做好供配電工作,對于保證企業(yè)生產(chǎn)和社會生活的正常進(jìn)行、實(shí)現(xiàn)整個國民經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化具有十分重要的意義。當(dāng)今的電力系統(tǒng)對供配電系統(tǒng)自動化程度要求越來越高,在供配電系統(tǒng)中引入可編程控制器(PLC)等基于微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的控制系統(tǒng)勢在必行。
一、供配電系統(tǒng)中的PLC技術(shù)
PLC及其網(wǎng)絡(luò)被公認(rèn)為現(xiàn)代工業(yè)自動化三大支柱(PLC、機(jī)器人、CAD/CAM)之一。它是以單片機(jī)為核心,專門用于工業(yè)過程自動化控制的新型電腦器件。
常用的SIMATIC S7-300系列提供了多種性能遞增的CPU和豐富的、帶有許多方便功能的I/O擴(kuò)展模塊。各種功能模塊可滿足、適應(yīng)自動控制任務(wù),用戶可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇合適的模塊,當(dāng)控制任務(wù)增加并更復(fù)雜時,可隨時附加模塊對PLC進(jìn)行擴(kuò)展。其主要功能如下:
1.高速的指令處理:0.1~0.6μs的指令處理時間,在較低到中等的性能要求范圍內(nèi),開辟了全新的應(yīng)用領(lǐng)域。
2.人機(jī)界面(HMI):方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi),人機(jī)對話的編程要求大大減少。人機(jī)界面從S7-300中取得數(shù)據(jù),S7-300按用戶指定的刷新速度傳送數(shù)據(jù)。
3.診斷功能CPU的智能化診斷系統(tǒng)可連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常,記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件(例如超時、模塊更換等)。
4.口令保護(hù):多級口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密,防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改。S7-300的操作方式選擇開關(guān)可以像鑰匙一樣拔出,拔出后不能改變操作方式,可防止非法刪除或改寫用戶程序。
二、PLC技術(shù)在在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用
PLC是一種新型微電腦式配電控制器,其主要特點(diǎn)是用內(nèi)部已定義的各種輔助繼電器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械觸點(diǎn)繼電器,通過軟件編程方式,用內(nèi)部邏輯關(guān)系代替實(shí)際的硬件連接線。將PLC引入繼電保護(hù)裝置中,一方面可以克服使用傳統(tǒng)繼電器所帶來的弊端;另一方面,又可兼容基于傳統(tǒng)繼電器的設(shè)計(jì)思想和技術(shù)方案,尤其是對邏輯關(guān)系較為復(fù)雜的觸點(diǎn)信號處理及操作出口控制,采用PLC編程能使方案設(shè)計(jì)工作變得更加簡單方便。
多功能繼電器裝置將計(jì)算機(jī)繼電器邏輯電路分解成保護(hù)功能繼電器組和PLC兩個部分。根據(jù)不同保護(hù)對象(主變壓器差動保護(hù)、母線保護(hù)、電容器保護(hù)、線路保護(hù)等),由不同保護(hù)功能繼電器群組合,裝置分成若干個標(biāo)準(zhǔn)型號,其中所有的單個功能元件均遵循正邏輯法則,在PLC中定義動作節(jié)點(diǎn)。例如,一個過電壓元件動作,在PLC中*有一個相應(yīng)的常開節(jié)點(diǎn)閉合(0→1),一個失壓元件動作,反映在PLC中也是一個相應(yīng)的常開節(jié)點(diǎn)閉合(0→1)。PLC編程使用的是與傳統(tǒng)二次電路圖*相似的梯形圖法,存放程序的EEPROM為外插接式,便于隨時修改設(shè)計(jì)方案。
PLC中的保護(hù)功能繼電器F561、F562節(jié)點(diǎn)動作值以及時間繼電器T1、T2、T3和內(nèi)部開關(guān)KP1,均可通過手持編程器在系統(tǒng)運(yùn)行時進(jìn)行整定設(shè)置。開關(guān)量信號輸入節(jié)點(diǎn)I2、I3的狀態(tài)僅取決于裝置的信號輸入接口與電源小母線之間的連接片是否連通,運(yùn)行人員只需通過合上相應(yīng)的連接片*可決定負(fù)荷是接入低頻基本段還是低頻后備段。
*可決定負(fù)荷是接入低頻基本段還是低頻后備段。在編制低頻減載程序時,傳統(tǒng)繼電器的動作時間和返回系數(shù)概念在梯形圖中被理想化,能這樣處理主要得益于PLC的微電腦屬性。PLC中的程序是循環(huán)執(zhí)行的,每兩次執(zhí)行之間的時間間隔(循環(huán)周期),由整個裝置從采樣到濾波到數(shù)據(jù)處理等各環(huán)節(jié)的時序配合決定(SEPAM裝置為13.3ms),程序本身執(zhí)行1次的時間以微秒計(jì),是可忽略的。在梯形圖中,將繼電器節(jié)點(diǎn)放在相應(yīng)線圈的后面,節(jié)點(diǎn)動作時間可認(rèn)為是零,這使復(fù)雜的低頻減載功能得以簡單實(shí)現(xiàn)。
內(nèi)置PLC的繼電保護(hù)裝置在變電站的設(shè)計(jì)安裝調(diào)試過程及隨后1s多的運(yùn)行情況表明:PLC的高度靈活性能,為及時解決調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題提供*佳方案;PLC的運(yùn)行穩(wěn)定性和動作準(zhǔn)確性高,使繼電保護(hù)更可靠;PLC編程技術(shù)容易掌握,程序本身與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)圖十分吻合,能使設(shè)計(jì)人員充分發(fā)揮專長;應(yīng)用PLC的繼電保護(hù)設(shè)備更加標(biāo)準(zhǔn)化,選型和使用方便。
電力企業(yè)中,供配電系統(tǒng)是一切自動化系統(tǒng)設(shè)備的基礎(chǔ)。采用PLC總線的智能型供配電系統(tǒng),符合未來供配電系統(tǒng)的發(fā)展方向。
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