淺談天津市地鐵一號(hào)線綜合自動(dòng)化系統(tǒng)改造

羅星

摘 要：在我國電力系統(tǒng)中，10kV變電所使用最為廣泛，為了滿足當(dāng)前的穩(wěn)定供電要求，有必要對(duì)10kV變電所進(jìn)行綜合自動(dòng)化系統(tǒng)改造，以保證電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，文章主要結(jié)合具體10kV變電所實(shí)例，從改造內(nèi)容、方法兩方面對(duì)變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行了分析，可為類似工程處理提供借鑒。

關(guān)鍵詞：10kV；變電所；綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.132

1 項(xiàng)目概況

1.1 天津地鐵1號(hào)線工程概況

天津地鐵1號(hào)線工程線路全長26.187km，分別由地下隧道、地面線和高架線組成，其中既有地下線路7.335km，新建地下線路8.283km，高架線路8.718km，地面線路1.509km，過渡段0.343km。

全線共設(shè)22座車站、1處車輛段、1處停車場(chǎng)，其中高架站8座、地下站13座、地面車站1座。其中22車站從北到南為：劉園、西橫堤、果酒廠、本溪路、勤儉道、洪湖里、西站、西北角、西南角、二緯路、海光寺、鞍山道、營口道、小白樓、下瓦房、南樓、土城、陳塘莊、復(fù)興門、華山里、財(cái)經(jīng)學(xué)院、雙林，在劉園設(shè)停車場(chǎng)、在雙林設(shè)車輛段、在綜合維修基地內(nèi)設(shè)控制中心。

在雙林控制中心設(shè)SCADA主站系統(tǒng)，主站系統(tǒng)與被控站之間的傳輸通道結(jié)構(gòu)采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，主、備冗余配置，通信接口方式為RS-422，通信傳輸速率不低于9600bps。主站系統(tǒng)與被控站之間采用軟對(duì)時(shí)。

1.2 相關(guān)工程概況

天津地鐵1號(hào)線東延至國家會(huì)展中心先期工程，在雙林站前接軌，將雙林地面站改為地下站，拆除雙林站降壓變電所，新建為牽引降壓混合變電所。新建1套SCADA主站系統(tǒng)，1號(hào)線及1號(hào)線東延工程所有變電所均接入新建SCADA主站系統(tǒng)，同臺(tái)調(diào)度。新建SCADA主站系統(tǒng)與新建被控站之間的傳輸通道采用100M共享以太網(wǎng)通道，主、備冗余配置，通信接口方式為共享式單模以太網(wǎng)光口。新建SCADA主站系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)取自控制中心一級(jí)母鐘，新建被控站時(shí)鐘信號(hào)取自二級(jí)母鐘。

天津地鐵1號(hào)線通信傳輸系統(tǒng)改造，為1號(hào)線每個(gè)變電所提供2個(gè)RS422串口、2個(gè)以太網(wǎng)光口，1號(hào)線變電所與新建SCADA主站系統(tǒng)之間的傳輸通道為100M共享以太網(wǎng)通道。

1.3 改造項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目對(duì)天津地鐵1號(hào)線27座變電所（不包含雙林站降壓變電所）綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行改造，主要是對(duì)站級(jí)管理層的主要設(shè)備進(jìn)行升級(jí)更新，對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行升級(jí)，接入二級(jí)母鐘時(shí)鐘信號(hào)，并配合接入新建SCADA主站系統(tǒng)。

2 項(xiàng)目內(nèi)容

（1）利用既有屏體，將屏內(nèi)主要設(shè)備進(jìn)行升級(jí)更新，包括更換通信服務(wù)器、路由器等，以及對(duì)附件進(jìn)行更新，包括繼電器、網(wǎng)線、轉(zhuǎn)換開關(guān)、指示燈等。

（2）牽引變電所控制信號(hào)盤內(nèi)新增1臺(tái)規(guī)約轉(zhuǎn)換器（包括8塊規(guī)約轉(zhuǎn)換板及2塊電源板），更換2臺(tái)通信服務(wù)器、1臺(tái)路由器以及附件等。

（3）降壓變電所控制信號(hào)盤內(nèi)新增1臺(tái)規(guī)約轉(zhuǎn)換器（包括4塊規(guī)約轉(zhuǎn)換板及2塊電源板），更換1臺(tái)通信服務(wù)器、1臺(tái)路由器以及附件等。

（4）主變電所更換1臺(tái)通信服務(wù)器、4臺(tái)路由器以及附件等。

（5）更換后通信服務(wù)器及路由器為廠家當(dāng)前主流產(chǎn)品，且同時(shí)具備串口422、光以太網(wǎng)口。

（6）以上硬件設(shè)備的更換升級(jí)。

（7）變電所綜自系統(tǒng)軟件進(jìn)行升級(jí)，軟件功能更加完善先進(jìn)，且上傳通信規(guī)約為網(wǎng)絡(luò)104規(guī)約。

（8）控制信號(hào)盤內(nèi)接入二級(jí)母鐘時(shí)鐘信號(hào)，接口方式為串口422，控制室與通信機(jī)械室之間需新敷設(shè)串口通信電纜。

3 變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)改造的方法

3.1 二次設(shè)備改造

變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通過冗余的通信通道實(shí)現(xiàn)與電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信，接受電力調(diào)度中心的控制命令，向電力調(diào)度中心傳送變電所操作、事故、預(yù)告、測(cè)量等信息。全線所有變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通過電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息匯總，并實(shí)現(xiàn)控制中心、變電所控制室對(duì)變電所的統(tǒng)一調(diào)度管理。電力監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可以獨(dú)立運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的正常功能。

系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備在控制信號(hào)盤內(nèi)集中組屏安裝。變電所控制采用三級(jí)控制方式，即電力調(diào)度中心控制、所內(nèi)控制信號(hào)盤上集中控制、設(shè)備本體控制。三種控制方式相互閉鎖，以達(dá)到安全控制的目的。

通過改造后，變電所綜合自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)變電所各種設(shè)備的控制、監(jiān)視、聯(lián)鎖/閉鎖、電流、電壓、功率、電度的采集等功能。系統(tǒng)包括但不限于以下功能，招標(biāo)人保留對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)一步細(xì)化及修改的權(quán)力。

3.2 電力監(jiān)控系統(tǒng)改造

電力監(jiān)控系統(tǒng)由設(shè)在華苑控制中心的主站、設(shè)在沿線的各變電所（被控站）內(nèi)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、傳輸通道及復(fù)示系統(tǒng)組成。用于實(shí)現(xiàn)對(duì)沿線各變電所內(nèi)電氣設(shè)備的遙控、遙信、遙測(cè)、遙調(diào)功能，監(jiān)控范圍包括沿線各變電所的變配電設(shè)備、接觸軌電動(dòng)開關(guān)設(shè)備。

本工程在華苑控制中心新設(shè)1套電力監(jiān)控主站系統(tǒng)，用于對(duì)1號(hào)線全線（包括既有1號(hào)線及1號(hào)線東延工程）供電設(shè)備的調(diào)度管理，既有1號(hào)線及1號(hào)線東延工程全部變電所（不包括既有1號(hào)線將拆除的雙林站變電所）接入華苑控制中心新設(shè)電力監(jiān)控主站系統(tǒng)；在機(jī)場(chǎng)大道站及車輛段供電維修工區(qū)分別設(shè)1套復(fù)示系統(tǒng)；既有雙林控制中心電力監(jiān)控主站系統(tǒng)及雙林車輛段復(fù)示系統(tǒng)退出運(yùn)行，全部硬軟件設(shè)備轉(zhuǎn)作備件。

電力監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)采用1：N的集中監(jiān)控方式。各被控站與主站（即控制中心）之間的通信規(guī)約，優(yōu)先采用國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約IEC-60870-5-104規(guī)約。網(wǎng)絡(luò)為冗余網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)語

通過以上所述的改造方法、內(nèi)容，可增強(qiáng)變電所供電可靠性、改善電能質(zhì)量，提高電網(wǎng)運(yùn)行管理水平并為無人或少人值班奠定基礎(chǔ)，對(duì)類似工程的改造實(shí)踐具有一定的參考價(jià)值。另外變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)改造涉及內(nèi)容較多，還需在工程實(shí)施中做好前期規(guī)劃、加強(qiáng)管理，以免影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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