城市軌道交通變電所PSCADA系統聯調工藝

付香滇

0 引言

PSCADA（Power Supervisory Control And Data Acquisition）即電力監控系統是城市軌道交通的重要組成部分，是城市軌道交通供電安全的關鍵環節之一，應用于整個供電系統的監視和控制部分。

1 PSCADA 系統簡介

PSCADA 系統對城市軌道交通變電所的高壓66～110 kV 設備、中壓10～35 kV 設備、直流 750 V 或直流1500 V 設備、低壓400 V 設備、交直流電源屏、排流柜、軌道電位限制裝置等對象進行監控，實現對各種設備的控制、信息采集、數據分析、遠方維護、統計報表、事故報警、畫面調閱、立式數據查詢等功能。

城市軌道交通變電所綜合自動化系統由站級管理層、間隔層設備、網絡層構成。站級管理層由控制信號盤、通訊控制器單元、后臺監控計算機、維護計算機組成，完成對全所設備的監視、控制和維護功能，同時還實現與調度主控系統的通信。間隔層設備包括智能通信接口裝置、保護測控裝置，這些均分布安裝于各類組合電器、開關柜中。網絡層采用基于TCP/IP 標準的高抗干擾的光纖以太網絡，從而實現對種類繁多的現場總線接口的統一。

2 調試準備

2.1 調試前準備

（1）所有設備單體調試完畢。 （2）與各開關柜內安裝的GM-MCOM-A 裝置建立通訊連接，即PSCADA 內部網絡的連接，以及其他通信接口的連接（交直流屏、溫控器、整流器），與OCC（運行控制中心）可以實現正常通訊，并且各自一次圖顯示正確。

2.2 廠家配合準備

為確保PSCADA 系統聯調順利開展，調試之前所有涉及供電系統系統聯調的廠家單位必須全部到場。

3 調試流程及步驟

3.1 調試流程

PSCADA 系統調試流程：遙信功能測試→遙測信息測試→遙控功能測試→整定值讀取功能測試。

3.2 調試步驟

（1）遙信功能測試步驟如下：

a.變電所內值班人員打開變電所一次圖畫面；

b.OCC 人員打開牽引變電所一次接線圖畫面；

c.供電專業送變電人員確認現場實際設備狀態和開關刀閘位置；

d.供電專業人員通過繼電保護裝置模擬開關柜信號；

e.PSCADA 和OCC 各自一次圖顯示變位信息正確；

f.綜合監控確認收到變位信號。

以上過程成功執行后，表明遙信操作成功。

（2）遙測信息測試步驟如下：

a.變電所內值班人員打開變電所一次圖畫面；

b.OCC 人員打開變電所一次接線圖畫面；

d.供電專業送變電人員在現場1 500 V 保護裝置上查看各種測量數值，OCC 人員在畫面上檢查是否遙測值和現場保護裝置測量值相近；

e.供電專業人員在現場400 V保護裝置上查看各種測量數值，OCC 人員在畫面上檢查是否遙測值和現場保護裝置測量值相近。

以上過程成功執行后，表明遙測操作成功。

（3）遙控功能測試步驟如下：

a.變電所內值班人員打開變電所一次圖畫面；

b.OCC 人員打開變電所一次接線圖畫面；

最嚴格水資源管理制度進一步落實。起草了《自治區最嚴格水資源管理制度實施意見》《自治區實行最嚴格水資源管理制度考核辦法》。完成盟市、旗縣“三條紅線”控制指標分解確認，建立起覆蓋三級行政區域的“三條紅線”指標體系，并納入自治區黨委組織部對各盟市領導班子年度目標考核體系。出臺了《自治區地下水管理辦法》，自2013年10月1日起施行。自治區水資源管理系統一期工程建設基本完成，對全區80家重點用水企業實施了在線監控。開展了全區地下水專項執法檢查，核查關閉自備水源井，治理區域違規取用地下水行為。呼和浩特市、鄂爾多斯市全國節水型社會建設試點通過水利部驗收。

c.供電專業送變電人員確認現場實際設備狀態和開關刀閘位置；

d.供電專業送變電人員將所有開關切換到遠方狀態；

e.PSCADA 確認接受遠方位置信號；

f.變電所內PSCADA 人員在控制信號屏上將控制權限切換到OCC；

g.OCC 收到遠方位置信號后開始下發控制命令，如以控制開關合閘為例（具體測試內容按照測試報名逐項進行）；

h.供電專業確認被控開關已變為合位；

i.OCC 和PSCADA 各自系統一次圖上正確顯示被控開關合位信號。

以上過程成功執行后，表明遙控操作成功。

（4）定值讀取功能測試步驟如下：

a.變電所內值班人員調出變電所定值讀取畫面；

b.OCC 人員調出變電所定值讀取畫面；

c.OCC 執行定值召喚指令，讀取上送的定值信號，并且和PSCADA 人員以及供電專業人員核對數據的正確性；

d.若讀取的數值正確，則表明成功執行該指令。

3.3 測試內容及方法

PSCADA 系統主要由牽引變電所，降壓變電所，車輛段牽引變電所自動化系統及隔離開關監控系統組成，下文分3 部分分別說明需要測試的項目。測試將由綜合監控系統及電力監控系統承包商共同驗證。測試應由綜合監控系統承包商牽頭，電力監控系統承包商須配合，測試程序及測試報告由綜合監控系統承包商提交。

（1）牽引變電所。

牽引變電所自動化系統的站級管理層由安裝于控制信號盤內的智能綜合測控裝置（含智能監控單元GM-Mcon 和智能通信接口單元GM-Mcom- B）、主控管理單元及15″彩色液晶顯示器等組成。同時系統還配置有在檢修維護時接入的便攜式維護計算機，以完成對所內供電設備的監控功能及變電所自動化系統的維護功能。牽引變電所自動化系統站級管理層中的主控管理單元、智能綜合測控裝置、光電通信接口模塊的功能及配置同牽引變電所自動化系統。

在牽引變電所自動化系統中，安裝于35 kV、1 500 V、400 V 間隔層開關柜中的光電通信接口模塊GM-Mcom-A通過4芯室內金屬鎧裝軟光纜經控制信號盤內的光纖通信接口模塊連接到8 口工業以太網交換機上。

交直流電源裝置監控單元、鋼軌電位限制裝置、排流柜、整流變壓器溫控器、整流器監控單元、動力變溫控器等智能裝置通過通信接口與智能通信接口單元GM-Mcom-B 或光電通信接口模塊GM-Mcom-A 相連；接觸網電動隔離開關、軌電位限制裝置等采用硬接點方式接入智能通信接口單元GM-Mcom-B 和智能監控單元GM-Mcon。

其測試項目見表1。

（2）降壓變電所。

降壓變電所自動化系統的站級管理層、網絡通信層與牽引變電所自動化系統相同，區別于監控內容無直流1 500 V 部分相關接口設備。在降壓變電所自動化系統中，安裝于35 kV、400 V 間隔層開關柜中的光電通信接口模塊GM-Mcom-A 通過4芯室內金屬鎧裝軟光纜經控制信號盤內的光纖通信接口模塊連接到8 口工業以太網交換機上。

交直流電源裝置監控單元、鋼軌電位限制裝置、動力變溫控器等智能裝置通過通信接口與智能通信接口單元GM-Mcom-B 或光電通信接口模塊GM-Mcom-A 相連

其測試項目見表2。

表1 牽引變電所測試項目表

表2 降壓變電所測試項目表

（3）車輛段牽引變電所自動化系統及隔離開關監控系統。

位于成都地鐵2 號線一期工程車輛段內的牽引變電所設置1 套變電所自動化系統以及1 套后臺監控計算機系統。在車輛段還設置1 套隔離開關監控系統，對車輛段內的所有電動隔離開關實現遠程實時監控。車輛段隔離開關監控系統通過RS485與控制信號盤內智能綜合測控裝置的智能通信接口單元GM-Mcom-B 相連，從而接入車輛段牽引變電所自動化系統內。在車輛段牽引變電所自動化系統中，安裝于35 kV、1 500 V、400 V 間隔層開關柜中的光電通信接口模塊GM-Mcom-A通過4芯室內金屬鎧裝軟光纜經控制信號盤內的光纖通信接口模塊連接到8 口工業以太網交換機上。與牽引變電所自動化系統一致。

交直流電源裝置監控單元、鋼軌電位限制裝置、整流變壓器溫控器、整流器監控單元、動力變溫控器等智能裝置通過通信接口與智能通信接口單元GM-Mcom-B 或通信節點機GM-Mcom-A 相連。

車輛段牽引變電所內的電動隔離開關監控由車輛段隔離開關監控系統實現，控制信號盤內的通信控制器軟件不做隔離開關的控制。

車輛段內設置的隔離開關監控系統對車輛段內的所有電動隔離開關實現遠程實時監控。該系統由 1 套帶有觸摸式 10″彩色液晶顯示器的SIEMENS S7-300 系列 PLC 監控主站，5 套SIEMENS S7-300 系列PLC 監控子站，以及由PROFIBUS 光纖環網構成的通信網絡組成。

隔離開關控制采用三級控制方式，即遠程控制、所內隔離開關監控主站屏上集中控制、設備本體控制。

隔離開關監控系統的站級管理層由安裝于車輛段牽引變電所控制信號屏內的PLC 監控主站及觸摸式10″彩色液晶顯示器組成。隔離開關監控系統的網絡通信層由光纖環網及其相關的光電轉換設備（OLM）及附件組成。隔離開關監控系統的間隔設備層由分散安裝于監控子站設備箱內的PLC 監控子站單元組成。監控子站設備箱分散安裝于車輛段的電動隔離開關旁，箱體內除安裝監控子站設備外，還含有光纜終端盒等其他附件設備。 其測試項目見表3。

表3 車輛段牽引變電所PSCADA 系統測試項目表

4 安全管理及措施

PSCADA 系統調試安全管理及措施如下：

（1）調試作業前，必須由負責人對調試工作中的上電方法、接線方式、調試流程進行安全技術交底。

（2）調試作業前，應對所有用電設備、線路進行檢查，防止線路老化和損壞。

（3）調試作業前，采取相應的測量驗電等措施，確認全線停電范圍滿足系統聯調要求，做好相應的接地保護措施。

（4）涉及升壓或升流調試作業時，必須派專職安全員現場監督，封閉作業區域，掛警示標志。

（5）涉及接口調試的內容，未經授權，任何一方不得因調試自己方設備擅自啟動相關接口設備。聯調開始前，確保相關的系統及接口設備處于安全狀態。

（6）調試作業的請點、銷點及相關手續按成都地鐵規章制度辦理。

5 總結與建議

（1）加強與綜合監控承包商溝通，在調試前仔細核對相關調試內容，如點表等，對各自功能進行相互了解，避免在調試過程中出現數據不符等情況，影響調試工作順利進行。

（2）希望運營單位能在調試前提出相應需求，最好是在施工過程中將相應需求全部考慮進去，避免在調試過程中系統功能無法滿足運營要求。

（3）供電系統承包商在控制信號屏安裝過程中應充分考慮及預留綜合監控設備的安裝接線位置。

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[3]王開滿，王軍，張慎明.城市軌道交通自動化綜合監控系統的集成模式[J].城市軌道交通研究，2007，（3）：57-62.