地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)特性探討

歐國龍 廖宣偉 馬敏

摘 要：機鐵線路的安全、平穩(wěn)運行離不開電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以及時了解各種電力設(shè)備的運行狀態(tài)，并對存在的故障進行報警，本文主要對城市地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的特性展開分析和探討。

關(guān)鍵詞：地鐵;電力系統(tǒng)特性;監(jiān)控

對地鐵電力系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視，離不開SCADA系統(tǒng)的支持，需要采用計算機技術(shù)，在調(diào)度中心完成電力系統(tǒng)供電網(wǎng)絡(luò)、電力設(shè)備等狀態(tài)信息采集、二次設(shè)備控制和故障報警等，本文主要對地鐵電力系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)特性進行分析和討論。

1整體性

地鐵電力系統(tǒng)比較復(fù)雜，監(jiān)控系統(tǒng)采用兩級、三級的控制方式，不同管理層級間存在著緊密聯(lián)系而又相互獨立，需要對電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備運行狀態(tài)信息進行采集，在監(jiān)測中心把數(shù)據(jù)信息以圖像或表格的方式呈現(xiàn)給調(diào)度人員，監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)控制邏輯向電力系統(tǒng)發(fā)出控制指令，可以對地鐵電力系統(tǒng)進行監(jiān)測、控制和管理。車站級監(jiān)控系統(tǒng)可以對車站電力設(shè)備運行信息進行采集，如果控制級監(jiān)控系統(tǒng)或者通信回路存在故障，可以對車站范圍內(nèi)的電力系統(tǒng)進行監(jiān)控?，F(xiàn)場級測控要安裝在電力設(shè)備附近，與監(jiān)控中心和車站監(jiān)控系統(tǒng)通信協(xié)議可以相互兼容，可以進行實時地信息交互。監(jiān)控中心和車站級系統(tǒng)是地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的核心，不同層級的系統(tǒng)可以建立起完整的地鐵監(jiān)控系統(tǒng)。

2目的性

城市地鐵的運送頻率較高，輸送的客流也比較大，必須要保證地鐵電力系統(tǒng)的安全可靠供電，建立起電力監(jiān)控系統(tǒng)可以更好地保證地鐵運行安全，可以實現(xiàn)對地鐵電力系統(tǒng)中各類電力設(shè)備運行信息進行采集、發(fā)出控制指令、測量供電網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)和調(diào)整電力系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)等，對地鐵電力系統(tǒng)中的變配電所、供電網(wǎng)絡(luò)的進行分層級的監(jiān)測和控制，從而保證電力系統(tǒng)的正常運行，實現(xiàn)安全可靠運行的目的。

3相關(guān)性

地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)中的每個要素都是相互聯(lián)系和影響的，監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)與每個變電所控制單元的實時通信，接收變電所內(nèi)電力設(shè)備運行狀態(tài)信息，并輸出控制指令。變電站控制系統(tǒng)內(nèi)的局域網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)與IDE設(shè)備的信息交互，利用專用的信息通道來與調(diào)度主站進行聯(lián)系，不同系統(tǒng)間存在著緊密聯(lián)系和影響。

4適應(yīng)性

4.1自診斷、自恢復(fù)性能

地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該具備較好的容錯性能，關(guān)鍵部位和節(jié)點采取冗余設(shè) 計方式，控制軟件需要根據(jù)模塊化需要進行設(shè)計，軟件控制模塊可以應(yīng)用到不同的控制節(jié)點當(dāng)中，可以按著具體的使用情況來進行轉(zhuǎn)移，并具備軟件容錯能力，可以在系統(tǒng)硬件和軟件產(chǎn)生故障后，保證系統(tǒng)的正常運行。

4.2軟件在線編輯

監(jiān)控系統(tǒng)的軟件應(yīng)該具備很好的開放性，可以滿足將來系統(tǒng)功能增加的需求，比如，硬件數(shù)量增加、數(shù)據(jù)容量的提升等，不會地系統(tǒng)的整性穩(wěn)定性造成影響。

4.3通信接口標(biāo)準(zhǔn)化

實現(xiàn)電力設(shè)備通信接口標(biāo)準(zhǔn)化，是提高地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)安全性的關(guān)鍵。由于很多電力設(shè)備生產(chǎn)廠家都建立起各自的通信標(biāo)準(zhǔn)，這就是使得通信需要經(jīng)過轉(zhuǎn)換后才可以實現(xiàn)，建立起標(biāo)準(zhǔn)的通信平臺可以提高數(shù)據(jù)交互效率，保證數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全。

5復(fù)雜性

地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)多采用分層布置的方式，是一種大型的監(jiān)測控制系統(tǒng)，不同監(jiān)控站點形成的數(shù)據(jù)信息比較多，地鐵沿線還會設(shè)置多個變電所。監(jiān)控系統(tǒng)需要實時采集電力設(shè)備運行電壓、電流和功率等多種參數(shù)，把獲取到的數(shù)據(jù)信息利用計算機技術(shù)進行處理，在人機界面中把信息顯示出來，并在數(shù)據(jù)庫中進行保存。除此之外，地鐵多采用網(wǎng)絡(luò)化運行方式，存在著多條線路的交次，可能存在兩個線路共用變電站的問題，不同的監(jiān)控系統(tǒng)需要進行數(shù)據(jù)交互和復(fù)用，所以，變電站監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響著地鐵線路的安全運行，再加上地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的動態(tài)變化特點，地鐵監(jiān)控系統(tǒng)有著較高的復(fù)雜性。

6有序性

地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)與綜合接地保護系統(tǒng)、高壓供電系統(tǒng)、動力照明系統(tǒng)和牽引供電系統(tǒng)等組建而成，高壓供電系統(tǒng)把從發(fā)電廠輸送的電能進行升壓，然后通過輸配電網(wǎng)絡(luò)傳送到主降壓變電所，牽引供電系統(tǒng)把電網(wǎng)輸送的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榈罔F運行的機械能，動力照明系統(tǒng)則為地鐵車站區(qū)間照明、電梯、排水泵等進行供電，同時為通信、控制等系統(tǒng)提供電源。綜合接地系統(tǒng)在防雷保護、工作接地等方面發(fā)揮著作用，可以更好地保護工作人員的生命安全，提高地鐵系統(tǒng)的安全性。地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)負責(zé)對變電所、配電網(wǎng)運行狀態(tài)進行監(jiān)測和控制，對地鐵線路供電進行科學(xué)合理地調(diào)度，讓每個子控制系統(tǒng)可以更好的配合。

地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)是由運行調(diào)度主站管理系統(tǒng)、變電站自動化系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)構(gòu)成。調(diào)度主站管理系統(tǒng)是由WEB服務(wù)器、SCADA服務(wù)器、OPU工作站等構(gòu)成，采用以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)連接和通信，把采集到的數(shù)據(jù)處理之后，通過SCADA服務(wù)器輸送給控制節(jié)點，數(shù)據(jù)庫則把地鐵監(jiān)控系統(tǒng)中運行信息和參數(shù)保存到硬盤空間中。OPU工作站可以為工作人員提供良好的交互界面，調(diào)度管理人員可以進行實時監(jiān)視。變電站自動化系統(tǒng)是由站控層、間隔層和通信網(wǎng)絡(luò)組成，可以實現(xiàn)遠程控制功能，還可對變電所電力設(shè)備運行電流、電壓和功率等參數(shù)進行采集，根據(jù)控制邏輯進行聯(lián)鎖控制，把電力設(shè)備進行自動投切。通信系統(tǒng)采用冗余設(shè)計方案，控制軟件采用冗余算法，可以更好提高系統(tǒng)可靠性。

7開放性

地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)需要采取先進的通信控制手段，把監(jiān)控中心發(fā)出的控制命令傳輸?shù)浇K端設(shè)備，把采集電力設(shè)備運行信息并傳送到監(jiān)控中心，具有很好的開放性，實現(xiàn)與不同控制系統(tǒng)的連接?？梢耘c漏電保護監(jiān)測系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)連接，漏電監(jiān)測系統(tǒng)可以實時監(jiān)測電力設(shè)備和地鐵車輛中是否存在漏電電流，監(jiān)控中心可以根據(jù)漏電流情況進行報警，并切斷相關(guān)設(shè)備，還可以對電氣回路中的異常信息進行檢測?；馂?zāi)自動報警系統(tǒng)可以是否存在檢測是否存在安全隱患，及時通知工作人員，并啟動自動滅火系統(tǒng)，把火災(zāi)消除在初始階段。

8結(jié)束語

綜上所述，地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計需要充分了解系統(tǒng)特性，實現(xiàn)與多種子控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連接，提高控制系統(tǒng)的可靠性，保證地鐵線路的安全運行。

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