低壓智能監控系統在地鐵系統中的應用研究

胡偉軍

摘要：地鐵的出現緩解了城市交通擁堵的巨大壓力，地鐵成為各大城市的標志性項目。雖然地鐵得到了廣泛應用，但是地鐵低壓系統的監控技術及管理工作仍是不可忽視的重點工作，如地鐵低壓系統中的設備運行情況、故障信息、相關維護問題等都需要我們及時解決。本文從不同角度探究了低壓智能監控系統在地鐵系統中的應用。

關鍵詞：地鐵；低壓智能監控方案；地鐵低壓系統

現代信息技術的飛速發展推動了科技的進步，地鐵的正常運行也離不開信息技術的支持，尤其是地鐵低壓監控系統的智能化延伸，需要現代信息技術作后盾，以提高地鐵的工作效率。

1 地鐵低壓系統及監控系統的相關分析

1.1 地鐵低壓系統的相關分析

1.1.1 用電負荷分類

在一般情況下，地鐵用電負荷可分為3個等級。

首先是一級負荷，主要包括不間斷電源、應急的照明設備、消防報警設備、電梯設備、車站公共區及各項照明系統，通訊、信號、電力監控，防排煙、綜合監控、自動售檢票系統以及車站內的電扶梯、屏蔽門、消防水泵、車站廢水泵、區間廢水泵、防水門等系統用電。

其次是二級負荷，主要包括一些房屋內部的照明設備、常用的通風設備、排水泵、日常用的電梯以及運行中生產和維修所用設施、試驗設施、停車庫及檢測停車庫照明系統、雨水排放泵、列車維修車間系統等用電。

最后是三級負荷，主要包括一些地鐵車站的風機設備、空調設備、廣告照明設備、打掃衛生用到的設備等用電。

1.1.2 地鐵低壓系統的組成

這一系統主要由3個部分組成，分別是降壓變電所、0.4kV開關柜、環控電控柜。降壓變電所主要針對兩臺變壓器設置了兩個相對獨立的電源，進而完成供電任務。0.4kV開關柜主要針對低壓系統設備配電。環控電控柜主要針對地鐵內包含的通風系統的控制和管理，使用的電源是上文提到的第二個組成結構提供的。

1.2 地鐵監控系統的相關分析

在地鐵監控系統中，低壓智能監控系統的主要任務是實時監控變電所的進線斷路器、三級負荷總開關、母聯斷路器的工作現狀，并把采集到的信息及時上傳，從而達到對其進行實時的監控、檢測和通信，同時還可以對其他系統的數據進行有效的收集和傳遞。每個回路監控需求主要有以下方面。

首先需要把進線及母線分開層次，也就是對其進行遠程控制、遠程監測以及遠程查看設備狀態的監控。遠程控制主要是負責地鐵中斷路器閘的分與合、開關部位母線聯接自投功能開關以及斷路器還原等控制；遠程監測是對各項有功或無功電流、功率、電度進行控制；遠程查看是對地鐵中各工作環節、監測環節、斷路器運行狀態、電壓狀態等實施遠程檢查。

其次是要落實三級負荷總開關的遠程操控。一是實現遠程控制，斷路器分/合閘控制；二是實現遠程監測，對電壓、電流的檢查監測；三是達到遠程查看運行狀態的目的，也就是對地鐵的斷路器故障報警狀況、跳閘報警、工作及測試位、工程儲備狀況、現場及遠程狀態等進行查看。

再次是實現變電所內其他回路的遠程操控。一是需要實現變電所回路的遠程控制；二是實現遠程監測，對照明系統的回路三相或單相電流電度監測；三是對地鐵斷路器的連接或斷開、跳閘系統的保護報警等進行查看。

1.3 不同監控方案的比較

首先是集中式控制方案，也就是通過對控制線連接的形式，在低壓柜中裝設模擬儀表和變送器設備，從而實現對制動控制元件的集中配置。

其次是分層分布控制方案。這種控制方式主要可以分為工作場所和現場智能場所兩種。后者的內部設置了微型處理器，就是將信息的收集、處理、通訊及優化等結合為一個整體進行鑲嵌式智能裝設或分散裝設在低壓柜或環控電控柜中。

最后是通過兩種監控方式的對比我們可以發現，分層分布控制方案明顯比較安全可靠且操作簡便、抗干擾的能力較強，所以這種控制方式更適合應用于地鐵降壓所的低壓智能監控系統。

1.4 低壓智能監控系統的相關分析及其在地鐵中的應用

地鐵低壓智能監控系統主要由3個部分組成，分別是車站級工作站、現場智能模塊、現場工作總線。為了提高其運行的安全性，可以將冗余配置運用到低壓智能監控分層分布系統中，利用5種雙絞屏蔽線對其進行傳遞。地鐵車站以及周邊區間中的低壓系統主要由車站級工作站對其實施制動管理和監控。如果將冗余配置運用到降壓所低壓控制中，通過兩臺控制器互相冗余，即使有一臺控制器出現故障，系統也可以保持正常的運行狀態。

在通常情況下，現場智能模塊被設置在低壓配電柜及環控電控柜單元內，其主要任務是完成低壓監控系統的遠程監控。通過利用現場冗余總線可以實現其互相連接的需求，還可以有力保證電控系統與環控設備的有效通信，即使出現單點的故障缺陷，也不會使整個數據受到牽連而無法傳輸，確保總線上傳輸功能的良好。冗余控制器的使用實現了網絡交換機與通信協議轉換接口以及車站級綜合監控系統之間的協調聯系，從而準確對控制指令及現場數據進行傳達接收。

2 結語

地鐵的正常運行離不開監控系統的支持，無論地鐵運行過程中是否發生意外，地鐵低壓智能監控系統都能實現對地鐵運行的安全監控、智能檢測以及信息上傳等，還能實現低壓系統的智能檢測管理，及時發現、分析、解除故障，在一定程度上降低了地鐵維修和運營成本，具有較為廣闊的發展前景。