可編程控制器在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

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(huì)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(jiǎn)便性、可靠性、安全性、節(jié)能性、性價(jià)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(cè)計(jì)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(cè)計(jì)量方式，有利于提高配電系統(tǒng)的運(yùn)行管理自動(dòng)化水平，保證配電的安全穩(wěn)定，還能減少運(yùn)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(lái)發(fā)展起來(lái)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(jiǎn)單，使用方便，抗干擾力強(qiáng)，性價(jià)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(diǎn)。繼電器系統(tǒng)有明顯的缺點(diǎn)：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(duì)于生產(chǎn)工藝的變化的適應(yīng)性差，不便實(shí)現(xiàn)集中控制；而PLC的安裝和現(xiàn)場(chǎng)接線簡(jiǎn)便，可以應(yīng)用其內(nèi)部的軟繼電器簡(jiǎn)化繼電器系統(tǒng)的繁雜中間環(huán)節(jié)，實(shí)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(bào)警、故障報(bào)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(cè)計(jì)量在10KV配電一次系統(tǒng)中的應(yīng)用舉例

　　在一個(gè)10KV配電一次系統(tǒng)中，有兩臺(tái)1000KVA變壓器并聯(lián)運(yùn)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(lái)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(jiǎn)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(gè)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(guò)PLC內(nèi)部的虛擬繼電器通過(guò)軟連線配合外部給定開關(guān)量和信號(hào)來(lái)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(dòng)強(qiáng)度。用兩條現(xiàn)場(chǎng)總線就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)傳輸，通過(guò)PLC的工作狀態(tài)和報(bào)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(zhǎng)。


　　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(duì)變壓器的過(guò)流，欠壓和瓦斯保護(hù)。我們以歐姆龍CAMP2AH40點(diǎn)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(guò)流，欠壓和瓦斯保護(hù)涉及自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，選用智能傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以提高保護(hù)的可靠性。

輸入端口分配		輸出端口分配
0.00	總受柜開	10.00	總受柜開停
0.01	總受柜停	10.01	1#配出柜開停
0.02	1#配出柜開	10.02	2#配出柜開停
0.03	1#配出柜停	10.03	總受過(guò)流報(bào)警指示
0.04	2#配出柜開	10.04	總受欠壓報(bào)警指示
0.05	2#配出柜停	10.05	1#過(guò)流報(bào)警指示
0.06	總受過(guò)流檢測(cè)	10.06	1#欠壓報(bào)警指示
0.07	總受欠壓檢測(cè)	10.07	1#輕瓦斯報(bào)警指示
0.08	1#過(guò)流檢測(cè)	11.00	1#重瓦斯報(bào)警指示
0.09	1#欠壓檢測(cè)	11.01	2#過(guò)流報(bào)警指示
0.10	1#輕瓦斯檢測(cè)	11.02	2#欠壓報(bào)警指示
0.11	1#重瓦斯檢測(cè)	11.03	2#輕瓦斯報(bào)警指示
1.00	2#過(guò)流檢測(cè)	11.04	2#重瓦斯報(bào)警指示
1.01	2#欠壓檢測(cè)	11.05	事故音響
1.02	2#輕瓦斯檢測(cè)	11.06	備用
1.03	2#重瓦斯檢測(cè)	11.07	備用
1.04	備用
1.05	備用
1.06	備用
1.07	備用
1.08	備用
1.09	備用
1.10	備用
1.11	備用

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(cè)計(jì)量的設(shè)計(jì)

　　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(jiǎn)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(duì)工作人員的安全系數(shù)要求更高、勞動(dòng)強(qiáng)度更低和設(shè)備的性價(jià)比更高是用戶所希望的。綜合以上幾點(diǎn)，我們對(duì)10KV配電一次系統(tǒng)作了如下改進(jìn)，應(yīng)用PLC對(duì)系統(tǒng)的總受柜、配出柜實(shí)現(xiàn)集中控制，應(yīng)用數(shù)字儀表對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)計(jì)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(tái)，在值班室，工作人員可以對(duì)高壓室運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，既方便又安全；工作人員可以隨時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)儀表和計(jì)量?jī)x表以及工作或報(bào)警狀態(tài)進(jìn)行記錄，巡查，既方便又及時(shí)明了，還可以減少勞動(dòng)強(qiáng)度。

　　總之，采用微型計(jì)算機(jī)PLC實(shí)現(xiàn)繼<