小議PLC自動化變壓器繼電保護裝置設計

胡廣緒 陳曙光

摘 要：繼電保護裝置屬于工業領域非常重要的一部分，如今隨著工業的快速發展，使得工業企業對繼電保護裝置的性能和屬性有了更大的要求，要求其更加的安全、精確和可靠，所以本文就對PLC自動化繼電保護裝置設計進行了深入的研究，以提升其性能和效果，給工業企業帶來保護的作用。

關鍵詞：PLC;繼電保護裝置;自動化變壓器

通常要求繼電保護裝置應具有良好的可靠性、穩定性和安全性，但是傳統的繼電保護裝置卻存在很多的缺點，主要包括：整定時間長、繼電保護時間有限、故障檢測差等等。出現這些問題的主要原因就是因為傳統的保護無法在動態的情況下對繼電保護系統進行自動化檢測。為此，便出現了PLC自動化變壓器繼電保護裝置，此裝置不僅能夠有效的保護系統，而且還能自動檢測問題，從而起到保護系統的作用。

一、嵌入式PLC的運行機理

由于控制學的不斷發展和壯大，使得嵌入式系統的體積越來越小、穩定性越來越好、成本越來越低，同時還可以全面和互聯網融合在一起，因此受到了全世界工業用電系統的廣泛喜愛。另外，PLC不僅能夠實現軟件封裝，而且還能實現“微機”的功能，所以廣泛應于各大領域。如今工業用電越來越多，由此對PLC性能的要求也越來越高，同時對其精確度以及實用性要求也越來越大?，F階段電力系統主要應用的是嵌入式PLC系統，因為其能夠通過PLC語言來進行編程，同時還具有計算的功能。

二、PLC自動化變壓器繼電保護裝置結構

PLC自動化變壓器繼電保護裝置對工業電力系統有著重要作用，不僅要求PLC具備降壓變電所的繼電保護設計，而且還要具有選擇性、靈敏性、瞬時動態性和穩定性的要求。本文以S3C2510芯片為虛擬機系統為例，此系統應用的是ARM920T內核，具有耗能小、內設全以及處理快的特點。同時此系統的每個操作任務均具有優先級別，可以充分達到繼電器保護裝置的設計要求。一般繼電器的保護設計會因為保護原理的不同，而需要通過PLC來編程語言，所以應用的算法就會不同，需要依據實際情況來進行編程。

三、PLC自動變壓器繼電保護裝置設計

（一）PLC自動變壓器繼電保護的設計

S3C2510芯片為虛擬機系統的電路設計應用的是多代理機制，其會把電流保護機制分配至各個車間和生活區域，然后進行綜合分析，其生產區域采用的是CAN網絡通信架構。在現場有四臺PLC控制單元PLC1-4利用現場總線進行CAN方式的拓撲鏈接，進而達到用電的網絡控制?，F場的PLC會通過控制總線和控制上機位來展開相連，每個繼電保護裝置會經過上機位帶有屏蔽屬性的雙絞線來達到通信功能，所以會給每臺PLC都配上PC機，以進行程序編程與控制。

（二）通信網絡的可行性

對繼電保護裝置進行設計主要就是為了達到工廠配電系統和各檢測裝置的數據交換。一旦系統的斷路器無法斷開時，則可以采用控制單元自動搜索附件的斷路器，以達到保護系統的目的。現階段可行性主要表現在這兩個方面：1.此系統應用的網絡通信模式是CAN拓撲結構，通信距離可達10KM，信號傳輸速度可達1Mbps，而工業各車間220KV變壓器的平均距離只有1KM，其中各車間10KV距離6KV空壓站的距離只有0.5千米，因此PLC的機位控制保持在CAN拓撲結構當中，并且信息傳輸速度也符合國家要求。2.此系統的CAN拓撲結構應用的是短幀信息傳輸形式，其字節數有8個，所以傳輸時間快，受干擾機率小，一旦出現錯誤還能及時發現。

（三）PLC多代理機制繼電保護設計

PLC多代理機制實現了對每個進出線斷路器的控制，而且只對PLC控制器進行微調便可。同時在PLC的輸出點可增減電壓檢測單元，其電壓的信號數值就是PT兩側的電壓值。另外，還可調整PLC的整定值，把電流值變為最大允許電流值、電壓值變為總電壓的60%-70%。對于多級代理繼電保護裝置來說，其技術主要是對PLC和PLC與上位機間的信息交互，以達到動態的穩定性。傳統的變電站主要應用的是串行網絡通信技術，此通信技術缺點較多，主要為：傳輸慢、共享差。所以當前應用較為廣泛的是現場總線技術，此技術所應用的CAN現場總線技術具有全球統一性。應用PLC多代理機制繼電保護設計，如果在空壓站6KV母線上出現了故障，則此技術能夠借助對QF4斷路器的設置，使其保持為未切斷狀態，從而阻斷故障實施保護。

四、人機交互監控系統設計

人機交互監控系統是工業與生活區域的用電系統繼電保護系統的一種，也是以PLC為主，只是加入了人機交互的界面，可以全面實現配電要求與二次設備的檢測管理，是工業多級變與配電系統的主要設備，也是輸配電線路自動化檢測和微機保護的重要設施。在此主要突出了人機交互監控系統的三大功能模塊，即潮流在線監測、控制面板和繼電保護與自動裝置監控，能夠全面滿足系統的自動化監控功能。借助潮流檢測系統界面很多工業企業都實現了對全廠的電壓系統檢測、電流在線動態監測和中心監測功能。

五、總結

通過上述內容我們可知由于工業領域的飛速發展，使得配電系統在工程建設領域當中變得越來越重要，同時由于用電的加大，使得工業企業對配電系統有了更多的要求，要求其更加的可靠和智能，這也是科技快速發展的必然結果。將PLC多級代理技術運用到變電站繼電保護裝置當中，不僅證實了其的可行性，而且借助CAN總線技術還全面的實現了對PLC通信控制的保護功能;和傳統的微機技術比較，PLC技術更加的智能、可靠和先進，全面實現了工業企業的要求。

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