低壓配電系統(tǒng)繼電保護中PLC的應用及技術分析

鄧 雷

（馬鋼三鐵總廠，安徽 馬鞍山243000）

0 引 言

低壓配電系統(tǒng)的一側直接與電力用戶相連，實現(xiàn)對電力用戶的供電。低壓配電系統(tǒng)運行過程中，如果某一元件受到自身或外界因素干擾造成元件故障，則影響低壓配電系統(tǒng)，導致供電質量下降或是直接停電[1]。這時繼電保護發(fā)揮作用，它可發(fā)出故障報警信號，并實現(xiàn)故障元件切除，避免故障蔓延。為進一步完善繼電保護功能，可將PLC技術應用其中?；诖耍疚膶Φ蛪号潆娤到y(tǒng)繼電保護中PLC技術的應用展開研究。

1 繼電保護的功能及PLC技術研究

1.1 低壓配電系統(tǒng)繼電保護功能

低壓配電系統(tǒng)中繼電保護裝置的功能，主要體現(xiàn)在保護上。低壓配電系統(tǒng)是運用電或磁完成各個元件的聯(lián)系。當系統(tǒng)發(fā)生故障后，一個元件出現(xiàn)故障，則可能會對其他元件造成干擾。低壓配電系統(tǒng)的元件出現(xiàn)故障后，可能會造成停電或是電能質量降低，甚至可能造成系統(tǒng)中其他設備的損壞。針對這種情況，可借助繼電保護裝置，完成對系統(tǒng)元件故障的分析。判斷元件故障后，則展開元件的保護工作，可切除故障元件電路并發(fā)送故障警報，從而有效遏制故障蔓延，進而保障低壓配電系統(tǒng)的供電性能，滿足電力企業(yè)的電力營銷需求。此外，電力企業(yè)的電力用戶范圍擴大、智能化電力系統(tǒng)的發(fā)展迅速，也對低壓配電系統(tǒng)的繼電保護提出了更高要求[2]。

1.2 PLC技術研究

PLC技術是當前控制系統(tǒng)的常用技術類型，具有極高的應用價值。它運用可編程存儲器，實現(xiàn)數(shù)字、模擬信號的輸入、輸出，完成各項控制工作。PLC具有良好的抗干擾能力，可在不同的環(huán)境中發(fā)揮功能。它選擇模塊化組合結構，編程語言簡單、便于維護等，使得其更為廣泛應用于工業(yè)、能源行業(yè)、生活領域，滿足生產生活的基本需求。PLC的技術指標包括掃描速度、存儲容量、指令系統(tǒng)和內部寄存器等，還包括A/D模塊、D/A模塊和運程通信模塊等。圖1為具體的PLC系統(tǒng)原理圖。

圖1 PLC系統(tǒng)原理

將PLC技術用于繼電保護，可實現(xiàn)對繼電保護的優(yōu)化與改進，促使繼電保護完成監(jiān)控、控制和管理等功能，有效提升繼電保護的服務水平，實現(xiàn)對故障的邏輯判斷、報警等功能[3]。

2 低壓配電系統(tǒng)繼電保護中PLC的應用

PLC技術可應用于低壓配電系統(tǒng)繼電保護，實現(xiàn)對低壓配電系統(tǒng)繼電保護的優(yōu)化改進，進一步提升低壓配電系統(tǒng)的功能性和可靠性，減少故障的蔓延，提升電力服務質量。本文主要對基于PLC的低壓配電系統(tǒng)繼電保護優(yōu)化及監(jiān)控系統(tǒng)展開研究，探討具體的PLC應用。

2.1 功能需求

傳統(tǒng)的繼電保護在實際運用中存在一些明顯缺陷，無法滿足日益發(fā)展的智能電網需求。因此，可借助PLC技術展開對繼電保護的優(yōu)化改進。其中，改造后的功能需求如下：

（1）智能監(jiān)控功能。系統(tǒng)元件出現(xiàn)故障后，繼電保護裝置可發(fā)出警報并實現(xiàn)邏輯判斷，確認是否存在故障，報警煩人同時實現(xiàn)故障切斷。

（2）自動排序功能。需智能記憶PLC繼電保護的作業(yè)順序，根據人們煩人搜索需求，給予結果顯示。

（3）數(shù)據管理功能。具備數(shù)據備份、分析多功能輸出等功能，直觀描述繼電保護的作業(yè)情況。

（4）遠程操控能力。中央集成系統(tǒng)完成遠程操控，PLC接受指令并具備遠程數(shù)據傳輸功能，且接受命令后可完成自我診斷。

2.2 硬件設計

PLC在低壓配電系統(tǒng)繼電保護中的應用，需合理展開硬件系統(tǒng)的設計，使之可以完成自動警報、故障處理、信息傳遞等，即需要符合設計功能需求。因此，需合理對硬件系統(tǒng)展開設計。本文以某一具體低壓配電系統(tǒng)為例，具體分析基于PLC的低壓配電系統(tǒng)繼電保護優(yōu)化及監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設計。具體地，PLC的I/O端口選擇8通道2VDC數(shù)字量輸入端子KL1408，輸入點8個，輸出點6。其中，輸出選擇KL1480模塊，輸出選擇KL2408模塊，詳細內容如表1所示。

表1 基于PLC的低壓配電系統(tǒng)繼電保護優(yōu)化及監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設計

2.3 軟件設計

該低壓配電系統(tǒng)設計中，選擇WinCC6.0和STEP7軟件編程，遵循完整、簡潔、兼容等原則，實現(xiàn)軟件設計，以發(fā)揮繼電保護的功能。

（1）輸入元件選擇開關量輸入，輸出選擇繼電器輸出方式，滿足分閘線圈、合閘接觸器的動作容量。

（2）控制流程設計。具體設計中，只允許備用電源自動投入裝置動作一次。常用電源切除或備用電源無電時，則備用電源無動作。當常用電源出現(xiàn)問題時，切斷常用電源，備用電源投入使用[4]。常用電源正常斷電時，備用電源無動作。

（3）程序下載至PLC。啟動系統(tǒng)管理器時，添加I/O Devices，擇取以太網，連接總線控制器和總線端子，確定端子模塊。之后，借助ADS口30傳送。之后，IP地址0的表頁打開，選擇TCP/IP，實現(xiàn)映射、組態(tài)寫入等，最后連接PLC。

（4）程序設計。圖形監(jiān)控系統(tǒng)設計，選擇組態(tài)王圖形編輯器完成圖形編輯，確保PLC的流程運行動態(tài)化，包括具體斷路器的分閘圖形，并根據顏色變化判斷是否報警。報警的控制應用I/O控制法，選擇數(shù)字量輸入板ET200子站基于操作控制，顯示板顯示控制狀態(tài)。此外，為確保PLC程序的可靠性和穩(wěn)定性，可供選擇適用于復雜算數(shù)計算的ST結構文本，完成PLC的程序編制。

3 結 論

研究分析低壓配電系統(tǒng)繼電保護中PLC的應用及技術，主要對繼電保護的功能和PLC技術進行分析，再研究基于PLC的低壓配電系統(tǒng)繼電保護優(yōu)化及監(jiān)控系統(tǒng)，分析具體的PLC應用，進一步確保低壓配電系統(tǒng)的功能性和可靠性，實現(xiàn)電力企業(yè)的電力服務水平全面提升。

參考文獻：

[1] 李 娜，孟東曉.PLC在低壓配電系統(tǒng)繼電保護中的應用[J].工程技術（全文版），2016，（12）：282.

[2] 彭 帥，李 賀.淺述低壓配電系統(tǒng)繼電保護及優(yōu)化[J].科研，2016，（12）：225.

[3] 趙安強.7LVB1低壓配電系統(tǒng)改造及PLC技術應用研究[J].石油化工建設，2016，38（4）：79-86.

[4] 沈 明.基于PLC構件的繼電保護系統(tǒng)核心分析[J].工業(yè)技術創(chuàng)新，2016，3（3）：558-561.