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【摘要】本文主要介绍电力监控系统的功能结构,介绍电力监控系统结构的演变过程。详细描述分立式电力监控与综合监控模式两种结构的特点,并进行对比分析。
【关键词】城市轨道交通;综合监控;电力监控;SCADA系统
一、概述
电力监控系统又称电力SCADA系统,对城轨供电系统主变电所、牵引变电所、降压变电所等不同类别变电所内的高压110KV设备、中压35KV设备、直流1500V设备、低压400V设备、交直流电源屏、排流柜、轨电位限制等装置进行监控。实现对设备的控制、信息采集、数据分析处理、远方维护、事故报警、画面调阅、历史数据查询等功能。
二、电力监控系统结构的演变
城市轨道交通电力监控系统主要经历了三个发展阶段:人工监控、分立自动化系统、综合监控系统[1]。
人工监控:早期城市轨道交通供电系统由于技术的局限,没有条件设立电力监控系统,监控及管理主要以人为主,辅助以电话调度的方式实现供电系统的运营及管理工作。这种监控方式要求变电所内设置就地声光报警系统,当故障发生时,由值班人员及时发现并上报至调度部门。
分立自动化系统:上世纪中期开始,家算计技术、网络技术开始较快发展,建立自动化程度较高的电力监控系统。此时的主要采用的分立式的电力监控系统,即与其他系统分立,系统的运行不干扰其他自动化系统,也不受其他自动化系统的影响。这种常规的系统构成方式适用于没有设置综合监控系统的工程。
综合监控系统:随着如今计算机技术的普及应用,及网络技术的迅速发展,城市轨道交通自动化系统可以采用统一的计算机网络平台和统一的控制软件。从而,极大的节约了建设成本及运营维护成本。
三、传统分立式电力监控系统构成
传统的分立电力监控系统由电力调度中心主站系统、通信通道、变电所综合自动化系统、供电复示系统四部分组成。电力调度中心主站系统作为全线电力监控系统的中心,可将全线个变电所自动化的信息汇集到实时数据库中,支持各电力操作站的监管功能,支持全线供电SCADA功能,并完成历史数据处理和存储功能。
电力监控系统的核心为变电所综合自动化系统,如图1所示。该系统通过通信通道实现与电力调度中心的通信,接收调度中心的控制命令,向调度中心主机传送变电所操作、事故、预告、测量等信息。但变电所综合自动化系统的运行不依赖于中央监控系统。
变电所综合自动化系统主要由控制信号盘、开关柜内的微机综合保护测控单元、其他智能设备、变电所维护计算机和所内通信网络构成,系统采用集中管理、分散布置的模式,分层分布式结构,纵向分为站级管理层、网络通信层、间隔设备层。系统以供电设备为对象,设置通信管理装置,通过网络将所内的40.5kV/0.4kV交流保护测控单元、1500V直流保护测控单元、交直流电源系统监控单元、多功能智能仪表等间隔层设备连接起来,实现对上述设备的遥控、遥测、遥信、遥调、SOE等功能。
变电所控制采用三级控制方式,即控制中心远方控制、所内控制信号盘/计算机集中控制、设备本体控制。三种控制方式相互闭锁,以达到安全控制的目的。对于接触网电动隔离开关,在控制信号盘上设置当地/远方转换开关、相应的合、分闸开关及智能测控控制装置。
四、综合监控系统建设模式电力监控系统构成
根据国标GB50157-2013地铁设计规范,当设有综合监控系统时,电力调度系统应集成到综合监控系统[2]。
目前,广泛采用的综合监控系统,在控制中心及车站集成了电力监控系统、环境控制系统、火灾系统、时钟系统、列车温控系统等,综合监控系统为这些不同的系统提供了一个综合的信息平台,这些系统的主要硬件、软件均由综合监控来统一构建,综合监控系统实现各系统在中心级和车站级的系统功能,如图2所示。
综合监控系统集成电力监控系统后,电力监控系统原先包含的电力调度中心主站系统、通信通道、变电所综合自动化系统、供电复示系统四部分中,电力调度中心主站系统、通信通道、供电复示系统均由综合监控系统来完成。因而,极大的节约了电力监控系统的建设成本。两套系统合二为一,也减少了设备占地空间,尽可能的节约了建设费用。
参考文献:
[1]于松伟.城市轨道交通供电系统设计原理与应用.西南交通大学出版社,2008.6
[2]地铁设计规范.GB50157-2013.中华人民共和国国家标准.中国建筑工业出版社.2014.3