智能化配電系統控制模塊的設計
摘要:近些年來,隨著我國科學技術水平的不斷提升,配電系統控制技術日益成熟,其在保證了供電質量的同時也促進了電力行業的持續發展。文章研究分析了PLC在配電系統中的應用設計分析。
關鍵詞:智能變電;智能配電;應用設計
1前言
在具體應用實踐過程中,電力供配電系統自動化控制受配電終端可靠性不高、蓄電池使用時效有限以及設備出場質量檢查力度不夠等因
素的影響,這就嚴重影響了電力供配電系統的作用穩定性。為此相關建設人員應從自動化控制系統建設現狀入手,來找出具體優化方法以及未來發展方向的實現途徑。
2電力供配電系統自動化控制技術的作用原理
電力供配電系統在自動化控制實踐應用過程中被劃分為四個方面,及用戶、饋線、變電站以及管理。由于電力供配電系統自動化控制的線路設置復雜,這就要求人員要從用戶需求的角度出發。為此,電力供配電系統自動化控制技術的作用原理可從兩方面進行分析研究,一方面,自動化控制變電站的監測和運行是通過自動裝置以及計算機來實現控制,這就在很大程度上節省了人力資源的應用成本。當將獲取的信號數字化后,計算機就能對信號進行處理和再傳輸,從而簡化了人工的操作步驟。這是改良傳統變電站設備運行方式的同時,使變電站的監控更為精確。另一方面,電力供配電系統的自動化控制管理,是利用計算機將采集到的信息一級一級管理起來的。值得注意的是,電力供配電系統對自動化控制技術的要求極高,為此,相關研究人員應不斷更新現有控制技術,以滿足市場環境對其的需求。
3配電系統中PLC技術簡介
所謂PLC技術,是建立在計算機技術基礎上的智能化程序控制技術,其核心為單片機,該技術的應用實現了對工業生產過程的自動化控制。PLC技術集成了電氣、儀表和控制等多項技術設備,可依據電力系統建設規模等實際情況進行組合,滿足工業控制需求。PLC技術的主要作用體現在:第一,高速指令處理。PLC技術的出現開辟出了新的應用領域,在對性能要求較低的情況下也可以將指令的處理周期縮短到最小;第二,浮點數運算。便于用戶調整參數,及時在運算量增加的情況下也能實現高效、復雜的運算,保證運算結果的準確;第三,優化人機交互。通過人機界面優化,可以集成多種功能,降低了人機對話編程的難度;第四,口令保護。其加密了數據,并設置了權限訪問,避免了數據的非法刪改。
4 plC在配電系統中的應用設計
4.1設備層功能及控制策略
(1)設備層功能及控制策略
在設備層,一般需要通過智能化傳感器實現對信息的識別以及傳送工作,并將其轉為可識別信號,保證通信信號的有效傳輸與交互。在執行器中,可以使用中央處理器向計算機發出信號,從而實現控制器的管控功能。在設備層,一般會采用分布控制技術,通過設立多個控制器組建設備層,每個控制器可獨立工作,不相互影響,但控制器之間形成了一個數據通道,和計算機之間也建立一個信息互通渠道。
(2)網絡層功能及控制策略
網絡是配電系統的重要組成部分,網絡可將分散的配電設備連接在一起成為一個有機整體,并通過監控中心的服務器進行信息交互在網絡層可通過現場總線技術保證網絡層功能的有效發揮。
(3)管理層功能及控制技術
管理層中工作人員可通過計算機設備實現對設備運行狀況的實時觀測,管理層通過系統集成技術將計算機網絡中的子系統連接在一起,通過子系統之間的信息交換實現子系統工作的協調,建立一個完善的信息控制機制。
4.2遠程監控系統
當配電系統設備運行出現故障,對電能傳輸、變換等造成影響,通過PLC監控系統可及時發現故障并發送故障警報信號,對設備隱患進行排查,縮短了檢修周期,提高了檢修效率。
(1)PLC遠程監控的原理
對配電系統電氣設備的運行狀態進行評價,可將其分為三個等級,如正常運行狀態、異常運行狀態和故障狀態。作為正常狀態就是設備運行過程中不存在缺陷或存在缺陷,但是不會影響設備的正常運行;所謂異常狀態就是指存在一定缺陷,且對設備的運行狀態造成較大影響,經檢查發現電氣設備存在不同程度的問題,不利于配電系統供電質量的提高;所謂異常狀態是指電氣設備缺陷發展到一定程度,對配電系統運行產生了負面影響,電氣設備也出現了較為嚴重的損壞,但是可繼續運行,這時需要注重設備性能觀測,并立即進行維護檢修;故障狀態是指設備性能指標不符合生產要求且設備不能投入生產。PLC遠程監控系統可以對配電保護系統的總受柜、1#變壓器配出柜及2#變壓器配出柜的三相電壓是否欠壓和三相電流是否過流等進行監測。當配電系統出現非正常運行狀態,則立即發出報警信號或畫面,運行人員在接收到報警信號后可迅速確定故障的發生位置,并派遣檢修人員趕赴現場進行檢查和維修。PLC通過對配電繼電保護系統設備的采樣,實現了運行數據分析。
(2)遠程監控系統的設計。
配電繼電保護系統中設有遠程監控工作室,采用PLC控制系統對配電系統中各繼電保護設備的運行進行監測,采集運行參數,若監測設備連續變化,只要輸入信號物理量,如電壓以及電流,便可通過2路的模擬量輸入通道的S7-200PLC模擬量輸入模塊,即可實現信息的采集、篩選以及轉換功能,最后得到量化后的信號,再通過電壓模擬量變成軟件進行信號處理,編程軟件先輸入“AWO”,電流模擬量輸入的編程元件為“AIW2”。當斷路器為合閘狀態,則可以采用開關SA1SA3以及SA5對總受柜、1#變壓器配出室和2#變壓器配出室的開進行調控,該系統在采集到總受室、1#變壓器配出室和2#變壓器配出室的U、V、W三相電壓和電流信息后,若出現了欠壓或者是過流問題,則會立即發出警報信號,必要時也可手動控制PLC系統的運行實現了定向數據的采集,同時具備實時監測以及遠程遙控的功能,有利于配電系的穩定,可依據實際運行情況采取相應的保護措施。
(3)PLC的調試
依據PLC系統的控制要求,采用編程軟件即可進行編程,得到圖2的梯形圖程序。為了對所編程序的運行控制效果進行檢測,需要進行PLC調試。在正式調試之前,需要先進行編譯,若編譯完全正確則將程序下載至PLC程序中再進行調試,采用開關模擬對配電繼電保護系統進行遠程監控。上斷電控制是開關量,選用開關便可實現控制工作,過流、欠壓保護均通過自動檢測工作進行數據采集分析進行保護。
5結束語
智能變配電系統的運行技術影響著整個系統中的輸電系統、智能變配電系統運行周期等。為了進一步對智能變配電系統進行優化,應該重視對運行技術的創新與改變,可優化整個系統中的自動調壓器設備,并合理地應用集中、分散相互結合的管理方式,以實現電網的順暢運行,防止出現電網故障。智能變配電系統對于整個電網的安全穩定運行起到了良好的保障作用,降低了電網故障的發生概率。
參考文獻
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責任編輯:任我行
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