PLC在變電站變壓器管理中的應(yīng)用分析

劉鑒鋒

摘 要：科技的發(fā)展總是為生活帶來了便利，尤其是在一些事關(guān)國計民生的重要領(lǐng)域，通過科技的進(jìn)步能夠極大的推動人民生活水平的提高.電力行業(yè)是事關(guān)國計民生的重要領(lǐng)域，尤其是近些年來，國家大力提倡產(chǎn)業(yè)升級，提高各行各業(yè)的效率，電力行業(yè)更應(yīng)該相應(yīng)國家的號召，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。PLC是一種在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛的控制裝置，通過其在變電站變壓器中的應(yīng)用能夠有效的提高變電站的工作效率。文章將就PLC在變電站變壓器的自動化應(yīng)用進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：PLC；變電站變壓器；自動化應(yīng)用

前言

隨著電子技術(shù)和自動化技術(shù)的快速發(fā)展，自動化應(yīng)用于各個行業(yè).電力行業(yè)是國家的基礎(chǔ)性行業(yè)，近些年來隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力行業(yè)的裝機(jī)容量與電氣容量逐年增加，如果采用原有的管理方式將極大的增加管理的難度，通過引入自動化技術(shù)能夠有效的提高電力行業(yè)的管理效率，降低管理成本。PLC是一種在電力行業(yè)自動化中應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)，通過將其與變電站變壓器管理相結(jié)合，能夠使得管理更為簡單、方便與安全。

1 PLC在變電站管理中的應(yīng)用

PLC是在上世紀(jì)60-70年代發(fā)明的一種可編程邏輯控制器，其經(jīng)過多年的應(yīng)用及改進(jìn)，現(xiàn)今已經(jīng)演變成了一種功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定、性價比極高的一種控制方式。通過應(yīng)用PLC能夠在提高設(shè)備的自動化率的同時減少電纜的使用量，同時PLC所具有的實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)控能力能夠使得變電站的自動化控制更為簡單、高效。隨著科技的進(jìn)步以及提高效率的需要，PLC已經(jīng)在電力行業(yè)廣泛應(yīng)用，PLC在變電站中的使用，使得在變電站的管理中能夠做到精細(xì)化控制，相較于傳統(tǒng)的人工管理能夠做到準(zhǔn)確率更高、可靠性更強(qiáng)。同時隨著PLC的不斷演化，其強(qiáng)大的實(shí)時通訊及信息傳遞能力使得其能夠構(gòu)建大范圍的變電站管理網(wǎng)絡(luò)。同時其小巧的體積與強(qiáng)大的功能使其成為變電站變壓器自動控制的不二選擇。

2 變電站自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)

2.1 變電站一次設(shè)備的智能化改進(jìn)

傳統(tǒng)的變電站自動控制采用的是繼電器控制模式，此種控制模式體積龐大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使得操作的復(fù)雜性及不可靠性都大為增加。通過使用PLC對原有變壓器控制的改進(jìn)使得原有的控制線路得以大為簡化，將原有的繼電器控制改為通過使用PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及信號輸出，其信號來自于信號回路的監(jiān)測和驅(qū)動回路的控制，輸入輸出信號由原來的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號。

2.2 變電站二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化

在變電站一次設(shè)備智能化改造的基礎(chǔ)上需要對變電站內(nèi)的常規(guī)二次設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，使得變電站的二次設(shè)備（如繼電保護(hù)裝置、防誤閉鎖裝置、測控控制裝置以及一些電壓無功控制等的裝置）全部基于模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的微處理機(jī)進(jìn)行設(shè)計制造，并在這些裝置之間建立起控制網(wǎng)絡(luò)，使得各種數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r、高效的繼續(xù)傳輸，并依靠PLC的處理使得數(shù)據(jù)得以實(shí)時傳遞且能夠數(shù)據(jù)信息共享。

2.3 建立起合理高效的控制系統(tǒng)

在完成了以上硬件處理后，需要建立起變電站的自動控制系統(tǒng)，其中變電站的運(yùn)行管理系統(tǒng)能夠在運(yùn)行的過程中對傳感器以及電流回路所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動記錄、分析并處理，并與系統(tǒng)中所編制的程序進(jìn)行對比，從而選擇相應(yīng)的功能進(jìn)行執(zhí)行。同時，能夠在變電站變壓器發(fā)生故障時根據(jù)系統(tǒng)的信號分析故障發(fā)生的原因并提出處理意見，從而為故障的快速處理提供良好的依據(jù)。且自動管理系統(tǒng)能夠自動對變電站中的變壓器設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)的檢測與檢修，此種狀態(tài)檢測是實(shí)時的。

3 PLC在變電站變壓器自動化控制中的應(yīng)用

3.1 PLC變壓器自動化屏在變壓器中的使用

當(dāng)變電站的中變壓器及其相關(guān)配套部分沒有進(jìn)行智能化改造時，僅需要將變壓器的空指屏用PLC作為變壓器的自動化屏，就可以使得變電站構(gòu)成較為完備的變壓器自動化系統(tǒng)。通過此種改造，可以使得PLC控制作用于變壓器及其配套設(shè)施，兩者之間的連接可以采用電纜作為連接的介質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞與交換。同時，通過使用PLC變壓器自動化屏可以實(shí)現(xiàn)對于變電站變壓器的狀態(tài)監(jiān)控。PLC作為工業(yè)現(xiàn)場的自動化控制單元，其與上位機(jī)的信息通信可由上位機(jī)中的IPC與變壓器自動化屏中的PLC通過Profibus等工業(yè)現(xiàn)場總線來進(jìn)行通信與控制。這種變壓器自動化屏由于結(jié)構(gòu)簡單，改造方便，多應(yīng)用于一些規(guī)模較小的新站中作為控制單元的中樞或者是一些較老的變電站自動化改造中。而當(dāng)變電站的中變壓器及其相關(guān)配套部分在建設(shè)的過程中進(jìn)行了一定的智能化應(yīng)用并預(yù)留有相應(yīng)的計算機(jī)接口，這是再應(yīng)用PLC變壓器自動化屏作為變電站變壓器的控制單元可以較為容易的組成功能強(qiáng)大且結(jié)構(gòu)簡單的變電站變壓器自動化系統(tǒng)，從而方便的實(shí)現(xiàn)對于變電站內(nèi)的變壓器的自動化控制，對于站控室內(nèi)的上位機(jī)與PLC變壓器的自動化屏之間可以使用工業(yè)現(xiàn)場總線來實(shí)現(xiàn)兩者之間的通信網(wǎng)絡(luò)的的建設(shè)，從而更好的實(shí)現(xiàn)信息傳遞與控制。由于此時的變壓器及其配套設(shè)備本身就具有一定的智能化，因此，通過加裝PLC變壓器自動化屏來實(shí)現(xiàn)對于變壓器及其配套設(shè)備的監(jiān)控及控制時無需使用較多的線路進(jìn)行連接，僅需要通過其預(yù)留的接口進(jìn)行連接即可，這樣就使得兩者之間的連接較為簡單和清爽，僅需要極少的電纜進(jìn)行連接即可。PLC變壓器自動化屏的硬件組成主要是由以下幾部分構(gòu)成：PLC、狀態(tài)指示燈、按鈕、輸入輸出信號的光電隔離器、相應(yīng)的通信接口以及油溫巡檢儀等組成，整個通信網(wǎng)絡(luò)依靠工業(yè)通信總線以及上位機(jī)的通信硬件以及PLC變壓器自動化屏中的通信單元組成，能夠較為方便的實(shí)現(xiàn)信息的傳遞與變壓器的控制。

3.2 PLC在變電站變壓器管理中的應(yīng)用

PLC經(jīng)過多年的發(fā)展與演化已經(jīng)成為了一種能夠在各種場合進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測、運(yùn)行監(jiān)管以及控制的自動化設(shè)備，對比與傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，其自動化程度更高，其控制程序通過外部編制完成后的導(dǎo)入或者是直接在PLC中進(jìn)行編制即可，如果需要改變控制程序僅需要通過改變PLC中的程序即可，無需像繼電器控制進(jìn)行復(fù)雜的改動，同時PLC控制單元的體積更小、功耗更少，從而使得PLC控制更為簡單、高效。根據(jù)變電站規(guī)模的不同可以選用不同大小的PLC作為控制單元，同時可以添加相應(yīng)的控制模塊來實(shí)現(xiàn)對于變壓器的控制，通過傳感器及各種監(jiān)控設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號的輸入，從而實(shí)現(xiàn)了對于變壓器狀態(tài)的有效監(jiān)控。

同時在控制功能方面，通過PLC控制裝置的應(yīng)用，在實(shí)現(xiàn)軟件在內(nèi)部應(yīng)用的基礎(chǔ)上還充分的拓展了變電站變壓器在數(shù)據(jù)通訊中的有效傳輸。例如在變電站變壓器的冷卻系統(tǒng)的控制中，通過使用PLC連接冷卻系統(tǒng)，將冷卻單位的控制進(jìn)行了模塊化的控制與管理，從而當(dāng)變壓器冷卻單元中的某一冷卻機(jī)組出現(xiàn)問題時能夠及時對其進(jìn)行跳躍處理，啟動備用機(jī)組進(jìn)行冷卻工作。同時在冷卻單元的啟動控制中，需要在變壓器的油溫達(dá)到45%時才進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)通，通過使用PLC進(jìn)行控制，在原有的控制基礎(chǔ)上強(qiáng)化了對于變壓器的控制。通過使用PLC控制使得原有的變壓器跳閘模式也發(fā)生的變化，在原來的變壓器跳閘中加入了負(fù)荷閉鎖功能，只有當(dāng)變壓器中的任何一側(cè)的負(fù)荷達(dá)到80%的額定負(fù)荷時，才會跳閘。

4 結(jié)束語

變電站變壓器的PLC自動控制是現(xiàn)今廣為采用的一種控制方式，通過采用此種方式能夠有效的簡化控制模式，通過其在變電站變壓器控制中的應(yīng)用能夠有效的強(qiáng)化對于變壓器硬件的監(jiān)控及管理。文章主要針對PLC在變電站變壓器管理中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹。

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