知識城線1 500 V隔離開關(guān)與PSCADA系統(tǒng)接口分析

摘 要：接觸軌線路隔離開關(guān)是城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)中的重要組成設(shè)備，作用于連通或斷開接觸軌供電分段，以提高供電靈活性。隨著計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，城市軌道交通開始普遍應(yīng)用綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)?，F(xiàn)結(jié)合知識城線對PSCADA系統(tǒng)與1 500 V隔離開關(guān)接口進行技術(shù)分析，以加深對系統(tǒng)接口的認識。

關(guān)鍵詞：知識城線;隔離開關(guān);PSCADA;接口

1? ? 隔離開關(guān)與PSCADA系統(tǒng)簡介

1.1? ? 隔離開關(guān)簡介

廣州市軌道交通知識城線1 500 V隔離開關(guān)采用的是德雷希爾（西安）電氣有限公司的電動隔離開關(guān)，能在無負荷情況下進行分合閘，對被檢修的DC1 500 V線路與相鄰DC1 500 V線路或斷路器設(shè)備進行電氣隔離。它由隔離開關(guān)刀閘本體、操作桿、電動操作機構(gòu)箱組成。電動操作機構(gòu)箱由電機回路、控制回路、加熱回路和接線端子排組成，機構(gòu)箱內(nèi)端子排與PSCADA系統(tǒng)的測控單元端子排進行電氣連接。

1.2? ? PSCADA系統(tǒng)簡介

廣州市軌道交通知識城線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化系統(tǒng)。PSCADA系統(tǒng)由主控系統(tǒng)、一體機PPC-8170、通信管理機KF6510、交換機PT7528、測控單元KF6570組成。

PSCADA系統(tǒng)對隔離開關(guān)控制部件為測控單元KF6570。PSCADA遠動電動操作通過變電所SCADA或者主控系統(tǒng)對測控單元發(fā)送控制命令，從而實現(xiàn)對接觸器的控制，達到對隔離開關(guān)進行遠動分合閘控制的目的。

2? ? 隔離開關(guān)與PSCADA系統(tǒng)硬接線情況

隔離開關(guān)與PSCADA系統(tǒng)硬接線有四種：遙控信號接線、遙信信號接線、閉鎖信號接線和位置信號接線，電氣連接至PSCADA測控單元的3D遙控、4D遙信、5D閉鎖端子排。

2.1? ? 遙控信號接線

測控單元對隔離開關(guān)機構(gòu)箱的遙控信號接線有3處，在實際運用中，隔離開關(guān)機構(gòu)端子排連接至測控單元的編號一致，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）。

遠動遙控控制原理：當(dāng)主控或SCADA下發(fā)合控制（或分控制）指令時，KF6570就會輸出一個脈沖信號，分、合控制開關(guān)會瞬時接通一個脈沖信號。接通的過程中，3D遙控控制線接通，對隔離開關(guān)機構(gòu)箱輸出一個控制電壓。

2.2? ? 遙信信號接線

測控單元對隔離開關(guān)機構(gòu)箱的遙信信號接線有5處，在實際運用中，隔離開關(guān)機構(gòu)端子排連接至測控單元的編號一致，均為X1：24（合閘信號）、X1：8（分閘信號）、X1：40（操作回路斷線信號）、X1：42（電機過熱信號）、X1：44（遠方操作信號）。

2.3? ? 閉鎖信號接線

測控單元對隔離開關(guān)機構(gòu)箱的閉鎖信號接線有兩處，在實際運用中，隔離開關(guān)機構(gòu)端子排連接至測控單元的編號一致，均為X1：6（閉鎖信號端子1）、X1：7（閉鎖信號端子2）。

2.4? ? 位置信號接線

測控單元對隔離開關(guān)機構(gòu)箱的分合閘位置信號接線有兩處，在實際運用中，隔離開關(guān)機構(gòu)端子排連接至測控單元的編號一致，均為X1：26（合位位置信號）、X1：10（分位位置信號）。

3? ? PSCADA系統(tǒng)報文與隔離開關(guān)故障

PSCADA系統(tǒng)報文與預(yù)先設(shè)置的信息點表一一對應(yīng)，信息點表是PSCADA系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)。通過精確的點表信息，PSCADA系統(tǒng)可以實時、準(zhǔn)確地把供電系統(tǒng)的設(shè)備狀態(tài)、報警信息顯示出來，并實現(xiàn)遠程控制。同時，通過PSCADA系統(tǒng)故障報文報警信息，可以定位故障點，以便快速排除故障。

3.1? ? 遙控點表

遙控點表分“隔開分控制”和“隔開合控制”兩種，是主控或SCADA對隔離開關(guān)進行分合閘控制時顯示的控制報文。

3.2? ? 遙信點表

遙信點表對應(yīng)報警信息有5種，具體如下：

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

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

（3）“隔開操作回路斷線”：即操作回路斷線信號端子（X1：40—X1：41）開路時，PSCADA系統(tǒng)顯示該報文;

（4）“隔開電機過熱”：即機構(gòu)動作超時信號（X1：42—X1：43）閉合時，PSCADA系統(tǒng)顯示該報文;

（5）“隔開遠方操作”：即遠方操作信號（X1：44—X1：45）閉合時，PSCADA系統(tǒng)顯示該報文。

4? ? 接口故障類型及原因分析

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

4.1? ? “控制合/分失敗，返回校驗不通過”

“控制合/分失敗，返回校驗不通過”是由主控系統(tǒng)的RCC檢驗機制（圖1）產(chǎn)生的，當(dāng)主控下發(fā)分合控制指令后，系統(tǒng)會開始計時，20 s（整定）內(nèi)如果沒收到開關(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)就會判斷檢驗不通過，控制失敗，從而出現(xiàn)“控制合/分失敗，返回校驗不通過”。

因此，當(dāng)隔離開關(guān)接觸器故障、PSCADA系統(tǒng)接線開路故障、測控單元KF6570故障等時，均會出現(xiàn)“控制合/分失敗，返回校驗不通過”報警信息。

4.2? ? “隔離開關(guān)位置，未定義狀態(tài)”

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

因此，當(dāng)輔助開關(guān)金屬片未到位、分/合閘位置輔助接點接觸不良、測控單元KF6570故障等時，均會出現(xiàn)“隔離開關(guān)位置，未定義狀態(tài)”報警信息。

5? ? 改進措施

接口問題的難點一般在于接口故障問題，為了能夠在發(fā)生接口故障時快速找到故障點，解決故障，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，提出以下3點接口問題改進措施：

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

（3）PSCADA系統(tǒng)增設(shè)隔離開關(guān)遙信信息點表，顯然目前的5種遙信報警信息不能滿足對現(xiàn)場隔離開關(guān)故障報警信息的需求，還應(yīng)增設(shè)接觸器報警信息、電機線圈溫度報警信息等。

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收稿日期：2020-03-27

作者簡介：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。