黃 偉

(南京地鐵運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210012)

對(duì)電力監(jiān)控應(yīng)用變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的幾點(diǎn)思考

黃 偉

(南京地鐵運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210012)

1.南京地鐵十號(hào)線(xiàn)供電系統(tǒng)概述

南京地鐵十號(hào)號(hào)線(xiàn)由一號(hào)線(xiàn)安德門(mén)站接軌，路線(xiàn)全長(zhǎng)24.511公里，其中地下12.327公里，高架12.184公里。共設(shè)14座車(chē)站，其中地下8座，分別為安德門(mén)、中勝、元通、奧體中心、夢(mèng)都大街、綠博園、江心洲、臨江路、浦口萬(wàn)匯城、南京工業(yè)大學(xué)、龍華路、文德路、雨山路。新建城西路停車(chē)場(chǎng)一處，同時(shí)對(duì)一號(hào)線(xiàn)小行車(chē)輛段進(jìn)行監(jiān)控。十號(hào)線(xiàn)控制中心設(shè)置在珠江路地鐵指揮中心。

供電系統(tǒng)是軌道交通各系統(tǒng)的動(dòng)力能源和心臟，它主要包括主變電所（對(duì)于集中供電方式）、牽引供電系統(tǒng)、牽引網(wǎng)系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）和雜散電流防護(hù)系統(tǒng)。它的主要功能在于向軌道交通各機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)提供安全和可靠的電力供應(yīng)，滿(mǎn)足各系統(tǒng)的供電要求；供電系統(tǒng)的功能包括接受并分配電能的功能、降壓整流及通過(guò)接觸網(wǎng)傳輸直流電能的功能、降壓及動(dòng)力配電的功能、各級(jí)供電網(wǎng)絡(luò)在正常、事故和災(zāi)害情況下的控制、測(cè)量、監(jiān)視、計(jì)量和調(diào)整的功能、安全操作連鎖功能和故障保護(hù)功能。

主變電所將來(lái)自于城市電網(wǎng)的高壓電源，降壓為地鐵使用的中壓，供給牽引供電系統(tǒng)和變配電系統(tǒng)。

牽引供電系統(tǒng)將來(lái)自于主變電所的中壓電源，通過(guò)中壓環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)分配給各牽引變電所，并通過(guò)牽引變電所降壓整流，變成供地鐵車(chē)輛使用的直流電源。

變配電系統(tǒng)將來(lái)自于主變電所的中壓電源，通過(guò)中壓環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)分配給各降壓變電所，并通過(guò)降壓變電所降壓，變成供地鐵動(dòng)力照明等設(shè)備使用的低壓電源；該電源通過(guò)低壓配電系統(tǒng)供動(dòng)力照明等設(shè)備使用。

牽引網(wǎng)系統(tǒng)將來(lái)自于牽引變電所的直流電源，通過(guò)架空接觸網(wǎng)和回流網(wǎng)供給地鐵車(chē)輛使用。

電力監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）在地鐵控制中心，通過(guò)調(diào)度端、通道和執(zhí)行端對(duì)整個(gè)地鐵供電系統(tǒng)的主要設(shè)備進(jìn)行控制、監(jiān)視和測(cè)量。

雜散電流防護(hù)系統(tǒng)的目標(biāo)是盡量減少雜散電流，對(duì)地鐵內(nèi)部及其附近金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕在地鐵工程設(shè)計(jì)壽命年限內(nèi)不超過(guò)有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的指標(biāo)。

2. 變電所運(yùn)行方式

根據(jù)變電所主接線(xiàn)方案，變電所主要運(yùn)行方式概括如下：

2.1 AC35kV電源部分

正常運(yùn)行時(shí)，兩回AC35kV進(jìn)線(xiàn)分別向變電所AC35kV I段母線(xiàn)和II段母線(xiàn)供電，母聯(lián)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，兩段母線(xiàn)分列運(yùn)行；

當(dāng)一回AC35kV進(jìn)線(xiàn)電源故障時(shí)，自投裝置動(dòng)作，母聯(lián)開(kāi)關(guān)合閘，由另一回進(jìn)線(xiàn)電源負(fù)擔(dān)本所全部負(fù)荷。

2.2 直流牽引部分

正常運(yùn)行時(shí)，兩套整流機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行，牽引網(wǎng)越區(qū)隔離開(kāi)關(guān)分閘，相鄰的兩座牽引變電所構(gòu)成雙邊供電方式，共同向其供電范圍內(nèi)的電動(dòng)機(jī)車(chē)供電；

正線(xiàn)與車(chē)輛段之間的接觸網(wǎng)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)常開(kāi)，車(chē)輛段牽引變電所單獨(dú)向車(chē)輛段內(nèi)接觸網(wǎng)供電；

運(yùn)營(yíng)初期，當(dāng)其中一套整流機(jī)組發(fā)生故障時(shí)，另一套整流機(jī)組在其允許的負(fù)荷能力情況下，可維持向接觸網(wǎng)提供電源；

運(yùn)營(yíng)遠(yuǎn)期，一套整流機(jī)組發(fā)生故障時(shí)，另一套整流機(jī)組同時(shí)退出運(yùn)行，該牽引變電所解列。這時(shí)，與其相鄰的兩座牽引變電所通過(guò)故障所牽引變電所直流母線(xiàn)或接觸網(wǎng)越區(qū)隔離開(kāi)關(guān)，共同對(duì)退出運(yùn)行的牽引變電所供電范圍的電動(dòng)機(jī)車(chē)進(jìn)行越區(qū)大雙邊供電；

車(chē)輛段牽引變電所解列時(shí)，閉合正線(xiàn)與車(chē)輛段和停車(chē)場(chǎng)間的接觸網(wǎng)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，由正線(xiàn)牽引變電所向車(chē)輛段支援供電。

2.3 降壓部分

正常運(yùn)行時(shí)，兩臺(tái)動(dòng)力變壓器分列運(yùn)行，向整個(gè)車(chē)站及兩端相鄰半個(gè)區(qū)間的一、二、三級(jí)低壓負(fù)荷供電，AC0.4kV母聯(lián)開(kāi)關(guān)常開(kāi)。

當(dāng)一臺(tái)動(dòng)力變壓器因故障退出運(yùn)行時(shí)，切除三級(jí)負(fù)荷，AC0.4kV母聯(lián)開(kāi)關(guān)自動(dòng)投入，由另一臺(tái)動(dòng)力變壓器負(fù)擔(dān)全所供電范圍內(nèi)的一、二級(jí)低壓負(fù)荷。

3. 變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)由控制信號(hào)盤(pán)、綜合自動(dòng)化監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、間隔層綜合保護(hù)測(cè)控單元（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：間隔單元）構(gòu)成。

變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)采用分層、分散、分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式，包括：站級(jí)管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層、間隔設(shè)備層設(shè)備。

當(dāng)綜合保護(hù)測(cè)控單元由機(jī)電一體化開(kāi)關(guān)設(shè)備供貨商提供時(shí)，本系統(tǒng)供貨商應(yīng)通過(guò)配置所內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)接口模塊使其納入到全所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)中。本系統(tǒng)供貨商作為變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的集成方，必須負(fù)責(zé)整個(gè)變電所內(nèi)的自動(dòng)化系統(tǒng)總體功能的實(shí)現(xiàn)，完成所內(nèi)所有設(shè)備間的聯(lián)動(dòng)、閉鎖等功能。

間隔單元通過(guò)與一次開(kāi)關(guān)設(shè)備、CT/PT等設(shè)備接口完成保護(hù)、控制、監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)間隔單元間的硬線(xiàn)連接完成所內(nèi)安全聯(lián)鎖功能。間隔單元與站級(jí)管理層設(shè)備之間通過(guò)所內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)變電所站控層設(shè)備的集中控制、監(jiān)視、測(cè)量、自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)集中管理、遠(yuǎn)程通信等綜合自動(dòng)化管理功能。間隔單元應(yīng)不依賴(lài)于所內(nèi)通信網(wǎng)，而能獨(dú)立完成本單元功能。

一般牽引降壓混合變電所及降壓變電所均按無(wú)人值班設(shè)計(jì)，不設(shè)集中監(jiān)控臺(tái)；車(chē)輛段牽引降壓混合變電所臺(tái)式監(jiān)控計(jì)算機(jī)和集中監(jiān)控臺(tái)。

控制方式采用遠(yuǎn)程控制、所內(nèi)盤(pán)上集中控制、設(shè)備本體控制三級(jí)控制方式，三種控制方式相互閉鎖，以達(dá)到安全控制的目的。正常運(yùn)行時(shí)采用遠(yuǎn)程控制，當(dāng)設(shè)備檢修時(shí)，采用所內(nèi)集中控制或設(shè)備本體控制。一般在開(kāi)關(guān)柜上設(shè)當(dāng)?shù)?遠(yuǎn)方選擇開(kāi)關(guān)

4. 發(fā)展趨勢(shì)

（1）綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成信號(hào) ATS 系統(tǒng)是今后技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，這是運(yùn)營(yíng)進(jìn)一步提高監(jiān)控水平和管理水平的需要，也是綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成水平上檔次的階段標(biāo)志。我們欣喜的看到北京地鐵 6 號(hào)線(xiàn)已經(jīng)開(kāi)始邁出了國(guó)內(nèi)集成 ATS 的第一步，各地也都在積極的準(zhǔn)備之中。

（2）連最難的信號(hào)系統(tǒng)都集成了，其他互聯(lián)的系統(tǒng)向集成方向發(fā)展也將是大勢(shì)所趨。

（3）綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成和互聯(lián)的系統(tǒng)向著統(tǒng)一傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和全以太網(wǎng)的方向發(fā)展。

（4）地鐵線(xiàn)網(wǎng)的綜合監(jiān)控系統(tǒng)向著統(tǒng)一系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)線(xiàn)網(wǎng)內(nèi)信息的互聯(lián)和互通信息共享方向發(fā)展。

（5）地鐵建設(shè)進(jìn)入快速的發(fā)展時(shí)期，給各城市、地鐵公司、設(shè)計(jì)單位、系統(tǒng)集成商等各方面提供了良好的發(fā)展機(jī)遇。綜合監(jiān)控系統(tǒng)為相關(guān)各方技術(shù)水平的提升和發(fā)展提供了練兵的舞臺(tái)，讓我們共同珍惜這個(gè)提高和發(fā)展的機(jī)遇，迎接新的挑戰(zhàn)。

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1007-6344（2015）06-0153-01