城市軌道交通電力監控系統調試技術研究

中國鐵建電氣化局集團第五工程有限公司 王驍將

1 引言

近年來，我國經濟水平的不斷提升，有效地推動了社會城市化發展的進程，并為人們的日常生活與生產創造了更為有利的環境。軌道交通的誕生為人們日常出行提供了交通便利，讓目前快餐式的生活方式得到了驗證和發揮，人們的生活節奏變快，同樣也提高了國家的經濟發展速率。

2 城市軌道交通電力監控系統的主要概述

對于城市軌道交通的電力監控系統來說，其是維持城市軌道交通體系正常運行的關鍵性系統，通常人們又會稱其為PSCADA系統（Power Supervisory Control and Data Acquisition）。軌道交通電力監控系統主要由變電所綜合自動化系統、所間通信通道和控制中心主站系統三部分組成。

就目前我國城市軌道交通供電系統智能化控制的發展現狀來說，依然處于初期階段，一些城市沒有采用更為智能化的軌道交通供電系統控制管理方式，也有一些城市正在向著智能化軌道交通供電系統運行方式進行改善和優化。對于城市軌道交通電力監控系統來說，能夠利用信息平臺及時對軌道交通變電所的運行狀況，進行日常運行數據采集和故障預警及分析，并且融合了現代智能化的專業領域模塊。在對城市軌道交通電力監控系統調試技術進行研究和分析的過程中，也需要及時觀察分析常見故障問題，針對不同問題要制定相應的解決方案，從而確保整個軌道交通供電系統運行的順利性和安全性。總而言之，利用城市軌道交通電力監控系統來保障城市軌道交通的正常運行，是促進社會向城市化發展的重要工作環節。

3 城市軌道交通電力監控系統的發展狀況

目前，在所建設的軌道交通線路中，主要還是依靠電力監控系統和微機繼電保護裝置，來保障整個軌道交通供電系統的正常運行。但由于電力系統在運行時本身具有復雜多樣的特點，因此城市軌道交通供電系統的電力監控系統往往由多種技術相結合，并且還會利用計算機網絡等信息技術來提高軌道交通變配電設備的硬件安全。對于城市軌道交通電力監控系統的整體發展狀況來說，要不斷研究并討論更加優化先進的電力監控系統模型，結合現代化的科技以及信息技術，將其不斷優化升級，發揮其更多的長處及功能。這也是未來城市軌道交通電力監控系統的發展方向。

4 城市軌道交通電力監控系統的設計和應用

城市軌道交通電力監控系統的網絡結構復雜，因此在進行結構設計時，要根據實際使用情況以及現場環境等因素，對其所監控的設備運行區域進行個性化處理。每個城市主要車站的設立點，就是影響其監控系統網絡結構的主要原因之一，在進行實際結構設計時，必須考慮所監控城市區域的主要車站，以及鐵路運維部門等固定場所設立點。

通常來說，相關部門大多利用兩級管理模式來對城市軌道交通供電設備監控區域實現單線管理，同時也會采用三級控制法等常規監控控制方法來輔助其單線管理。在這種管理模式下，中央管理部門和車站管理部門共同作為其中的兩級管理部門，協作實現城市軌道交通供電設備監控管理工作，其所輔佐的三級控制法，以兩級管理為領導決策層，以現場控制為實際應用層來對城市軌道交通供電系統運維實現協同管理，既相互分開卻又密切聯系。中央管理部門所負責的工作內容，通常是對監測城市軌道交通區域的運行狀態數據等各項參數進行匯總整理，并將這些數據轉化為例如表格、文字等通俗易懂的參數信息來評估監控區域軌道運行的現狀。而對于車站管理部門來說，其通常會在城市軌道交通運行現場各階段設立監控設備，并以此收集現場監測數據。最終通過中央管理部門和車站管理部門的傳輸接口來進行數據的互通工作。

5 城市軌道交通電力監控系統調試工作要點分析

系統調試工作是整個軌道交通電力監控系統能夠正常運行的重要工作環節之一，在供電系統投入使用之前，需要由專業人員根據現場情況以及系統功能要求等因素，制定出一套合理、科學的系統調試專項工作方案。這項工作方案的內容要詳細到每個調試人員的責任分工、每個調試設備的使用情況及現場調試人員的安全保護措施等。

5.1 調試工作的目的

電力監控系統調試工作的主要目的包括：檢驗控制中心主站與車站通信協議的一致性；檢驗系統功能是否滿足設計要求；檢驗系統可靠性、實時性、可維護性等性能指標是否滿足設計要求；檢驗系統的完整性；檢驗系統軟件與接口設備的一致性。

5.2 調試工作的前提

電力監控系統調試工作啟動的前置條件主要包括：站級變電所PSCADA系統與控制中心主站PSCADA系統完成出廠測試；車站變電所PSCADA硬件設備、軟件安裝完成，網絡連通；控制中心主站PSCADA系統設備、軟件安裝完成，網絡連通；所有參與測試的單位及人員均已熟悉測試組織及實施方案，并已做好相關各項準備工作[1]。

5.3 調試工作的內容

電力監控系統調試工作內容涵蓋面較廣，主要是針對電力監控系統軟件、硬件及軟硬件配合的測試工作。

5.3.1 系統設備硬件及其運行軟件的檢查

該檢查主要是對系統所采用的服務器、工作站、KVM控制器、網絡交換機、大屏控制器、打印機等硬件設備單機運行狀況及其網絡運行狀態、操作系統軟件正版授權、數據庫軟件正版授權、防病毒軟件正版授權的檢查核對工作。這是整個電力監控系統調試工作啟動的首要工作，也是調試工作的重中之重。

5.3.2 監控功能的調試

該項調試工作是整個電力監控系統調試的核心工作，主要是按照設計文件的功能性要求對電力監控系統遙信、遙測、遙控、程控等核心功能的全面驗證。

遙信功能測試。對于遙信功能的檢測往往比較簡單，將模式調成“當地”模式，人工操作一下設備上開關即可。需要注意的是，此時需要監測開關動作的狀態以及信息等內容，是否已經傳到變電所控制信號屏及中心級工作站，確保其人機交互界面的顯示內容與現場設備開關狀態保持一致。調試時要注意設備故障報警信號的模擬方式應與后臺界面顯示從時序上保持完全的一致[2]。

遙測功能測試。調試時應在現場使用繼電保護測試儀對相應開關電壓、電流、電度、溫度等遙測量進行加量，確保變電所控制信號屏及中心級工作站人機交互界面自動化系統圖中對開關電壓、電流、電度、溫度等遙測量與繼電保護測試儀顯示相同。

遙控功能測試。對于遙控功能測試工作來說，其基本原理和遙信功能測試工作大致相同，關鍵內容是將設備的控制信號盤切換到“遠方”狀態，在變電所控制信號屏及中心級工作站人工操作“變電所—次主接線圖”設備開關分合閘控制按鈕，對設備上的每個開關進行遙控開關操作，觀察設備是否能夠正常的按照預定結果改變運行方式，另外也需要安排專業人員在后臺設備中觀察開關動過過程信息是否正確，同時應對遙控條件即設備操作權限（站級操作權限和中心級操作權限）進行相應的驗證。

遙控工作的測試是整個電力監控系統調試技術的關鍵要點，更是保障調試質量的主要因素，因此必須要重視。同時，加強參與調試人員對遙控工作的重視程度，能從根本上提升遙控工作測試完成的質量水平[3]。

程控功能測試。在現代軌道交通電力監控系統設計中，程控功能已經成為“標配”功能，其可以根據運維單位對軌道交通全線供電線系統不同運行方式的需求（雙邊供電、單邊供電、越區供電），依托遙控功能的實現原理，結合設備開關控制的時序，在人為進行程控卡片設計后，由計算機自動對全線供電設備開關進行控制。該功能可以提高供電方式切換時的開關控制準確度，減少電力調度人員的工作量。

常見程控功能包括：順控、并控、越區程控、一鍵程控等。在進行程控功能測試時，除按照遙控功能測試開關動作的準確性之外，還應重點關注開關動作時序的準確性。注意在進行程控測試時，應根據上下級開關的閉鎖邏輯，避免因上級開關動作的響應時間過長導致下級開關無法動作而引起的程控失敗的問題。

6 城市軌道交通電力監控系統調試技術的特性

6.1 整體性

對于城市軌道交通電力監控系統來說，其具有較好的整體性，該整體性主要表現為交通電力監控系統會形成一個完整的整體，這個整體中包括了電力監控系統的各個“小系統”，這些由供電設備、控制設備和通信設備組成的“小系統”能夠較好的實現互聯互通，相互總用，整體傳動，實現了電力監控系統對供電系統整體的監控功能。在進行系統調試時，應針對系統整體進行調試方案設計，在兼顧電力監控子系統調試技術的同時，更應關注系統整體的調試方式[4]。

6.2 目的性

城市軌道交通線路的運行環境往往處于人口較為密集的城市中心區域，其可以更好地緩解交通壓力，為人們提供較好的交通出行條件。對于城市軌道交通供電系統來說，整個系統的運維工作量較大，一旦出現問題便會為整個城市軌道交通線路的運行埋下隱患，甚至出現安全生產事故，不利于軌道交通線路的安全運營。全面監控、防控風險也是在城市軌道交通線路中設立電力監控系統的主要目的，也是電力監控系統調試工作的根本目的。

6.3 關聯性

對于城市軌道交通中的電力監控系統來說，相關性主要體現在除了內部各“小系統”的互聯互通之外，電力監控系統（PSCADA）往往會與城市軌道交通綜合監控系統（ISCS）、設備監控系統（BAS）、火災報警系統（FAS）等核心系統互相關聯，通過系統接口之間的統籌協調打配合，共同作用于決定城市軌道交通線路安全運行的核心設備，這些系統能夠相互聯系，相互區別，相互作用，共同為線路安全運行監督管理體系奠定良好的數據基礎，構建行車安全管理平臺。電力監控系統的調試工作應統籌考慮與ISCS、FAS、BAS系統間的接口調試工作[5]。

6.4 動態性

對于自然界的一般物質來說，物質內部的結構以及形態時刻都在發生變化。對于電力監控系統的研究來說，這種動態性主要體現在監控系統的內部成分，會隨著外部物質能量的變化而發生動態性的變化，所以在電力監控系統進行設計與建設的過程中，要把握好監控系統的動態性特點，使得電力監控系統能靈活的切換功能屬性，較快的轉變工作狀態。在系統調試過程中，更應根據系統本身的動態性的變化，選取靈活多變、針對性較強的調試方法。

7 結語

隨著社會科技的快速發展，人們的生活由于科技進步而產生的巨大變化。對于現今城市軌道交通電力監控系統，使用更加高度集成的電子信息技術已經是必然趨勢，其設計和調試技術更應與時俱進，順勢發展，不斷創新。然而目前現有的軌道交通電力監控系統調試技術還存在一些不足和弊端。為了能夠更好地優化和完善我國城市軌道交通電力監控系統調試技術，需要不斷針對電力監控系統進行系統性的研究，制定相應的操作規范以及設計標準，這也是我國未來城市軌道交通行業的發展方向及動力。