低压配电系统继电保护中PLC的应用及技术分析

邓 雷

（马钢三铁总厂，安徽 马鞍山243000）

0 引 言

低压配电系统的一侧直接与电力用户相连，实现对电力用户的供电。低压配电系统运行过程中，如果某一元件受到自身或外界因素干扰造成元件故障，则影响低压配电系统，导致供电质量下降或是直接停电[1]。这时继电保护发挥作用，它可发出故障报警信号，并实现故障元件切除，避免故障蔓延。为进一步完善继电保护功能，可将PLC技术应用其中。基于此，本文对低压配电系统继电保护中PLC技术的应用展开研究。

1 继电保护的功能及PLC技术研究

1.1 低压配电系统继电保护功能

低压配电系统中继电保护装置的功能，主要体现在保护上。低压配电系统是运用电或磁完成各个元件的联系。当系统发生故障后，一个元件出现故障，则可能会对其他元件造成干扰。低压配电系统的元件出现故障后，可能会造成停电或是电能质量降低，甚至可能造成系统中其他设备的损坏。针对这种情况，可借助继电保护装置，完成对系统元件故障的分析。判断元件故障后，则展开元件的保护工作，可切除故障元件电路并发送故障警报，从而有效遏制故障蔓延，进而保障低压配电系统的供电性能，满足电力企业的电力营销需求。此外，电力企业的电力用户范围扩大、智能化电力系统的发展迅速，也对低压配电系统的继电保护提出了更高要求[2]。

1.2 PLC技术研究

PLC技术是当前控制系统的常用技术类型，具有极高的应用价值。它运用可编程存储器，实现数字、模拟信号的输入、输出，完成各项控制工作。PLC具有良好的抗干扰能力，可在不同的环境中发挥功能。它选择模块化组合结构，编程语言简单、便于维护等，使得其更为广泛应用于工业、能源行业、生活领域，满足生产生活的基本需求。PLC的技术指标包括扫描速度、存储容量、指令系统和内部寄存器等，还包括A/D模块、D/A模块和运程通信模块等。图1为具体的PLC系统原理图。

图1 PLC系统原理

将PLC技术用于继电保护，可实现对继电保护的优化与改进，促使继电保护完成监控、控制和管理等功能，有效提升继电保护的服务水平，实现对故障的逻辑判断、报警等功能[3]。

2 低压配电系统继电保护中PLC的应用

PLC技术可应用于低压配电系统继电保护，实现对低压配电系统继电保护的优化改进，进一步提升低压配电系统的功能性和可靠性，减少故障的蔓延，提升电力服务质量。本文主要对基于PLC的低压配电系统继电保护优化及监控系统展开研究，探讨具体的PLC应用。

2.1 功能需求

传统的继电保护在实际运用中存在一些明显缺陷，无法满足日益发展的智能电网需求。因此，可借助PLC技术展开对继电保护的优化改进。其中，改造后的功能需求如下：

（1）智能监控功能。系统元件出现故障后，继电保护装置可发出警报并实现逻辑判断，确认是否存在故障，报警烦人同时实现故障切断。

（2）自动排序功能。需智能记忆PLC继电保护的作业顺序，根据人们烦人搜索需求，给予结果显示。

（3）数据管理功能。具备数据备份、分析多功能输出等功能，直观描述继电保护的作业情况。

（4）远程操控能力。中央集成系统完成远程操控，PLC接受指令并具备远程数据传输功能，且接受命令后可完成自我诊断。

2.2 硬件设计

PLC在低压配电系统继电保护中的应用，需合理展开硬件系统的设计，使之可以完成自动警报、故障处理、信息传递等，即需要符合设计功能需求。因此，需合理对硬件系统展开设计。本文以某一具体低压配电系统为例，具体分析基于PLC的低压配电系统继电保护优化及监控系统的硬件设计。具体地，PLC的I/O端口选择8通道2VDC数字量输入端子KL1408，输入点8个，输出点6。其中，输出选择KL1480模块，输出选择KL2408模块，详细内容如表1所示。

表1 基于PLC的低压配电系统继电保护优化及监控系统的硬件设计

2.3 软件设计

该低压配电系统设计中，选择WinCC6.0和STEP7软件编程，遵循完整、简洁、兼容等原则，实现软件设计，以发挥继电保护的功能。

（1）输入元件选择开关量输入，输出选择继电器输出方式，满足分闸线圈、合闸接触器的动作容量。

（2）控制流程设计。具体设计中，只允许备用电源自动投入装置动作一次。常用电源切除或备用电源无电时，则备用电源无动作。当常用电源出现问题时，切断常用电源，备用电源投入使用[4]。常用电源正常断电时，备用电源无动作。

（3）程序下载至PLC。启动系统管理器时，添加I/O Devices，择取以太网，连接总线控制器和总线端子，确定端子模块。之后，借助ADS口30传送。之后，IP地址0的表页打开，选择TCP/IP，实现映射、组态写入等，最后连接PLC。

（4）程序设计。图形监控系统设计，选择组态王图形编辑器完成图形编辑，确保PLC的流程运行动态化，包括具体断路器的分闸图形，并根据颜色变化判断是否报警。报警的控制应用I/O控制法，选择数字量输入板ET200子站基于操作控制，显示板显示控制状态。此外，为确保PLC程序的可靠性和稳定性，可供选择适用于复杂算数计算的ST结构文本，完成PLC的程序编制。

3 结 论

研究分析低压配电系统继电保护中PLC的应用及技术，主要对继电保护的功能和PLC技术进行分析，再研究基于PLC的低压配电系统继电保护优化及监控系统，分析具体的PLC应用，进一步确保低压配电系统的功能性和可靠性，实现电力企业的电力服务水平全面提升。

参考文献：

[1] 李 娜，孟东晓.PLC在低压配电系统继电保护中的应用[J].工程技术（全文版），2016，（12）：282.

[2] 彭 帅，李 贺.浅述低压配电系统继电保护及优化[J].科研，2016，（12）：225.

[3] 赵安强.7LVB1低压配电系统改造及PLC技术应用研究[J].石油化工建设，2016，38（4）：79-86.

[4] 沈 明.基于PLC构件的继电保护系统核心分析[J].工业技术创新，2016，3（3）：558-561.