矿用隔爆型移动变电站PLC几种故障原因分析

矿用隔爆型移动变电站PLC几种故障原因分析

石金华,刘新,安超

泰安德普经贸有限公司 山东 泰安

摘要：矿用隔爆型移动变电站用低压侧保护箱（以下简称“低压保护箱”）能对低压侧电网的各种故障进行监测，并将故障断电信号传递给高压配电装置，由其切断移动变电站高压侧电源。该低压保护箱采用技术先进的进口智能化可编程序控制器PLC 和人机屏GOT系统，参数设置灵活方便、质量稳定、动作性能灵敏可靠、运行及故障画面直观简明。PLC 智能型综合保护器具有系统自检、故障诊断巡检，RS485 通讯（RS232可选）及故障记忆功能，能够实时检测并数字化显示运行状态及故障指示，便于系统使用、维护和故障判断处理。保护功能齐全，有过载、短路、漏电、漏电闭锁、过压、欠压、远控分闸等保护。

关键词：矿用隔爆型移动变电站;PLC故障原因分析

PLC即可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

1.PLC的特点

1.1可靠性高，抗干扰能力强

1.2配套齐全，功能完善，适用性强

1.3易学易用，深受工程技术人员欢迎

1.4系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造

1.5体积小，重量轻，能耗低

2.PLC的构成(图1：PLC的基本结构)

从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。我矿主要是运用的模块式，模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。

图1：PLC的基本结构

3.PLC接线原理（图2：PLC接线原理图） 

PLC接线为共负接线法即黑色负极线为公共线，输出-24V必须与COM全部连接起来，正极红色线为电源线即输入和输出信号用+24V驱动。台达PLC接线与LG PLC不同，为公正接线法，红色正极线为公共线，黑色负极线用24G驱动。但必须注意的是PLC上+24V与S/S相连，24G与COM相连。

图2：PLC接线原理图

4.可编程逻辑控制PLC故障分析

4.1.CPU状态指示分析：PLC正常运行必须是PWR LED/RUN LED亮，ERR LED熄灭。

4.1.1.PWR LED 亮则说明电源AC110供给正常，不亮则说明电源供给不正常

4.1.2.RUN LED亮说明PLC程序无错误，正常运行：不亮，说明电压不正常或者操作系统不正常

4.1.3.ERR LED一般为熄灭状态，若亮说明PLC系统自检不正常，存在错误

4.1.4.I/O LED 的熄灭与点亮可判断输入信号是否正在执行PLC程序。判断模块是否执行，可用万用表Ω档位加信号看看是否出现电压、电流、短路、过压等信号

4.2.更换新PLC后无法复位，送不上电

情况分析：新件无法复位，说明未输入正常参数，打开屏输入新参数复位后，即正常。

4.3.增加新负载，输入新参数，频繁出现过载保护分闸

情况分析：增加后过载，说明与负荷大有关系，但参数也相应增大，应不会有问题。经仔细观察使用人员操作，发现参数设置完成后未按“△”或“↑”键，使屏上参数输入PLC正常（参数整定完后一定要按下确认键）。

4.4.660V电压显示低，易出现欠电压故障

问题分析：首先，看电压取样回路原理及完成功能。低压侧电压取样是从1140/12V变压器取出后经二极管整流，经可调电位器取出信号送入PLC送入屏上显示，经过欠压保护功能。出厂时一般按1140V调整，因二极管的非线性压降，当660V时电压会偏低，可适当进行调整即可

4.5.按过载试验出现短路的故障跳闸

故障分析：此种情况两种可能：一是过载线短路输入线接反导致；二是屏上参数设置中短路，整定倍数小于6，不是故障，正常的，重新调整即可。

5.开关量输入功能常见故障及处理

图3：

5.1.复位：按压复位键则信号输入PLC对应P00指示灯亮，如果存在故障处理完则故障输出灯P40、P42熄灭（P42只有高压侧有），屏上不显示故障，复位按钮即起故障复位作用。

5.2.过载试验：信号输入PLC对应P01指示灯亮PLC得到信号后延时8-10S输出保护高压测P40、P42输出灯亮1秒后P40灭低压侧P40常亮。同时屏上显示过载故障，动作值为屏上过载整定数值的6倍。

5.3.短路试验：按短路键对应P02输入灯亮，PLC接到信号时输出保护，高压侧P40、P4灯亮，P40一秒后熄灭，低压侧P40常亮，同时屏上显示短路故障。

5.4.电动分闸：按电分键对应P03灯亮，PLC瞬间输出保护，高压侧P40、P42亮，P40一秒后熄灭低压侧P40常亮，屏上不显示故障。

5.5.电合按钮：对应P04灯亮，PLC处理后，P41输出灯亮延时15S或断路器闭合后灭。

5.6.温度保护：移变内温度保护继电器动作高压侧P05接到信号PLC处理后瞬间动作P40、P42输出灯亮，P40 一秒后灭同时屏上显示移变温度过高

5.7.FK2:合闸后，机械机构顶动行程开关FK2闭合相应P06输入灯亮，PLC得到信号后P41输出灯灭，同事屏上显示合闸。

5.8.DK4：低压侧有保护或者门闭锁在分闸状态则高压侧PLC的P07接到信号P04灯亮PLC处理后P40、P42输出灯亮，P41一秒后灭，同时屏上显示低压侧保护。

5.9.低压侧拨动开关，在1140V上时P05不亮无信号输入PLC则执行1140V程序，P05亮时则执行660V程序。

结束语

随着煤矿的机械化、信息化、智能化程度的提高，设备的不断更新换代，移动变电站的使用将会更加的频繁。做好移动变电站的使用与维修，将会是做好井下安全供电的必经之路。