PLC在北京地鐵配電變壓器遠程監控系統中的應用

1、前言

　　隨著我國經濟的高速發展，用電量的日益增加，配電的安全可靠性日益重要。配電網絡由配電變壓器、配線柜及配電線路構成，配電變壓器的安全可靠決定了配電網運行的安全可靠。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，用常規的自動化監測手段難以實現大量配電變壓器參數的集中監測。當配電變壓器出現故障或者遭到人為破壞的時候，例如出現超負荷運行等情況時，無法及時反映到監控中心，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控系統為解決上述問題提供了一套可行的方案。

　　2、系統功能

　　（1）保護監測功能：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、功率因數測量、諧波測量。

　　（2）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）發生時，在本地進行相應的處理，并通過DP模塊發送報警信息到配有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，告訴用戶哪個監測點發生了報警類型以及解決措施，并提供報警數據。

　　（3）自保護功能：系統具有自檢測和數據掉電保護功能。

　　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進行數據采集和處理，如圖1所示。

圖1 配電變壓器智能化遠程監控系統

　　配電變壓器智能化遠程監控系統的每個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進行在線檢測，主要包括溫度、壓力的工作狀態。然后通過DP從站通訊模塊把數據傳輸到監控室的中心管理計算機上，完成整個系統的監控功能。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總線實現和DP主站之間的通訊。對于配電變壓器工作狀態的相關數據，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里對采集到的數據進行相應的處理，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、方案優勢

　　本文提出的解決方案有以下的優勢：

　　1.采用HOLLiAS-LEC G3 PLC檢測配電變壓器工作狀態的相關數據，具有抗干擾性強、維護方便的優點。

　　2.HOLLiAS-LEC G3 PLC具有很強的通訊能力，對數據傳輸的實時性提供了保證。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據進行匯總，并不斷刷新實時數據庫。

　　3.當配電變壓器發生故障時，中央監控室能第一時間發現故障，并提供故障分析報告，指出故障原因，提出故障處理意見。

　　5、結束語

　　該方案已經成功應用于北京地鐵1,2號線的配電系統中，運行效果良好。調度人員可以對配電網中全部的配電變壓器進行遠程監控，監視配電變壓器的實時狀態參數。該系統不僅提高了工作人員的效率，對于提高整個配電網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的安全，從而大大提高了配電網的自動化水平，增強了配電網及地鐵運行的安全性與可靠性。