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试论PLC 在电力供电系统中的应用

作者：王立日期：2013-12-13 11:09 来源：《电子制作》

双城供电局 150100

【文章摘要】
随着科学技术水平的不断提高，以中低压配电网自动化技术为主的一些新技术与新设备都被应用到了现代电力系统的日常运行与维护工作当中。电力输送及配电的系统的最后一环就是中底压配电网的工作，中底压配电网的工作如果能够有效地实现自动化，那么整个供用电系统的工作效率及可靠性都会有很大程度的提升。本文首先对低压电网中的自动化运行的重要性进行了分析，在此基础上对实现配电网自行骅的几咱有效方案进行了详细的介绍与说明。
【关键词】
PLC ；电力企业；供电系统；配电网
将现代计算机技术、通讯技术、微电子技术及自动控制技术有效地应用于传统电力系统当中的顺序控制器当中，从而形成一种可以动化运行的新型工业控制设备，就是所谓的PLC。PLC 在电力供电系统当中的应用，主要原理就是用一些先进的技术与设备取代传统电力系统当中的计时、计数、继电器以及执行逻辑等顺序控制功能，提升整个程控系统的科学化与自动化管理。
1 中低压配电网自动化发展的重要意义
1.1 随着社会的发展与进步，人们的日常生活及各工厂与娱乐场所对不间断供电的要求日益迫切，这就使得现代电力系统的供电压力不断增加。市场经济的发展带动了我国各大中小型厂矿的发展与进步，在这些厂房的日常运营当中，如果路途停电，而且时间还不短，不仅会对其生产量产生很大影响，而且还有可能破坏到正在调整运行的机械设备。所以，要最大限度的提高供电网的服务水平，使电力与电压都得到有效的保证，就一定要加大力度实现低压配电网的自动化管理与运行。
1.2 实现中低压配电网的自动化，对于电力企业来说也很重要。首先，实现低压配电网的自动化，就是对整个电力系统的管理水平的提升。其次，低压配电网的自动化可以提高系统的供电水平以及供电可靠性。再次，由于低压系统实现了自动化，那么就不需要以前那么多的维护人员进行电力系统的维护工作，从而有效提升电力系统的免维护性。最后，配电网的自动化避免了由于外界因素干扰下系统的不必要损坏，可以提高设备自身的安全性，使其使用寿命得以延长，这就为相关电力企业节省了不少的设备投资，具有很重要的经济意义。
2 中低压配电网自动化方案
2.1 电力系统自动化现有方案的比较
变电站自动化系统由五个部分组成：主站、远方终端单元（ＲＴＵ）、线路传感器、远方控制ＳＦ６或真空开关、通信电缆。其中ＲＴＵ装置位于变电站现场，可以自动采集各种开关状态量（遥信）、模拟量（遥测），并经专用通道传递到监控中心的主站系统。有的ＲＴＵ还可以按监控人员的意图和指令执行特定的遥控操作，并将操作结果返送监控中心主站系统。
从变电站ＲＴＵ可以实现的功能来看，变电站的自动化包括三个方面的内容：遥信、遥测、遥控。与此相应，变电站自动化系统可以分为两类：一类只实现了遥信、遥测的功能，即传统的ＳＣＡＤＡ系统；而新的ＳＣＡＤＡ系统则属于另外一类，它可以实现所有“三遥”功能。这两类系统对应着电力系统自动化的不同阶段和水平。
从变电站ＲＴＵ实现遥测的方法来看，ＲＴＵ存在两种实现方案：直流采样方案，这种类型的ＲＴＵ装置在采集模拟量之前，先利用变送器将交流转化成直流，然后再使用ＲＴＵＡ／Ｄ转换元件将直流量表示成数字量；交流采样方案，这种类型的ＲＴＵ装置直接使用Ａ／Ｄ转换元件对交流电量进行采集计算，无需变送器之类的转换设备，但需要快速的数字处理单元进行配合，以对采集到的数据进行分析、综合。
2.2 中低压配网自动化的应用特点
（１）由于传统的变电站ＲＴＵ当中的设备比较少，而且功能也比较单一，便于实际操作，所以其在功能上比较重视遥信与遥测功能的实现，不太注重遥控功能的实现。但是，中低压配电网当中的对动化对象非常的多，包括了开关房、配电房以及开闭所等，对各种开关进行区分时也比较繁杂，不利于实际操作，因此中低压配电网的自动化更注重遥信与遥控功能的实现。
（２）中低配电网的自动化对象分布非常的广泛，其触角伸入各大中小型城市及农村当中，在各种环境下都能进行操作。中低压配电网从上到下有很多个不同的用电管理人员对整个的供电系统进行管理与维护工作。
（３）自动化工作模式决定了应用于中低压配电网当中的RTU 硬件必须符合简单、可靠等要求，而其实际功能则应尽量采用模块化的结构设计，以便当其中的某个部门出现问题时可以在不对其它功能造成影响下前提下有针对性的进行解决。
3 PLC 在实现中代压配电网自动化RTU 功能当中的应用
PLC，也就是可编程序控制器，经过多年的发展，在品种与功能上都获得了很好的发展，在现代工业控制领域当中受到了人们的高度关注与重视。将PLC 应用于中低压配电网的自动化工作当中，可以促使其更快的实现RTU 功能。而且，随着相关领域的不断发展，现在市场当中已经有很多著名厂家所生产的PLC 产品，不仅质量可靠，还能分别满足不同应用当中的不同需求。
有这样一种基于ＰＬＣ的中低压配电网自动化的ＲＴＵ实现方案，完全可以满足中低压配网自动化的特殊要求。它具有以下特点和优势：硬件结构简单，完全免维护；编程实现各种功能，免硬件调试；规模可大可小，只需将ＰＬＣ的扩展模块连接在一起，就可以实现遥控点、遥信点、遥测点的增加；抗恶劣环境；高可靠性；费用低廉。
ＰＬＣ方案在具体设计时，包括以下几个步骤：首先，获取操作点数。了解配电网的基本情况及自动化的具体要求，确定系统需要进行遥控、遥信、遥测甚至遥调的设备，统计各信号的具体点数。其次，确定通信方案。根据配电网的规模及分布情况，确定总体设计方案，主要是通信方案的设计和选择。最后，ＰＬＣ选型。根据各处各种操作的点数以及所确定的通信方案，选择适当型号的ＰＬＣ来实现ＲＴＵ功能。由于ＲＴＵ需接受监控中心的指令，并上传配电网、开关柜的信息，所以通信功能是选择ＰＬＣ的主要考虑因素。
4 结束语
随着人民生活水平的提高，对供电网的可靠性要求也越来越高，传统的电网系统在新形势下很难获得人们的认可与满意，相关工作人员应更改认识这一问题，积极进行科学研究，将最将的研究成果应用于现代电力系统的提升当中。PLC 控制系统以及低压配电网的自动化，不仅简单，便于操作，而且还非常的可靠，可以有效的提高电力系统的供电质量与供电持续性，应该得到大力的推广与使用。
【参考文献】
[1] 赵惠峰, 王飞宏, 杜日永. 物料预均化过程自动控制系统[J]. 河北工业科技.2006(06)
[2] 张豪. 基于MODBUS 通讯协议的三菱PLC 控制台达变频器的研究[J]. 科技资讯.2009(26)