摘要:近些年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，配電系統(tǒng)控制技術(shù)日益成熟，其在保證了供電質(zhì)量的同時(shí)也促進(jìn)了電力行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。文章研究分析了PLC在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)分析。

關(guān)鍵詞:智能變電;智能配電;應(yīng)用設(shè)計(jì)

1前言

在具體應(yīng)用實(shí)踐過(guò)程中，電力供配電系統(tǒng)自動(dòng)化控制受配電終端可靠性不高、蓄電池使用時(shí)效有限以及設(shè)備出場(chǎng)質(zhì)量檢查力度不夠等因

素的影響，這就嚴(yán)重影響了電力供配電系統(tǒng)的作用穩(wěn)定性。為此相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)從自動(dòng)化控制系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀入手，來(lái)找出具體優(yōu)化方法以及未來(lái)發(fā)展方向的實(shí)現(xiàn)途徑。

2電力供配電系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)的作用原理

電力供配電系統(tǒng)在自動(dòng)化控制實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中被劃分為四個(gè)方面，及用戶(hù)、饋線、變電站以及管理。由于電力供配電系統(tǒng)自動(dòng)化控制的線路設(shè)置復(fù)雜，這就要求人員要從用戶(hù)需求的角度出發(fā)。為此，電力供配電系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)的作用原理可從兩方面進(jìn)行分析研究，一方面，自動(dòng)化控制變電站的監(jiān)測(cè)和運(yùn)行是通過(guò)自動(dòng)裝置以及計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，這就在很大程度上節(jié)省了人力資源的應(yīng)用成本。當(dāng)將獲取的信號(hào)數(shù)字化后，計(jì)算機(jī)就能對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理和再傳輸，從而簡(jiǎn)化了人工的操作步驟。這是改良傳統(tǒng)變電站設(shè)備運(yùn)行方式的同時(shí)，使變電站的監(jiān)控更為精確。另一方面，電力供配電系統(tǒng)的自動(dòng)化控制管理，是利用計(jì)算機(jī)將采集到的信息一級(jí)一級(jí)管理起來(lái)的。值得注意的是，電力供配電系統(tǒng)對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)的要求極高，為此，相關(guān)研究人員應(yīng)不斷更新現(xiàn)有控制技術(shù)，以滿足市場(chǎng)環(huán)境對(duì)其的需求。

3配電系統(tǒng)中PLC技術(shù)簡(jiǎn)介

所謂PLC技術(shù)，是建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上的智能化程序控制技術(shù)，其核心為單片機(jī)，該技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制。PLC技術(shù)集成了電氣、儀表和控制等多項(xiàng)技術(shù)設(shè)備，可依據(jù)電力系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模等實(shí)際情況進(jìn)行組合，滿足工業(yè)控制需求。PLC技術(shù)的主要作用體現(xiàn)在:第一，高速指令處理。PLC技術(shù)的出現(xiàn)開(kāi)辟出了新的應(yīng)用領(lǐng)域，在對(duì)性能要求較低的情況下也可以將指令的處理周期縮短到最小;第二，浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算。便于用戶(hù)調(diào)整參數(shù)，及時(shí)在運(yùn)算量增加的情況下也能實(shí)現(xiàn)高效、復(fù)雜的運(yùn)算，保證運(yùn)算結(jié)果的準(zhǔn)確;第三，優(yōu)化人機(jī)交互。通過(guò)人機(jī)界面優(yōu)化，可以集成多種功能，降低了人機(jī)對(duì)話編程的難度;第四，口令保護(hù)。其加密了數(shù)據(jù)，并設(shè)置了權(quán)限訪問(wèn)，避免了數(shù)據(jù)的非法刪改。

4 plC在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)

4.1設(shè)備層功能及控制策略

(1)設(shè)備層功能及控制策略

在設(shè)備層，一般需要通過(guò)智能化傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的識(shí)別以及傳送工作，并將其轉(zhuǎn)為可識(shí)別信號(hào)，保證通信信號(hào)的有效傳輸與交互。在執(zhí)行器中，可以使用中央處理器向計(jì)算機(jī)發(fā)出信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)控制器的管控功能。在設(shè)備層，一般會(huì)采用分布控制技術(shù)，通過(guò)設(shè)立多個(gè)控制器組建設(shè)備層，每個(gè)控制器可獨(dú)立工作，不相互影響，但控制器之間形成了一個(gè)數(shù)據(jù)通道，和計(jì)算機(jī)之間也建立一個(gè)信息互通渠道。

(2)網(wǎng)絡(luò)層功能及控制策略

網(wǎng)絡(luò)是配電系統(tǒng)的重要組成部分，網(wǎng)絡(luò)可將分散的配電設(shè)備連接在一起成為一個(gè)有機(jī)整體，并通過(guò)監(jiān)控中心的服務(wù)器進(jìn)行信息交互在網(wǎng)絡(luò)層可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)保證網(wǎng)絡(luò)層功能的有效發(fā)揮。

(3)管理層功能及控制技術(shù)

管理層中工作人員可通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)觀測(cè)，管理層通過(guò)系統(tǒng)集成技術(shù)將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的子系統(tǒng)連接在一起，通過(guò)子系統(tǒng)之間的信息交換實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)工作的協(xié)調(diào)，建立一個(gè)完善的信息控制機(jī)制。

4.2遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

當(dāng)配電系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)故障，對(duì)電能傳輸、變換等造成影響，通過(guò)PLC監(jiān)控系統(tǒng)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并發(fā)送故障警報(bào)信號(hào)，對(duì)設(shè)備隱患進(jìn)行排查，縮短了檢修周期，提高了檢修效率。

(1)PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控的原理

對(duì)配電系統(tǒng)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，可將其分為三個(gè)等級(jí)，如正常運(yùn)行狀態(tài)、異常運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài)。作為正常狀態(tài)就是設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中不存在缺陷或存在缺陷，但是不會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行;所謂異常狀態(tài)就是指存在一定缺陷，且對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)造成較大影響，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備存在不同程度的問(wèn)題，不利于配電系統(tǒng)供電質(zhì)量的提高;所謂異常狀態(tài)是指電氣設(shè)備缺陷發(fā)展到一定程度，對(duì)配電系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生了負(fù)面影響，電氣設(shè)備也出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的損壞，但是可繼續(xù)運(yùn)行，這時(shí)需要注重設(shè)備性能觀測(cè)，并立即進(jìn)行維護(hù)檢修;故障狀態(tài)是指設(shè)備性能指標(biāo)不符合生產(chǎn)要求且設(shè)備不能投入生產(chǎn)。PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)配電保護(hù)系統(tǒng)的總受柜、1#變壓器配出柜及2#變壓器配出柜的三相電壓是否欠壓和三相電流是否過(guò)流等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)配電系統(tǒng)出現(xiàn)非正常運(yùn)行狀態(tài)，則立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)或畫(huà)面，運(yùn)行人員在接收到報(bào)警信號(hào)后可迅速確定故障的發(fā)生位置，并派遣檢修人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查和維修。PLC通過(guò)對(duì)配電繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備的采樣，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行數(shù)據(jù)分析。

(2)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

配電繼電保護(hù)系統(tǒng)中設(shè)有遠(yuǎn)程監(jiān)控工作室，采用PLC控制系統(tǒng)對(duì)配電系統(tǒng)中各繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采集運(yùn)行參數(shù)，若監(jiān)測(cè)設(shè)備連續(xù)變化，只要輸入信號(hào)物理量，如電壓以及電流，便可通過(guò)2路的模擬量輸入通道的S7-200PLC模擬量輸入模塊，即可實(shí)現(xiàn)信息的采集、篩選以及轉(zhuǎn)換功能，最后得到量化后的信號(hào)，再通過(guò)電壓模擬量變成軟件進(jìn)行信號(hào)處理，編程軟件先輸入“AWO”，電流模擬量輸入的編程元件為“AIW2”。當(dāng)斷路器為合閘狀態(tài)，則可以采用開(kāi)關(guān)SA1SA3以及SA5對(duì)總受柜、1#變壓器配出室和2#變壓器配出室的開(kāi)進(jìn)行調(diào)控，該系統(tǒng)在采集到總受室、1#變壓器配出室和2#變壓器配出室的U、V、W三相電壓和電流信息后，若出現(xiàn)了欠壓或者是過(guò)流問(wèn)題，則會(huì)立即發(fā)出警報(bào)信號(hào)，必要時(shí)也可手動(dòng)控制PLC系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了定向數(shù)據(jù)的采集，同時(shí)具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及遠(yuǎn)程遙控的功能，有利于配電系的穩(wěn)定，可依據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況采取相應(yīng)的保護(hù)措施。

(3)PLC的調(diào)試

依據(jù)PLC系統(tǒng)的控制要求，采用編程軟件即可進(jìn)行編程，得到圖2的梯形圖程序。為了對(duì)所編程序的運(yùn)行控制效果進(jìn)行檢測(cè)，需要進(jìn)行PLC調(diào)試。在正式調(diào)試之前，需要先進(jìn)行編譯，若編譯完全正確則將程序下載至PLC程序中再進(jìn)行調(diào)試，采用開(kāi)關(guān)模擬對(duì)配電繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。上斷電控制是開(kāi)關(guān)量，選用開(kāi)關(guān)便可實(shí)現(xiàn)控制工作，過(guò)流、欠壓保護(hù)均通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)工作進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析進(jìn)行保護(hù)。

5結(jié)束語(yǔ)

智能變配電系統(tǒng)的運(yùn)行技術(shù)影響著整個(gè)系統(tǒng)中的輸電系統(tǒng)、智能變配電系統(tǒng)運(yùn)行周期等。為了進(jìn)一步對(duì)智能變配電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，應(yīng)該重視對(duì)運(yùn)行技術(shù)的創(chuàng)新與改變，可優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)中的自動(dòng)調(diào)壓器設(shè)備，并合理地應(yīng)用集中、分散相互結(jié)合的管理方式，以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的順暢運(yùn)行，防止出現(xiàn)電網(wǎng)故障。智能變配電系統(tǒng)對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到了良好的保障作用，降低了電網(wǎng)故障的發(fā)生概率。

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