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變配電所綜合自動化監控系統設計

發布時間:2020-01-15 15:38   類型:解決方案   人瀏覽
摘要:為保障變配電所的供電可靠性,提升其自動化及信息化水平,設計了一種基于PLC的變配電所綜合自動化監控系統。以10kV變配電所作為研究對象,通過PLC控制技術及組態王軟件對變配電所的變壓器運行狀態進行實時數據采集、實時監控,并通過監控系統的控制設備實現故障的及時發現,實時處理,保證變配電所的安全可靠運行。 關鍵詞:變配電所   PLC   監控系統 Abstract: With the continuous development of national economy and science technology, the expansion of the scale of power supply and demand, the requirements of users for the safety, informatization and intelligence of power system are increasingly urgent. In order to ensure the power supply reliability of substation and improve its automation and information level, a comprehensive automatic monitoring system of substation based on PLC is designed. In this paper, 10kV substation is taken as the research object, and the transformer operation state of substation is collected and monitored in real time by PLC control technology and King view software. The timely fault detection and real-time processing are realized through the control equipment of the monitoring system to ensure the safe and reliable operation of substation. Key words: Substation   PLC   Monitoring system 【中圖分類號】U223.5【文獻標識碼】B  文章編號1606-5123(2019)11-0079-04    1 引言 隨著國民經濟的快速發展,人們的各種社會生活與工業生產對電力的需求與依賴愈發嚴重,對供配電系統安全、可靠性提出了更高的要求。積極升級改造電網結構,提升電力系統自動化、智能化的可靠性與有效性等問題越發緊迫,而傳統的繼電器機械點控制技術問題較多,已不能滿足當前需要。近幾十年來,隨著計算機技術、網絡通訊技術,尤其是綜合自動化監控系統和微機保護裝置的飛速發展,為變配電綜合自動化監控系統的研究提供了廣闊的空間。本文采用計算機技術、網絡技術并結合PLC控制技術及合理組態的變配電所綜合自動化監控系統,可對配電所內的設備進行有效的監測和控制,具有可靠性高,安全性強等特點,可有效節約資源并顯著提高工作效率,在我國當前的供配電系統中快速發展,應用前景廣闊。 國外該項研究起步較早,日本于1985年左右,將采用計算機系統與供配電設備相結合的供配電自動化系統投入城市應用中;韓國在1994年建立了變配電所自動化監控系統實驗室,完成供配電自動化應用嘗試。我國供配電自動化研究起步較晚,總體上落后,主要表現在供配電網結構薄弱、變電所供配電可靠性較低、自動化程度較低等。近十幾年來發展較快,其中孫麗[1]實現了對供配電系統中的變配電環節、主要計算機設備的實時監控和管理;郭阿梅[2]徐晨暉[3]等人利用PLC技術,設計一套能夠完成對變電站進行自動監控的供配電監控系統;姜悅[4]基于PLC對樓宇供配電系統進行了設計,實現了樓宇供配電系統的監控與調節。 2 變配電所監控系統的總體設計 基于PLC控制技術的變配電監控系統設計,主要組成部分為PLC控制系統和變配電監控系統。由于配電變壓器是變配電所的核心部分,考慮實際設計需要,主要研究內容為變配電所主變壓器,部分線路的運行情況以及配電室的溫度進行監控設計。 其中基于PLC變配電監控系統的系統采集工作通過所安裝的數據采集程序進行包括系統模擬量、脈沖量、開關量等一系列數據采集,在系統數據庫中進行實時更新,顯示變電所現場的設備運行狀況,實時時間,并可打印報表。 即系統可通過故障檢測、電壓檢測、電流檢測、接地檢測、溫度檢測等傳感器將采集到的信號準確提供給PLC控制系統,由其進行合理的判斷,輸出。與上位機(組態王)建立通信連接后,對PLC輸出的各種控制信號進行篩選、放大后可在人機界面上進行正常運行、報警或故障狀態的實時顯示,通過控制各種保護設備動作,實現對配變設備故障報警、故障切除的合理、及時有效的處理。系統總體結構圖參見圖1所示。 圖1 系統整體結構圖 3 PLC系統設計 PLC硬件主要包括中央處理器、存儲器、基本單元、擴展單元、輸入輸出接口、以及外部電源模塊等。 系統核心控制器采用西門子PLC-S7-200,具有6種擴展單元,24個輸入點,16個輸出點,2個擴展模塊,本文選擇CPU226模塊,功能擴展模塊EM231將外部輸入的4通道模擬量(模擬電壓或電流)轉換為PLC內部處理需要的12位數字量,同時還包括了一路模擬量輸出通道,輸出電壓、電流信號用于連續的控制。外部接線設備與I\O連接進行硬件設計,參見圖2所示。 圖2 PLC-200的外部接線圖 PLC輸入與部分輸出I/O口分配表,分別參見表1、表2所示。 表1 PLC輸入I/O端子分配 符號 功能 地址 SB1 手動模式1 I0.0 SB2 自動模式1 I0.1 SB3 高壓側開啟1 I0.2 SB4 高壓側斷開1 I0.3 SB5 低壓側開啟1 I0.4 SB6 低壓側斷開1 I0.5 SQ1 接地檢測1 I0.6 SB7 手動模式2 I0.7 SB8 自動模式2

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