1 引言
目前，在工廠供電系統(tǒng)中，對(duì)高壓斷路器的控制、保護(hù)和信號(hào)回路多采用傳統(tǒng)的繼電器開關(guān)量控制方式，存在著元件多，接線繁瑣，運(yùn)行維護(hù)工作量大，故障多，控制自動(dòng)化程度低，可靠性差等諸多問題。而PLC作為繼電器控制的替代產(chǎn)品，具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、適應(yīng)環(huán)境好等等優(yōu)點(diǎn)，利用PLC對(duì)斷路器二次回路進(jìn)行控制無(wú)疑是較好的選擇。

2 斷路器操作與二次回路
2.1 斷路器控制、保護(hù)和信號(hào)回路(簡(jiǎn)稱二次回路接線)
斷路器控制、保護(hù)和信號(hào)回路電路接線如圖1[1]所示。QF為斷路器，TA為電流互感器，KA為電流繼電器(GL-15、25型)，KM為中間繼電器，WC為控制小母線，WS為信號(hào)小母線，WAS為事故信號(hào)小母線，SA為控制開關(guān)，SB為按鈕，RD為紅色指示燈，GN為綠色指示燈，YO為合閘線圈，YR為跳閘線圈，SQ1、SQ2為儲(chǔ)能位置開關(guān)，M為儲(chǔ)能電機(jī)。
2.2 斷路器控制、保護(hù)和信號(hào)回路基本要求
圖1為采用CT7型彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制、保護(hù)和信號(hào)回路，SA可采用LW2或LW5型萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)，其控制的基本要求如下:

圖1 斷路器控制、保護(hù)和信號(hào)回路原理圖
(1) 只有當(dāng)儲(chǔ)能電機(jī)儲(chǔ)能完成，才能進(jìn)行合閘操作。
(2) QF正常工作時(shí)，應(yīng)是紅燈亮，綠燈滅，并分別起到監(jiān)視跳閘和合閘回路的完好性。
(3) 當(dāng)過電流保護(hù)裝置檢測(cè)到過電流信號(hào)時(shí)，應(yīng)立即啟動(dòng)跳閘裝置跳閘。
2.3 控制電路工作原理
圖1中，SA為L(zhǎng)W2或LW5型轉(zhuǎn)換開關(guān)，它們的觸點(diǎn)有合閘、合閘后、分閘、分閘后四個(gè)位置。SA的3-4觸點(diǎn)只在合閘時(shí)接通，合閘后斷開;SA的1-2觸點(diǎn)只在分閘時(shí)接通，分閘后斷開;SA的9-10觸點(diǎn)在合閘和合閘后均接通。SQ1和SQ2是彈簧儲(chǔ)能電機(jī)的位置開關(guān)，未儲(chǔ)能時(shí)處于初始狀態(tài)。
需要合閘操作時(shí)，須先進(jìn)行彈簧儲(chǔ)能:按下SB按鈕，儲(chǔ)能電機(jī)M通電運(yùn)轉(zhuǎn)，使合閘彈簧儲(chǔ)能，完畢后，SQ2常閉觸點(diǎn)斷開，SQ1常開觸點(diǎn)閉合，為合閘作準(zhǔn)備。
合閘時(shí)，將SA扳向合閘(ON)位置，其3-4觸點(diǎn)接通，合閘線圈YO通過較大電流，操作機(jī)構(gòu)使QF斷路器合閘，其輔助觸點(diǎn)使YO線圈失電，并使RD紅燈點(diǎn)亮。
分閘時(shí)，將SA扳向分閘(OFF)位置，其1-2觸點(diǎn)接通，分閘線圈YR通過較大電流，操作機(jī)構(gòu)使QF斷路器分閘，其輔助觸點(diǎn)使YR線圈失電，并使GN綠燈點(diǎn)亮。
當(dāng)一次電路發(fā)生短路時(shí)，KM1或KM2線圈得電，其常開觸點(diǎn)閉合，也使YR通過較大電流而讓QF斷路器跳閘，隨后QF的3-4觸點(diǎn)斷開，RD滅，并使YR失電。由于QF是自動(dòng)跳閘，SA仍在合閘位置，SA9-10觸點(diǎn)閉合，發(fā)出事故信號(hào)，通知值班員將SA扳向分閘位置，并使事故信號(hào)解除。

3 斷路器操作PLC控制系統(tǒng)
3.1 PLC電氣原理設(shè)計(jì)
斷路器控制、保護(hù)和信號(hào)回路的PLC的I/O點(diǎn)分配如圖2所示。PLC采用FX2N-32MR型，共須用7個(gè)輸入點(diǎn)，6個(gè)輸出點(diǎn)。標(biāo)注情況如圖2所示。SA為普通的手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，H為事故報(bào)警信號(hào)。

圖2 PLC控制系統(tǒng)I/O接線圖
3.2 PLC的程序狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖
由于該控制電路為順序控制電路，所以根據(jù)其基本控制要求，并對(duì)照PLC的輸入輸出接線圖，即可繪出PLC控制的程序狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖3[2]所示。

圖3 PLC控制程序狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖
3.3 PLC控制的梯形圖
PLC控制的梯形圖如圖4所示:

圖4 PLC控制梯形圖
需要合閘操作時(shí)，須先進(jìn)行彈簧儲(chǔ)能:按下SB按鈕，X4=1，使Y3=Y4=1，GN綠燈亮，儲(chǔ)能電機(jī)M通電運(yùn)轉(zhuǎn)，使合閘彈簧儲(chǔ)能，為合閘作準(zhǔn)備，完畢后，SQ1 和SQ2常開觸點(diǎn)閉合，Y3=0，電機(jī)M停轉(zhuǎn)，由于仍在分閘位置，所以GN燈應(yīng)保持亮。
合閘時(shí)，將SA扳向合閘位置，其常開觸點(diǎn)接通，X1=1，使Y1=Y4=1，合閘線圈YO通過較大電流，操作機(jī)構(gòu)使QF斷路器合閘，合閘后，QF的常開輔助觸點(diǎn)使Y5=1，RD紅燈點(diǎn)亮。
分閘時(shí)，將SA扳向分閘位置，其常開觸點(diǎn)斷開，X1=0，X3=1，使Y2=Y5=1，分閘線圈YR通過較大電流，操作機(jī)構(gòu)使QF斷路器分閘，分閘未完成，RD紅燈仍亮，分閘后GN綠燈點(diǎn)亮。
當(dāng)一次電路發(fā)生短路時(shí)，KM1或KM2線圈得電，其常開觸點(diǎn)閉合，X6=X7=1，使Y2=Y6=1，也使YR通過較大電流而讓QF斷路器跳閘，由于QF是事故跳閘，應(yīng)發(fā)出事故信號(hào)，通知值班員將SA扳向分閘位置，并使事故信號(hào)解除。

4 結(jié)束語(yǔ)
斷路器控制、保護(hù)和信號(hào)回路采用PLC控制，與繼電控制相比，可靠性高、調(diào)試方便，具有良好的應(yīng)用前景，值得推廣應(yīng)用。