廣州地鐵一號線綜自設(shè)備更新改造方案選型

鄧克

摘要：本文通過對廣州地鐵一號線全線綜自設(shè)備更新改造提出了四種改造方案，并通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖清晰的展現(xiàn)了各種方案的改造思路，同時結(jié)合四種方案的可行性、安全性、經(jīng)濟性提出了改造解決建議。

關(guān)鍵詞：廣州地鐵;更新改造;綜自設(shè)備;方案;系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Key wordsIn this paper， four renovation schemes are put forward through the renovation and transformation of comprehensive self-contained equipment of Guangzhou Metro Line 1， and the ideas of various renovation schemes are clearly shown through the system network diagram. At the same time， the suggestions for renovation and solution are put forward in combination with the feasibility， safety and economy of the four schemes.

1 項目概況

廣州地鐵一號線是廣州市第一條建成運營的城市軌道交通線路，全線于1999年6月28日正式運營。一號線變電所綜合自動化系統(tǒng)（含控制、保護、測量、遠(yuǎn)動的軟硬件等）設(shè)備，全部由上個世紀(jì)90年代德國西門子公司集成、供貨，其軟件完全圍繞著硬件開發(fā)。原設(shè)備停產(chǎn)、備件采購困難、新舊設(shè)備不兼容成為更新改造亟需解決的問題。

更新改造難度極大，既要應(yīng)用當(dāng)今主流的技術(shù)和設(shè)備，又不能地鐵正常運營造成絲毫影響，這對改造方案提出了嚴(yán)格的篩選要求。

2 更新改造原則

為了進一步提高廣州地鐵一號線供電系統(tǒng)的安全運行能力，彌補現(xiàn)行保護及綜合自動化產(chǎn)品存在的不足，保證改造期間供電設(shè)備安全運行，改造原則圍繞三個重點：

有利于優(yōu)化更新改造施工流程，縮短更新改造時間。

有利于減少現(xiàn)場施工難度，降低調(diào)試及運行風(fēng)險。

有利于及時處理突發(fā)事件，提高運營質(zhì)量，減少經(jīng)濟損失。

3 改造方案介紹

3.1方案1——中央級和站級新、舊兩套系統(tǒng)各自獨立運行，互不影響

新增電力調(diào)度系統(tǒng)與站級新增控制信號屏進行數(shù)據(jù)傳輸，舊西門子電力調(diào)度系統(tǒng)與舊站級信號屏進行數(shù)據(jù)傳輸。待車站變電所新增控制信號屏與控制中心新增電力調(diào)度系統(tǒng)通信連接正常后，根據(jù)施工計劃按電壓等級逐一安排各間隔層二次設(shè)備停電改造。對于改造后的間隔層設(shè)備，接入變電所內(nèi)新控制信號屏，控制中心通過新電力調(diào)度系統(tǒng)對其進行監(jiān)控;對于未改造的間隔層設(shè)備，則仍舊通過原有西門子系統(tǒng)進行監(jiān)控。變電所內(nèi)所有間隔層設(shè)備改造完成后，撤除西門子中央信號屏和遠(yuǎn)程控制屏，整個變電所完全由新系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)控功能。

3.2方案2——中央級新系統(tǒng)替代舊系統(tǒng)，站級新舊系統(tǒng)并列運行

第一階段（規(guī)約測試階段），公園前控制中心新增一套電力調(diào)度系統(tǒng)，與原西門子電力調(diào)度系統(tǒng)并列運行。利用變電所檢修天窗進行新調(diào)度系統(tǒng)與變電所內(nèi)西門子遠(yuǎn)傳設(shè)備的通信規(guī)約測試及信號核對測試，當(dāng)新電力調(diào)度系統(tǒng)穩(wěn)定運行一段時間后，西門子電力調(diào)度系統(tǒng)退出運行，各車站變電所通過新增電力調(diào)度系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)控。該階段系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖：

第二階段，根據(jù)施工計劃，開始各車站變電所綜合自動化系統(tǒng)改造。改造期間，變電所內(nèi)新控制信號屏與原西門子屏柜并列運行。新電力調(diào)度系統(tǒng)將有兩個數(shù)據(jù)源，分別通過公有協(xié)議（如101協(xié)議）與新控制信號屏通信，以及西門子私有8FW協(xié)議與原西門子遠(yuǎn)傳設(shè)備通信。常規(guī)變電所及AB所改造的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下：

3.3方案3——中央級新系統(tǒng)代替舊系統(tǒng)，站級舊系統(tǒng)增加西門子規(guī)約轉(zhuǎn)換設(shè)備，站級新舊系統(tǒng)并列運行

第一階段，在控制中心新增電力調(diào)度系統(tǒng)，規(guī)約測試合格后替代原西門子電力調(diào)度系統(tǒng)，各車站變電所通過新增電力調(diào)度系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)控。規(guī)約測試階段系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖：

第二階段，根據(jù)施工計劃，開始各車站變電所綜合自動化系統(tǒng)改造。改造期間，變電所內(nèi)新控制信號屏與原西門子屏柜并列運行。變電所內(nèi)西門子新增規(guī)約轉(zhuǎn)換設(shè)備以101等公有協(xié)議接入新控制信號屏主控單元，經(jīng)過主控單元轉(zhuǎn)換為公有協(xié)議上送至控制中心。

3.4方案4——中央級增加西門子通道接口設(shè)備，站級新舊系統(tǒng)并列運行

第一階段，在控制中心新增電力調(diào)度系統(tǒng)和西門子通道接口設(shè)備，與各變電所內(nèi)西門子原有遠(yuǎn)傳設(shè)備通過8FW協(xié)議建立通信連接，再將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為公有協(xié)議（如101、104等）上送至新增電力調(diào)度系統(tǒng)。新、舊電力調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)比對，驗證新系統(tǒng)遙測及部分次要遙信的正確性。所有變電所信號核對完成，新電力調(diào)度系統(tǒng)穩(wěn)定運行一段時間后，西門子電力調(diào)度系統(tǒng)退出運行，各車站變電所通過新增電力調(diào)度系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)控。該階段系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖：

第二階段，根據(jù)施工計劃，開始各車站變電所綜合自動化系統(tǒng)改造。改造期間，變電所內(nèi)新控制信號屏與原西門子屏柜并列運行。整個改造期間，對同一變電所，新電力調(diào)度系統(tǒng)將有兩個數(shù)據(jù)源。常規(guī)所和AB所的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖：

4改造方案對比及建議

對以上四種方案的經(jīng)濟性、安全性、可實施性進行評估，各方案優(yōu)缺點如下：

對照“穩(wěn)妥、全面、經(jīng)濟、實用”的改造目標(biāo)，推薦按照方案一實施廣州地鐵一號線綜合自動化大修更新改造。

參考文獻：

[1]《地鐵設(shè)計規(guī)范》GB_50157-2013

[2]楊新民，《電力系統(tǒng)綜合自動化》.中國電力出版社.2002

[3]丁書文，《變電站綜合自動化技術(shù)》.中國電力出版社.2005