（北京市银光电力工程有限公司 北京市 100043）
摘要：随着社会经济水平的提高，人们对用电水平的要求也越来越高，智能变电站也随之不断的深入人们的生活中。在电力系统中，加入继电保护系统，能大力的提高电力系统的可靠性以及自动化的水平。继电保护PLC型继电保护在电网的使用中，具有调节灵敏简单，可靠性高以及性能好、运行稳定的特点，能为电力系统带来良好的经济效益。
关键词：PLC型继电保护；应用
一、继电保护概述
电能是一种特殊的产品，对其不能进行大量的存储。依据欧姆定律，当电压保持不变时，电流就会随着负载电阻的变化而发生一定的变化。在发生事故后，如果输电线路出现短路现象，短路点以后的负载阻抗就会被短路，就只能剩下变电器和输电线路的阻抗，再由于欧姆定律阻抗减小，电流就会增大，从而出现了短路电流。当电力系统的容量越来越大，发生短路事故后系统电压就会变小，而短路的电流就越大，从而影响到电网的稳定运行，这时继电保护就必须要迅速的将故障点从电网中切除掉，从而保障整个电网的正常运行。
所谓继电保护就是当配电系统或者是电力元件发生故障而对电力系统的安全运行造成威胁时，其就能发出警报，然后在直接的向断路器发出跳闸的指令，并立即的终止故障发生的一种自动化的装置，其能在最大程度上降低事故对配电系统的威害，并将电力设备的损坏降低到最低。对于配电系统，要想实现继电保护，就必须要在系统中安装一定的保护装置，从而实现对配电系统的监控以及测量和保护。因此必须要采用PLC技术来实现对配电系统的继电保护。
二、PLC构件的优点
同普通的继电保护系统相比，PLC构件的继电保护系统有，可信性、可移植性、可维护性和可重用性这四种优点。
2.1可信性
对于PLC构件的安全保密性是一个非常重要，非常关键的问题，其在很大程度上决定了用户的信任度。而影响PLC构件的信任度的因素有可靠性、安全性以及可用性。构件的可靠性是指构件熊使用到发生故障时，连续的服务可坚持的时间。构件的安全性是指系统发生故障或者是系统失效的频率，确保是在最低的范围内，同时，其故障或者是失效造成的损失也是一个可以接受的范围。构件的可用性是指当用户使用产品的环境非常特殊时，用户完成任务后对交互过程的满意程度。
2.2可移植性
PLC构件的可移植性指的是它从一种计算机环境被移植到另一种计算机环境后依然可以正常工作。这种可移植性使它充分说明了它的质量。PLC构件的可移植性与目标环境的数量、移植工作量以及转移成本有关，转移成本越低，可移植性就越高。
2.3可维护性
PLC构建的可维护性指的是构件进行维护的难易程度。重用的构件由于在被重用之前进行过多次的重用测试，因此得到了不断的改进，极少会出现错误。因而，在重用构件越多的情况下，维护工作就越容易。
2.4可重用性
构件的可重用性指的是同一构件在不做任何修改或是稍微修改的情况下就能达到重复使用的目的。构件的重用节省了开发过程，降低了投入成本。构件能否被重用取决于它被使用的频率、开发成本等。使用频率太高的PLC构件由于老化的原因通常不具备可重用性。而投入稍多的PLC构件由于其质量的过硬，即便被高频率地使用过，却依然可以重用。
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三、继电保护PLC继电保护的结构及原理
继电保护是电网的电气部分，以可编程控制器PLC为硬件核心，软件采用全模块化结构，彩色液晶触摸屏屏幕显示，具有良好的全中文图形人机界面；电气-机械转换部件采用继电保护装置，液压系统为直连式结构，以继电保护-凸轮装置机械位移直接控制主配压阀。
PLC测量继电保护的频率偏差信号，按并联PID的调节模式运算后得出接力器开度计算值与A/D模块转换后的接力器开度反馈的差值经数字放大送入PLC的定位控制模块，由定位控制模块向驱动器发出继电保护的转向和转角信号。继电保护接收脉冲信号后，带动凸轮转动，通过凸轮转角转化为机械位移量，再直接控制由辅助接力器和主配压阀组成的二级液压放大，通过主接力器控制电动机导水叶开度，实现水轮发电机组的调速和负荷控制。
四、电力系统中应用PLC进行继电保护的优势分析
传统的继电保护以电磁式继电器为主，其性能和参数会根据制造厂商的不同而产生较大差别，即便是同型号的继电保护器件，其动作值也会由于材料或者制作工艺等原因参差不同，为继电保护的调试和整定带来许多不定因素。同时，由于传统的继电保护装置属于时间继电器，存在延时误差较大，带有随机性等问题，因而不能使继电保护装置的上下级之间在限定时间内进行很好地配合，易造成越级跳闸现象。再者，传统的继电保护装置金属消耗量大，导致其体积庞大笨重，不易移动，且接线较多，易造成直流操作系统多点接地故障进而引发继电保护装置的错误响应动作，该类型的继电器机械寿命不是很长，保护装置的可靠性较差。最主要的原因是传统采用的继电保护方式已经不能满足电力系统对自动化的需求。
伴随着计算机技术的飞速发展，人们已将电力系统中的继电保护中应用了微机技术。而微机中的变成和调试时相对较为复杂的，且操作也不方便，对电气的技术人员不容易接受这种新型的技术。PLC构件相对较为简单，对其编程也比较方便，其性能也比较优越，可靠性也非常的高，被广泛的应用在工业的生产过程的自动化中。PLC的功能非常的强大，其功能有定时、定位、计算、通讯以及控制等，能满足电力系统在遥测、遥信、遥控以及遥调等方面的需求，就算没有危机知识的电气技术人员也可以很快的掌握。此外，PLC在软件和硬件两个方面同时采用了隔离、自我诊断以及屏蔽和恢复的技术与措施，有非常强的抗干扰的能力，因此，将PLC继电保护应用到电力系统中成为一种非常有效的方式。
五、PLC继电保护装置的功能实现
PLC继电保护装置与电力系统微机保护典型作用流程大致相同，区别之处在于，该装置采用保护功能继电器组和PLC两部分组成“计算机继电器逻辑电路”。根据不同保护对象（主变差动保护、电容器保护、母线保护、电动机保护、线路保护等）确定继电器组组合，进而将保护装置区分成有限多个标准配备。其中所有的单一保护元件均遵循正逻辑法，在PLC其被定义为动作节点。举例如下，当一个过压元件发生动作，则PLC中就有一个相应的常开节点闭合，也就是其电位由0变为1；当一个失压元件发生动作，在PLC中相应的常开节点闭合，电位由1变为0。
PLC编程可以通过施耐德公司开发的专用编程软件包Logipam实现，程序实现方式采用与电力系统二次电路图最为相似的可视梯形图，程序存储器件EEPROM采用外插方式，可以随时对编程电路进行修改或者重新设计。装置中的PLC程序是循环执行的，循环周期由整个装置从采样到数字滤波到数据处理等诸多环节完成的所需的时间周期和电路时序联合确定，通常该时间为13.3毫秒。应用PLC可以节省大量继电器，由于许多功能可以通过PLC软件编程实现，又减少了大量的中间连线，避免许多干扰，使继电保护功能更加完善，整体提高了电力系统的稳定性能和时效性能。
结束语：
PLC构件在电力系统中的应用，很好的实现了继电保护作用，使继电保护的功能变得更加的强大。PLC继电保护在电网的使用中，具有调节灵敏、可靠性高、性能好以及运行稳定的特点，且该产品结构简单合理，其操作相对简单，队其维护也非常的方便，能为电网带来较好的经济效益。
参考文献：
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[3]李莉萍.继电保护系统嵌入式软PLC的研究.西华大学，2011（05）.
[4]王桃友.浅谈PLC如何在配电系统中应用.通讯世界，2014，04：69-70.
论文作者:巩凤魁,高瑞金
论文发表刊物:《云南电业》2019年5期
论文发表时间:2019/10/30
标签：继电保护论文; 构件论文; 电力系统论文; 系统论文; 电网论文; 保护装置论文; 继电器论文; 《云南电业》2019年5期论文;