葉維鈞 郭紅紅
(成都地鐵運營有限公司 四川成都 610000)
關于3號線供電PSCADA調(diào)試共性問題的探討
葉維鈞 郭紅紅
(成都地鐵運營有限公司 四川成都 610000)
本文主要以成都地鐵3號線供電系統(tǒng)PSCADA綜合聯(lián)調(diào)為背景,介紹了3號線PSCADA系統(tǒng)的基本結構以及各部分在整個系統(tǒng)中的作用。闡述了聯(lián)調(diào)的項目與內(nèi)容,列舉出了聯(lián)調(diào)中遇到的一些共性問題,并對問題進行了分析,提出了一些建議。
成都地鐵3號線;PSCADA系統(tǒng);聯(lián)調(diào)內(nèi)容;聯(lián)調(diào)問題;解決措施
為實現(xiàn)地鐵信息互通、資源共享,提升自動化水平,提高地鐵的安全性、可靠性和響應性,采用綜合監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)是非常重要的手段。而PSCADA(電力監(jiān)控)系統(tǒng)作為承擔地鐵供電系統(tǒng)監(jiān)控任務的一個綜合監(jiān)控子系統(tǒng),它的安全可靠性極大程度影響著電力系統(tǒng)的安全可靠性。
為滿足地鐵安全、穩(wěn)定的運營需求,在地鐵設備系統(tǒng)安裝調(diào)試完成后,地鐵維保人員將通過對設備系統(tǒng)之間的聯(lián)合調(diào)試驗證各系統(tǒng)之間的相互匹配、相互協(xié)調(diào)及相互保護功能;驗證各類設備系統(tǒng)是否達到合同技術規(guī)格書的要求,是否能形成一個有機的整體以滿足地鐵運營的需求。
本文將對成都地鐵3號線一期PSCADA聯(lián)調(diào)進行介紹,針對此次聯(lián)調(diào)中的一些共性問題進行討論分析,并對其中存在的問題進行了討論,提出一些建議。
成都地鐵3號線PSCADA系統(tǒng)由設置在OCC的中央級監(jiān)控系統(tǒng)、變電所綜合自動化系統(tǒng)、車輛段供電復示系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)實行兩級管理,三級控制的模式。系統(tǒng)采用南自NDT650監(jiān)控系統(tǒng),主要組成設備包括:WTX-65U通信管理機、工業(yè)交換機、WCK-65C微機測控裝置、WTS-661/WTS-65C通訊服務器。該系統(tǒng)采用分層分布式結構。系統(tǒng)分為三個部分:站級管理層,網(wǎng)絡通信層,間隔設備層。
站級管理層—為設置在控制信號盤的便攜式維護計算機、冗余熱備的通信管理裝置和當?shù)乇O(jiān)控后臺。監(jiān)控后臺是系統(tǒng)與運行人員的接口,作為控制中心處理的后備措施,實現(xiàn)現(xiàn)場設備的遙控、遙測、遙信、遙脈等任務,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲及畫面的處理便攜式維護計算機主要實現(xiàn)系統(tǒng)維護,在調(diào)試維護或應急情況下,便攜式維護計算機可以完成當?shù)乇O(jiān)控功能。
網(wǎng)絡通信層—為所內(nèi)通信網(wǎng)路和接口設備,實現(xiàn)間隔層設備與站級管理層、控制中心的數(shù)據(jù)通信。
間隔設備層—實現(xiàn)一次設備電氣接口;實現(xiàn)對一次設備保護、測量、控制、信號監(jiān)視功能;接收并執(zhí)行控制中心命令;上傳保護、測量、控制、信號等數(shù)據(jù)信息。間隔層設備主要包括主變差動保護裝置、后備保護裝置、綜合測控裝置、35kV各類保護測控裝置、1500V各類保護、智能電能表、交/直流系統(tǒng)等。
NDT650監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下四大功能:
遙控——變電所中壓及以上電壓等級的斷路器、電動負荷開關及系統(tǒng)用電動隔離開關;牽引供電系統(tǒng)直流快速斷路器、電動隔離開關;低壓配電系統(tǒng)需要遠方控制的斷路器;跳閘等動作的遠動復歸、保護及自動裝置的投/退。
遙信——遙控對象的位置信號;故障報警及斷路器跳閘信號;變電所中壓進線電源帶電顯示信號;所用交、直流設備的電源故障信號;鋼軌電位限制裝置的動作及自動恢復信號;斷路器手車信號;控制轉(zhuǎn)換開關位置信號。
遙測——包變電所進線的電壓、電流、功率、電能;變電所中壓母線電壓;牽引直流母線電壓;牽引整流機組電流與電能、牽引直流進線及饋線電流;配電變壓器電流與電能;所用直流操作電源的母線電壓;各種保護動作的幅值。
遙調(diào)——有載調(diào)壓變壓器的調(diào)壓開關;中壓和牽引直流繼電保護整定值組。
供電系統(tǒng)PSCADA的聯(lián)調(diào)主要是為了驗證供電設備之間控制、保護等功能配合是否滿足設計和使用要求所進行的必要的工作。根據(jù)地鐵供電系統(tǒng)的特點,調(diào)試涉及主所設備系統(tǒng)、35kV中壓變電系統(tǒng)、1500V直流牽引供電系統(tǒng)、400V低壓配電系統(tǒng)等項目。只有成功的完成了聯(lián)調(diào)項目,才能有力的保證地鐵供電系統(tǒng)安全平穩(wěn)的運行。
2.1 調(diào)試內(nèi)容
牽引變電所供電設備整組試驗全部結束后,控制中心主站對變電所供電設備進行遙控、遙信、遙測對位聯(lián)調(diào),功能調(diào)試,參數(shù)校驗等,此時需要核對現(xiàn)場、所內(nèi)后臺、綜合監(jiān)控信息是否一致。
聯(lián)調(diào)從功能上劃分主要是三遙調(diào)試:遙控、遙信、遙測。
以調(diào)試對象來分類,主要分為如下三類:
(1)主所供電系統(tǒng)PSCADA聯(lián)調(diào),主要包括:110kV高壓進線側、35kV中壓饋線側、交直流屏、SVG等系統(tǒng)的三遙測試
(2)牽引降壓變電所供電系統(tǒng)PSCADA聯(lián)調(diào),主要包括:35kV中壓進線側、1500kV直流饋線側、400V動力照明系統(tǒng)、交直流屏等的點對點測試
(3)車輛段電動隔離開關系統(tǒng)PSCADA聯(lián)調(diào),主要包括:單導與隔開的點對點測試。
點對點測試要點:確認供電設備本體運行狀態(tài),驗證供電設備功能實現(xiàn)是否滿足設計要求;確認所內(nèi)自動化系統(tǒng)能否及時反應設備狀態(tài)以及其他查詢功能是否能按設計供電需求實現(xiàn);保證各設備系統(tǒng)接口正確、符合規(guī)格要求、信息傳遞無誤、系統(tǒng)能夠正常聯(lián)動。
2.2 調(diào)試方法
采用分站進行的方式,配合OCC綜合監(jiān)控終端對被控變電所進行調(diào)試?,F(xiàn)場設備調(diào)試人員在被控變電所對監(jiān)視、測量范圍內(nèi)所有項目(遙信、遙測)通過實際操作、模擬短接、施加模擬量等方法進行操作,綜合監(jiān)控廠家調(diào)試督導人員在控制中心觀察、記錄、同時控制中心對控制范圍內(nèi)所有項目進行遙控(單控、程控)操作,變電所配合調(diào)試人員進行觀察、記錄。同時PSCADA人員在被控變電所的PSCADA后臺對進行觀察、記錄,不正確的地方要進行修改、完善,只到滿足設計要求。調(diào)試過程中需三方調(diào)試人員密切配合。
遙控時需先將所內(nèi)控制信號盤調(diào)到遠方位,各設備本體開關均打到遠方位,在綜合監(jiān)控終端上點擊選擇需要操作的開關,核對開關狀態(tài)無誤,且滿足閉鎖邏輯關系后,執(zhí)行遙控操作,OCC操作后所內(nèi)后臺與現(xiàn)場及時核對設備狀態(tài)是否一致;點對點遙信調(diào)試則需將所有設備的控制位打到就地操作方式,設備現(xiàn)場人員在本體上做出各種動作信號,所內(nèi)后臺與OCC及時觀察是否收到對應信號;遙測是現(xiàn)場調(diào)試人員通過對設備本體的加量,后臺與OCC及時觀測是否收到正確的測量值上傳。
地鐵運營是在建設基本完成后才開始接管,由于建設工期較為緊張,導致未能充分的進行地鐵供電PSCADA系統(tǒng)及設備調(diào)試,在運營調(diào)試期間難免會出現(xiàn)一些系統(tǒng)或是設備問題,下面列出了兩個3號線供電系統(tǒng)PSCADA調(diào)試初期發(fā)現(xiàn)的共性問題對其進行了分析討論。
(1)OCC 遙控直流饋線開關 211、212、213、214執(zhí)行失敗
在3號線聯(lián)調(diào)初期,調(diào)試人員發(fā)現(xiàn)當OCC遙控選擇牽混所直流饋線開關時,需要遙控多次才能成功,且命令下達直至執(zhí)行成功時間長達18s左右,遠超過國標《地鐵設計規(guī)范》中規(guī)定的時間。對于這一共性問題,最后經(jīng)分析討論發(fā)現(xiàn)是由于本體保護定值設置相比104問詢周期過長的原因。
悉知在OCC下發(fā)遙控直流饋線開關合閘命令后,饋線開關會啟動線路測試功能,只有在線路測試通過后,直流饋線開關才能夠?qū)崿F(xiàn)自動合閘,完成遙控執(zhí)行并返回遙信信息,所以必然會造成從遙控命令下發(fā)到執(zhí)行成功間隔超過10s。另外,由于OCC對下采用通訊采用IEC104協(xié)議,104協(xié)議執(zhí)行一個問詢循環(huán)的周期小于10s,可能造成循環(huán)周期內(nèi)主站在未獲得被控站遙控返回信息的情況下重新開始新的循環(huán),導致遙控執(zhí)行失敗。
針對這一問題可以考慮從以下方面解決:重新設置饋線直流開關保護定值,OCC遙控開關時多次操作。但由于保護定值的修改需經(jīng)設計、運營多方共同商討決定,因此可以選擇OCC多次操作的方式實現(xiàn)遙控操作。
(2)所內(nèi)自動化電力監(jiān)控系統(tǒng)通訊管理機主備切換不成功
在3號線供電PSCADA聯(lián)調(diào)期間,一直都有所內(nèi)自動化通信管理機主備切換不成功的問題出現(xiàn),直至現(xiàn)在空載試運行階段,個別站還曾出現(xiàn)過主備無法切換的問題。按照《地鐵設計規(guī)范》中規(guī)定的電力監(jiān)控系統(tǒng)必須有主/備通道切換的功能,保證OCC能夠?qū)╇娫O備進行實時監(jiān)控,因此這一問題必須在開通運營前全面解決。對此問題分析如下:
所內(nèi)自動化系統(tǒng)的主備機與OCC綜合監(jiān)控終端的主備網(wǎng)相連接,并以主網(wǎng)——A機,備網(wǎng)——B機的方式進行通信,在綜合監(jiān)控系統(tǒng)與所內(nèi)自動化系統(tǒng)均正常工作的情況下,OCC綜合監(jiān)控終端采用主網(wǎng)對下通訊,所內(nèi)自動化系統(tǒng)對應運行的也是主機,在綜合監(jiān)控的主網(wǎng)出現(xiàn)故障或是所內(nèi)自動化的A機運行不暢時,此時系統(tǒng)會自動啟用備網(wǎng)—B機的備網(wǎng)運行模式,此時,無論是綜合監(jiān)控的備網(wǎng)還是所內(nèi)自動化的B機只要有任意一個存在問題,均無法實現(xiàn)主備切換,從而導致通訊中斷,OCC無法監(jiān)控供電系統(tǒng)運行情況。同理,在綜合監(jiān)控主網(wǎng)與所內(nèi)自動化A機能夠正常通信的情況下,系統(tǒng)會主動切換到主網(wǎng)——A機通信模式。
運營后期若主/備網(wǎng)任一通道出現(xiàn)問題,主備切換不成功必然會造成全所通訊中斷,因此,在運營期若出現(xiàn)單個變電所通訊中斷時,在確定所內(nèi)通訊全部正常的情況下,可以通過主/備通道切換來判斷問題是出現(xiàn)在主通道還是備通道。
通過3號線供電PSCADA聯(lián)調(diào),發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)、設備存在的一些問題,及時整改,并從中得到經(jīng)驗,便于運營期處理故障分析問題,保障安全、穩(wěn)定運營。
[1]陳輝,章?lián)P.成都地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)大聯(lián)調(diào)的實施與思考[J].都市快軌交通,2011,24(01):45~48.
[2]沈衛(wèi)平.成都地鐵2號線綜合聯(lián)調(diào)策劃與實踐[J].都市快軌交通,2013,26(02):34~37.
[3]唐瀚,史浩山.分布式電力監(jiān)控系統(tǒng)中安全問題的研究與實現(xiàn)[J].電訊技術,2004,44(04):107~111.
[4]饒棋.淺談西安地鐵二號線電力監(jiān)控系統(tǒng)組成及其調(diào)試[J].城市建設理論研究:電子版,2013(4).
TH38
A
1004-7344(2016)25-0159-02
2016-8-10
葉維鈞(1989-),男,助工,本科,主要從事自動化技術管理方面工作。