知識(shí)城線(xiàn)1 500 V隔離開(kāi)關(guān)與PSCADA系統(tǒng)接口分析

摘 要：接觸軌線(xiàn)路隔離開(kāi)關(guān)是城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)中的重要組成設(shè)備，作用于連通或斷開(kāi)接觸軌供電分段，以提高供電靈活性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，城市軌道交通開(kāi)始普遍應(yīng)用綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。現(xiàn)結(jié)合知識(shí)城線(xiàn)對(duì)PSCADA系統(tǒng)與1 500 V隔離開(kāi)關(guān)接口進(jìn)行技術(shù)分析，以加深對(duì)系統(tǒng)接口的認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞：知識(shí)城線(xiàn);隔離開(kāi)關(guān);PSCADA;接口

1? ? 隔離開(kāi)關(guān)與PSCADA系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1? ? 隔離開(kāi)關(guān)簡(jiǎn)介

廣州市軌道交通知識(shí)城線(xiàn)1 500 V隔離開(kāi)關(guān)采用的是德雷希爾（西安）電氣有限公司的電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)，能在無(wú)負(fù)荷情況下進(jìn)行分合閘，對(duì)被檢修的DC1 500 V線(xiàn)路與相鄰DC1 500 V線(xiàn)路或斷路器設(shè)備進(jìn)行電氣隔離。它由隔離開(kāi)關(guān)刀閘本體、操作桿、電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)箱組成。電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)箱由電機(jī)回路、控制回路、加熱回路和接線(xiàn)端子排組成，機(jī)構(gòu)箱內(nèi)端子排與PSCADA系統(tǒng)的測(cè)控單元端子排進(jìn)行電氣連接。

1.2? ? PSCADA系統(tǒng)簡(jiǎn)介

廣州市軌道交通知識(shí)城線(xiàn)PSCADA系統(tǒng)采用的是天津凱發(fā)電氣股份有限公司綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。PSCADA系統(tǒng)由主控系統(tǒng)、一體機(jī)PPC-8170、通信管理機(jī)KF6510、交換機(jī)PT7528、測(cè)控單元KF6570組成。

PSCADA系統(tǒng)對(duì)隔離開(kāi)關(guān)控制部件為測(cè)控單元KF6570。PSCADA遠(yuǎn)動(dòng)電動(dòng)操作通過(guò)變電所SCADA或者主控系統(tǒng)對(duì)測(cè)控單元發(fā)送控制命令，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)接觸器的控制，達(dá)到對(duì)隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)動(dòng)分合閘控制的目的。

2? ? 隔離開(kāi)關(guān)與PSCADA系統(tǒng)硬接線(xiàn)情況

隔離開(kāi)關(guān)與PSCADA系統(tǒng)硬接線(xiàn)有四種：遙控信號(hào)接線(xiàn)、遙信信號(hào)接線(xiàn)、閉鎖信號(hào)接線(xiàn)和位置信號(hào)接線(xiàn)，電氣連接至PSCADA測(cè)控單元的3D遙控、4D遙信、5D閉鎖端子排。

2.1? ? 遙控信號(hào)接線(xiàn)

測(cè)控單元對(duì)隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱的遙控信號(hào)接線(xiàn)有3處，在實(shí)際運(yùn)用中，隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)端子排連接至測(cè)控單元的編號(hào)一致，均為X1：1（分閘控制輸入端子）、X1：2（合閘控制輸入端子）、X1：3（公共端）。

遠(yuǎn)動(dòng)遙控控制原理：當(dāng)主控或SCADA下發(fā)合控制（或分控制）指令時(shí)，KF6570就會(huì)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，分、合控制開(kāi)關(guān)會(huì)瞬時(shí)接通一個(gè)脈沖信號(hào)。接通的過(guò)程中，3D遙控控制線(xiàn)接通，對(duì)隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱輸出一個(gè)控制電壓。

2.2? ? 遙信信號(hào)接線(xiàn)

測(cè)控單元對(duì)隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱的遙信信號(hào)接線(xiàn)有5處，在實(shí)際運(yùn)用中，隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)端子排連接至測(cè)控單元的編號(hào)一致，均為X1：24（合閘信號(hào)）、X1：8（分閘信號(hào)）、X1：40（操作回路斷線(xiàn)信號(hào)）、X1：42（電機(jī)過(guò)熱信號(hào)）、X1：44（遠(yuǎn)方操作信號(hào)）。

2.3? ? 閉鎖信號(hào)接線(xiàn)

測(cè)控單元對(duì)隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱的閉鎖信號(hào)接線(xiàn)有兩處，在實(shí)際運(yùn)用中，隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)端子排連接至測(cè)控單元的編號(hào)一致，均為X1：6（閉鎖信號(hào)端子1）、X1：7（閉鎖信號(hào)端子2）。

2.4? ? 位置信號(hào)接線(xiàn)

測(cè)控單元對(duì)隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱的分合閘位置信號(hào)接線(xiàn)有兩處，在實(shí)際運(yùn)用中，隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)端子排連接至測(cè)控單元的編號(hào)一致，均為X1：26（合位位置信號(hào)）、X1：10（分位位置信號(hào)）。

3? ? PSCADA系統(tǒng)報(bào)文與隔離開(kāi)關(guān)故障

PSCADA系統(tǒng)報(bào)文與預(yù)先設(shè)置的信息點(diǎn)表一一對(duì)應(yīng)，信息點(diǎn)表是PSCADA系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)。通過(guò)精確的點(diǎn)表信息，PSCADA系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地把供電系統(tǒng)的設(shè)備狀態(tài)、報(bào)警信息顯示出來(lái)，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。同時(shí)，通過(guò)PSCADA系統(tǒng)故障報(bào)文報(bào)警信息，可以定位故障點(diǎn)，以便快速排除故障。

3.1? ? 遙控點(diǎn)表

遙控點(diǎn)表分“隔開(kāi)分控制”和“隔開(kāi)合控制”兩種，是主控或SCADA對(duì)隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行分合閘控制時(shí)顯示的控制報(bào)文。

3.2? ? 遙信點(diǎn)表

遙信點(diǎn)表對(duì)應(yīng)報(bào)警信息有5種，具體如下：

（1）“隔開(kāi)分位”：即分閘位置輔助接點(diǎn)（X1：8—X1：9）閉合時(shí)，PSCADA系統(tǒng)顯示該報(bào)文;

（2）“隔開(kāi)合位”：即合閘位置輔助接點(diǎn)（X1：24—X1：25）閉合時(shí)，PSCADA系統(tǒng)顯示該報(bào)文;

（3）“隔開(kāi)操作回路斷線(xiàn)”：即操作回路斷線(xiàn)信號(hào)端子（X1：40—X1：41）開(kāi)路時(shí)，PSCADA系統(tǒng)顯示該報(bào)文;

（4）“隔開(kāi)電機(jī)過(guò)熱”：即機(jī)構(gòu)動(dòng)作超時(shí)信號(hào)（X1：42—X1：43）閉合時(shí)，PSCADA系統(tǒng)顯示該報(bào)文;

（5）“隔開(kāi)遠(yuǎn)方操作”：即遠(yuǎn)方操作信號(hào)（X1：44—X1：45）閉合時(shí)，PSCADA系統(tǒng)顯示該報(bào)文。

4? ? 接口故障類(lèi)型及原因分析

除上一章節(jié)講述的PSCADA系統(tǒng)報(bào)文與預(yù)先設(shè)置的信息點(diǎn)表一一對(duì)應(yīng)外，涉及接口故障報(bào)警信息還有兩種，分別為“控制合/分失敗，返回校驗(yàn)不通過(guò)”和“隔離開(kāi)關(guān)位置，未定義狀態(tài)”。這兩種故障報(bào)警信息屬于接口故障類(lèi)型，它可能是由隔離開(kāi)關(guān)故障引起的，也可能是由PSCADA系統(tǒng)故障引起的。針對(duì)這兩種報(bào)警信息，以下進(jìn)行故障原因分析。

4.1? ? “控制合/分失敗，返回校驗(yàn)不通過(guò)”

“控制合/分失敗，返回校驗(yàn)不通過(guò)”是由主控系統(tǒng)的RCC檢驗(yàn)機(jī)制（圖1）產(chǎn)生的，當(dāng)主控下發(fā)分合控制指令后，系統(tǒng)會(huì)開(kāi)始計(jì)時(shí)，20 s（整定）內(nèi)如果沒(méi)收到開(kāi)關(guān)反饋分合位遙信狀態(tài)或反饋的狀態(tài)和控制的預(yù)期狀態(tài)不一致，主控系統(tǒng)就會(huì)判斷檢驗(yàn)不通過(guò)，控制失敗，從而出現(xiàn)“控制合/分失敗，返回校驗(yàn)不通過(guò)”。

因此，當(dāng)隔離開(kāi)關(guān)接觸器故障、PSCADA系統(tǒng)接線(xiàn)開(kāi)路故障、測(cè)控單元KF6570故障等時(shí)，均會(huì)出現(xiàn)“控制合/分失敗，返回校驗(yàn)不通過(guò)”報(bào)警信息。

4.2? ? “隔離開(kāi)關(guān)位置，未定義狀態(tài)”

隔離開(kāi)關(guān)分/合位分別是兩個(gè)點(diǎn)，都具有0和1的狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)點(diǎn)同時(shí)都是0或1時(shí)，主控和SCADA系統(tǒng)軟件就會(huì)判斷為開(kāi)關(guān)不分也不合狀態(tài)，即未定義狀態(tài)，從而出現(xiàn)“隔離開(kāi)關(guān)位置，未定義狀態(tài)”報(bào)警信息。

因此，當(dāng)輔助開(kāi)關(guān)金屬片未到位、分/合閘位置輔助接點(diǎn)接觸不良、測(cè)控單元KF6570故障等時(shí)，均會(huì)出現(xiàn)“隔離開(kāi)關(guān)位置，未定義狀態(tài)”報(bào)警信息。

5? ? 改進(jìn)措施

接口問(wèn)題的難點(diǎn)一般在于接口故障問(wèn)題，為了能夠在發(fā)生接口故障時(shí)快速找到故障點(diǎn)，解決故障，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，提出以下3點(diǎn)接口問(wèn)題改進(jìn)措施：

（1）PSCADA系統(tǒng)增設(shè)遙控端子排輸出電壓電子記錄，以便記錄PSCADA在執(zhí)行遙控分合閘時(shí)是否輸出控制電壓及輸出電壓大小;

（2）PSCADA系統(tǒng)遙信、閉鎖信號(hào)端子排增設(shè)信號(hào)采集顯示二極管，以便直觀判斷PSCADA遙信信號(hào)采集是否正常;

（3）PSCADA系統(tǒng)增設(shè)隔離開(kāi)關(guān)遙信信息點(diǎn)表，顯然目前的5種遙信報(bào)警信息不能滿(mǎn)足對(duì)現(xiàn)場(chǎng)隔離開(kāi)關(guān)故障報(bào)警信息的需求，還應(yīng)增設(shè)接觸器報(bào)警信息、電機(jī)線(xiàn)圈溫度報(bào)警信息等。

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收稿日期：2020-03-27

作者簡(jiǎn)介：王華彬（1992—），男，廣東湛江人，助理工程師，主要從事城市軌道交通供電系統(tǒng)技術(shù)管理工作。