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1 概述

可編程邏輯控制器（PLC）作為新一化的工業控制裝置，結構簡單、性能全面、可靠性高。其突出的優點是：使用方便，具有杰出的實時功能和強大的通訊能力。在其小小的單元中，包含了強大的功能，使之能夠獨立地或通過網絡分布式系統輕而易舉地完成復雜的控制任務，很小的投入即能獲得最有效的自動化系統，在工業現場領域深受歡迎，特別是經過特殊模塊配置后，可以在保持簡單易用的特點的同時大大擴展其應用領域。PLC的體積小，結構緊湊，編程方便，梯形圖編程方式面向一般電氣技術人員，操作簡單，維修方便，易于實現機電一體化，因而在變電站綜合自動化中得到了廣泛的應用。

中小變電站綜合自動化中的自動化設備有：可編程自動化監控裝置、可編程變壓器自動化屏、可編程微機計量屏、可編程微機線路保護屏、可編程微機同期系統、可編程中央信號屏、可編程電容屏、可編程微機直流電源系統等均應用了PLC為其智能化單元，并且都能夠掛網運行，方便地實現遙信、遙測、遙控功能，取代了傳統的RTU。本文主要介紹由PLC構成的變壓器自動化部分在自動化變電站中的實現。適用于老式變電站的自動化改造及新式變電站的建設。 

2 變壓器自動化的構成方案

在中小型變電站中，一臺變壓器及其配套設備一般包括：斷路器及操作單元、變壓器、變壓器控制屏、避雷器、差動保護屏、變壓器接地系統等。下面以兩種情況分別講述變壓器的自動化構成方案。 

2.1 變壓器及配套設備為常規設備

如果斷路器及操作單元、變壓器、差動保護屏、變壓器防雷接地系統等均為不含智能單元及計算機接口的常規設備，那么只需將變壓器控制屏部份選用可編程（PLC）變壓器自動化屏，就能構成比較完備的變壓器自動化系統。其系統框圖如圖1所示，變電站中控室內的變壓器控制屏及其配套設備分別與可編程變壓器自動化屏通過電纜直接連接，進行信息交換。中控室或遠方的主計算機監控系統通過對可編程變壓器自動化屏的監控來實現對變壓器的監控，其中的信息交換由主計算機監控系統中的工控機（IPC）與可編程變壓器自動化屏中的PLC通過工業現場通訊網絡來實現。這種變壓器自動化系統一般適用于改造舊站或建設資金規模不大的自動化新站。

2.2變壓器及配套設備為智能化設備

如果斷路器及操作單元、變壓器、差動保護屏、變壓器防雷接地系統等均已含有智能單元及計算機接口，那么變壓器控制屏部份選用可編程（PLC）變壓器自動化屏，就可以非常方便地構成功能強大的變壓器自動化系統。其系統框圖如圖2所示，變電站中控室內的變壓器控制屏及其配套設備分別與可編程變壓器自動化屏通過工業現場通訊網絡與中控室或遠方的主計算機監控系統進行信息交換。可編程變壓器自動化屏與變壓器及配套設備之問僅有極少量的電纜連接，整個系統顯得非常簡單。

3 可編程變壓器自動化屏的組成及實現

可編程變壓器自動化屏的硬件設備一般包括PLC，PLC輸入/輸出信號隔離繼電器，近地操作按鈕及故障事故指示燈、報警器、智能變壓器油溫度巡檢儀，智能信號測試議，小直流電源，通訊適配器等。其系統框圖如圖3。軟件主要由PLC自動化監控程序和與監控主計算機(上位機)的通訊程序組成。

3.1 PLC的選型

從上述的被控對象(變壓器)的電氣特性看出，這個系統幾乎是對開關量進行監控。溫度模擬量及信號模擬量均有智能儀表對其監控, 智能儀表的輸出觸點開關量進入PLC，因此PLC只需選用基本模塊及通訊模塊，而不需特殊模塊。接下來應確定PLC輸入∕ 輸出點數，統計可編程變壓器自動化屏對變壓器及配套設備的監控點數，一般輸入不超過64點數，輸出不超過40點。在實際中我們選用了北京安控科技發展有限公司研制的Rock系列PLC產品Rock E20系列PLC產品。此產品采用先進的16位CPU，配置嵌入式實時多任務操作系統，可實現采集、運算、邏輯、定時、控制、通訊等功能，其單CPU＋擴展模塊，可承載32模塊，測控500個I∕ O點。以RS485或Intranet進行本地擴展，以撥號Modem或GPRS等方式進行遠程擴展。該產品采用插撥方式擴展、模塊尺寸小巧，安裝使用方便、維護簡單，具有應用靈活、安全、可靠等特點。

3.2 可編程變壓器自動化屏的硬件

組成可編程變壓器自動化屏的各部件應嚴格照按電氣規范設計、連接。此外，與PLC相連的部份應嚴格按照PLC廠家技術要求進行設計、連接。

3.3 PLC的自動化監控程序

變電站的變壓器組成方式不同決定了可編程變壓器自動化屏PLC的監控程序的不同。在此以35KV單母線、一臺主變壓器為例，其開機準備條件及開機程序如圖4，停機程序如圖5。

3.4 PLC與監控主計算機串行通訊的實現

4 可編程變壓器自動化屏的運行

可編程變壓器自動化屏在變壓器的自動化運行中處于實時監控的重要位置，它通過輸入∕ 輸出信號隔離繼電器按變電站變電設備(隔離刀閘、斷路器、電壓互感器、電流互感器、變壓器防雷接地系統等設備)的狀態 ∕ 控制信號，可編程邏輯控制器(PLC)將上述信號按具體的自動化流程進行實時控制，并與監控主計算機通過網絡傳遞數據。完成變壓器的開、停，運行維護與繼電保護（過電流保護、電流速斷保護、差動保護、瓦斯保護和過負荷保護等）。它不僅使變壓器處于閉環自動控制之中，而且使變壓器自動化與測控保護系統協調運行，從而使整個變壓器處于最佳運行狀態。由于PLC自身的特性，每個輸入∕ 輸出信號都有指示燈，使得變電站這個信號比較分散的場所維護檢修工作變得異常容易。 

5 結束語

本系統已在我市多個變壓器的自動化工程中成功投運。我們發現其處理故障十分容易，既縮短了停電維護時間、運行維護費用又很低。運行中發生諸如變壓器的瓦斯繼電器觸點進水短路、中控室各接觸器電觸點斷線、變壓器控制回路等故障均能及時發現、報警與自動進入其處理程序，并能在監控主計算機上集中監視。用PLC構成的應用環境，可以構成滿足不同用戶或同一用戶不同時期對系統的需求，改變系統的組織方式只需重新輸入PLC監控程序即可，我們對此相當滿意。