PLC在电力配电系统中的应用_刘伟.pdf

Application 创新应用362 电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月电站的实现过程进行分析，为中低压配电网实现自动化的方案设计提供参考。变电站的自动化系统可以分为五个主要组成部分：通信电缆、主站、真空开关、线路传感器以及远方终端单元。线路传感器装置的作用是对数据进行采集，这些数据包括模拟量和开关状态量，随后可以通过专用的通道将数据传输到主站系统当中。部分远方控制单元可以结合指令以及工作人员的意图进行遥控操作，并且操作的结果也会最终传递到主站系统当中。通过结合变电站的远方终端单元可以发现，自动化的变电站可以分为以下几个方面的内容：遥控、遥测、遥信。而变电站的自动化系统也可以划分成两种不同的类型：第一种类型只包括遥测和遥信的功能，也就是以往的SCADA系统。第二种类型是新型的SCADA系统，其能够实现遥控、遥测、遥信的三种功能。总之，这两种的系统在应用领域上存在差异。结合自动化变电站实现遥测功能的方式可以发现，自动化采样有着两种实现的方案：交流采样方案以及直流采样方案。交流采样方案是直接采集计算交流电量，并不需要其他转换设备。但是要求数字处理单元要及时进行配合，分析采集的数据。直流采样方案的主要内容是，将交流通过变送器转化为直流，再借助转换元件使其转化为数字量的形式2。0 引言自动化中低压配电网也已经成为未来电力系统发展的必然道路。在输配电系统当中，中低压配电网是其最后环节，供电的质量与自动化水平有着密切的关联。1 研究背景中低压配电网向自动化的方向发展的重要作用。（1）有助于改善人们的生活水平，为国民经济的发展提供重要的推动力。如今，我国社会已经步入信息时代，计算机等终端设备也已经广泛普及。由于计算机设备的运行需要不间断供电，这也为电力供电系统带来了新的挑战。当出现限电或者停电事故时，可能会导致生产力的下降。此外对于工业企业的生产而言，突发断电不仅会导致企业蒙受经济上的损失，还会损坏生产设备 因此，应让中低压配电网向着自动化的方向发展，提高供电的稳定性和可靠性，从而提升供电的质量。（2）有助于电力企业实现持续健康发展。自动化的中低压配电网，可以有效提升电网系统的管理水平，有助于提升供电服务的服务质量。相关电力企业也能够获得更多经济效益，操作人员的工作量也将显著减少，相关设备的可靠性和安全性能够得到有效保障1。2 中低压配电网实现自动化控制的方案 2.1 现有电力系统中的自动化方案自动化变电站与自动化中加配电网在某些方面是相似的，因此可以进行借鉴。以下将对自动化变作者简介：刘伟，山东兖矿国际焦化有限公司；研究方向：自动控制技术。收稿日期：2023-03-15；修回日期：2023-06-12。摘要：阐述中低压配电网中的自动化控制特点，PLC自动化控制系统的方案，包括现有电力系统中的自动化方案、变电站自动化系统的模块，探讨自动化变电站实现遥控、遥测、遥信功能的方式。关键词：自动化控制，PLC模块，自动化变电站，远程控制。中图分类号：TM571.61文章编号：1000-0755(2023)06-0362-02文献引用格式：刘伟.PLC在电力配电系统中的应用J.电子技术,2023,52(06):362-363.PLC在电力配电系统中的应用刘伟（山东兖矿国际焦化有限公司，山东 272100）Abstract This paper describes the characteristics of automation control in medium and low voltage distribution networks,the scheme of PLC automation control system,including the automation scheme in existing power systems,the modules of substation automation system,and explores the ways to achieve remote control,telemetry,and remote signaling functions in automated substations.Index Terms automation control,PLC module,automation substation,remote control.Application of PLC in Power Distribution SystemLIU Wei(Shandong Yankuang International Coking Co.,Ltd.,Shandong 272100,China.)Application 创新应用电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月 363 2.2 中低压配电网实现自动化控制的特点功能丰富，且具备针对性。传统的变电站和自动化变电站相比，远方终端单元的功能较为单一，并且设备的数量较少。而采用自动化系统的中低压配电网，其设备的数量也将更多。除此之外，传统变电站的相关设备及操作都较为复杂，因此难以提高工作效率，这也在一定程度上制约了电力行业的发展。自动化设备在中低压配电网当中的应用，能够发挥遥信和严控的作用，有助于推进中低压配电网向着自动化的方向发展3。适应能力比较强，分布比较广泛。中低压配电网的自动化系统有着较强的适应能力，并且其应用范围比较广。换言之，中低压配电网不仅能够被应用在电力系统当中，还可以应用到其他行业。PLC控制器的适应能力比较强，因此能够全面覆盖到农村以及各地城市。除此之外，在采用PLC控制器之后，相关管理人员也应当维护电力供电系统，以便及时发现电力供电系统的各种问题。当发现电力供电系统出现故障时，应当暂停PLC技术的使用，从而为电力供应系统的运行提供充足保护。对电力系统实现自动化的方案进行比较。通常而言，自动化系统可以分为以下几个部分：通信电缆、线路传感器、真空开关、远方控制终端以及主站。远方控制单元是放置在变电站当中的，能够在操作人员的控制下采集模拟量以及开关状态量，并将以上信息回传到主站系统当中。部分远方控制终端还具备遥控操作的功能，工程操作人员可以执行遥控操作，并且最终的操作结果还会回传到监控中心的系统中。3 通过PLC技术实现中低压配电网的自动化控制PLC技术已经经过了几十年的更新换代，其技术内容已经非常成熟，并且功能丰富，应用领域十分广泛。通过采用PLC技术，能够满足RTU功能的要求，有助于帮助中低压配电网实现自动化。如今，PLC技术的应用已经十分广泛，并且各厂家也生产了各具特色的PLC产品，能够满足多种特殊需要。一般来说，相当一部分的PLC产品都会包括通信、时钟、模拟采样输入以及离散点输出和输入等功能 借助这些PLC功能，远方终端控制功能才能得以便捷地实现。遥测可以借助 PLC技术的模拟采样功能实现，通信可以借助 PLC具备的通信功能实现，遥控可以借助PLC具备的离散的输出点实现。也就是说，只要结合开关房的状况，就能够在不借助额外硬件的条件下实现多种功能，工程人员只需要进行简单编程就能够满足多种实际需要。除此之外，PLC还具备模拟输出的功能，能够帮助配电网实现遥调。例如，操作人员可以对变压器进行调节，可以对无功补偿设备进行调节。目前，有一种根据PLC中低压配电网的自动化实现远方终端控制方案，这一方案能够满足自动化中低压配电网的个性化需求。并且此方案还具备以下优势和特色：整体的结构较为简单，可以免去维护工作；其功能通过编程实现，省去了硬件调试的步骤；规模可以结合实际需要进行调整，只需要连接其扩展模块，就能够增加遥测点、遥控点以及遥信点；环境适应能力比较强，能够抵御不良环境的影响；可靠性比较高；价格较为低廉。在设计PLC方案时，应当包含以下步骤：（1）了解操作点数。应首先掌握配电网的实际状况以及自动化要求，从而明确系统所需的相关设备。（2）明确通信方案。结合配电网的分布以及规模，制定整体的设计方案，并对方案的内容进行优化改进。（3）选择适合的PLC型号。应当结合通行方案以及操作点数，选择最为适合的型号从而实现RTU的功能。远方终端单元是需要接受来自监控中心发出的指令的，同时还要上传信息，因此应着重考虑PLC的通信功能。开关柜和开关房在操作点数和类型上有着较大差异。所以，在对PLC的型号进行选择时，应着重考虑PLC的组态能力以及模块化结构，确保其可以灵活地组成调节点、测量电输入输出点，形成规模可变系统。除此之外，设计人员在设计过程中应综合考虑应用环境以及系统要求，从而不断提高设计方案的科学性和可行性。4 结语低压配电网自动化以及供电设计技术能够有效提升供电质量。借助PLC技术实现的数据采集功能，其操作将更加简便并且可靠性更高，因此值得推广使用。参考文献1 黄永坚.PLC在配电系统保护的应用分析J.通信电源技术,2021,38(04):152-154+157.2 王立.试论PLC在电力供电系统中的应用J.电子制作,2013(21):206.3 张洁.PLC在煤矿供电系统中的应用J.煤炭技术,2012,31(06):41-43.4 王艳平,张晓燕.某厂基于PLC的配电系统的改造J.数字技术与应用,2018,36(01):8+10.5 刘晴,曾志强,宁培松等.电力配电通信网管理系统设计与开发J.科技创新导报,2015,12(09):45-46.6 康立欣.PLC技术在配电柜自动控制中的应用J.科技展望,2015,25(35):101.7 焦贺彬.供配电监控系统中的PLC技术以及组态设计J.现代制造技术与装备,2020(02):133+135.8 王东.城市配电网配电线路PLC信道建模研究D.河北：华北电力大学,2017.