一種基于PLC和故障指示器的智能分界系統(tǒng)

張國興　褚林濤　劉濤

摘 要：在配網(wǎng)線路中，常會發(fā)生因某一支路發(fā)生故障后不能迅速定位和切除而影響線路的重合閘導致其他正常支路不能迅速恢復供電的現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)故障，如果不能夠迅速定位并排除故障，那么就可能會給生產(chǎn)生活帶來巨大的影響，這就要求我們能夠快速地定位故障?；谏显V情況，我們設(shè)計了一種針對配電網(wǎng)故障線路的快速隔離定位并迅速恢復供電功能的智能分界系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由PLC、故障指示器、GPRS模塊等組成，通過與高低壓成套設(shè)備相配合，可有效提升配電網(wǎng)智能化水平。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng) 故障指示器 PLC GPRS

中圖分類號：TM773 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（a）-0007-02

隨著科技的發(fā)展，用電設(shè)備對供電的可靠性和連續(xù)性提出了更高的要求，但現(xiàn)有的大多數(shù)傳統(tǒng)配電設(shè)備如，高壓開關(guān)成套設(shè)備、環(huán)網(wǎng)柜、電纜分接箱等卻不能實現(xiàn)智能化控制，當出現(xiàn)線路故障時，往往會導致大范圍、長時間的斷電現(xiàn)象。

1 行業(yè)市場需求動態(tài)

智能電網(wǎng)的配電網(wǎng)自愈，是指配電網(wǎng)具備的自我預防、自我恢復的能力，它是配電網(wǎng)智能化的重要標志，也是智能配電網(wǎng)的重要特征。自愈能力源于監(jiān)測電網(wǎng)重要參數(shù)，并對其進行有效控制的策略，當系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)時，對電網(wǎng)進行實時評價和不斷優(yōu)化，以實現(xiàn)自我預防，并通過檢測故障、隔離和恢復電力供應(yīng)等措施來實現(xiàn)自我恢復。

2 智能分界系統(tǒng)組成方案

該設(shè)計的目的在于提供一種具有配電網(wǎng)故障線路快速隔離、定位并快速恢復供電功能的智能分界系統(tǒng)，便于運維人員及時接收故障信息，對故障線路進行定位、維護和搶修，盡快恢復供電。系統(tǒng)與外部設(shè)備及控制設(shè)備內(nèi)部之間的關(guān)系如圖1所示，一次系統(tǒng)圖如圖2所示。

高壓成套設(shè)備PT柜內(nèi)設(shè)置有UPS不間斷電源，其供電電源來自PT柜內(nèi)電壓互感器，電壓互感器將一次電壓變換之后給UPS供電，UPS再往外輸送不間斷電源，保障整個系統(tǒng)供電的可靠性。

3 智能分界系統(tǒng)具體工作方式

（1）在配電線路出現(xiàn)故障后，進線柜綜合保護裝置根據(jù)裝置內(nèi)部參數(shù)設(shè)定完成故障判斷并發(fā)出跳閘指令，進線柜斷路器動作，斷開整條配電線路，同時故障所在段的故障指示器將故障信息傳遞至PLC。PLC檢測到進線柜斷路器反饋回的分斷成功狀態(tài)且進線柜中的帶電指示為帶電狀態(tài)則向故障線路負荷開關(guān)發(fā)出分閘指令，切除故障線路。PLC檢測到故障段負荷開關(guān)反饋回的分閘成功信號后可判定為故障線路切除完畢。此時PLC重新檢測進線柜帶電顯示器的工作狀態(tài)，若PLC可檢測到進線柜帶電顯示器的帶電反饋信號，則可判定進線柜處于帶電待合閘狀態(tài)，PLC發(fā)出綜保復位命令后，再發(fā)出進線柜合閘命令，進線柜綜合保護裝置執(zhí)行復位命令并閉合進線柜斷路器，PLC檢測到進線柜合閘成功后配合GPRS模塊做故障無線發(fā)射，將故障信息和故障設(shè)備的地理位置發(fā)送到相關(guān)運維人員的手機中。

（2）在配電線路發(fā)生故障后，PLC檢測到故障指示器發(fā)出的故障信息，且進線柜斷路器反饋為合閘狀態(tài)，進線柜中的帶電指示反饋為失電狀態(tài)，PLC則可判定進線柜綜合保護裝置參數(shù)設(shè)置不合理，造成了設(shè)備越級跳閘情況。PLC此時發(fā)出分閘指令，依次分斷進線柜斷路器和故障回路的負荷開關(guān)，并通過斷路器和負荷開關(guān)的反饋信號確認其為分斷狀態(tài)，同時PLC配合GPRS模塊將越級跳閘故障信息發(fā)射至相關(guān)運維人員手機，并等待上級開關(guān)柜斷路器重新合閘。

（3）PLC運行過程中，會對進線柜綜合保護裝置的電源信號進行實時監(jiān)測，只有當PLC檢測到進線柜綜合保護裝置信號正常，才能發(fā)出各項命令，執(zhí)行各個程序，復位進線柜綜保并閉合進線柜斷路器等，從而恢復非故障段的供電，若PLC檢測進線柜綜合保護裝置信號異常，則可判定進線柜綜保處于故障狀態(tài)，此時，PLC可發(fā)出分閘指令將進線斷路器分閘，并配合GPRS模塊故障無線發(fā)射，將綜保故障信息、線路故障信息和故障的地理位置發(fā)送到相關(guān)運維人員的手機中，讓運維人員及時準確的了解各種信息并迅速處理，盡快恢復供電。

4 系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)點

（1）系統(tǒng)能夠自動切除故障線路并恢復正常線路的供電，提高了配網(wǎng)供電的可靠性和穩(wěn)定性。

（2）系統(tǒng)摒棄了靠傳統(tǒng)的繼電器進行邏輯搭接的模式、采用PLC可以在較大范圍內(nèi)實現(xiàn)控制、處理和更改各個功能單元的邏輯關(guān)系而不需要重新接線，系統(tǒng)工作更加穩(wěn)定可靠。

（3）系統(tǒng)采用PLC和故障指示器及GPRS模塊相配合的方式能夠及時準確的對故障線路進行定位并完成故障信息傳輸，便于運維人員迅速處理。

（4）系統(tǒng)成本較低、具有很高的性價比，適用于大規(guī)模的生產(chǎn)和推廣。

（5）系統(tǒng)具有良好的擴展空間，可以方便的與外部設(shè)備進行聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)設(shè)備之間的智能化聯(lián)動。

5 結(jié)語

該智能分界系統(tǒng)較好地解決了沒有安裝配網(wǎng)饋線自動化的設(shè)備實現(xiàn)初級智能化的需求，保障了配網(wǎng)供電的連續(xù)性和可靠性，并為運維人員提供了及時準確的故障信息和位置服務(wù)，系統(tǒng)具有投資成本低、保護范圍廣，具備自愈特性，可實現(xiàn)配電網(wǎng)可靠、安全、經(jīng)濟、高效的目標，為以后配網(wǎng)實現(xiàn)全面智能化打下了堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻

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