基于PLC的电压互感器线电压和相电压的测量

【摘要】电压互感器是发电厂、变电所等输电和供电系统不可缺少的一种电器。本文运用PLC控制器，设计了一种检测电压互感器的线电压和相电压的方法。

【关键词】电压互感器;PLC;电压测量

电压互感器是发电厂、变电所等输电和供电系统不可缺少的一种电器。精密电压互感器是电测试验室中用来扩大量限，测量电压、功率和电能的一种仪器。电压互感器和变压器很相象，都是用来变换线路上的电压。但是变压器变换电压的目的是为了输送电能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位;而电压互感器变换电压的目的，主要是给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器，因此电压互感器的容量很小，一般都只有几伏安、几十伏安，最大也不超过一千伏安。电压互感器的作用是：把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用。下面就用PLC控制器来测量电压互感的三相线电压和三相相电压。

1.输入/输出元件及控制功能

如表1所示，为实际控制电路的输入/输出元件及控制功能。

表1 输入/输出元件及控制功能

PLC软元件 元件文字符号 元件名称 控制功能

输

入 I0.0 S1 选择开关1端 电压测量选择

I0.1 S2 选择开关21端 电压测量选择

I0.2 S3 选择开关3端 电压测量选择

输

出 Q1.0 电压互感器A相 电压互感器与电压表连接

Q1.1 电压互感器B相 电压互感器与电压表连接

Q1.2 电压互感器C相 电压互感器与电压表连接

Q0.5 电压互感器B相 电压互感器与电压表连接

Q0.6 电压互感器接地端 电压互感器与电压表连接

2.电路设计

用PLC控制测量电压互感器电压的原理接线图如图1所示。电压表接在PLC输出端的公共端1L和2L上，例如，测量CA相线电压，则将选择开关打在CA位置，通过PLC的输入端I0.0-I0.2的编码，控制输出继电器Q1.2和Q1.0得电，两个输出接点闭合，将电压表连接到电压互感器电压C相和A相上。电压互感器电压测量PLC接线图如图2所示。

3.控制原理

根据图1和图2可以列出输入/输出关系如表2所示。

表2 PLC输入/输出关系

选择开

关位置 输入 输出

I0.2 I0.1 I0.0 Q1.0 Q1.1 Q1.2 Q0.5 Q0.6

0 0 0 0 0 0 0 0 0

AB 0 0 1 1 0 0 1 0

BC 0 1 0 0 0 1 1 0

CA 0 1 1 1 0 1 0 0

A 1 0 0 1 0 0 0 1

B 1 0 1 0 1 0 0 1

C 1 1 0 0 0 1 0 1

无关项 1 1 1

根据表2，运用卡诺图化简，可以写出输出继电器的逻辑表达式。

图1

图2

4.梯形图

根据逻辑表达式画出梯形图如下：

经过验证，以上方案正确可行。

参考文献

[1]陈建明.电气控制与PLC应用[M].电子工业出版社，2013.

[2]常晓玲.电气控制系统与可编程控制器[M].机械工业出版社，2004.

[3]吴湛阴，王建国.互感器技术实用手册[M].中国电力出版社，2011.

[4]袁秀修.电流互感器和电压互感器[M].中国电力出版社，2011.

作者简介：

周俊（1970―），男，大学本科，湖北职业技术学院副教授，主要研究方向：机电一体化。