时也对继电保护系统的性能的要求也越来越高。
对继电保护而言，分析电力系统故障的目的在于根据故障后电流、电压、阻抗等电气量的变化特点确定故障是否发生、故障是否发生在被保护范围之内、故障的性质以及故障发生的准确位置，进而决定继电保护是否动作。用于线路方面的继电保护装置作为电力系统的重要组成部分在保证系统安全、稳定和经济运行方面起着重要的作用，当线路发生短路故障时可及时切除故障线路，能够保障系统其它部分的正常运行。在电力系统的各组成元件中，线路作为覆盖面积最大且工作条件最恶劣的元件，受各种各样自然条件的影响，其故障发生率是各个电力设备中最高的。
输电线路故障可分为瞬时性故障和永久性故障两种：
瞬时性故障在线路跳开后，电弧可自行熄灭，故障点的绝缘基本恢复到正常水平，这时合上电源，就能够恢复正常供电，故称此类故障为瞬时性故障。例如，由雷电引起的绝缘子表面闪络，大风引起的碰线，鸟类以及树枝等物掉落在导线上引起的短路等。
永久性故障被继电保护切除后，重新合上断路器，由于故障依然存在，线路还要被继电保护装置切除，因而就不能恢复正常的供电。在线路断开后，故障点的绝缘不能恢复；
电力系统的运行经验表明，输电线路发生的故障大都是瞬时性的。当断路器跳闸后，若由运行人员手动进行重合，由于停电时间过长，用户电动机多数已经停转，重合闸的效果不显著。因此，目前电力系统广泛采用自动重合闸。电力系统的运行资料统计表明，自动重合闸的动作成功率相当高，一般在60%-90%之间。由此可见，自动重合闸功能对于及时纠正由于断路器或继电保护误动作引起的误跳闸，发挥了巨大的作用。
另一方面，随着PLC技术的发展，PLC已经能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。PLC在电力系统中得到了广泛的应用。
因此由PLC控制的自动重合闸系统对于保证供电的可靠性、稳定性，提高供电质量，保障企业的经济效益和工作效率具有十分重大的意义。
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2.自动重合闸的发展状况
电气产品早就朝着机电一体化方向发展，变电站改造，配电架空线、住宅区、开发区等都广泛的使用了自动重合器。首先，它简化了传统变电站的接线方式，取代了传统的控制室、高压配电室、继电盘等设备。第二，节省了大量的投资，包括节省占地面积以及缩短施工建设周期。第三，产品的智能性，使电网大部分瞬时性故障得到恢复，永久性故障自动隔离闭锁。第四，强大的通讯能力，可以实现远方操作和分合闸功能。
2.1.PLC控制技术的应用
自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。同时，PLC 的功能也不断完善。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。今天的PLC 不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用[5]。
目前，PLC控制器在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。
1.开关量的逻辑控制又是一年开学时
2.模拟量控制
3.运动控制
4.过程控制
5.数据处理
6.通信及联网秋波荡漾
采用先进的PLC控制，能够使整个系统性能优于常规控制系统。PLC作为一种自动化程度高、配置灵活的工业生产过程控制装置，因为其本身的高可靠性、允许在较为恶劣的环境下工作而在自动控制领域中得到广泛应用。控制设备性能稳定，维护方便，既降低了维护人员的劳动强度，又保证了生产的稳定畅行，能收到很好的经济效益和社会效益。
3.自动重合闸装置的方案选择
自动重合闸（Automotive Reclosing Devices，缩写为ARD）是指当断路器跳闸后，能够自动将断路器重新合闸的装置。自动重合闸作为保证电力系统安全供电的有效措施之一，能够有效的减少不必要的停电事故，在输、配电线路中，已经得到极其广泛的应用。
3.1.自动重合闸的作用
电力线路上大多数故障都是瞬时的，如雷电过电压，外物搭接或导线互碰等引起的故障，对于这类因瞬时故障而跳闸的线路，如装有自动重合闸装置就可以使线路首端的断路器在跳闸后能自动地投入，保证切除瞬时故障后，可以迅速恢复送电，从而大大地提高了供电的可靠性，减少停电事故。
自动重合闸的作用可归纳为如下几点:
1.在线路上发生暂时性故障时，迅速恢复供电，从而提高了供电的可靠性。
2.对于有双侧电源的高压输电线路，可提高系统并列运行的稳定性。
3.在电力网设计过程中，装设自动重合闸的，可暂缓架设双回线路以节约投资。
4.对于断路器本身由于机构不良，或继电保护误动作而引起的误跳闸，自动重合闸能起到纠
正作用。
采用自动重合闸后可避免因暂时性故障停电所造成的损失，因此，规程规定，在1KV及以上电压的架空线路或电缆与架空线路的混合线路上，只要装设断路器，一般都应装设自动重合闸装置。在用高压
熔断器保护的线路上，可采用自动重合熔断器.但是，采用自动重合闸后，当重合到永久性故障时，系统再次受到短路电流的冲击，可能引起电力系统振荡。同时断路器在短时间内连续两次切断短路电流，这就恶化了断路器的工作条件。对于油断路器，其实际切断容量将比额定切断容量有所降低。
3.2.自动重合闸的类型
自动重合闸装置按其功能可分为以下三种类型。
3.2.1.三相重合闸
所谓三相重合闸是指不论在输、配电线上发生单相短路还是相间短路时，继电保护装置均将三相断路器同时跳开，然后启动自动重合闸再同时重新合三相断路器的方式。
3.2.2.单相重合闸
单相重合闸，是指线路发生单相接地故障时，保护动作只断开故障相的断路器，然后进行单相重合。
3.2.3.综合重合闸
综合重合闸是将单相重合闸和三相重合闸综合在一起，当发生单相接地故障时，采用单相重合闸方式
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工作；当发生相间短路时，采用三相重合闸方式工作。综合考虑这两种重合闸方式的装置称为综合重合闸装置。
综合重合装置经过转换开关的切换，一般都具有单相重合闸、三相重合闸、综合重合闸和直跳（线路上发生任何类型的故障时，保护可通过重合闸装置的出口，断开三相，不再重合闸）等四种运行方式。在110KV及以上的高压电力系统中，综合重合闸已得到广泛应用[3]。
3.3.高压线路自动重合闸启动方式
高压线路自动重合闸有两种启动方式：不对应启动方式和保护启动方式。
不对应启动方式的优点：简单可靠，还可以纠正断路器误碰或偷跳，可提高供电可靠性和系统的稳定性，在各级电网中具有良好运行效果，是所有重合闸的基本启动方式。
不对应启动方式对于传统的非综自厂、站，是利用控制开关位置与断路器位置不相符合的原则启动自动重合闸。对于综自型厂、站，已经不再需要传统的控制屏，断路器合闸也不一定
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