PLC在變電站變壓器自動化中的應用

1、PLC在變電站變壓器自動化中的應用         06-02-27 09:45:00     作者：尹聰    編輯：studa9ngns摘要：本文主要介紹由PLC構成的變壓器自動化系統(tǒng)在中小型變電站綜合自動化中的實現(xiàn)。它對變壓器的控制精度高，性能可靠。同時PLC自身具備的計算機、電子、網(wǎng)絡通訊等特性，使PLC在變電站綜合自動化中得到了廣泛的應用。 關鍵詞：變壓器自動化變電站綜合自動化系統(tǒng)  1 概述 可編程邏輯控制器（PL

2、C）作為新一化的工業(yè)控制裝置，結構簡單、性能全面、可靠性高。其突出的優(yōu)點是：使用方便，具有杰出的實時功能和強大的通訊能力。在其小小的單元中，包含了強大的功能，使之能夠獨立地或通過網(wǎng)絡分布式系統(tǒng)輕而易舉地完成復雜的控制任務，很小的投入即能獲得最有效的自動化系統(tǒng)，在工業(yè)現(xiàn)場領域深受歡迎，特別是經(jīng)過特殊模塊配置后，可以在保持簡單易用的特點的同時大大擴展其應用領域。PLC的體積小，結構緊湊，編程方便，梯形圖編程方式面向一般電氣技術人員，操作簡單，維修方便，易于實現(xiàn)機電一體化，因而在變電站綜合自動化中得到了廣泛的應用。中小變電站綜合自動化中的自動化設備有：可編程自動化監(jiān)控裝置、可編程變壓器自動化屏、可編

3、程微機計量屏、可編程微機線路保護屏、可編程微機同期系統(tǒng)、可編程中央信號屏、可編程電容屏、可編程微機直流電源系統(tǒng)等均應用了PLC為其智能化單元，并且都能夠掛網(wǎng)運行，方便地實現(xiàn)遙信、遙測、遙控功能，取代了傳統(tǒng)的RTU。本文主要介紹由PLC構成的變壓器自動化部分在自動化變電站中的實現(xiàn)。適用于老式變電站的自動化改造及新式變電站的建設。 2 變壓器自動化的構成方案在中小型變電站中，一臺變壓器及其配套設備一般包括：斷路器及操作單元、變壓器、變壓器控制屏、避雷器、差動保護屏、變壓器接地系統(tǒng)等。下面以兩種情況分別講述變壓器的自動化構成方案。 2.1 變壓器及配套設備為常規(guī)設備如果斷路器及操

4、作單元、變壓器、差動保護屏、變壓器防雷接地系統(tǒng)等均為不含智能單元及計算機接口的常規(guī)設備，那么只需將變壓器控制屏部份選用可編程（PLC）變壓器自動化屏，就能構成比較完備的變壓器自動化系統(tǒng)。其系統(tǒng)框圖如圖1所示，變電站中控室內(nèi)的變壓器控制屏及其配套設備分別與可編程變壓器自動化屏通過電纜直接連接，進行信息交換。中控室或遠方的主計算機監(jiān)控系統(tǒng)通過對可編程變壓器自動化屏的監(jiān)控來實現(xiàn)對變壓器的監(jiān)控，其中的信息交換由主計算機監(jiān)控系統(tǒng)中的工控機（IPC）與可編程變壓器自動化屏中的PLC通過工業(yè)現(xiàn)場通訊網(wǎng)絡來實現(xiàn)。這種變壓器自動化系統(tǒng)一般適用于改造舊站或建設資金規(guī)模不大的自動化新站。  &#

5、160;        2.2變壓器及配套設備為智能化設備如果斷路器及操作單元、變壓器、差動保護屏、變壓器防雷接地系統(tǒng)等均已含有智能單元及計算機接口，那么變壓器控制屏部份選用可編程（PLC）變壓器自動化屏，就可以非常方便地構成功能強大的變壓器自動化系統(tǒng)。其系統(tǒng)框圖如圖2所示，變電站中控室內(nèi)的變壓器控制屏及其配套設備分別與可編程變壓器自動化屏通過工業(yè)現(xiàn)場通訊網(wǎng)絡與中控室或遠方的主計算機監(jiān)控系統(tǒng)進行信息交換。可編程變壓器自動化屏與變壓器及配套設備之問僅有極少量的電纜連接，整個系統(tǒng)顯得非常簡單。3 可編程變壓器自動化屏的組成及實現(xiàn)

6、 可編程變壓器自動化屏的硬件設備一般包括：PLC，PLC輸入/輸出信號隔離繼電器，近地操作按鈕及故障事故指示燈、報警器、智能變壓器油溫度巡檢儀，智能信號測試議，小直流電源，通訊適配器等。其系統(tǒng)框圖如圖3。軟件主要由PLC自動化監(jiān)控程序和與監(jiān)控主計算機(上位機)的通訊程序組成。              3.1 PLC的選型從上述的被控對象(變壓器)的電氣特性看出，這個系統(tǒng)幾乎是對開關量進行監(jiān)控。溫度模擬量及信號模擬量均有智能儀表對其監(jiān)控, 智能儀表的輸出觸點開關量進

7、入PLC，因此PLC只需選用基本模塊及通訊模塊，而不需特殊模塊。接下來應確定PLC輸入 輸出點數(shù)，統(tǒng)計可編程變壓器自動化屏對變壓器及配套設備的監(jiān)控點數(shù)，一般輸入不超過64點數(shù)，輸出不超過40點。在實際中我們選用了北京安控科技發(fā)展有限公司研制的Rock系列PLC產(chǎn)品：Rock E20系列PLC產(chǎn)品。此產(chǎn)品采用先進的16位CPU，配置嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)，可實現(xiàn)采集、運算、邏輯、定時、控制、通訊等功能，其單CPU擴展模塊，可承載32模塊，測控500個I O點。以RS485或Intranet進行本地擴展，以撥號Modem或GPRS等方式進行遠程擴展。該產(chǎn)品采用插撥方式擴展、模塊尺寸小巧，安裝使用

8、方便、維護簡單，具有應用靈活、安全、可靠等特點。3.2 可編程變壓器自動化屏的硬件 組成可編程變壓器自動化屏的各部件應嚴格照按電氣規(guī)范設計、連接。此外，與PLC相連的部份應嚴格按照PLC廠家技術要求進行設計、連接。3.3 PLC的自動化監(jiān)控程序變電站的變壓器組成方式不同決定了可編程變壓器自動化屏PLC的監(jiān)控程序的不同。在此以35KV單母線、一臺主變壓器為例，其開機準備條件及開機程序如圖4，停機程序如圖5。                 3.4 PLC與監(jiān)控主計算機串行通訊的實現(xiàn)計算機與PLC之間的通訊是通過傳送命令塊和數(shù)據(jù)塊來實現(xiàn)的，其命令塊格式如下：  STX          CMDDATA ETX SUM(H) SUM(L) 開始符  命令號起始地址及字節(jié)數(shù)結束符檢驗（高位）檢驗（低位） 數(shù)據(jù)塊格式如下： STX