低壓智能監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

胡偉軍

摘要：地鐵的出現(xiàn)緩解了城市交通擁堵的巨大壓力，地鐵成為各大城市的標(biāo)志性項(xiàng)目。雖然地鐵得到了廣泛應(yīng)用，但是地鐵低壓系統(tǒng)的監(jiān)控技術(shù)及管理工作仍是不可忽視的重點(diǎn)工作，如地鐵低壓系統(tǒng)中的設(shè)備運(yùn)行情況、故障信息、相關(guān)維護(hù)問題等都需要我們及時(shí)解決。本文從不同角度探究了低壓智能監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地鐵；低壓智能監(jiān)控方案；地鐵低壓系統(tǒng)

現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展推動(dòng)了科技的進(jìn)步，地鐵的正常運(yùn)行也離不開信息技術(shù)的支持，尤其是地鐵低壓監(jiān)控系統(tǒng)的智能化延伸，需要現(xiàn)代信息技術(shù)作后盾，以提高地鐵的工作效率。

1 地鐵低壓系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)分析

1.1 地鐵低壓系統(tǒng)的相關(guān)分析

1.1.1 用電負(fù)荷分類

在一般情況下，地鐵用電負(fù)荷可分為3個(gè)等級(jí)。

首先是一級(jí)負(fù)荷，主要包括不間斷電源、應(yīng)急的照明設(shè)備、消防報(bào)警設(shè)備、電梯設(shè)備、車站公共區(qū)及各項(xiàng)照明系統(tǒng)，通訊、信號(hào)、電力監(jiān)控，防排煙、綜合監(jiān)控、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)以及車站內(nèi)的電扶梯、屏蔽門、消防水泵、車站廢水泵、區(qū)間廢水泵、防水門等系統(tǒng)用電。

其次是二級(jí)負(fù)荷，主要包括一些房屋內(nèi)部的照明設(shè)備、常用的通風(fēng)設(shè)備、排水泵、日常用的電梯以及運(yùn)行中生產(chǎn)和維修所用設(shè)施、試驗(yàn)設(shè)施、停車庫(kù)及檢測(cè)停車庫(kù)照明系統(tǒng)、雨水排放泵、列車維修車間系統(tǒng)等用電。

最后是三級(jí)負(fù)荷，主要包括一些地鐵車站的風(fēng)機(jī)設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、廣告照明設(shè)備、打掃衛(wèi)生用到的設(shè)備等用電。

1.1.2 地鐵低壓系統(tǒng)的組成

這一系統(tǒng)主要由3個(gè)部分組成，分別是降壓變電所、0.4kV開關(guān)柜、環(huán)控電控柜。降壓變電所主要針對(duì)兩臺(tái)變壓器設(shè)置了兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的電源，進(jìn)而完成供電任務(wù)。0.4kV開關(guān)柜主要針對(duì)低壓系統(tǒng)設(shè)備配電。環(huán)控電控柜主要針對(duì)地鐵內(nèi)包含的通風(fēng)系統(tǒng)的控制和管理，使用的電源是上文提到的第二個(gè)組成結(jié)構(gòu)提供的。

1.2 地鐵監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)分析

在地鐵監(jiān)控系統(tǒng)中，低壓智能監(jiān)控系統(tǒng)的主要任務(wù)是實(shí)時(shí)監(jiān)控變電所的進(jìn)線斷路器、三級(jí)負(fù)荷總開關(guān)、母聯(lián)斷路器的工作現(xiàn)狀，并把采集到的信息及時(shí)上傳，從而達(dá)到對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控、檢測(cè)和通信，同時(shí)還可以對(duì)其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的收集和傳遞。每個(gè)回路監(jiān)控需求主要有以下方面。

首先需要把進(jìn)線及母線分開層次，也就是對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)以及遠(yuǎn)程查看設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控。遠(yuǎn)程控制主要是負(fù)責(zé)地鐵中斷路器閘的分與合、開關(guān)部位母線聯(lián)接自投功能開關(guān)以及斷路器還原等控制；遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)是對(duì)各項(xiàng)有功或無功電流、功率、電度進(jìn)行控制；遠(yuǎn)程查看是對(duì)地鐵中各工作環(huán)節(jié)、監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)、斷路器運(yùn)行狀態(tài)、電壓狀態(tài)等實(shí)施遠(yuǎn)程檢查。

其次是要落實(shí)三級(jí)負(fù)荷總開關(guān)的遠(yuǎn)程操控。一是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，斷路器分/合閘控制；二是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，對(duì)電壓、電流的檢查監(jiān)測(cè)；三是達(dá)到遠(yuǎn)程查看運(yùn)行狀態(tài)的目的，也就是對(duì)地鐵的斷路器故障報(bào)警狀況、跳閘報(bào)警、工作及測(cè)試位、工程儲(chǔ)備狀況、現(xiàn)場(chǎng)及遠(yuǎn)程狀態(tài)等進(jìn)行查看。

再次是實(shí)現(xiàn)變電所內(nèi)其他回路的遠(yuǎn)程操控。一是需要實(shí)現(xiàn)變電所回路的遠(yuǎn)程控制；二是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，對(duì)照明系統(tǒng)的回路三相或單相電流電度監(jiān)測(cè)；三是對(duì)地鐵斷路器的連接或斷開、跳閘系統(tǒng)的保護(hù)報(bào)警等進(jìn)行查看。

1.3 不同監(jiān)控方案的比較

首先是集中式控制方案，也就是通過對(duì)控制線連接的形式，在低壓柜中裝設(shè)模擬儀表和變送器設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)制動(dòng)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(chǎng)所和現(xiàn)場(chǎng)智能場(chǎng)所兩種。后者的內(nèi)部設(shè)置了微型處理器，就是將信息的收集、處理、通訊及優(yōu)化等結(jié)合為一個(gè)整體進(jìn)行鑲嵌式智能裝設(shè)或分散裝設(shè)在低壓柜或環(huán)控電控柜中。

最后是通過兩種監(jiān)控方式的對(duì)比我們可以發(fā)現(xiàn)，分層分布控制方案明顯比較安全可靠且操作簡(jiǎn)便、抗干擾的能力較強(qiáng)，所以這種控制方式更適合應(yīng)用于地鐵降壓所的低壓智能監(jiān)控系統(tǒng)。

1.4 低壓智能監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)分析及其在地鐵中的應(yīng)用

地鐵低壓智能監(jiān)控系統(tǒng)主要由3個(gè)部分組成，分別是車站級(jí)工作站、現(xiàn)場(chǎng)智能模塊、現(xiàn)場(chǎng)工作總線。為了提高其運(yùn)行的安全性，可以將冗余配置運(yùn)用到低壓智能監(jiān)控分層分布系統(tǒng)中，利用5種雙絞屏蔽線對(duì)其進(jìn)行傳遞。地鐵車站以及周邊區(qū)間中的低壓系統(tǒng)主要由車站級(jí)工作站對(duì)其實(shí)施制動(dòng)管理和監(jiān)控。如果將冗余配置運(yùn)用到降壓所低壓控制中，通過兩臺(tái)控制器互相冗余，即使有一臺(tái)控制器出現(xiàn)故障，系統(tǒng)也可以保持正常的運(yùn)行狀態(tài)。

在通常情況下，現(xiàn)場(chǎng)智能模塊被設(shè)置在低壓配電柜及環(huán)控電控柜單元內(nèi)，其主要任務(wù)是完成低壓監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。通過利用現(xiàn)場(chǎng)冗余總線可以實(shí)現(xiàn)其互相連接的需求，還可以有力保證電控系統(tǒng)與環(huán)控設(shè)備的有效通信，即使出現(xiàn)單點(diǎn)的故障缺陷，也不會(huì)使整個(gè)數(shù)據(jù)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(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與通信協(xié)議轉(zhuǎn)換接口以及車站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)聯(lián)系，從而準(zhǔn)確對(duì)控制指令及現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳達(dá)接收。

2 結(jié)語

地鐵的正常運(yùn)行離不開監(jiān)控系統(tǒng)的支持，無論地鐵運(yùn)行過程中是否發(fā)生意外，地鐵低壓智能監(jiān)控系統(tǒng)都能實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵運(yùn)行的安全監(jiān)控、智能檢測(cè)以及信息上傳等，還能實(shí)現(xiàn)低壓系統(tǒng)的智能檢測(cè)管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、分析、解除故障，在一定程度上降低了地鐵維修和運(yùn)營(yíng)成本，具有較為廣闊的發(fā)展前景。