电力系统中PLC自动化装备常问题及维护探讨

蒋源芳 李海强

摘 要：目前电力系统中保护装置绝大数采用PLC控制，实现数字化的高效、灵敏、可靠的保护功能，同时对其维护保养也提出新的要求，本文通过现场常见问题总结，对PLC维护保养进行技术探讨供大家参考。

关键词：电力系统；PLC；自动化保护装置；维护；探讨

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.158

1 概述

电气系统中传统的机械触点继电器，是供配电系统内常见的保护装置，随着生产技术的发展和工矿企业网点的增多，显然已不能满足变电站自动化对继电保护装置的要求。PLC及其网络被广泛应用，PLC主要通过软件程序来取代以传统继电器为主的顺序控制、过程控制，它通过程序内部定义标签、组态、人机界面来替代传统的机械触点式继电保护，由程序取代硬件接线的方式来实现其逻辑控制，达到传统电气保护的功效。将PLC控制理念引入传统的电气系统继电保护装置中，可以克服传统继电器存在的不灵敏、误差大、动作滞后的弊端；兼容了传统继电保护的功能，尤其是在一些大中型供配电保护系统中复杂、繁琐保护与控制；另外PLC强大的通讯功能，为站内远距离测、控提供强有力的技术支持。PLC系统的引入，能使供配电保护系统的工作变得更加简单方便、灵敏可靠。

2 PLC保护系统常见问题及维护方案

（1）CPU异常：CPU报警时，应查看CPU报警指示，但它的报警一般都是很简单，比如只显示“内部、外部故障”，不能直接暴露问题。最常见的还是“外部故障”诸如传感器、输入/输出单元故障的多，需要时间和精力去查找。至于“内部故障”多是由电源、通讯模块引起的。

（2）输入/输出单元、扩展单元异常：出现该类故障报警时，应首要查看输入/输出单元和扩展单元衔接器衔接状况、电缆衔接状况，由此能确定故障单元。对此类问题，一般采用排除法最好。

（3）CPU运行正常，保护装置不动作、无法执行：一般状况下可依照：输入——程序执行情况——输出的过程进行检查。

1）首先要排除外部硬件问题：输入查看是运用输入LED指示灯辨认，当输入LED不亮时，可开始断定是外部输入体系问题，再配合万用表查看，尤其是一些无源信号最为常见。有源信号就要测量其电压情况，要分别①测量电源侧，以排除电源问题；②测量终端侧是否低电压，该类问题较为常见如传感器潮湿、接地等。当LED亮而内部监视器无显现时，则可认为是输入单元、CPU单元或扩展单元的问题。

2）程序过程查看，是通过上位机组态软件来查看运行过程，当梯形图的接点状况（通、断状况）与现场不一致时，则是程序错误（例如内部继电器两层运用等），或是运算部分出现问题，这种现象最容易出现在安装调试阶段或改写部分程序后。

3）输出查看可用输出LED指示灯辨认。当运算成果正确而输出LED指示错误时（主要为逻辑错误），则可认为是CPU单元问题。当输出LED亮而无输出、无执行，则多为中间继电器或外部负载体系出现问题。

4）无论输出、输出异常，我们还要检查该点上一级动作的条件是否得到满足，这个思路很重要：某点不动作，不能只查这一点，要顺着流程和逆着流程向上、向下查一下，保护动作的条件是否得到满足！不能“头疼医头、脚疼医脚”的检查。

（4）电源短时停电，程序内容也会消失。1）首先查看电池是否存在问题。最常见的是“低电压”报警或直接不显示。这个是最常见的问题，笔者也多次遇到过这种现象，比如在2017年5月15-17日电气试验后，发现PLC系统故障，无法让保护系统正常运行，对PS通过“FMR”开关解除故障，但“BATT1F、BATT2F”（绿色）故障灯一直亮，故障依然无法消除。后经检查确认是两台PS均为电池故障，拆除电池测量均为1V。另外在检修过程中，因PS经常处于“OFF”位置且电池也取下来，导致CPU内容程序丢失的问题，也需要从上位机重新下载。所以针对这种现象我们要：更换电池必须带电进行，否则CPU内程序易丢失；PS不能长时断电。如果把直接更两块电池的话，更换时间不得超过1分钟。2）如果在替换电池后依然呈现电池异常报警，就可判定是存储器或是外部回路的漏电流异常增大或有较强的电磁干扰所造成的。这就要从外部的接线入手进行检查，相对来说就困难的多了。3）如果电池没有出现低电压、电池损坏的现象，那我们就要必要通过过反复通断PLC本身电源来查看系统能否启用。因为使微处理器正确启动，PLC中设有初使复位点电路和电源断开时的保存程序电路。这种电路出现异常问题时，就不能保存程序，所以可用电源的通、断进行查看。

（5）光纤链路模块故障。现在PLC系统多采用光纤组网，光纤及设备本身故障率是很低的，最常见的是光端机及其电源故障，一般情况下先检查电源输出情况，如果异常更换后基本都能解决。还有一种情况不太常见，但也遇得到过比如：在一次检修工作后，发现PLC自动保护系统无法正常工作，经检查发现为光纤链路模块无法通讯，同时SYSTEM、CH2-LEVEL、CH3-LEVEL灯亮，CH3红灯，CH1＼CH2灯不亮，CPU，EXTF灯亮、RDEF灯亮，同时CPU无达到RUN位置，STOP灯一直亮。CP，INTF灯亮，无法RUN位置，STOP灯一直亮。经排查发现是在停送电时造成的系统程序丢失，导致系统无法识别从站、无法通讯，从上位机载程序后恢复正常。

（6）电源重启或复位后，CPU动作“STOP”，无法至“RUN”位置：这种问题可认为是噪声搅扰或PLC内部接触不良所造成的。噪声原因一般都是电路板中小电容容量减小或元件功能不良所造成的，对接触不良原因可经过轻轻敲PLC机体进行查看，还要查看电缆和衔接器的连接状况。这种现象也很常见，尤其是在某些检修工作后，尤其是检修或移动一些线缆，导致线缆之间的间距发生变化造成的电磁干扰。

3 结束语

电力系统中的自动化保护装置，是保护系统的重中之重，虽然它们都有很可靠的硬件保证，但我们还是要做到“未雨绸缪”，通过我们精心的维护、保养让系统更加可靠、安全、灵敏。本文中的维护方法和程序仅限于PLC系统的检查，如果牽涉高电压设备及检查请一定按站内既定的程序执行。