基于PLC的供配电监控系统研究

基于PLC的供配电监控系统研究

左士海

中广核新能源云南分公司  云南 昆明 650000

摘要：配电监控系统的主要作用是对变电站内各种用电设备进行集中的监视和管理，供配电监控系统是整个变电站的核心部分，相当于变电站的大脑。随着经济高速发展，带动了科学技术的进步，逐渐出现了综合性多功能的变电站，这类变电站的出现，就对供配电系统的使用要求相应提高，要求供配电监控系统有更高可靠性。本文基于PLC的供配电监控系统设计进行研究，设计一套能够完成对变电站进行自动监控的供配电监控系统，希望能够为电力事业贡献自己的绵薄之力。

关键词：PLC；监控系统；供配电

引言：

随着市场化经济的高速发展,带动现代科学技术不断进步发展,其中供配电监控系统作为一种高新技术的产物,也是由计算机信息系统以及供配电系统向结合的新兴产物,在国内外都有很多研究学者在进行研究，供配电监控技术日渐成熟。国外研究发展进程比中国早，在上个世纪八十年代日本已经完成计算机系统与供配电设备相结合的供配电自动化系统，并且投入城市运用。我国供配电技术总体上还是处于落后状态，主要表现在供配电网结构薄弱、变电站供配电可靠性较低、自动化程度较低、管理制度尚不完善等，这些原因都是我国供配电技术落后于其他国家的原因。

1概述

本文研究的是基于PLC技术的供配电监控系统设计，其中PLC控制系统和供配电监控系统是主要组成部分，在文中简要介绍这两个系统。

1.1PLC控制系统

PLC控制系统，又称为编程逻辑控制器，运用其内部的储存程序，进行逻辑运算，发出对机器的相关操作指令，能够通过数字或模拟式输入或输出，来控制各种机械。PLC是20世纪六十年代由美国首先推出的可编程逻辑控制器，用于取代传统继电器控制装置，随着时间的流逝，科学技术不断发展，PLC技术不断发展完善并且得到广泛应用。PLC技术在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等新功能，应用于供配电系统中进行监控工作的实质是作为工业控制的计算机信息系统,该系统在硬件方面基本与微型的计算机硬件设施相同。

1.2供配电监控系统

（1）含义

供配电监控系统的基本含义是在传统供配电环节中，添入现代化的信息技术，换而言之就是利用现代信息技术、通信技术、互联网技术等在供配电监控系统中组成一个现代化的供配电监控系统，辅助变电站工作人员的工作，减轻其工作负担，提高对供配电系统正常运作的监控力度。供配电监控系统中还采用了抗干扰能力较强的机械设备和智能化的电力仪表以及对电力监控工作进行管理的软件组态，基本实现对供配电监控系统的监控和管理。

（2）功能

供配电监控系统的主要功能有六个，分别是：①对变电站的电气参数进行实时监测；②对变电站发生的每一件故障事故进行无差别记录；③面对突发事故及时进行报警、警告；④整理事故以及日常统计数据与打印；⑤对变电站的负荷施行实施监控；⑥对变电站发电的电力成本进行监控和管理。

2基于PLC的供配电监控系统设计

2.1系统整体情况

在本系统中，将PC机作为监控单元，主要功能有：

（1）数据采集。采集数据。在系统运行当中，将全面的收集、记录配电房当中不同设备温度、湿度与门禁信号相关情况，时刻把握设备运行状态。

（2）能够有效的研究配电房运行情况。具体来说，能够把握其中变压器的容量与数量，对于变压器在正常运行当中存在的功率损耗进行掌握。在设备运行当中，如果负荷发生变化，则需要选择最佳方式，将变压器的切除、投入等方面作为重点对待，在实现资源节约的基础上进一步延长设备使用寿命。

（3）在系统运行中，也将时刻采集配电房电压、电力相关参数。为了能够更好的起到资源节约效果，在监控当中，需要能够结合电压参数投切电容器、功率等方面，在控制功率的基础上保证满足基本需求。

（4）在监控过程中，如果参数发生了较大的变化以及其他问题情况，则将发出报警信号，以此使现场人员能够根据实际情况进行检修。

2.2设计基本特点

在该系统设计中，关键即是使用S7-300PLC为控制单元，同时在安装当中选择以多种方式实现目标。在安装中，如果其中的一个模块发生了故障问题，则将以高效率方式进行更换处理。在系统中，将应用到WinCC人机界面，能够管理用户权限，根据实际需求进行用户的添加，且能够介个需求更改密码。在具体应用中，因监控实时性的存在，则能够对相关参数进行随时的查找与观看，同时加强对功率、电压的了解，清晰的标识整个系统工作状态。在此过程中，对于PLC技术的应用，不仅是在技术层面存在的优势，同时也能够有效的满足工业环境需求。在具体硬件设计当中，无触点半导体是一种新型器件，能够进行开关相关动作，在该方式应用中，则能够有效的降低故障发生几率。在软件设计中，也能够获得更强的自诊断能力，当发生异常情况时，CPU则将发挥作用，通过一定措施的应用控制故障，使系统具有更高的可靠性。

2.3软件设计

在该系统当中，软件是重要的组成部分，其中由两大部分组成，分别是上位机监控程序与下位机PLC控制程序。在软件设计中，上位机方面，对西门子公司的WinCC软件进行应用，对于该软件来说，正是在以往人机界面系统上发展形成的一种方式，具有较好的应用价值。而在下位机当中，则使用LAD程序编写。

2.4PLC设计

在PLC软件当中，S7-300PLC是相对较小的系统，其中包含有信号、CPU等独立模块，在实际应用当中，可以通过U形线在S7-300标准轨道上固定这些模块。在配电网监控系统设置当中，其中的一项关键任务，即需要对小区配电房监控系统的运行要求进行充分的了解、检测周边的湿度与环境、把握电能质量参数，之后根据设备运行要求将信号输入到其中，对适合的电源、电缆等设备进行选择，在做好信号输入输出的基础上对接线路，并根据系统运行要求做好分析，对相应的控制程序进行编写，加强仿真调试，在通过后再联机调试，保证满足要求。

2.5供配电电脑掌控体系

在对编辑支配器PLC进行编辑时，需要能够对梯形图语言编辑与语句表达进行明确，在此过程中，对PLC操作方式进行把握。具体来说，需要能够在分布式网络结构上掌握，对全站开关等进行设置等内容。在监测工作进行中，保证电力的稳定供应是其中的一项要求，在做好操纵方式选择的基础以及实施之前加强检查，主要操作有选点与校验等，并在监测中要做好问题的记录，通过经管功效等掌控低压侧电容器投切，保证能够满足配电掌握体系功效要求。

2.6系统参数采集

在PLC供配电监控系统中，在数据采集方面主要包括有开关量、模拟量两个类型。其中，模拟量就是具体数值可以量化的数据，包括有主变压器当中的有功/无功功率、油温、线圈温度、低压侧电压/电流等。开关量方面，则主要是能够体现出状态的数据，通常应用在逻辑判断方面。在监控系统系统采集中，即通过系统当中的数据采集程序采集相关信息，包括有开关量、系统模拟量以及脉冲量等。在获取数据后，及时更新系统数据库，将数据显示在显示屏当中，也能够显示现场设备运行的相关情况，包括有历史时间等，以报表的方式进行打印。

结语：

随着技术的不断发展，尤其是工业自动化面临着巨大的挑战，当前电力系统需要不断的进行完善才能满足社会的基本需求。目前智能系统设备的使用以及设计的方案已经开始实现，而且在电力系统中逐渐应用，并且取得了明显的效果。

参考文献：

[1]姜春雨.基于PLC的供配电监控系统的设计探讨[J].电力系统装备,2019(16):159-160.

[2]刘媛.基于PLC的供配电监控系统研究[J].九江学院学报（自然科学版）,2017,32(1):47-50.

[3]郭阿梅.基于PLC的供配电监控系统设计探讨[J].智能城市,2017,3(11):46-48.