知識城線1 500 V隔離開關與PSCADA系統接口分析

摘 要：接觸軌線路隔離開關是城市軌道交通牽引供電系統中的重要組成設備，作用于連通或斷開接觸軌供電分段，以提高供電靈活性。隨著計算機技術和通信技術的發展，城市軌道交通開始普遍應用綜合自動化監控系統。現結合知識城線對PSCADA系統與1 500 V隔離開關接口進行技術分析，以加深對系統接口的認識。

關鍵詞：知識城線;隔離開關;PSCADA;接口

1? ? 隔離開關與PSCADA系統簡介

1.1? ? 隔離開關簡介

廣州市軌道交通知識城線1 500 V隔離開關采用的是德雷希爾（西安）電氣有限公司的電動隔離開關，能在無負荷情況下進行分合閘，對被檢修的DC1 500 V線路與相鄰DC1 500 V線路或斷路器設備進行電氣隔離。它由隔離開關刀閘本體、操作桿、電動操作機構箱組成。電動操作機構箱由電機回路、控制回路、加熱回路和接線端子排組成，機構箱內端子排與PSCADA系統的測控單元端子排進行電氣連接。

1.2? ? PSCADA系統簡介

廣州市軌道交通知識城線PSCADA系統采用的是天津凱發電氣股份有限公司綜合自動化系統。PSCADA系統由主控系統、一體機PPC-8170、通信管理機KF6510、交換機PT7528、測控單元KF6570組成。

PSCADA系統對隔離開關控制部件為測控單元KF6570。PSCADA遠動電動操作通過變電所SCADA或者主控系統對測控單元發送控制命令，從而實現對接觸器的控制，達到對隔離開關進行遠動分合閘控制的目的。

2? ? 隔離開關與PSCADA系統硬接線情況

隔離開關與PSCADA系統硬接線有四種：遙控信號接線、遙信信號接線、閉鎖信號接線和位置信號接線，電氣連接至PSCADA測控單元的3D遙控、4D遙信、5D閉鎖端子排。

2.1? ? 遙控信號接線

測控單元對隔離開關機構箱的遙控信號接線有3處，在實際運用中，隔離開關機構端子排連接至測控單元的編號一致，均為X1：1（分閘控制輸入端子）、X1：2（合閘控制輸入端子）、X1：3（公共端）。

遠動遙控控制原理：當主控或SCADA下發合控制（或分控制）指令時，KF6570就會輸出一個脈沖信號，分、合控制開關會瞬時接通一個脈沖信號。接通的過程中，3D遙控控制線接通，對隔離開關機構箱輸出一個控制電壓。

2.2? ? 遙信信號接線

測控單元對隔離開關機構箱的遙信信號接線有5處，在實際運用中，隔離開關機構端子排連接至測控單元的編號一致，均為X1：24（合閘信號）、X1：8（分閘信號）、X1：40（操作回路斷線信號）、X1：42（電機過熱信號）、X1：44（遠方操作信號）。

2.3? ? 閉鎖信號接線

測控單元對隔離開關機構箱的閉鎖信號接線有兩處，在實際運用中，隔離開關機構端子排連接至測控單元的編號一致，均為X1：6（閉鎖信號端子1）、X1：7（閉鎖信號端子2）。

2.4? ? 位置信號接線

測控單元對隔離開關機構箱的分合閘位置信號接線有兩處，在實際運用中，隔離開關機構端子排連接至測控單元的編號一致，均為X1：26（合位位置信號）、X1：10（分位位置信號）。

3? ? PSCADA系統報文與隔離開關故障

PSCADA系統報文與預先設置的信息點表一一對應，信息點表是PSCADA系統運行的基礎。通過精確的點表信息，PSCADA系統可以實時、準確地把供電系統的設備狀態、報警信息顯示出來，并實現遠程控制。同時，通過PSCADA系統故障報文報警信息，可以定位故障點，以便快速排除故障。

3.1? ? 遙控點表

遙控點表分“隔開分控制”和“隔開合控制”兩種，是主控或SCADA對隔離開關進行分合閘控制時顯示的控制報文。

3.2? ? 遙信點表

遙信點表對應報警信息有5種，具體如下：

（1）“隔開分位”：即分閘位置輔助接點（X1：8—X1：9）閉合時，PSCADA系統顯示該報文;

（2）“隔開合位”：即合閘位置輔助接點（X1：24—X1：25）閉合時，PSCADA系統顯示該報文;

（3）“隔開操作回路斷線”：即操作回路斷線信號端子（X1：40—X1：41）開路時，PSCADA系統顯示該報文;

（4）“隔開電機過熱”：即機構動作超時信號（X1：42—X1：43）閉合時，PSCADA系統顯示該報文;

（5）“隔開遠方操作”：即遠方操作信號（X1：44—X1：45）閉合時，PSCADA系統顯示該報文。

4? ? 接口故障類型及原因分析

除上一章節講述的PSCADA系統報文與預先設置的信息點表一一對應外，涉及接口故障報警信息還有兩種，分別為“控制合/分失敗，返回校驗不通過”和“隔離開關位置，未定義狀態”。這兩種故障報警信息屬于接口故障類型，它可能是由隔離開關故障引起的，也可能是由PSCADA系統故障引起的。針對這兩種報警信息，以下進行故障原因分析。

4.1? ? “控制合/分失敗，返回校驗不通過”

“控制合/分失敗，返回校驗不通過”是由主控系統的RCC檢驗機制（圖1）產生的，當主控下發分合控制指令后，系統會開始計時，20 s（整定）內如果沒收到開關反饋分合位遙信狀態或反饋的狀態和控制的預期狀態不一致，主控系統就會判斷檢驗不通過，控制失敗，從而出現“控制合/分失敗，返回校驗不通過”。

因此，當隔離開關接觸器故障、PSCADA系統接線開路故障、測控單元KF6570故障等時，均會出現“控制合/分失敗，返回校驗不通過”報警信息。

4.2? ? “隔離開關位置，未定義狀態”

隔離開關分/合位分別是兩個點，都具有0和1的狀態，當系統發現兩個點同時都是0或1時，主控和SCADA系統軟件就會判斷為開關不分也不合狀態，即未定義狀態，從而出現“隔離開關位置，未定義狀態”報警信息。

因此，當輔助開關金屬片未到位、分/合閘位置輔助接點接觸不良、測控單元KF6570故障等時，均會出現“隔離開關位置，未定義狀態”報警信息。

5? ? 改進措施

接口問題的難點一般在于接口故障問題，為了能夠在發生接口故障時快速找到故障點，解決故障，提高系統的穩定性和可靠性，提出以下3點接口問題改進措施：

（1）PSCADA系統增設遙控端子排輸出電壓電子記錄，以便記錄PSCADA在執行遙控分合閘時是否輸出控制電壓及輸出電壓大小;

（2）PSCADA系統遙信、閉鎖信號端子排增設信號采集顯示二極管，以便直觀判斷PSCADA遙信信號采集是否正常;

（3）PSCADA系統增設隔離開關遙信信息點表，顯然目前的5種遙信報警信息不能滿足對現場隔離開關故障報警信息的需求，還應增設接觸器報警信息、電機線圈溫度報警信息等。

[參考文獻]

[1] 王劍.電力監控系統（PSCADA）在地鐵中的應用[J].科技與企業，2012（15）：122-123.

[2] 肖一瑩.知識城線供電運行安全生產管理系統與ISCS系統及SCADA系統的接口分析[J].數字技術與應用，2018（1）：60.

收稿日期：2020-03-27

作者簡介：王華彬（1992—），男，廣東湛江人，助理工程師，主要從事城市軌道交通供電系統技術管理工作。