對電力監(jiān)控應(yīng)用變電所綜合自動化系統(tǒng)的幾點思考

黃 偉

(南京地鐵運營有限責任公司，江蘇 南京 210012)

對電力監(jiān)控應(yīng)用變電所綜合自動化系統(tǒng)的幾點思考

黃 偉

(南京地鐵運營有限責任公司，江蘇 南京 210012)

1.南京地鐵十號線供電系統(tǒng)概述

南京地鐵十號號線由一號線安德門站接軌，路線全長24.511公里，其中地下12.327公里，高架12.184公里。共設(shè)14座車站，其中地下8座，分別為安德門、中勝、元通、奧體中心、夢都大街、綠博園、江心洲、臨江路、浦口萬匯城、南京工業(yè)大學(xué)、龍華路、文德路、雨山路。新建城西路停車場一處，同時對一號線小行車輛段進行監(jiān)控。十號線控制中心設(shè)置在珠江路地鐵指揮中心。

供電系統(tǒng)是軌道交通各系統(tǒng)的動力能源和心臟，它主要包括主變電所（對于集中供電方式）、牽引供電系統(tǒng)、牽引網(wǎng)系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）和雜散電流防護系統(tǒng)。它的主要功能在于向軌道交通各機電設(shè)備系統(tǒng)提供安全和可靠的電力供應(yīng)，滿足各系統(tǒng)的供電要求；供電系統(tǒng)的功能包括接受并分配電能的功能、降壓整流及通過接觸網(wǎng)傳輸直流電能的功能、降壓及動力配電的功能、各級供電網(wǎng)絡(luò)在正常、事故和災(zāi)害情況下的控制、測量、監(jiān)視、計量和調(diào)整的功能、安全操作連鎖功能和故障保護功能。

主變電所將來自于城市電網(wǎng)的高壓電源，降壓為地鐵使用的中壓，供給牽引供電系統(tǒng)和變配電系統(tǒng)。

牽引供電系統(tǒng)將來自于主變電所的中壓電源，通過中壓環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)分配給各牽引變電所，并通過牽引變電所降壓整流，變成供地鐵車輛使用的直流電源。

變配電系統(tǒng)將來自于主變電所的中壓電源，通過中壓環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)分配給各降壓變電所，并通過降壓變電所降壓，變成供地鐵動力照明等設(shè)備使用的低壓電源；該電源通過低壓配電系統(tǒng)供動力照明等設(shè)備使用。

牽引網(wǎng)系統(tǒng)將來自于牽引變電所的直流電源，通過架空接觸網(wǎng)和回流網(wǎng)供給地鐵車輛使用。

電力監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）在地鐵控制中心，通過調(diào)度端、通道和執(zhí)行端對整個地鐵供電系統(tǒng)的主要設(shè)備進行控制、監(jiān)視和測量。

雜散電流防護系統(tǒng)的目標是盡量減少雜散電流，對地鐵內(nèi)部及其附近金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕在地鐵工程設(shè)計壽命年限內(nèi)不超過有關(guān)設(shè)計標準所規(guī)定的指標。

2. 變電所運行方式

根據(jù)變電所主接線方案，變電所主要運行方式概括如下：

2.1 AC35kV電源部分

正常運行時，兩回AC35kV進線分別向變電所AC35kV I段母線和II段母線供電，母聯(lián)開關(guān)斷開，兩段母線分列運行；

當一回AC35kV進線電源故障時，自投裝置動作，母聯(lián)開關(guān)合閘，由另一回進線電源負擔本所全部負荷。

2.2 直流牽引部分

正常運行時，兩套整流機組并聯(lián)運行，牽引網(wǎng)越區(qū)隔離開關(guān)分閘，相鄰的兩座牽引變電所構(gòu)成雙邊供電方式，共同向其供電范圍內(nèi)的電動機車供電；

正線與車輛段之間的接觸網(wǎng)聯(lián)絡(luò)開關(guān)常開，車輛段牽引變電所單獨向車輛段內(nèi)接觸網(wǎng)供電；

運營初期，當其中一套整流機組發(fā)生故障時，另一套整流機組在其允許的負荷能力情況下，可維持向接觸網(wǎng)提供電源；

運營遠期，一套整流機組發(fā)生故障時，另一套整流機組同時退出運行，該牽引變電所解列。這時，與其相鄰的兩座牽引變電所通過故障所牽引變電所直流母線或接觸網(wǎng)越區(qū)隔離開關(guān)，共同對退出運行的牽引變電所供電范圍的電動機車進行越區(qū)大雙邊供電；

車輛段牽引變電所解列時，閉合正線與車輛段和停車場間的接觸網(wǎng)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，由正線牽引變電所向車輛段支援供電。

2.3 降壓部分

正常運行時，兩臺動力變壓器分列運行，向整個車站及兩端相鄰半個區(qū)間的一、二、三級低壓負荷供電，AC0.4kV母聯(lián)開關(guān)常開。

當一臺動力變壓器因故障退出運行時，切除三級負荷，AC0.4kV母聯(lián)開關(guān)自動投入，由另一臺動力變壓器負擔全所供電范圍內(nèi)的一、二級低壓負荷。

3. 變電所綜合自動化系統(tǒng)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

變電所綜合自動化系統(tǒng)由控制信號盤、綜合自動化監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、間隔層綜合保護測控單元（以下簡稱：間隔單元）構(gòu)成。

變電所綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)采用分層、分散、分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式，包括：站級管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層、間隔設(shè)備層設(shè)備。

當綜合保護測控單元由機電一體化開關(guān)設(shè)備供貨商提供時，本系統(tǒng)供貨商應(yīng)通過配置所內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)接口模塊使其納入到全所綜合自動化系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)中。本系統(tǒng)供貨商作為變電所綜合自動化系統(tǒng)的集成方，必須負責整個變電所內(nèi)的自動化系統(tǒng)總體功能的實現(xiàn)，完成所內(nèi)所有設(shè)備間的聯(lián)動、閉鎖等功能。

間隔單元通過與一次開關(guān)設(shè)備、CT/PT等設(shè)備接口完成保護、控制、監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集，并通過間隔單元間的硬線連接完成所內(nèi)安全聯(lián)鎖功能。間隔單元與站級管理層設(shè)備之間通過所內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)變電所站控層設(shè)備的集中控制、監(jiān)視、測量、自動控制、數(shù)據(jù)集中管理、遠程通信等綜合自動化管理功能。間隔單元應(yīng)不依賴于所內(nèi)通信網(wǎng)，而能獨立完成本單元功能。

一般牽引降壓混合變電所及降壓變電所均按無人值班設(shè)計，不設(shè)集中監(jiān)控臺；車輛段牽引降壓混合變電所臺式監(jiān)控計算機和集中監(jiān)控臺。

控制方式采用遠程控制、所內(nèi)盤上集中控制、設(shè)備本體控制三級控制方式，三種控制方式相互閉鎖，以達到安全控制的目的。正常運行時采用遠程控制，當設(shè)備檢修時，采用所內(nèi)集中控制或設(shè)備本體控制。一般在開關(guān)柜上設(shè)當?shù)?遠方選擇開關(guān)

4. 發(fā)展趨勢

（1）綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成信號 ATS 系統(tǒng)是今后技術(shù)的發(fā)展趨勢，這是運營進一步提高監(jiān)控水平和管理水平的需要，也是綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成水平上檔次的階段標志。我們欣喜的看到北京地鐵 6 號線已經(jīng)開始邁出了國內(nèi)集成 ATS 的第一步，各地也都在積極的準備之中。

（2）連最難的信號系統(tǒng)都集成了，其他互聯(lián)的系統(tǒng)向集成方向發(fā)展也將是大勢所趨。

（3）綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成和互聯(lián)的系統(tǒng)向著統(tǒng)一傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺和全以太網(wǎng)的方向發(fā)展。

（4）地鐵線網(wǎng)的綜合監(jiān)控系統(tǒng)向著統(tǒng)一系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)線網(wǎng)內(nèi)信息的互聯(lián)和互通信息共享方向發(fā)展。

（5）地鐵建設(shè)進入快速的發(fā)展時期，給各城市、地鐵公司、設(shè)計單位、系統(tǒng)集成商等各方面提供了良好的發(fā)展機遇。綜合監(jiān)控系統(tǒng)為相關(guān)各方技術(shù)水平的提升和發(fā)展提供了練兵的舞臺，讓我們共同珍惜這個提高和發(fā)展的機遇，迎接新的挑戰(zhàn)。

K928

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1007-6344（2015）06-0153-01