PLC在10KV配电系统继电保护中的应用研究
doudoubu123
2009年03月20日 14:19:01
只看楼主

1、 引言   随着社会经济的发展,工业的迅速兴起,使得一些10KV配电系统大幅度增加,配电系统的简便性、可靠性、安全性、节能性、性价比显得尤其重要。   目前,传统的10KV配电系统还是采用继电器系统和分布监测计量、分布控制方式,而采用PLC(可编程序控制器)系统集中控制和集中监测计量方式,有利于提高配电系统的运行管理自动化水平,保证配电的安全稳定,还能减少运行人员的工作强度提,安全可靠。

1、 引言
  随着社会经济的发展,工业的迅速兴起,使得一些10KV配电系统大幅度增加,配电系统的简便性、可靠性、安全性、节能性、性价比显得尤其重要。
  目前,传统的10KV 配电系统还是采用继电器系统和分布监测计量、分布控制方式,而采用PLC(可编程序控制器)系统集中控制和集中监测计量方式,有利于提高配电系统的运行管理自动化水平,保证配电的安全稳定,还能减少运行人员的工作强度提,安全可靠。
2、 继电器系统和PLC系统的比较
  PLC(可编程序控制器)是近几十年来发展起来的一种新型工业控制器,由于它编程灵活,功能齐全,应用广泛比继电器系统的控制简单,使用方便,抗干扰力强,性价比高,工作寿命高,而其本身具有体积小,重量轻,耗电省等特点。继电器系统有明显的缺点:体积大,可靠性低,工作寿命短,查找故障困难,特别是由于它是靠硬连线逻辑构成系统,所以接线复杂,对于生产工艺的变化的适应性差,不便实现集中控制;而PLC的安装和现场接线简便,可以应用其内部的软 继电器简化继电器系统的繁杂中间环节,实现软接线逻辑构成系统,方便集中控制,除此之外,PLC还具有自诊断、故障报警、故障报警种类显示及网络通讯功能,便于操作和维修人员检查。
3、 集中控制、集中监测计量在10KV配电一次系统中的应用举例
  在一个10KV配电一次系统中,有两台1000KVA变压器并联运行。图1为该配电一次系统的原理图。


3.1 PLC在集中控制中的地位
  在配电一次系统中继电器系统主要集中在总受柜和变压器配出柜内,应用PLC系统来代替继电器系统,可以减少柜与柜之间的硬连线,省去很多 继电器,简化工艺,降低系统制作成本,提高配电系统的可靠性,安全性和节能性。PLC系统框图如图2所示。

  PLC是整个系统的神经中枢,所有控制,保护,工作状态指示都通过PLC内部的虚拟继电器通过软连线配合外部给定开关量和信号来完成。控制电压在安全电压以下,可以提高工作的安全性,远离高压室进行操作,可以避免工作人员的误操作,一站式控制,可以提高工作效率,减少工作人员的劳动强度。用两条现场总线就可以实现整个系统的信号传输,通过PLC的工作状态和报警指示,便于工作和维修人员的故障排除。另外,与继电器相比,PLC的免维护性高,工作寿命长。
3.2 PLC的I/O分配
  10KV配电一次系统中,除了上电断电控制外,还有对变压器的过流,欠压和瓦斯保护。我们以欧姆龙CAMP2AH40点的PLC为例进行I/O分配,如表1所示。上断电控制是开关量,选用控制按钮即可,过流,欠压和瓦斯保护涉及自动检测技术,选用智能传感器来实现,可以提高保护的可靠性。
表1 PLCI/O分配表


3.3 10KV配电一次系统集中控制、集中监测计量的设计
  配电系统是供电网的神经中枢。配电系统的正常工作和我们的生活保障及工作秩序密不可分,这就要求它有更高的可靠性;配电系统的智能化、节能、操作简便、方便维护是经济高速发展的需要; 配电系统操作和维护对工作人员的安全系数要求更高、劳动强度更低和设备的性价比更高是用户所希望的。综合以上几点,我们对10KV配电一次系统作了如下改进,应用PLC对系统的总受柜、配出柜实现集中控制,应用数字仪表对系统进行集中监测计量。改进后的10KV配电一次系统框图如图3所示。

  改进后,以综合柜为工作平台,在值班室,工作人员可以对高压室运行状态进行控制,既方便又安全;工作人员可以随时对监测仪表和计量仪表以及工作或报警状态进行记录,巡查,既方便又及时明了,还可以减少劳动强度。
  总之,采用微型计算机PLC实现继电保护和控制系统的操作,大大提高系统的自动化水平和可靠性,同时更加便于系统的集中控制和监测,方便了系统的信息化管理,大大降低成本,提高了工作的效率,具有一定的推广意义。
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ningjunming
2009年03月20日 14:59:16
2楼
顶一下!:time:
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gjjy1314
2009年03月25日 14:33:47
3楼
现在这种控制有没有普及啊?
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lingxuct
2009年03月25日 18:14:27
4楼
这么好的文章是楼自己写的论文吗?

但写的内容与文章题目有点“文不对题”。
题目是《PLC在10KV配电系统继电保护中的应用研究》

而文章中只有“检测”和“报警”,还有“开”“停”的控制,并没有“继电”与“保护”,如果楼主想研究“继电”和“保护”,还是把PLC抛开吧!因为PLC目前发展现状,只能用在监控部分,在“继电”和“保护”上,需要高速采样,快速计算和分析,这样的高速模拟量处理PLC正好是较弱的地方。

我们知道我国电网频率的一个周期是20ms,用在保护中对电流、电压采样最最低的要求是一个周期内不少于16次,才能让正弦波的变化不失真。如果让PLC来完成,那它需配的模拟量单元的成本是相当可观的!!!
现PLC是用在电力系统的开关量采集,利用其通讯功能,把开关量送到监控服务器上。而“继电”和“保护”(包括断路器操作)都使用专用的《微机型继电保护综合继电器》,俗称综保。综保有故障录波功能,事件记录功能,有电流、电压检测、判别和保护逻辑处理功能,且检测数据送监控系统,其内部保护与监控各自工作,互不干涉,还能把非电量的开关量接入内部,参与保护逻辑。

[ 本帖最后由 lingxuct 于 2009-3-25 18:16 编辑 ]
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爱芳的日子
2009年03月25日 21:37:36
5楼
收藏了
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doudoubu123
2009年04月15日 14:58:16
6楼
呵呵。不好意思,不是我自己写的帖子。现在也是学习阶段,拿来和大家分享下。
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星湖
2009年04月15日 15:11:11
7楼
恩啊,4楼版主说的对。
文章中只是对系统的检查,很多大的项目中都会有这样的用法,只是不光是10kv的,比如锅炉压力温度等信号都送DCS;综保上的485+上位机应该也能实现吧
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whkld
2010年08月31日 21:03:11
8楼
我们知道我国电网频率的一个周期是20ms,用在保护中对电流、电压采样最最低的要求是一个周期内不少于16次,才能让正弦波的变化不失真。如果让PLC来完成,那它需配的模拟量单元的成本是相当可观的!!!
现PLC是用在电力系统的开关量采集,利用其通讯功能,把开关量送到监控服务器上。而“继电”和“保护”(包括断路器操作)都使用专用的《微机型继电保护综合继电器》,俗称综保。综保有故障录波功能,事件记录功能,有电流、电压检测、判别和保护逻辑处理功能,且检测数据送监控系统,其内部保护与监控各自工作,互不干涉,还能把非电量的开关量接入内部,参与保护逻辑。
:call:
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silichip
2010年09月02日 21:22:27
9楼
只能这种方案,说白了就是继电保护,你在控制回路中加入继电保护装置,就能进行各种保护了,利用PLC,你要进行欠相,过压还有短路,以及一系列的保护,现在采用继电保护,也是各种板卡,不需要你用继电器来了呀。
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