广州地铁二八号延长线0.4kV开关柜S7-300模块升级

李博

摘要：地铁的供电系统是为地铁运营提供所需电能的重要部门，它不仅为地铁列车提供牵引用电，而且还为地铁运营服务的辅助设施提供电能如照明、环控、通信、信号等。因此安全可靠、而又经济合理地供给电力是地铁正常运营的重要保证和前提。广州地铁二、八号延长线供电系统本着这一要求选择设备运行至今、工作可靠。下面对它作一简要介绍。

关键词：低压400V、S7-300模块、三级负荷、广州地铁、二、八号延长线

Abstract: the power supply system is for the metro operation provide important sectors of electricity needed, it is not only for the subway train provide traction, but also for metro operation of power auxiliary facilities to provide services such as lighting, environmental control, communication, signal, etc. So safe and reliable, and economic reasonably supply power is an important guarantee of the normal operation of the subway with the premise. Guangzhou metro line 2, 8 power supply system in line with the requirement and the choice of equipment operation and reliable work so far. Face it under a brief introduction.

Keywords: low voltage 400 V, S7-300 module, level 3 load and guangzhou metro, two, number eight, an extension cord

中图分类号：U231+.2文献标识码：A文章编号：

一、投复逻辑功能：

1、当地/远方操作：

低压开关一共有四层操作级别：1）当地机械操作；2）当地自动操作；3）站级（变电所内PC机）远方自动操作；4）中心级（OCC）远方自动操作。

“当地/远方”转换开关一共有三组：1）中央信号屏上的“当地/远方”转换开关；2）母联开关柜上的“当地/远方”转换开关；3）三级负荷总开关上的“auto/manual”转换操作按钮。（若三级负荷总开关为框架式断路器则没有“auto/manual”转换操作按钮）

I．当母联开关柜上“当地/远方”转换开关打至“当地”位置时，所有开关（指801、802、803、901、902即低压进线主开关、母联开关及三级负荷总开关）均只能当地进行自动或机械操作，同时三级负荷总开关通过“auto/manual”转换操作按钮，进行自动或机械操作；

II. 当母联开关柜上“当地/远方”转换开关打至“远方”位置时，所有开关（指801、802、803、901、902即低压进线主开关、母联开关及三级负荷总开关）均由远方进行操作，同时根据中央信号屏右上方的“当地/远方”切换开关决定此时控制权在OCC（远方）或是在站级（当地）；

III. 一般地，各“远方/当地”转换开关设置位置如下：

901、902三级负荷总开关“auto/manual”转换操作按钮(框架式断路器没有“auto/manual”转换操作按钮)设置为“auto”，803母联开关上设置为“远方”，中央信号屏上设置为远方，即各开关由OCC电调进行远方控制操作。

2、低压开关投复功能（该转换开关设于803母联开关柜上）：

低压开关一共有四种投复功能设置：1）停止；2）手投手复；3）自投手复；4）自投自复。

其中低压开关在“当地”控制状态时，可以选择2）手投手复；3）自投手复；4）自投自复三种状态进行开关控制，该状态目前以低压开关母联柜上控制把手选择，S7-300指示灯及PC机上母联开关下方菱形图元显示，红色为“自投自复”功能投入。

低压开关在“远方”控制状态时，可以选择2）手投手复； 4）自投自复两种状态进行开关控制，该状态目前以PC机上母联开关上方菱形图元显示，红色为“自投自复”功能投入，绿色 “手投手复”功能投入。远方操作时母联开关下方菱形图元显示无效，以上方图元显示方式为准。电调将低压开关转至“远方”“手投手复”后，即可对开关进行远方操作，恢复设备供电。

I. 当投复开关打至“停止”位时，远方、当地操作功能均失效，各开关（指801、802、803、901、902即低压进线主开关、母联开关及三级负荷总开关）只能通过当地机械合分闸，此时各开关联锁逻辑失效；

II. 当投复开关打至“手投手复”位时，各开关（指801、802、803、901、902即低压进线主开关、母联开关及三级负荷总开关）各开关当地、远方操作功能均有效，其中三级负荷总开关通过“auto/manual”转换操作按钮判断自动还是手动操作，此时各开关联锁逻辑有效；

III. 当投复开关打至“自投手复”位时，母联开关柜上“当地/远方”转换开关打至“当地”位置自投功能才能生效，此状态闭锁远方操作：当一路进线失压时能自动跳开本路低压开关、两路三级负荷总开关，并延时启动母联自投功能，合上母联开关恢复对一、二类负荷双回路供电；但本路低压开关变压器侧重新来电不自复，需通过当地/远方操作母联开关分闸，并重新合上进线开关恢复供电；三级负荷总开关保持在分闸状态；

IV. 当投复开关打至“自投自复”位时，各低压主开关（指801、802、803即低压进线主开关、母联开关）远方操作功能无效，不能通过远方操作合分闸，且当一路进线失压时能自动跳开本路低压开关、两路三级负荷总开关，并延时启动母联自投功能，合上母联开关恢复对一、二类负荷双回路供电；本路低压开关变压器侧重新来电后进行自复，自动操作母联开关分闸，并重新合上进线开关恢复供电，三级负荷总开关保持在分闸状态。

二、S7-300升级改造：

广州地铁二、八号延长线0.4kV设备主要是西门子低压开关柜，负责为地铁低压设备进行供电，其中三级负荷总开关又涉及到站台广告照明、冷水机组、三级负荷小动力等设备供电，它能否安全、可靠、及时的运行在地铁供电系统中起着举足轻重的作用。在原有控制三级负荷总开关的程序中，当出现进线电源切换及消防强切后，需要人员赶往现场对三级负荷总开关进行当地操作后（即对开关合分一次），电调方能在远方合闸送电。在这样的程序模式下，既拖延了恢复正常供电的时间，又对人员安排造成了一定的影响。所以，针对上述情况，分部领导及员工积极展开讨论与研究，提出合理化建议并制定方案，对低压0.4kV开关柜的控制程序进行升级改造。改造完成后将能实现进线电源切换及消防强切后均能远方操作开关合分闸。

三级负荷总开关有两种“远方合闸闭锁”情况：1）消防强切；2）母联开关合闸后的闭锁。

I. 消防强切：当出现消防强切信号时，三级负荷总开关被跳开，同时闭锁其远方操作信号。此时必须手动按下消防复位按钮（三总柜上蓝色指示灯）将其信号复位，其次在母联开关分闸，且本路进线开关合闸的情况下，通过当地电气或机械进行三级负荷总开关合闸一次，才能解除三级负荷总开关远方操作的闭锁信号。

II. 母联开关合闸后的闭锁：“手投手复”、“自投手复”、“自投自复”情况下，母联开关合闸均会闭锁三级负荷总开关的远方操作；在母联开关分闸，且本路进线开关合闸的情况下，当地电气或机械进行三级负荷总开关合闸一次，才能解除三级负荷总开关远方操作的闭锁信号。

1、硬件改造：

（1）、三级负荷总开关消防强切接线更改：

将三级负荷总开关柜内中间继电器4KA（5KA）的13端子上连接4101（5101）的接线移至闲置端子上，使消防强切信号失去自保持功能，实现远方可进行开关操作。

2、对0.4kV母联开关柜控制单元“SIMATIC S7-300”程序进行升级:

（1）升级现场

（2）启动SIMATIC管理软件：

（3）打开准备上传的程序：

（4）打开后确定：

（5）选定FC17、FC18、FC19、FC20程序模块，分别对应三级负荷901、902开关的分合闸程序：

（6）点选“download”传至“SIMATIC S7-300”控制单元，结束后即可。（无完成提示）

3、硬件更改和程序升级之前的状况

每次因改变二、八线的供电运行方式，需要值班人员到每个站变电所（降压所和跟随所）去复归三级负荷，为了因恢复三级负荷的供电，特别是晚上交通非常不便利的情况下避免值班人员需到每个站变电所（降压所和跟随所）去恢复三级负荷供电（因二、八延长线一共有20个站，而每次都因改变二、八线的供电方式，需要值班员到每个站变电所（降压所和跟随所）去恢复三级负荷供电，那么每次都需要花大量的人力（3个值班员、3个汽车司机）、物力（抢险车）及时间（所有站点恢复完需要6个小时）去完成）；因此对于这种情况我们对低压设备软、硬件进行升级改造。

4、完成升级后使用效果

在进行了对西门子低压开关柜控制程序的升级改造之后，实现了西门子三级负荷总开关远方复位功能，升级完成后将能实现进线电源切换及供电方式改变后或消防强切三级负荷时均能远方（即电调）控制三级负荷开关合、分闸。同时低压开关柜出现故障、消防强切和供电方式切换之后所引起的三级负荷总开关分闸，使得恢复正常供电的时间大大缩短，保证了地铁供电系统安全、可靠的运行，并且大量的节约了人力、物力成本。

升级前后对照表：

5、推广前景：

基于二、八延长线西门子低压开关柜的全面升级改造后，设备一直处于稳定、高效、可靠的运行状态，并且使恢复供电的时间大大缩短，大量的节约了人力和物力成本，取得了良好的效果。现广州地铁正经历着跨越式的发展，新的线路将陆续开通，因此西门子0.4kV开关柜的程序改造存在着极大的推广意义。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看