電力監控系統程序控制功能在城市軌道交通供電系統中的應用

李 宇杜李蘋

（1.重慶市軌道交通（集團）有限公司，重慶 401120；2.重慶郵電大學移通學院，重慶 401520）

電力監控系統程序控制功能在城市軌道交通供電系統中的應用

李 宇1杜李蘋2

（1.重慶市軌道交通（集團）有限公司，重慶 401120；2.重慶郵電大學移通學院，重慶 401520）

本文以重慶地鐵六號線為例，對比了程序控制方式在操作效率方面的優勢，并介紹了在程序控制操作卡片設置上的一些應用。

電力監控；程序控制；地鐵；軌道交通；供電系統

1 城市軌道交通供電系統概述

近年來，我國城市軌道交通行業可謂進入了黃金時期，因其能有效分擔城市公共交通運輸壓力，緩解目前各大城市都面臨的道路交通擁堵問題，國家與各地方政府加大對城市軌道交通建設的投資力度，全國各地的城市軌道交通建設速度空前。以重慶市為例，從2012年至2015年，全市將陸續建成通車九段130多公里線路，平均年通車里程就達40余公里。

城市軌道交通供電系統一般分為四大部分：110kV主變電所部分、35kV中壓網部分、1500V列車直流牽引供電部分、400V（380V/220V）系統設備及車站設施用電部分。其中，110kV主變電所作為全線供電系統的電源接入點，與城市電網連接，把城市電網中的110kV高壓電源引入城市軌道交通供電系統當中，并通過變壓器降壓為35kV中壓電，通過連接全線的35kV中壓網，將電力傳輸至全線各站點，形成城市軌道交通供電系統的全線主要電力傳輸網絡。各站點再通過動力變壓器和整流器的配合將35kV交流電轉換為1500V直流電，為列車運行提供牽引電動力。通過配電變壓器將35kV交流電降壓成400V（380V/220V）交流電系統，為其他系統以及車站用電提供電力源。

2 電力監控系統單獨控制操作方式

隨著供電系統自動化技術和信息技術的不斷發展，變電所綜合自動化系統和控制中心電力監控系統的運用已經非常成熟。就目前而言，新建的城市軌道交通工程中，供電系統已經完全實現了自動化和信息化，各電壓等級變電所已經是按無人值守方式進行設計和建設。對全線供電系統設備狀態的監視以及操作對象的遠方控制都由電力調度人員通過控制中心電力監控系統完成。

以重慶地鐵六號線為例，電力調度人員對全線供電系統各個操作對象的遙控方式主要有兩種，即對一組操作對象逐個進行單獨控制和對一組操作對象進行程序控制。

傳統的單獨控制方式是對各個操作對象進行單獨控制。具體操作過程分為選擇、監護、執行三步：首先，正班電力調度員調出被控站主接線圖，并選擇控制對象，進行遙控選擇并輸入操作口令；然后，副班電力調度員界面上會彈出遙控監護窗口，需要副班電力調度員對該次操作進行確認并輸入監護口令；完成監護過程后，由正班調度人員點擊遙控圖標，完成遙控操作。

這種傳統的操作模式，一組業務熟練的正副班電力調度員完成對一個操作對象的遙控需要約10s的時間。在對少量操作對象進行遙控操作時，因其遙控操作對象少，所以用這種操作方式不會有太明顯的缺點。但對于一些需要進行大量遙控操作的作業，用這種方式就會暴露其缺點，即效率過低。例如在重慶地鐵六號線的日常運營當中，除了需要進行夜間列車調試完，正常情況下，每晚運營結束后，都需要對正線的1500V列車牽引供電部分進行停電操作，以便于列車接觸網的日常巡檢工作，待次日早上再對正線1500V列車牽引供電部分進行送電操作。重慶地鐵六號線正線上共有35kV牽引降壓變電所24座，一個牽引降壓變電所連接到正線接觸網的1500V斷路器和電動隔離開關最少的有8個，最多的有12個，全線共有208個操作對象。如果再按逐個操作對象單獨控制來進行遙控操作，全線接觸網停送電作業操作就需要約35分鐘，操作效率低下的問題暴露無遺。

3 電力監控系統程序控制操作方式

針對前文所述的單獨控制方式的問題，在重慶地鐵六號線電力監控系統招標階段，就將程序控制功能作為必須要求寫進了招標文件技術規格書中，并在之后的設計聯絡當中，確定了具體的程序控制卡設置方式。

程序控制就其執行過程而言與單獨控制相似，也分為選擇、監護、執行三部：首先由正班電力調度員調出需要執行的程序控制卡列表，并選擇要進行操作的卡片，輸入操作口令；然后，副班電力調度員界面上會彈出遙控監護窗口，需要副班電力調度員對該次操作卡片內容進行確認無誤后輸入監護口令；最后由正班調度員點擊執行圖標，完成對選定程序控制卡的執行操作。區別在于，程序控制是若干單獨控制的組合。一個程序控制卡中可以包含數個甚至數十個操作對象，而在程序控制執行時，這些操作對象除去有軟件閉鎖條件規定了執行先后順序的，其余操作對象可以同時執行，這樣就大大的提高了執行的效率。

以重慶地鐵六號線供電系統的全線1500V列車牽引供電停送電操作為例，全線的1500V接觸網停送電操作對象共有208個，分別設置在全線的24座牽引降壓變電所內。對這些操作對象之間的閉鎖關系進行分析可知，各個變電所內的操作對象存在執行先后順序的閉鎖關系，如停電操作時，一條1500V饋線需要先分掉1500V斷路器后才能分1500V電動隔離開關；送點操作則相反，需先合上1500V電動隔離開關后再合1500V斷路器。但對于不同變電所之間則沒有操作先后順序的閉鎖關系。因此，在進行電力監控系統程序控制卡功能軟件深化設計時，就明確了全線1500V接觸網停送電卡片的執行以變電所為單位同時下發執行命令，各變電所內的操作對象按設定的順序依次執行。相當于208個操作對象同時就可以有24個對象隊列在執行，而執行步驟最多的隊列包含12個執行步驟，相當于最長的執行隊列可以在2分鐘以內執行完成。對比傳統的單獨控制操作方式需要的約35分鐘時間，程序控制操作方式以不到2分鐘的執行時間大大提高了執行效率，能為停電后的檢修作業爭取更多的時間，也減輕了電力調度員的工作強度，相對于單獨控制操作的全程人工操作降低了誤操作的概率。

結語

正是因為程序控制操作方式具有上述的優點，在目前所有的重慶軌道交通線路中，供電系統電力監控軟件都具備了程序控制功能，并且在電力調度人員的日常工作中，程序控制操作已經和單獨控制操作相輔相成，不可或缺。在以后的新建線路中，還會進一步強化程序控制功能的運用，在開放性、組態方便程度上更進一步，爭取更好的做到模板套用，增強程序控制卡片的適用性。

[1]肖世杰.構建中國智能電網技術思考[J].電力系統自動化，200933（09）：1-4.

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