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摘要:PLC技术能够提高电力系统自动装置的可靠性、安全性,确保电力系统有效运行。当前在仍然将大量的由继电器组成的控制保护装置应用到变电所的二次回路和自动装置中,而且具有非常高的价格,而其具有很大的维护工作量和较高低的可靠性,而在各种逻辑电路的处理中PLC的便利性非常强,而且具有很简单的接线。所以本文的研究具有非常重要的现实意义。
关键词:PLC技术;电力系统自动化;应用
引言
随着我国电网的发展,各种先进的电子设备和技术广泛应用在电力系统中,极大促进我国电网的发展。电力系统作为电网的一部分,目前正朝着自动化、智能化方向发展。将PLC技术应用在电力系统自动设计中,能够提高电网的运行效率,降低电力企业施工成本。
1、PLC技术的定义和优势
PLC是可编程逻辑控制器的英文缩写,这种技术能够在对工业数据的模拟编程的基础上增加工业生产的安全性的效果。PLC系统的存储器内部可以实现逻辑运算、顺序动作等编程操作。也可以通过对一些模拟量、数字量加以imlet和outlet对工业机械进行控制。电气自动化中使用的控制器结构十分复杂,故障率高,可靠性差,耗能也比较大,灵活性较PLC差很多。以计算机技术和接触器控制技术为核心的PLC应用及时替代了以往使用的机械初断继电器,以应用逻辑关系替代更为复杂的导线,继电器节点变位时间极短,并有着极强的抗干扰性,也不用像传统控制器一般考虑返回系数。PLC控制系统也有着极强的反干扰特性,所以即便操作环境十分复杂也能保证其不出干扰故障。PLC控制指令不算复杂,操作起来也十分简易。凭借这些优势,PLC技术这几年在工业生产中迅速替代了传统系统,广泛使用在电力系统及其自动化控制中。
2、电力系统中自动装置和动作的要求
2.1备用电源自动投入装置
当前一般将备用电源自动投入装置应用到双回路或者多回路的供电系统中,其主要目的是为供电的连续性和可靠性提供保障,这样当故障出现在某路电源中,装置可以为用电设备的不间断供电提供保障,其中备用线路自动投入装置和变压器自动投入装置等都是经常使用的备用电源自动装置的类型,其要求主要有以下几点:一是装置的工作不论工作电源是由于何种原因消失时都要保持;二是如果工作电源已经断开,备用电源需要在正常电压的情况下才能投入;三是只允许备用电源自动投入装置的动作;四是应该尽量缩短投入备用电源自动装置的时间,这样可以将电动机自启动对负荷的影响减少。
2.2自动重合闸装置
瞬时性是电力系统架空线故障的主要特征,当在继电保护下线路跳闸后,故障点可以自己恢其绝缘强度,这时断路器的自动合闸可以通过自动重合闸装置来完成,从而可以将供电的可靠性和连续性提升,分类自动重合闸有很多的方法,如三相自动重合闸和自动重合闸是根据重合闸的功能划分的;一次重合闸和三次重合闸等使根据自动重合的次数划分的,自动重合闸装置在使用时有以下几点要求:一是自动重合闸的动作在手动或者遥控操作断路器分闸时其所有的动作都是不允许的;二是自动重合闸的动作在手动合闸用于故障线路而断路器跳闸后是不允许的;三是如果断路器的跳闸是在继电保护或者其他原因造成的,应该将断路器重合闸通过自动重合闸的动作来完成;四是重合闸的次数应该与预先规定相符合,多次重合的现象在任何情况下都是不允许的;五是重合闸装置的启动工作应该是根据不对应原则进行的;六是其复归和准备好下一次动作都应该自动完成。
3、备用电源自动投入装置的PLC控制设计
本文主要是以分段断路器自动投入装置的PLC控制设计为例进行介绍说明。系统主接线方式为单母线分段接线,电力由两路电源同时提供,其为该供电系统的正常运行方式提供了有利的保障,备用的工作方式为TM1和TM2,热备用状态为联络开关QF3的正常断开,当电压降低或者消失是由于任何一段母线WB1或者WB2由于变压器或者进线出现故障而造成时,备用电源自动投入装置应该首先断开OF1或者QF2的故障电源开关,然后将联络开关QF3合上,而两段母线的电力是由正常的电源同时提供的,以下使其具体的工作原理情况:在两段母线上的电压互感器TV1和TV2二次侧的电压继电器KV1-KV上连接备用带能源自动投入装置的启动回路,其中工作母线的失压是通过KV1和KV3反应的,而KV2和KV4的动作是由在备用电源电压正常时才能进行。控制开关设置在PLC装置上,其主要是在备用电源自动投入装置的投入和解除中应用。备用电源自动投入装置利用PLC软件程序实现其功能,可以将自动投入装置解除。
由此可见,在电力系统自动装置中应用PLC控制的特点主要为:①减少继电器接点和断路器辅助接点;②接线简单,只要在PLC的输入端子上连接所有的输入接点就可以,程序直接确定输入和输出的逻辑关系;③简化线路,传统时间继电器、重合闸继电器可以用PLC中的继电器替代。故在以后的电力系统中要逐渐重视PLC的应用。
4、提高PLC技术的应用策略
4.1强化PLC技术深度研发
为了保证PLC技术能够更好服务于电力系统自动化控制,PLC技术的创新与研发必须得到重视,而这一创新与研发还必须结合我国电力系统自动化控制现状和需求,只有结合真实案例开展的研发才能更好服务于我国PLC技术应用领域的发展。在PLC技术的研发中,信捷电气近年来取得的成果很具借鉴价值,作为我国PLC领域的领军企业,信捷电气在一定程度上打破了国内业界长期由日本三菱和德国西门子产品主导的格局,近年来信捷电气推出的FC系列小型PLC、XC系列PLC、集PLC和TP功能于一体的XP系列一体机均属于其所取得的研发成果,而这些由于更贴合国内市场实际需求,便为我国电力系统自动化控制领域发展提供了较为有力的支持,这些都值得相关企业与机构从中汲取经验。
4.2建立PLC技术应用标准
虽然PLC技术自诞生至今已在全球实现了普及式应用,但由于不同行业对PLC技术的应用标准存在着不同要求,这就为PLC技术更好服务于电力系统自动化领域带来了一定程度的负面影响,因此本文建议相关企业、行业协会共同建设PLC技术的应用规范与标准,这样PLC技术的应用便能够打下更为坚实的基础。2016年国家质检总局、国家标准委联合发布了《工业自动化和控制系统网络安全》系列标准,该标准从国家层面上为我国PLC技术在电力系统自动化控制领域的应用提供了标准与规范,而基于这一标准相关企业、行业协会便应开展更进一步的应用标准制定,我国电力系统自动化控制也将实现更好发展。
4.3建立设计与使用双方的沟通机制
PLC技术在电力系统自动化控制中的应用很多时候需要设计单位与使用单位展开深入合作,而这就对设计单位与使用单位之间的沟通提出了较高要求,因此本文建议建立设计与使用双方的沟通机制,由此PLC技术在具体企业电力系统自动化控制中的应用便能够更具针对性和有效性,自动化控制过程中出现的问题也能够在第一时间实现反馈、沟通、解决与改进,PLC技术的优秀性能由此便能够实现最大化发挥。
结束语
电力系统信息量大、自动化要求高、运行环境复杂,而电力系统自动化设计过程中涉及到大量的开关逻辑、顺序控制、闭环控制等。但是传统的电磁继电元件接线复杂、可靠性差、功能单一,无法满足电子系统自动化设计要求。PLC技术具有良好的稳定性、可靠性、操作简单、便于维护等优点,因此在电力系统广泛应用。
参考文献:
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