1  引言

某厂35kV、6kV变电站装有中央信号系统，它由中央事故信号和中央预告信号两部分组成，用以掌握各电气设备的工作状态。当变电站的电气设备或线路发生短路，继电保护装置动作使断路器自动跳闸时，启动事故信号;当发生其他不正常运行情况(如电动机过负荷，油温过高或小接地电流系统发生单相接地等)时，启动预告信号。每种信号都由灯光信号和音响信号两部分组成，音响信号唤起值班电工注意，灯光信号便于判断发生故障设备及故障性质。通常事故信号采用蜂鸣器，预告信号采用电铃作为音响信号;事故信号采用红、绿灯，预告信号采用光字牌作为灯光信号。中央信号装置装在变电站主控制室的中央信号屏上。
 (1) 老式中央信号系统普遍存在的问题
·使用继电器多，结构复杂，各功能继电器的逻辑配合靠继电器的机械动作实现，可靠性较低。
·作为核心器件的脉冲继电器无论是电磁型还是晶体管型，它容易发生误动或拒动，并且过负荷能力较低，运行中常发生烧毁。
· 信号的正确性和信息量难以满足变电站综合自动化改造后对中央信号系统的要求。
针对以上问题，该厂在变电站进行综合自动化改造时，同时对中央信号系统进行了PLC改造。
(2) PLC具有的优点
·可靠性高:PLC具有逻辑判断、指令跳转、时钟计数、I/O接口等功能外，最显著的特点是它的高可靠性和系统组件生产的工业化程度。
·抗干扰能力强:PLC的I/O至少经过一级光耦进行电隔离，因此大大提高了抗干扰性能, 使它能在电磁场干扰较大的工作环境, 而且符合电力系统控制回路强弱电隔离的惯例。
·各种组件均按标准的工业化生产，容易保证质量。大大方便了使用者。而且又不致由于设计、制造和工艺水平的差异影响某个单元的性能，从而保证了整个系统的高可靠性。

2  PLC控制的中央信号系统

在用PLC进行中央信号系统改造时，应遵循以下原则:
(1) 完备性:包括了常规的中央信号系统的全部功能，同时还考虑了变电站综合自动化改造后对中央信号系统信息量、信息格式的要求。
(2) 可靠性:在满足完备性的前提下，尽量简化附加的前后向通道。
(3) 适应性:系统脉冲起动电流可调，以适应老式的白织灯和新型的发光二极管脉冲电流的不同特点。

2.1  中央事故信号
(1) 事故音响信号
事故音响信号采用蜂鸣器，在断路器QF由继电保护动作自动跳闸时才能动作。为了避免在手动分、合闸及自动重合闸时启动事故音响装置，可利用控制开关SA(采用LW2-Z型)内两对触点串联作为事故音响启动回路，这两对触点只有在合闸后才能同时闭合，其他状态都不能同时闭合，如图1所示:

图1     事故音响启动回路

(2) 事故灯光信号
事故灯光信号采用红、绿灯。它既作为断路器QF的位置状态指示信号，又作为事故灯光信号。有红灯平光、绿灯平光、红灯闪光、绿灯闪光四种状态。红灯亮表示QF在合闸状态;绿灯亮表示QF在分闸状态;红灯闪光表示QF由自动重合闸装置动作或手动操作分闸;绿灯闪光表示QF由保护装置动作跳闸或手动操作跳闸。传统的灯光信号切换是靠控制开关内部触点的通断及断路器辅助触点的通断实现的。由于控制开关内部触点有预备合闸、合闸、合闸后、预备跳闸、跳闸、跳闸后六种状态, 而QF辅助触点有闭合、断开两种状态, 因此决定了灯光信号的四种状态, 如图2所示:

图2     灯光信号回路状态显示

由于控制开关SA内部触点11-10或16-13接通时，其余与该回路灯光控制信号有关的触点(9-12、14-13、14-15)均不接通。这样就可以利用PLC中的X12(X13)的常开接点来保证红、绿灯发平光。利用X12(X13)的常闭接点来保证红、绿灯发闪光。QF灯光信号输入输出回路如图3、图4所示。