逻辑设计在配电系统电气联锁中的应用 连锁逻辑图
时间：2019-01-24 03:25:25 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：变压器是电网中最重要的设备之一，电力系统在长期运行过程中经常会发生误操作。当配电系统简单时，我们工作人员可根据经验进行电气联锁开关设计；当复杂时，设计就显得很困难。本文结合工作实际，就逻辑设计在配电系统电气联锁中的应用进行探讨，希望同行交流和学习。
关键词：逻辑设计；电气联锁；配电系统；可靠性
中图分类号：TU976.1 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）032(C)-0243-02
前言：变压器是电网中最重要的设备之一，由于其连续运行的时间长，为使变压器安全经济的运行和提高供电的可靠性，在运行中会将两台或两台以上的变压器并列运行，即将变压器的一次绕组并联于同一电压母线上，另一母线则并联二次绕组运行。正常运行时，联络断路分断，各变压器通过二次母线供给本段负荷，即单母线分段运行。当一台变压器发生故障时，并列运行的其它变压器仍可继续运行，以保证重要用户的用电；或者当变压器需要检修时，可以先并联上备用变压器，再将要检修的变压器停电检修，既能保证变压器的计划检修，又能保证不中断供电，保证对整个电网的稳定支持。为了防止供电回路的开关同时闭合，造成严重后果，必须设置联锁装置，通过对闭合回路用辅助触头进行闭锁来实现。因此，为保护变压器的运行安全，各断路器间的联锁非常重要，这样不仅可以减少消耗，改善电网功率，还可以提高效率和供电的可靠性。
电力系统在长期运行过程中经常发生误操作，当配电系统简单时，我们工作人员可根据经验进行电气联锁开关设计；当复杂时，设计就显得很困难。随着防误技术的应用和发展，逻辑设计方法得以广泛应用，从而保证供电系统绝对的可靠。
一、逻辑设计方法
（一）逻辑设计思维方法
逻辑设计的逻辑思维方法有正向逻辑思维方法、逆向逻辑思维方法、双向逻辑思维方法和整体局部逻辑思维方法，逻辑思维贯穿于逻辑设计的全过程，正确的逻辑思维在逻辑设计中具有极重要的作用。自然界中的逻辑问题有简单的，也有复杂的，对这些逻辑问题进行逻辑设计，首先要有比较合理的逻辑思维。本文主要采用正向逻辑思维方法，它是逻辑设计中最常用的逻辑思维方法，即从逻辑条件入手，根据逻辑要求，逐步分析，最后求出逻辑函数，画出逻辑电路图，在实际应用上选用有关逻辑器件得以实现。
（二）逻辑设计方法
首先，我们必须分析工艺要求。在进行系统设计之前，我们必须了解控制对象的工艺要求，包括仔细分析被控对象的工作过程，明确在一个完整的循环过程中包含哪些动作，以及每个动作的启动信号和停止信号。
其次，进行逻辑设计。由于每个动作只有工作和停止两种状态，即“1”和“0”两种状态，所以可用逻辑代数的分析方法分析出影响每一个动作的逻辑关系，并列出逻辑方程。
最后，进行整体控制梯形图的设计。我们应根据对控制对象的要求设计各动作间的互锁环节、顺序动作环节，把每个控制的逻辑关系设计完成后，再按工艺要求将各环节组成一个共同的逻辑方程，然后将其转化成一个比较完整的控制系统梯形图，并分析其动作的先后顺序是否完善，互锁、顺序等要求是否实现，每一动作的启动信号和停止信号的使用是否合理。
二、逻辑设计在配电系统电气联锁中的应用
例如：三个变压器进线开关Q1、Q2、Q3和两个联络开关Q4、Q5的低压配电系统，要求三台变压器不能并列运行，如图1所示。因此，控制线路要保证任何两个变压器进线开关在联络开关合闸的情况下，不能同时合闸。这是较为复杂的控制线路，我们采用逻辑设计的方法设计，既简单又可靠。
根据供电一次系统（见图1）对控制线路的要求，各开关控制线路的逻辑设计如下，并用Q表示开关的常开触点 表示常闭触点；YC表示Q的合闸线圈得电，开关可合闸， 表示线圈失电，开关不能合闸。
（一）1号变压器进线开关Q1，不可以合闸的逻辑表达式为：
Q1开关可以合闸的逻辑式，如下式1：
由式1可得Q1的合闸条件简图，见图2。
图2
（二）2号变压器进线开关Q2，不可以合闸的逻辑表达式为：
YC2=Q1×Q4+Q5×Q3，Q2开关可以合闸的逻辑式，见式2：
由式2可得Q2的合闸条件简图，见图3。
图4
（三）3号变压器进线开关Q3，不可以合闸的逻辑表达式为：
Q3开关可以合闸的逻辑式，见式3：
由式3可得Q3的合闸条件简图类同图2，现作省略。
（四）联络开关Q4，不可以合闸的逻辑表达式为式4，由式4可得Q4的合闸条件简图类同图2，现作省略。如下：
（五）联络开关Q5，由式5可得Q5的合闸条件简图类同图2，不可以合闸的逻辑表达式为：
Q5可以合闸的逻辑式，见式5，如下：
假如开关为ABB-FS型，则可以得出Q1开关合闸的电气原理图，见图4。同理，可以得出其他开关的电气原理图。所以用逻辑设计方法进行电气联锁开关设计，可以使设计变得容易，从而保证供电系统可靠性增强。
结语：违规操作是电力系统出现事故的重要原因，而通过合理设计联锁形式，就可以在技术上直接避免违规操作。对于比较简单的控制系统，工作人员可根据经验进行电气联锁开关设计。对于比较复杂的控制系统，采用这种逻辑设计方法是非常有效的，即使没有丰富计算机知识的人也能掌握这种方法。但是在逻辑设计中，我们工程人员不仅要有合理的逻辑思维方法，还要有科学的逻辑设计方法，这样才能使逻辑设计获得圆满成功。
作者单位：神华宁夏煤业集团汝箕沟煤矿
作者简介：孟凡华（1974― ），助理工程师，现任神华宁夏煤业集团汝箕沟煤矿机电副总工程师。
参考文献：
[1]余盂尝.数字电子技术基础简明教程(第2版)[M].北京:高等教育出版社,1999.
[2]钟恒强.浅议变压器并列运行时的高低压电气联锁改进[J].上海电器技术,2006(2).
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