廣州地鐵一號線綜自設備更新改造方案選型

鄧克

摘要：本文通過對廣州地鐵一號線全線綜自設備更新改造提出了四種改造方案，并通過系統網絡圖清晰的展現了各種方案的改造思路，同時結合四種方案的可行性、安全性、經濟性提出了改造解決建議。

關鍵詞：廣州地鐵;更新改造;綜自設備;方案;系統結構

Key wordsIn this paper， four renovation schemes are put forward through the renovation and transformation of comprehensive self-contained equipment of Guangzhou Metro Line 1， and the ideas of various renovation schemes are clearly shown through the system network diagram. At the same time， the suggestions for renovation and solution are put forward in combination with the feasibility， safety and economy of the four schemes.

1 項目概況

廣州地鐵一號線是廣州市第一條建成運營的城市軌道交通線路，全線于1999年6月28日正式運營。一號線變電所綜合自動化系統（含控制、保護、測量、遠動的軟硬件等）設備，全部由上個世紀90年代德國西門子公司集成、供貨，其軟件完全圍繞著硬件開發。原設備停產、備件采購困難、新舊設備不兼容成為更新改造亟需解決的問題。

更新改造難度極大，既要應用當今主流的技術和設備，又不能地鐵正常運營造成絲毫影響，這對改造方案提出了嚴格的篩選要求。

2 更新改造原則

為了進一步提高廣州地鐵一號線供電系統的安全運行能力，彌補現行保護及綜合自動化產品存在的不足，保證改造期間供電設備安全運行，改造原則圍繞三個重點：

有利于優化更新改造施工流程，縮短更新改造時間。

有利于減少現場施工難度，降低調試及運行風險。

有利于及時處理突發事件，提高運營質量，減少經濟損失。

3 改造方案介紹

3.1方案1——中央級和站級新、舊兩套系統各自獨立運行，互不影響

新增電力調度系統與站級新增控制信號屏進行數據傳輸，舊西門子電力調度系統與舊站級信號屏進行數據傳輸。待車站變電所新增控制信號屏與控制中心新增電力調度系統通信連接正常后，根據施工計劃按電壓等級逐一安排各間隔層二次設備停電改造。對于改造后的間隔層設備，接入變電所內新控制信號屏，控制中心通過新電力調度系統對其進行監控;對于未改造的間隔層設備，則仍舊通過原有西門子系統進行監控。變電所內所有間隔層設備改造完成后，撤除西門子中央信號屏和遠程控制屏，整個變電所完全由新系統實現監控功能。

3.2方案2——中央級新系統替代舊系統，站級新舊系統并列運行

第一階段（規約測試階段），公園前控制中心新增一套電力調度系統，與原西門子電力調度系統并列運行。利用變電所檢修天窗進行新調度系統與變電所內西門子遠傳設備的通信規約測試及信號核對測試，當新電力調度系統穩定運行一段時間后，西門子電力調度系統退出運行，各車站變電所通過新增電力調度系統實現監控。該階段系統的網絡結構如下圖：

第二階段，根據施工計劃，開始各車站變電所綜合自動化系統改造。改造期間，變電所內新控制信號屏與原西門子屏柜并列運行。新電力調度系統將有兩個數據源，分別通過公有協議（如101協議）與新控制信號屏通信，以及西門子私有8FW協議與原西門子遠傳設備通信。常規變電所及AB所改造的網絡結構如下：

3.3方案3——中央級新系統代替舊系統，站級舊系統增加西門子規約轉換設備，站級新舊系統并列運行

第一階段，在控制中心新增電力調度系統，規約測試合格后替代原西門子電力調度系統，各車站變電所通過新增電力調度系統實現監控。規約測試階段系統的網絡結構如下圖：

第二階段，根據施工計劃，開始各車站變電所綜合自動化系統改造。改造期間，變電所內新控制信號屏與原西門子屏柜并列運行。變電所內西門子新增規約轉換設備以101等公有協議接入新控制信號屏主控單元，經過主控單元轉換為公有協議上送至控制中心。

3.4方案4——中央級增加西門子通道接口設備，站級新舊系統并列運行

第一階段，在控制中心新增電力調度系統和西門子通道接口設備，與各變電所內西門子原有遠傳設備通過8FW協議建立通信連接，再將數據轉換為公有協議（如101、104等）上送至新增電力調度系統。新、舊電力調度系統數據比對，驗證新系統遙測及部分次要遙信的正確性。所有變電所信號核對完成，新電力調度系統穩定運行一段時間后，西門子電力調度系統退出運行，各車站變電所通過新增電力調度系統實現監控。該階段系統的網絡結構如下圖：

第二階段，根據施工計劃，開始各車站變電所綜合自動化系統改造。改造期間，變電所內新控制信號屏與原西門子屏柜并列運行。整個改造期間，對同一變電所，新電力調度系統將有兩個數據源。常規所和AB所的系統網絡結構如下圖：

4改造方案對比及建議

對以上四種方案的經濟性、安全性、可實施性進行評估，各方案優缺點如下：

對照“穩妥、全面、經濟、實用”的改造目標，推薦按照方案一實施廣州地鐵一號線綜合自動化大修更新改造。

參考文獻：

[1]《地鐵設計規范》GB_50157-2013

[2]楊新民，《電力系統綜合自動化》.中國電力出版社.2002

[3]丁書文，《變電站綜合自動化技術》.中國電力出版社.2005