PLC在一级负荷配电系统中的应用

PLC在一负荷配系统中应用提要：本文分析了PLC系统与传统继电器系统的优劣，结合现代社会对一级负荷的供电要求，论述PLC系统在一级负荷配电系统自动化控制中应该用的合理性，并对PLC方案的具体实现作详细介绍。关键词：一级负荷、自动化、PLC、供电质量随着社会经济的发展，城市化进程步伐的不断加快，做好供配电工作，对于保证企业生产和社会生活的正常进行和实现整个国民经济的现代化具有十分重要的意义。在当今的电力系统中对供配电系统自动化程度要求越来越高，特别是一级负荷对不间断供电要求越来越严格，基于传统的继电器控制存在多种弊端，在供配电系统中引入可靠性高、动作迅速的（可编程序控制器）控制系统势在必行。一、PLC控制系统在一级负荷配电系统应用的可行性分析（一）PLC的应用特点（1）可靠性高，抗干扰能力强。高可靠性是电气控制设备的关键性能。由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。使用构成控制系统，和同等规模的传统继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统将极高的可靠性。（2）配套齐全，功能完善，适用性强。PLC展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各领域自动化控制场合。具有强大的逻辑处理功能和完善的数据运算能力，使用PLC组成各种控制系统非常容易。（3）系统的设计，工作量小，维护方便。PLC存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来。（二）PLC系统与传统继电器系统的比较传统继电器系统的缺点主要表现为体积大、可靠性低、查找故障困难，由于它是靠硬连接线构成逻辑系统，所以电气接线及开关接点多而且复杂，对生产工艺的变化的适应性差，不便实现集中控制。而主要应用内部继电器代替传统的机械触点继电器，并通过软件编程方式将内部逻辑关系代替实际的硬件连接线，实现软接线逻辑构成系统，从而简化传统继电器系统的繁杂中间环节，方便集中控制。此外，利用PLC自诊断、故障报警、故障报警种类显示及网络通讯功能，可及时发出警报信息，便于操作和维修人员检查和维护。综合以上特点，如果将PLC引入一级负荷配电控制系统中，一方面可以克服使用传统继电器所带来的种种弊端，另一方面，又可兼容基于传统继电器的设计思想和技术方案。采用PLC控制，能使整个逻辑关系复杂的系统变得更加简便可靠，而且有利于提高配电系统的自动化运行管理水平，确保配电系统的安全稳定，增强系统的免维护性，减少运行人员的工作强度，提高工作效率。二、PLC在一级负荷配电系统集中控制的应用举例

在一个一级负荷配电系统中，采用双回路高压电源进线，两台变压器互为备用，同时设计有后备发电机组（见图1）。图1一级负荷配电系统单线图图2PLC系统控制图（一）一级负荷配电系统控制要求（1）10kV高压配电系统部分。两回电源进线，一用一备，备用自动投切、不自复控制。（2）0.4kV低压配电系统部分正常情况下：①1号和2号变压器分列运行。联络开关在合闸状态，母联开关A2和联络C1开关在分闸状态。②当1号变压器故障及高压电源不失压时，该变压器的进线开关A1分闸。母联开关A2C1开关禁止合上。③当2号变压器故障及高压电源不失压时，该变压器的进线开关、联络开关C2I段母线上的非消防开关控制跳闸，联络开关C1控制合闸，号变压器对重要负荷供电。特殊情况下：①1号和2号变压器并列运行时，母联开关和联络开关C2在合闸状态，联络C1开关在分闸状态。②当号变压器故障及高压电源不失压时，该变压器的进线开关A1和母联开关A2闸。母联开关A2和C1开关禁止合上。③当2号变压器故障及高压电源不失压时，该变压器的进线开关、母联开关A2先分闸，接着联络开关C2和I段母线上的非消防开关分闸，联络开关C1合闸，1号变压器对重要负荷供电。④当两路高压电源失压时，号和2号变压器的进线开关和母联开关不动作。消防控制：①当1号变压器故障时，2号变压器对所有重要负荷供电，包括消防负荷。当发生火警时，消防中心发信号后，将段母线上非重要负荷的开关跳闸。②在1号变压器正常运行中，当发生火警时，消防中心发信号后，将段母线上非消防负荷的开关跳闸。负荷分布。重要负荷主回路在IIIV段母线上，消防负荷主回路在段母线上，两者的备用回路在III段和IV段上。（3）后备发电机组。在正常市电工作状态下，联络开关在合闸状态，发电机开关C4在分闸状态。当两路高压电源失压时，段母线失压后，向发电机发送启动信号，并将联络开关C3在分闸后，在接到发电机启动并正常工作信号后，将发电机开关C4合上。（二）PLC在集中控制的系统组成在该一级负荷配电系统中，有着复杂的逻辑关系，而且工作可靠性要求很高。如果使用传统继电器系统，将难以达到控制要求；而应用系统来代替继电器系统，根据系统控制要求编写PLC内部应用程序，将传统继电器系统复杂逻辑硬件连接线转化为可编辑的PLC内部程序，从而简化工艺，实现提高配电系统的可靠性、安全性和节能性（见图2）。根据场地分布情况，系统组成可分为控制中心和现场设备两部分。控制中心主要设备是PLC控制操作台和UPS在线式不间断电源等，现场设备主要包括开关设备和采样检测设备等。PLC是整个系统的神经中枢，所有控制、信号取样、工作状态指示都由PLC内部应用程序进行逻辑运算，然后再通过出口继电器输出控制信号和状态显示。采用控制中心集中控制，可以提高工作效率，减少