PLC在北京地鐵配電變壓器遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、前言

　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，用電量的日益增加，配電的安全可靠性日益重要。配電網(wǎng)絡(luò)由配電變壓器、配線柜及配電線路構(gòu)成，配電變壓器的安全可靠決定了配電網(wǎng)運(yùn)行的安全可靠。由于配電變壓器分布分散，干擾大，配電變壓器之間通訊比較困難，用常規(guī)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)手段難以實(shí)現(xiàn)大量配電變壓器參數(shù)的集中監(jiān)測(cè)。當(dāng)配電變壓器出現(xiàn)故障或者遭到人為破壞的時(shí)候，例如出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行等情況時(shí)，無(wú)法及時(shí)反映到監(jiān)控中心，容易造成巨大的損失。本文所述的配電變壓器智能化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)為解決上述問(wèn)題提供了一套可行的方案。

　　2、系統(tǒng)功能

　　（1）保護(hù)監(jiān)測(cè)功能：變壓器電流差動(dòng)保護(hù)、變壓器差流速斷保護(hù)、變壓器過(guò)流后備保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、電流測(cè)量、電壓測(cè)量、溫度測(cè)量、功率因數(shù)測(cè)量、諧波測(cè)量。

　?。?）異常報(bào)警功能：遇有報(bào)警事件（斷路、短路、過(guò)載、過(guò)熱、欠壓、停電等）發(fā)生時(shí)，在本地進(jìn)行相應(yīng)的處理，并通過(guò)DP模塊發(fā)送報(bào)警信息到配有DP主站卡的中心管理計(jì)算機(jī)。中心管理計(jì)算機(jī)收到報(bào)警信息后，主動(dòng)彈出警告窗口，告訴用戶(hù)哪個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)發(fā)生了報(bào)警類(lèi)型以及解決措施，并提供報(bào)警數(shù)據(jù)。

　　（3）自保護(hù)功能：系統(tǒng)具有自檢測(cè)和數(shù)據(jù)掉電保護(hù)功能。

　　3、方案設(shè)計(jì)

　　和利時(shí)公司的HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC具有良好的擴(kuò)展性能、較高的性?xún)r(jià)比、良好的抗干擾性和豐富的指令。該方案采用HOLLiAS-LEC G3系列PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，如圖1所示。

圖1 配電變壓器智能化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

　　配電變壓器智能化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的每個(gè)DP從站對(duì)本地的配電變壓器進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，包括電流、電壓的過(guò)載情況，并對(duì)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行在線檢測(cè)，主要包括溫度、壓力的工作狀態(tài)。然后通過(guò)DP從站通訊模塊把數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控室的中心管理計(jì)算機(jī)上，完成整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控功能。DP從站包括一個(gè)CPU模塊 LM3107、1個(gè)4通道的模擬量采集模塊LM3310、1個(gè)16路開(kāi)關(guān)量輸入模塊LM3212、1個(gè)8路開(kāi)關(guān)量輸出模塊LM3222和1個(gè)DP從站通訊模塊LM3401。

　　每個(gè)DP從站通過(guò)Profibus-DP總線實(shí)現(xiàn)和DP主站之間的通訊。對(duì)于配電變壓器工作狀態(tài)的相關(guān)數(shù)據(jù)，模擬量由LM3310采集得到，開(kāi)關(guān)量由LM3107和LM3212直接得到，在CPU模塊LM3107里對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，作出各種保護(hù)措施，由LM3222輸出開(kāi)關(guān)量，然后 LM3107將需要傳送的模擬量和開(kāi)關(guān)量通過(guò)DP通訊模塊LM3401實(shí)時(shí)傳輸給DP主站。

　　4、方案優(yōu)勢(shì)

　　本文提出的解決方案有以下的優(yōu)勢(shì)：

　　1.采用HOLLiAS-LEC G3 PLC檢測(cè)配電變壓器工作狀態(tài)的相關(guān)數(shù)據(jù)，具有抗干擾性強(qiáng)、維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。

　　2.HOLLiAS-LEC G3 PLC具有很強(qiáng)的通訊能力，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性提供了保證。中心管理計(jì)算機(jī)通過(guò)Profibus-DP總線把每個(gè)配電變壓器的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，并不斷刷新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　3.當(dāng)配電變壓器發(fā)生故障時(shí)，中央監(jiān)控室能第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障，并提供故障分析報(bào)告，指出故障原因，提出故障處理意見(jiàn)。

　　5、結(jié)束語(yǔ)

　　該方案已經(jīng)成功應(yīng)用于北京地鐵1,2號(hào)線的配電系統(tǒng)中，運(yùn)行效果良好。調(diào)度人員可以對(duì)配電網(wǎng)中全部的配電變壓器進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，監(jiān)視配電變壓器的實(shí)時(shí)狀態(tài)參數(shù)。該系統(tǒng)不僅提高了工作人員的效率，對(duì)于提高整個(gè)配電網(wǎng)的安全可靠性也起到了重要的作用。HOLLiAS-LEC G3 PLC很好的抗干擾性和強(qiáng)大的通信功能保證了配電網(wǎng)的安全，從而大大提高了配電網(wǎng)的自動(dòng)化水平，增強(qiáng)了配電網(wǎng)及地鐵運(yùn)行的安全性與可靠性。