PLC在北京地鐵配電變壓器遠程監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

1、前言

　　隨著我國經(jīng)濟的高速發(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)的自動化監(jiān)測手段難以實現(xiàn)大量配電變壓器參數(shù)的集中監(jiān)測。當配電變壓器出現(xiàn)故障或者遭到人為破壞的時候，例如出現(xiàn)超負荷運行等情況時，無法及時反映到監(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程監(jiān)控系統(tǒng)為解決上述問題提供了一套可行的方案。

　　2、系統(tǒng)功能

　?。?）保護監(jiān)測功能：變壓器電流差動保護、變壓器差流速斷保護、變壓器過流后備保護、過電壓保護、電流測量、電壓測量、溫度測量、功率因數(shù)測量、諧波測量。

　?。?）異常報警功能：遇有報警事件（斷路、短路、過載、過熱、欠壓、停電等）發(fā)生時，在本地進行相應的處理，并通過DP模塊發(fā)送報警信息到配有DP主站卡的中心管理計算機。中心管理計算機收到報警信息后，主動彈出警告窗口，告訴用戶哪個監(jiān)測點發(fā)生了報警類型以及解決措施，并提供報警數(shù)據(jù)。

　?。?）自保護功能：系統(tǒng)具有自檢測和數(shù)據(jù)掉電保護功能。

　　3、方案設計

　　和利時公司的HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC具有良好的擴展性能、較高的性價比、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程監(jiān)控系統(tǒng)

　　配電變壓器智能化遠程監(jiān)控系統(tǒng)的每個DP從站對本地的配電變壓器進行實時測量，包括電流、電壓的過載情況，并對設備的運行參數(shù)進行在線檢測，主要包括溫度、壓力的工作狀態(tài)。然后通過DP從站通訊模塊把數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控室的中心管理計算機上，完成整個系統(tǒng)的監(jiān)控功能。DP從站包括一個CPU模塊 LM3107、1個4通道的模擬量采集模塊LM3310、1個16路開關量輸入模塊LM3212、1個8路開關量輸出模塊LM3222和1個DP從站通訊模塊LM3401。

　　每個DP從站通過Profibus-DP總線實現(xiàn)和DP主站之間的通訊。對于配電變壓器工作狀態(tài)的相關數(shù)據(jù)，模擬量由LM3310采集得到，開關量由LM3107和LM3212直接得到，在CPU模塊LM3107里對采集到的數(shù)據(jù)進行相應的處理，作出各種保護措施，由LM3222輸出開關量，然后 LM3107將需要傳送的模擬量和開關量通過DP通訊模塊LM3401實時傳輸給DP主站。

　　4、方案優(yōu)勢

　　本文提出的解決方案有以下的優(yōu)勢：

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

　　2.HOLLiAS-LEC G3 PLC具有很強的通訊能力，對數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性提供了保證。中心管理計算機通過Profibus-DP總線把每個配電變壓器的相關數(shù)據(jù)進行匯總，并不斷刷新實時數(shù)據(jù)庫。

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

　　5、結(jié)束語

　　該方案已經(jīng)成功應用于北京地鐵1,2號線的配電系統(tǒng)中，運行效果良好。調(diào)度人員可以對配電網(wǎng)中全部的配電變壓器進行遠程監(jiān)控，監(jiān)視配電變壓器的實時狀態(tài)參數(shù)。該系統(tǒng)不僅提高了工作人員的效率，對于提高整個配電網(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)的自動化水平，增強了配電網(wǎng)及地鐵運行的安全性與可靠性。