PLC在10KV配電系統中的應用

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、控制系統中的應用

　　關鍵詞：繼電器保護、控制系統、可編程控制器PLC


　　1、 引言

　　隨著社會經濟的發展，工業的迅速興起，使得一些10KV配電系統大幅度增加，配電系統的簡便性、可靠性、安全性、節能性、性價比顯得尤其重要。

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


　　2、 繼電器系統和PLC系統的比較

　　PLC（可編程序控制器）是近幾十年來發展起來的一種新型工業控制器，由于它編程靈活，功能齊全，應用廣泛比繼電器系統的控制簡單，使用方便，抗干擾力強，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成系統，所以接線復雜，對于生產工藝的變化的適應性差，不便實現集中控制；而PLC的安裝和現場接線簡便，可以應用其內部的軟繼電器簡化繼電器系統的繁雜中間環節，實現軟接線邏輯構成系統，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絡通訊功能，便于操作和維修人員檢查。


　　3、 集中控制、集中監測計量在10KV配電一次系統中的應用舉例

　　在一個10KV配電一次系統中，有兩臺1000KVA變壓器并聯運行。圖1為該配電一次系統的原理圖。

圖1 10KV配電一次系統原理圖

　　3.1 PLC在集中控制中的地位

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

圖2 PLC系統框圖

　　PLC是整個系統的神經中樞，所有控制，保護，工作狀態指示都通過PLC內部的虛擬繼電器通過軟連線配合外部給定開關量和信號來完成。控制電壓在安全電壓以下，可以提高工作的安全性，遠離高壓室進行操作，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度。用兩條現場總線就可以實現整個系統的信號傳輸，通過PLC的工作狀態和報警指示，便于工作和維修人員的故障排除。另外，與繼電器相比，PLC的免維護性高，工作壽命長。


　　3.2 PLC的I/O分配

　　10KV配電一次系統中，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。我們以歐姆龍CAMP2AH40點的PLC為例進行I/O分配，如表1所示。上斷電控制是開關量，選用控制按鈕即可，過流，欠壓和瓦斯保護涉及自動檢測技術，選用智能傳感器來實現，可以提高保護的可靠性。

　

表1 PLCI/O分配表


　　3.3 10KV配電一次系統集中控制、集中監測計量的設計

　　配電系統是供電網的神經中樞。配電系統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；配電系統的智能化、節能、操作簡便、方便維護是經濟高速發展的需要；配電系統操作和維護對工作人員的安全系數要求更高、勞動強度更低和設備的性價比更高是用戶所希望的。綜合以上幾點，我們對10KV配電一次系統作了如下改進，應用PLC對系統的總受柜、配出柜實現集中控制，應用數字儀表對系統進行集中監測計量。改進后的10KV配電一次系統框圖如圖3所示。

圖3 10KV配電一次系統框圖

　　改進后，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進行控制，既方便又安全；工作人員可以隨時對監測儀表和計量儀表以及工作或報警狀態進行記錄，巡查，既方便又及時明了，還可以減少勞動強度。

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