可編程控制器在配電系統中的應用

分類：技術教程日期：2009-06-17 10:10:53 來源：廠商

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。

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	總受過流報警指示
0.04	2#配出柜開	10.04	總受欠壓報警指示
0.05	2#配出柜停	10.05	1#過流報警指示
0.06	總受過流檢測	10.06	1#欠壓報警指示
0.07	總受欠壓檢測	10.07	1#輕瓦斯報警指示
0.08	1#過流檢測	11.00	1#重瓦斯報警指示
0.09	1#欠壓檢測	11.01	2#過流報警指示
0.10	1#輕瓦斯檢測	11.02	2#欠壓報警指示
0.11	1#重瓦斯檢測	11.03	2#輕瓦斯報警指示
1.00	2#過流檢測	11.04	2#重瓦斯報警指示
1.01	2#欠壓檢測	11.05	事故音響
1.02	2#輕瓦斯檢測	11.06	備用
1.03	2#重瓦斯檢測	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。