PLC在10KV配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

作者:　李成良　　閻曉鵬


　　摘要：主要研究PLC在10KV高壓回路的繼電保護(hù)、控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　關(guān)鍵詞：繼電器保護(hù)、控制系統(tǒng)、可編程控制器PLC


　　1、 引言

　　隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)的迅速興起，使得一些10KV配電系統(tǒng)大幅度增加，配電系統(tǒng)的簡便性、可靠性、安全性、節(jié)能性、性價比顯得尤其重要。

　　目前，傳統(tǒng)的10KV配電系統(tǒng)還是采用繼電器系統(tǒng)和分布監(jiān)測計量、分布控制方式，而采用PLC（可編程序控制器）系統(tǒng)集中控制和集中監(jiān)測計量方式，有利于提高配電系統(tǒng)的運行管理自動化水平，保證配電的安全穩(wěn)定，還能減少運行人員的工作強(qiáng)度提，安全可靠。


　　2、 繼電器系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)的比較

　　PLC（可編程序控制器）是近幾十年來發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制器，由于它編程靈活，功能齊全，應(yīng)用廣泛比繼電器系統(tǒng)的控制簡單，使用方便，抗干擾力強(qiáng)，性價比高，工作壽命高，而其本身具有體積小，重量輕，耗電省等特點。繼電器系統(tǒng)有明顯的缺點：體積大，可靠性低，工作壽命短，查找故障困難，特別是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成系統(tǒng)，所以接線復(fù)雜，對于生產(chǎn)工藝的變化的適應(yīng)性差，不便實現(xiàn)集中控制；而PLC的安裝和現(xiàn)場接線簡便，可以應(yīng)用其內(nèi)部的軟繼電器簡化繼電器系統(tǒng)的繁雜中間環(huán)節(jié)，實現(xiàn)軟接線邏輯構(gòu)成系統(tǒng)，方便集中控制，除此之外，PLC還具有自診斷、故障報警、故障報警種類顯示及網(wǎng)絡(luò)通訊功能，便于操作和維修人員檢查。


　　3、 集中控制、集中監(jiān)測計量在10KV配電一次系統(tǒng)中的應(yīng)用舉例

　　在一個10KV配電一次系統(tǒng)中，有兩臺1000KVA變壓器并聯(lián)運行。圖1為該配電一次系統(tǒng)的原理圖。

圖1 10KV配電一次系統(tǒng)原理圖

　　3.1 PLC在集中控制中的地位

　　在配電一次系統(tǒng)中繼電器系統(tǒng)主要集中在總受柜和變壓器配出柜內(nèi)，應(yīng)用PLC系統(tǒng)來代替繼電器系統(tǒng)，可以減少柜與柜之間的硬連線，省去很多繼電器，簡化工藝，降低系統(tǒng)制作成本，提高配電系統(tǒng)的可靠性，安全性和節(jié)能性。PLC系統(tǒng)框圖如圖2所示。

圖2 PLC系統(tǒng)框圖

　　PLC是整個系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，所有控制，保護(hù)，工作狀態(tài)指示都通過PLC內(nèi)部的虛擬繼電器通過軟連線配合外部給定開關(guān)量和信號來完成。控制電壓在安全電壓以下，可以提高工作的安全性，遠(yuǎn)離高壓室進(jìn)行操作，可以避免工作人員的誤操作，一站式控制，可以提高工作效率，減少工作人員的勞動強(qiáng)度。用兩條現(xiàn)場總線就可以實現(xiàn)整個系統(tǒng)的信號傳輸，通過PLC的工作狀態(tài)和報警指示，便于工作和維修人員的故障排除。另外，與繼電器相比，PLC的免維護(hù)性高，工作壽命長。


　　3.2 PLC的I/O分配

　　10KV配電一次系統(tǒng)中，除了上電斷電控制外，還有對變壓器的過流，欠壓和瓦斯保護(hù)。我們以歐姆龍CAMP2AH40點的PLC為例進(jìn)行I/O分配，如表1所示。上斷電控制是開關(guān)量，選用控制按鈕即可，過流，欠壓和瓦斯保護(hù)涉及自動檢測技術(shù)，選用智能傳感器來實現(xiàn)，可以提高保護(hù)的可靠性。

　

表1 PLCI/O分配表


　　3.3 10KV配電一次系統(tǒng)集中控制、集中監(jiān)測計量的設(shè)計

　　配電系統(tǒng)是供電網(wǎng)的神經(jīng)中樞。配電系統(tǒng)的正常工作和我們的生活保障及工作秩序密不可分，這就要求它有更高的可靠性；配電系統(tǒng)的智能化、節(jié)能、操作簡便、方便維護(hù)是經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需要；配電系統(tǒng)操作和維護(hù)對工作人員的安全系數(shù)要求更高、勞動強(qiáng)度更低和設(shè)備的性價比更高是用戶所希望的。綜合以上幾點，我們對10KV配電一次系統(tǒng)作了如下改進(jìn)，應(yīng)用PLC對系統(tǒng)的總受柜、配出柜實現(xiàn)集中控制，應(yīng)用數(shù)字儀表對系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)測計量。改進(jìn)后的10KV配電一次系統(tǒng)框圖如圖3所示。

圖3 10KV配電一次系統(tǒng)框圖

　　改進(jìn)后，以綜合柜為工作平臺，在值班室，工作人員可以對高壓室運行狀態(tài)進(jìn)行控制，既方便又安全；工作人員可以隨時對監(jiān)測儀表和計量儀表以及工作或報警狀態(tài)進(jìn)行記錄，巡查，既方便又及時明了，還可以減少勞動強(qiáng)度。

　　總之，采用微型計算機(jī)PLC實現(xiàn)繼電保護(hù)和控制系統(tǒng)的操作，大大提高系統(tǒng)的自動化水平和可靠性，同時更加便于系統(tǒng)的集中控制和監(jiān)測，方便了系統(tǒng)的信息化管理，大大降低成本，提高了工作的效率，具有一定的推廣意義。