可编程控制器（PLC）在供配电系统中的应用分析.doc

PLC在供配电系统中的应用分析摘要：随着社会的发展及各行业对电力的要求不断增大，如何提高供配电质量、保证供配电系统的稳定运行一直是一个值得关注的问题。继电保护装置作为保证电力系统稳定运行的有效手段，其发展状况也一直倍受关注。本文结合原老式继电保护装置以及PLC综合继电保护装置的特点，对供配电系统中PLC继电保护装置的应用进行分析。关键词：供配电 继电保护 可编程控制器(PLC ) 分析1、老式继电保护装置的缺陷分析供配电线路控制系统一般包括有被控设备动作的控制电器部件和信号及保护等部件，目前我国大部分老供配电系统用继电器保护装置，它需电流(压)继电器;重合闸继电器，时间继电器，信号继电器，中间继电器，差动及功率继电器，冲击继电器，显示仪表等。(1) 对控制部件的要求这些控制部件，保护元件要求动作可靠准确。被控设备断路器，非指令性由人为操作而自动断开属于异常或故障状态，为此要求:a) 保护单元应按整定参数准确反映被控设备电量参数的极限值;b) 控制动作应按设计的逻辑关系动作。(2) 传统继电器保护控制系统的不足a) 系统行为状态部件之间存在较复杂的逻辑关系，常常是一处故障而导致全局瘫痪;b) 有时出现非永久性故障及越级跳闸的现象;c) 电器部件多，分布广;d) 系统的故障反应和传递慢，难以识别出多种故障;e) 无法实现故障超前处理功能;f) 有些部件可靠性，准确性差(如时间继电器存在时差，继电器要求各级保护时时限必须在0.5s以上等问题);g) 定值参数无法随意整定。2、PLC在供配电系统继电保护中的应用根据以上老继电保护装置分析可见，为确保供配电正常运行，对系统的故障预测、诊断和定位的要求也越来越高，对继电器保护是难以实现。采用PLC能够很好解决老式继电器不足的问题。（1）PLC的高集成度PLC综合保护继电装置属于高集成模块，通过软件编程可以方便的对保护定值进行修改，同时可以很方便的通过外部线路的修改，对输入输出接点进行扩展，另外由于是软接点，减少了由于机械故障造成供配电的不稳定性。（2）配电线路保护的配合问题 通常供配电线路保护方式是：线路首端为两段式保护，即速断和过流保护，分支线安装的断路器实际上是速断保护，但定值大多按过流调定，因没有延时过程还不是完善的过流保护。供配电线路中线路首端与分支线之间在保护定值与时限上要配合得当，保护要求:当分支线路出现故障时其保护应可靠动作，而线路首端保护不应动作，这样才能有选择地切除故障线路，保证无故障线路正常供电，在实际运行中，由于断路器的保护定值难以确定，特别是断路器其定值是按CT配比固定的，所以造成分支线断路器时而发生跳闸或越级跳闸的现象。如线路首端保护速断定值为I1ms过流定值为I1os，时限为t1秒。当断路器定值I1s，在I1os<I1s<I1ms值时，如果分支线故障电流I2，在I1os<I2<I1s值时，分支断路器保护不动作，而首端过流保护动作造成越级跳闸;当I1s<I1os时，因断路器没有延时装置，对线路出现的瞬间非短路故障及负载冲击电流，使断路器时有动作。(3)采用PLC实现可以下保护控制功能:电流保护包括速断保护和过流保护;重合闸保护:重合在故障线路上时，保证重合一次;重合闸后加速;重合闸起动时，如果开关柜合，保证合闸线圈自动脱离电源;c. 事故跳闸 事故跳闸:复归及重复音响;信号:音响手动解除并延时返回;d. 手动跳闸手动跳闸:手动跳闸重合闸不起动;手动跳闸开关跳，跳闸线圈自动脱离电源;手动合闸:手动合闸防跳闸闭锁;手动合闸开关合，合闸线圈自动脱离电源;手动合闸在故障线路上时，跳闸的重合闸不起动。F事故自动记录PLC通过内部的存储装置，可以对事故发生情况（如电流、电压、时间等）进行自动存储记录，有利于事故故障分析，更好更快的解决故障问题。（3）PLC的故障诊断PLC作为单一系统的保护功能，势必造成很大的资源浪费。为此，如何开发应用故障诊断专家系统，是一个很值得研究的课题。在诊断系统开发中采用表格法来表示通过知识获取阶段得到的产生形式的知识,如附表所示。它具有简单清晰，易于扩充维护，效率较高等优点。表格由左至右合纵向由上至下可分别表示前提出现的频繁程度及故障的优先级别。条件1:I1os<I1s<I1ms;条件2:I10s<I1s<I1ms; 条件n:.·if 条件1 and 条件2  then 故障1  with 可信度其中，条件分为两类，测量型条件和交互型条件。测量型条件是指与过程可测量参数直接相关的条件。交互型条件根据用户获得条件的逻辑值。每一结论的可信度为0-1之间的某一个实数来表示。当然，可信度“1”则表示结论完全为真，反之，可信度“0”则表示为假。表1所示规则是用IFTHEN形式规则和梯形图表示的相同内容，则规则表示是可读性强的语言表示，并且PLC上易处理，因此，当需要改变控制逻辑时，可以在短时间内无差错进行，程序内容也容易理解。目前，在PLC综合继电保护装置中，对事故的诊断已经几乎达到无差别状况，通过对输入的电压、电流信号与正常信号进行对比，可以在发生故障的同时通过对事先设定的故障进信号行指示，很快得出发生故障的原因，为故障解决节省时间，提高效率。（4）保护、控制、测量、数据通信一体化PLC获取电力综合继电保护装置通过信号采集可以获得系统运行和故障的任何信息和数据，也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此，每个微机保护装置不但可完成继电保护功能，而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能，亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。3、工程实例运用现就工程实例中关于PLC应用进行说明。以ARVER MiCOM p922应用说明，ARVER MiCOM p922是一个电压/频率保护装置，其具有灵活可靠的保护、控制、监视及测量功能。其内部展开接线图大致如下：下面就ARVER MiCOM p922的运用作为实例运用，如下：结合以上实例应用，我们可以看出，通过ARVER MiCOM p922的应用，大大减少了单个保护继电器的应用，其由CT、VT对二次电流、电压的输入，通过与输入定值的比较，很好的实现了对母线过流、低电压起到了保护的功能，同时，它通过自带显示屏可读取电压，对发生的故障进行记录，直接对故障进行诊断并显示。另外，其通过RS485与后台操作监控系统，可以直接实现远方监视控制的功能。结束语    利用PLC来实现供配电保护和故障诊断系统，可减少故障率，提高可靠性。在应用上方便灵活，价格便宜，运行可靠，有利于保护和故障诊断、实施及维护，能起到了显著的效果。同时，随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化，作为继电保护的发展方向，只有不断进步完善，才能满足社会及工业的要求。参考文献1 王道平，张义忠. 故障智能诊断系统的理论与方法M. 北京:冶金工业出版社,2001.2 王维俭. 电气主设备继电器保护原理与应用M.北京:中国电力出版社,1996.