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(jì)民生的重要領(lǐng)域，通過科技的進(jìn)步能夠極大的推動(dòng)人民生活水平的提高.電力行業(yè)是事關(guān)國計(jì)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(jí)，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(hào)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(dòng)化應(yīng)用進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：PLC；變電站變壓器；自動(dòng)化應(yīng)用

前言

隨著電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，自動(dòng)化應(yīng)用于各個(gè)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(dòng)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(dòng)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(jià)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(dòng)化率的同時(shí)減少電纜的使用量，同時(shí)PLC所具有的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控能力能夠使得變電站的自動(dòng)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(shí)隨著PLC的不斷演化，其強(qiáng)大的實(shí)時(shí)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(shí)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(dòng)控制的不二選擇。

2 變電站自動(dòng)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(dòng)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(duì)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(hào)輸出，其信號(hào)來自于信號(hào)回路的監(jiān)測和驅(qū)動(dòng)回路的控制，輸入輸出信號(hào)由原來的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。

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(duì)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(jì)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(shí)、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(shí)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(dòng)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(duì)傳感器以及電流回路所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)記錄、分析并處理，并與系統(tǒng)中所編制的程序進(jìn)行對(duì)比，從而選擇相應(yīng)的功能進(jìn)行執(zhí)行。同時(shí)，能夠在變電站變壓器發(fā)生故障時(shí)根據(jù)系統(tǒng)的信號(hào)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(dòng)管理系統(tǒng)能夠自動(dòng)對(duì)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(shí)的。

3 PLC在變電站變壓器自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

3.1 PLC變壓器自動(dòng)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(shí)，僅需要將變壓器的空指屏用PLC作為變壓器的自動(dòng)化屏，就可以使得變電站構(gòu)成較為完備的變壓器自動(dòng)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(shí)，通過使用PLC變壓器自動(dòng)化屏可以實(shí)現(xiàn)對(duì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jì)算機(jī)接口，這是再應(yīng)用PLC變壓器自動(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)，從而方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)于變電站內(nèi)的變壓器的自動(dòng)化控制，對(duì)于站控室內(nèi)的上位機(jī)與PLC變壓器的自動(dòng)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(shí)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(dòng)化屏來實(shí)現(xiàn)對(duì)于變壓器及其配套設(shè)備的監(jiān)控及控制時(shí)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(dòng)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(hào)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(gè)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(dòng)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(dòng)化設(shè)備，對(duì)比與傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，其自動(dòng)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(dòng)，同時(shí)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(shí)可以添加相應(yīng)的控制模塊來實(shí)現(xiàn)對(duì)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(hào)的輸入，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)于變壓器狀態(tài)的有效監(jiān)控。

同時(shí)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(shí)能夠及時(shí)對(duì)其進(jìn)行跳躍處理，啟動(dòng)備用機(jī)組進(jìn)行冷卻工作。同時(shí)在冷卻單元的啟動(dòng)控制中，需要在變壓器的油溫達(dá)到45%時(shí)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(duì)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(shí)，才會(huì)跳閘。

4 結(jié)束語

變電站變壓器的PLC自動(dòng)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(duì)于變壓器硬件的監(jiān)控及管理。文章主要針對(duì)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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