电力系统电气工程自动化中PLC 自动控制技术的运用

引言

在能源需求持续增长与智能化技术蓬勃发展的背景下，电力系统电气工程自动化已成为保障电力稳定供应、提升能源利用效率的核心驱动力。PLC 自动控制技术凭借编程灵活、可靠性高、环境适应性强等优势，被广泛应用于电力系统的各个环节，从发电机组的精准调控到变电站的智能运维，再到配电网络的自动化管理，其在实现电力系统自动化、智能化转型中发挥着关键作用。

一、PLC 自动控制技术在电力系统电气工程自动化中的应用现状

1.1 应用领域

在电力系统的发电环节，PLC 自动控制技术可实现对发电机组的精准调控。例如在火力发电厂中，PLC 能够根据负荷需求，自动调节锅炉的燃料供给量、送风量以及汽轮机的转速，确保发电效率的最大化。通过实时监测发电机组的运行参数，如温度、压力、振动等，一旦发现异常，可迅速发出警报并启动相应的保护措施，保障设备安全稳定运行。输电环节中，PLC 技术用于变电站的自动化控制与管理。

1.2 应用优势

由于PLC 自动控制技术具备较强的灵活性和适应性，它的模块化编程设计使系统功能的拓展以及更改十分方便。它只需要更改其程序逻辑就能够适应电力系统中不同状态下的控制要求，而不需要对很多的硬件装置进行大面积改动。PLC 的可靠性是极高的，它利用了很多抗干扰的设计以及冗余技术，能够在电力系统复杂的电磁环境下稳定运行，减少发生故障的可能性，减少维修成本，实现电力系统自动化控制功能，实现了对电力系统的实时监测以及准确控制，并且取代了电力系统中大量的人工操作，提高了电力控制系统及时、准确、高效控制的水平，同时也通过与传感器、执行机构的协调工作，迅速反应系统的变化，进而对电力系统的资源进行优化配置。

二、PLC 自动控制技术在电力系统应用中存在的问题

2.1 抗干扰能力不足

电磁兼容性：在电力系统运行过程中，存在着诸多电磁干扰源，严重地影响着PLC控制系统的稳定运行。高压输变电系统、大功率电机等在运行时会不断产生强烈的电磁辐射，而电磁辐射会在电磁信号耦合到PLC 控制系统所传输的信号线路上时，出现数据传输错误或信号传输错误。电力系统谐波干扰的存在。由于非线性负载应用较为广泛，在电力系统中就会不断产生更多谐波，当谐波电流通过传导或者感应等方式进入到PLC控制系统中，从而影响其内部电路的正常运行。

2.2 设备与维护问题

在 PLC 的长期运行使用中，其可靠性也受到了巨大的挑战。一方面，电力系统的工作是连续性的工作，PLC 设备必须要保证 24 小时不停机的运行，PLC 内部的电子元件的老化速度也会加速，例如出现电容鼓包现象、继电器触点氧化等，使得其维护的成本很高。另一方面，作为维修人员而言，必须是精通 PLC 编程以及控制原理的熟练技术人才，而且也要具备对电力系统运行特性的了解能力，能够从事此项工作的复合型人才较为稀缺，因此企业通常都会采取聘请外界的技术帮助，这样会导致企业 PLC 设备的维修成本很高。

2.3 人员与管理问题

电力系统中专业人员不足严重地限制了 PLC 自动控制技术的推广应用。目前，电力系统中对PLC 编程与电力系统自动化控制方面复合型人才需求较大，但是高校 PLC相关专业课程设置与电力系统的实际需求存在差距。电力系统中企业内部针对 PLC 的

培训体系不健全，原有职工知识更新落后，不能很好地掌握新出的 PLC 产品的功能和应用，不能更好地满足电力系统智能化发展要求。

三、解决 PLC 自动控制技术应用问题的措施

3.1 增强抗干扰能力

PLC 控制的抗干扰性能提升既要从硬件防护也要从软件完善这两个角度来解决。在硬件防护上，要加强屏蔽，使用金属材料全封闭 PLC 控制柜的同时保证接地良好，切断电磁辐射的干扰源。传输信号的线缆应该采用双层屏蔽的电缆线，并且要根据布线的标准，适当进行分开布线，保证在布线过程中，不与动力线进行一起铺设，降低电磁耦合。而 PLC 系统的运行主要依赖于电源的可靠性，从软件上来看，可以通过使用隔离变压器、滤波器等设备组成多级电源防护系统，其中隔离变压器可以阻隔电网中的高频干扰信号，而滤波器则可以过滤掉电源谐波的干扰，在为PLC 提供电能的同时，也可以形成纯净的PLC 运行环境。

3.2 设备与维护优化措施

完善 PLC 设备选型、状态监测及维护保养全过程，提高 PLC 设备可靠性。在 PLC选型方面，注重选用如宽温、防潮、防尘等工业级 PLC 产品，并且保证 PLC 产品结合电力系统需求量留有足够的 I/O 的拓展空间，以免后期因为功能升级造成硬件资源紧张。通过构建 PLC 设备的状态监测系统，做到预防性维修。通过在 PLC 设备内部增加温度、湿度、振动监测传感器实时采集 PLC 设备实时运行参数，在结合大数据分析方法、机器学习等相关算法方法预测元件老化及元件老化前存在的隐患。

3.3 人员培养与管理提升措施

解决人才供需缺口问题，建立起“校企联合+企业培训”的人才联合培养机制。高等院校进一步完善电气工程自动化专业教学方案，适当增加与企业实践相结合的 PLC 应用实训、电力系统故障诊断等实践课程，并与电力企业建立学生见习基地，配合变电站自动化改造、配电系统优化工程等实际业务，为学生参与电工实习创造条件，增强其工程实践能力；电力企业内部建立分层次分类别的培训方案，对新从业人员开展 PLC 基础编程及对电力系统认知培训，对技术骨干开展高级功能开发、电力系统网络安全防护培训，并通过“师带徒”、技能比武的方式营造知识共享氛围。建立健全的相关管理制度是保证 PLC 系统稳定运行和可靠性的保障。电力企业建立固定的设备运维手册，明确PLC 系统日常、定期巡查检修等具体实施过程操作指引和运维检修标准；设置故障等级响应制度，对故障等级和具体处理时限、处理主体责任、人员等做出明确的规定，以保证故障响应和处置处理速度。

结语

PLC 自动控制技术是电力系统电气工程自动化进程中的关键力量，其应用前景广阔，但也需直面现存挑战。通过增强抗干扰能力、优化设备维护管理、加强人才培养，可有效提升其可靠性与稳定性。PLC 自动控制技术将在电力系统智能化、高效化发展中持续发挥重要作用，为保障电力稳定供应、推动能源行业升级注入新动能，助力电力系统在复杂多变的环境中实现高质量发展。

参考文献

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[2]马源,巩冬梅,张祎玮.电力系统电气工程自动化中 PLC 自动控制技术的应用实践[J].科技创新与生产力,2023,44(12):142-144.