基于PLC的供配电监控系统的设计

基于PLC的供配电监控系统的设计

官麒麟

（山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿山东烟台261441）

摘要：自改革开放以来，我国社会和经济的发展越来越快，高新技术的及应用对供配电的有效性提出了更高的要求，积极进行电网结构的升级改造，提升可靠性以及有效性是进行电力系统自动化智能化的有效手段，对于满足社会经济发展和电力的需求具有一定的推动作用。基于此，本文主要阐述了PLC软件设计的基本原则、监控系统设计、PLC技术在供配电系统中的应用，以供参考。

关键词：PLC；供配电；监控系统；设计

一、PLC软件设计的基本原则

在PLC软件设计的过程中，需要考虑到多种因素，尤其是在供配电监控系统的应用过程中需要坚持以下原则。

1.1完整性原则

在设计的过程中，不仅需要考虑配电房的环境，也要考虑到电压、功率等基本问题，因此需要在实际的设计中满足系统以及设备的控制要求，避免出现意外，保持完整性，是为了保证在系统使用的环节中更稳定。

1.2可靠性原则

使用PLC技术，不仅是为了提高工作的效率，还有改善当前供配电的情况，科学利用技术的优势来完成供配电的监控，注意对一些异常的情况包括参数进行及时分析和处理，减少安全风险。

1.3经济性原则

虽然使用的是新的技术，但是这并不意味着可以随意的浪费资源，因此在软件设计的过程中要求设计的结果简单实用，不仅可以最大程度满足监控系统的需求，还能节约一定的成本，避免出现故障等情况造成的经济损失。

1.4发展性原则

任何设计都不是一蹴而就的，所以在PLC软件设计的过程中，也要注意生产发展的需求，尤其是设计的环节需要留有一定的余地，可以在今后的研究过程中进一步的改善，提高软件的使用频率，扩大使用的范围。

二、监控系统设计

2.1监控系统功能需求

2.1.1运行监视功能

主要包括变电所正常运行时的各种信息和事故状态下的自动报警，所内监控系统能对设备异常和事故进行分类，设定等级。当设备状态发生变化时推出相应画面。事故时，事故设备标识闪光直至运行人员确认，可方便地设置每个测点的越限值、极限值，越限时发出声光报警并推出相应画面。

2.1.2运行管理功能

可进行自诊断，在线统计和制表打印，按用户要求绘制各种图表，定时一记录变电站运行的各种数据，采集电能量，按不同时段进行电能累加和统计，最后将其制表打印。

2.1.3远动功能

在站控层设置远动终端，按双通道考虑。可从计算机网络上直接获得所内全部运行数据，可与调度端的EMS主站进行通信，将其所需的各个遥测、遥信和电能信息传给调度端，同时也可接收调度端发来的各种信息，并具有通道监视功能。

2.2供配电监控系统的参数采集

供配电监控系统包括两种类型的参数模拟量和开关量。模拟量指包含具体数值可以量化的数据，开关量指仅包含状态的数据，可用于逻辑判断。

2.2.1各主要设备的模拟量

主变压器：各侧电流、有功功率、无功功率、线圈温度、油温；站用变压器：低压侧电流、低压侧电压；线路：电流、有功功率、无功功率；母线：电压、频率；分段/母联：电流静态补偿装置；电流、无功功率；直流系统；蓄电池正反向电流、蓄电池电压、充电器进线电流和电压、直流母线电压、直流系统正对地电压、直流系统负对地电压。

2.2.2各主要设备的开关量

所有高压断路器位置（双位）；所有隔离开关（双位）、接地刀闸位置；380V断路器位置；重要的380V电动机断路器位置；直流主回路开关位置；保护动作总信号；重合闸动作信号；备自投动作信号；变电站事故总信号；就地/远方转换开关位置；断路器操动机构异常信号；控制回路断线信号；保护报警信号；保护装置故障信号；本体设备异常信号；自动装置异常信号；直流系统异常信号；火灾报警装置故障信号。

2.3主控楼供配电系统

2.3.1主控楼照明电源系统

照明电源系统根据运行需要和事故处理时照明的重要性确定。其电源分交流所用电源和直流电源两种。交流所用电源来自所用配电屏，主要供正常照明直流电源是由蓄电池直流母线经直流配电屏转供，主要供所内事故照明。直流电源容量应满足维持事故照明的要求。

2.3.2主要照明方式

户外采用低位投光灯作为操作检修照明沿道路设置草坪灯作为巡视照明。配电装置室可采用投光灯配合荧光、白炽灯混合照明继电器室灯生产用房采用荧光、白炽灯混合照明其他房间采用组合式荧光灯照明。主控楼内各生产用房、进出口通道和配电装置室均设事故照明，事故照明采用白炽灯。

三、PLC技术在供配电系统中的应用

PLC将内部已定义的多种辅助继电器代替传统的机械触点继电器，其实际的硬件连接线则被内部逻辑关系通过编程实现，进而实现供配电系统的电脑控制。将PLC引入继电保护装置，不仅克服了传统机械触点继电器的弊端，还兼容了传统继电器的设计思想和方案，使操作端口控制和逻辑复杂的信号处理更加简单。

在PLC中可以增设低频减载和备用电源的自动投入，它可以将计算机继电器逻辑电路分解成保护功能继电器组合PLC两个部分，将具有不同保护功能的继电器按照正逻辑法则进行组合，将装置分成多个标准型号，并在PLC中定义动作节点，进而实现对不同对象的保护功能。受PLC的微电脑属性的影响，在编制低频减载程序时，需在梯形图中将传统继电器的动作时间和返回系数概念理想化。由于PLC中的程序是循环执行的，一个循环周期由采样到滤波再到数据处理的各环节的时序配合决定，程序本身的执行时间太短，可以忽略。因此，可以通过在梯形图中将继电器节点放在相应线圈后边，使节点动作时间理想化为零的方法，简单实现复杂的低频减载功能。

通过内置PLC继电器保护装置在变电站的设计、安装、调试等过程可以证明，PLC是解决调试过程中出现问题的最佳选择，其操作灵活性、运行稳定性和高度的动作准确性，为继电保护的可靠性提供了保障。对于PLC本身而言，编程技术容易掌握，程序本身与传统的继电保护设计图高度吻合，设计人员通过自己的专长，就可以更加标准的实现PLC继电保护设备的选型和使用。

四、结束语

综上所述，随着工业自动化的快速发展，社会对于电力系统的要求越来越高，因此智能型系统设备以及自动化的设计理念在电力系统中得到了广泛的应用。因此，改善电网结构，提高供电能力与可靠性以及综合自动化程度，以满足日益增长的社会需求是电力企业的首要目标。

参考文献：

[1]郭阿梅.基于PLC的供配电监控系统设计探讨[J].智能城市，2017（11）

[2]张楹.供配电监控系统的设计分析[J].中小企业管理与科技，2016（02）

[3]吴庆平.供配电设计中电力监控系统的作用[J].企业技术开发，2017（01）