對電力監控應用變電所綜合自動化系統的幾點思考

黃 偉

(南京地鐵運營有限責任公司，江蘇 南京 210012)

對電力監控應用變電所綜合自動化系統的幾點思考

黃 偉

(南京地鐵運營有限責任公司，江蘇 南京 210012)

1.南京地鐵十號線供電系統概述

南京地鐵十號號線由一號線安德門站接軌，路線全長24.511公里，其中地下12.327公里，高架12.184公里。共設14座車站，其中地下8座，分別為安德門、中勝、元通、奧體中心、夢都大街、綠博園、江心洲、臨江路、浦口萬匯城、南京工業大學、龍華路、文德路、雨山路。新建城西路停車場一處，同時對一號線小行車輛段進行監控。十號線控制中心設置在珠江路地鐵指揮中心。

供電系統是軌道交通各系統的動力能源和心臟，它主要包括主變電所（對于集中供電方式）、牽引供電系統、牽引網系統、變配電系統、電力監控系統（SCADA）和雜散電流防護系統。它的主要功能在于向軌道交通各機電設備系統提供安全和可靠的電力供應，滿足各系統的供電要求；供電系統的功能包括接受并分配電能的功能、降壓整流及通過接觸網傳輸直流電能的功能、降壓及動力配電的功能、各級供電網絡在正常、事故和災害情況下的控制、測量、監視、計量和調整的功能、安全操作連鎖功能和故障保護功能。

主變電所將來自于城市電網的高壓電源，降壓為地鐵使用的中壓，供給牽引供電系統和變配電系統。

牽引供電系統將來自于主變電所的中壓電源，通過中壓環網供電網絡分配給各牽引變電所，并通過牽引變電所降壓整流，變成供地鐵車輛使用的直流電源。

變配電系統將來自于主變電所的中壓電源，通過中壓環網供電網絡分配給各降壓變電所，并通過降壓變電所降壓，變成供地鐵動力照明等設備使用的低壓電源；該電源通過低壓配電系統供動力照明等設備使用。

牽引網系統將來自于牽引變電所的直流電源，通過架空接觸網和回流網供給地鐵車輛使用。

電力監控系統（SCADA）在地鐵控制中心，通過調度端、通道和執行端對整個地鐵供電系統的主要設備進行控制、監視和測量。

雜散電流防護系統的目標是盡量減少雜散電流，對地鐵內部及其附近金屬結構的腐蝕在地鐵工程設計壽命年限內不超過有關設計標準所規定的指標。

2. 變電所運行方式

根據變電所主接線方案，變電所主要運行方式概括如下：

2.1 AC35kV電源部分

正常運行時，兩回AC35kV進線分別向變電所AC35kV I段母線和II段母線供電，母聯開關斷開，兩段母線分列運行；

當一回AC35kV進線電源故障時，自投裝置動作，母聯開關合閘，由另一回進線電源負擔本所全部負荷。

2.2 直流牽引部分

正常運行時，兩套整流機組并聯運行，牽引網越區隔離開關分閘，相鄰的兩座牽引變電所構成雙邊供電方式，共同向其供電范圍內的電動機車供電；

正線與車輛段之間的接觸網聯絡開關常開，車輛段牽引變電所單獨向車輛段內接觸網供電；

運營初期，當其中一套整流機組發生故障時，另一套整流機組在其允許的負荷能力情況下，可維持向接觸網提供電源；

運營遠期，一套整流機組發生故障時，另一套整流機組同時退出運行，該牽引變電所解列。這時，與其相鄰的兩座牽引變電所通過故障所牽引變電所直流母線或接觸網越區隔離開關，共同對退出運行的牽引變電所供電范圍的電動機車進行越區大雙邊供電；

車輛段牽引變電所解列時，閉合正線與車輛段和停車場間的接觸網聯絡開關，由正線牽引變電所向車輛段支援供電。

2.3 降壓部分

正常運行時，兩臺動力變壓器分列運行，向整個車站及兩端相鄰半個區間的一、二、三級低壓負荷供電，AC0.4kV母聯開關常開。

當一臺動力變壓器因故障退出運行時，切除三級負荷，AC0.4kV母聯開關自動投入，由另一臺動力變壓器負擔全所供電范圍內的一、二級低壓負荷。

3. 變電所綜合自動化系統

系統結構

變電所綜合自動化系統由控制信號盤、綜合自動化監控網絡、間隔層綜合保護測控單元（以下簡稱：間隔單元）構成。

變電所綜合自動化系統應采用分層、分散、分布式網絡結構形式，包括：站級管理層、網絡通信層、間隔設備層設備。

當綜合保護測控單元由機電一體化開關設備供貨商提供時，本系統供貨商應通過配置所內通信網絡接口模塊使其納入到全所綜合自動化系統監控系統中。本系統供貨商作為變電所綜合自動化系統的集成方，必須負責整個變電所內的自動化系統總體功能的實現，完成所內所有設備間的聯動、閉鎖等功能。

間隔單元通過與一次開關設備、CT/PT等設備接口完成保護、控制、監測、數據采集，并通過間隔單元間的硬線連接完成所內安全聯鎖功能。間隔單元與站級管理層設備之間通過所內通信網絡組網實現數據交換，實現變電所站控層設備的集中控制、監視、測量、自動控制、數據集中管理、遠程通信等綜合自動化管理功能。間隔單元應不依賴于所內通信網，而能獨立完成本單元功能。

一般牽引降壓混合變電所及降壓變電所均按無人值班設計，不設集中監控臺；車輛段牽引降壓混合變電所臺式監控計算機和集中監控臺。

控制方式采用遠程控制、所內盤上集中控制、設備本體控制三級控制方式，三種控制方式相互閉鎖，以達到安全控制的目的。正常運行時采用遠程控制，當設備檢修時，采用所內集中控制或設備本體控制。一般在開關柜上設當地/遠方選擇開關

4. 發展趨勢

（1）綜合監控系統集成信號 ATS 系統是今后技術的發展趨勢，這是運營進一步提高監控水平和管理水平的需要，也是綜合監控系統集成水平上檔次的階段標志。我們欣喜的看到北京地鐵 6 號線已經開始邁出了國內集成 ATS 的第一步，各地也都在積極的準備之中。

（2）連最難的信號系統都集成了，其他互聯的系統向集成方向發展也將是大勢所趨。

（3）綜合監控系統集成和互聯的系統向著統一傳輸網絡平臺和全以太網的方向發展。

（4）地鐵線網的綜合監控系統向著統一系統平臺，實現線網內信息的互聯和互通信息共享方向發展。

（5）地鐵建設進入快速的發展時期，給各城市、地鐵公司、設計單位、系統集成商等各方面提供了良好的發展機遇。綜合監控系統為相關各方技術水平的提升和發展提供了練兵的舞臺，讓我們共同珍惜這個提高和發展的機遇，迎接新的挑戰。

K928

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1007-6344（2015）06-0153-01