城市轨道交通变电所PSCADA系统联调工艺

付香滇

0 引言

PSCADA（Power Supervisory Control And Data Acquisition）即电力监控系统是城市轨道交通的重要组成部分，是城市轨道交通供电安全的关键环节之一，应用于整个供电系统的监视和控制部分。

1 PSCADA 系统简介

PSCADA 系统对城市轨道交通变电所的高压66～110 kV 设备、中压10～35 kV 设备、直流 750 V 或直流1500 V 设备、低压400 V 设备、交直流电源屏、排流柜、轨道电位限制装置等对象进行监控，实现对各种设备的控制、信息采集、数据分析、远方维护、统计报表、事故报警、画面调阅、立式数据查询等功能。

城市轨道交通变电所综合自动化系统由站级管理层、间隔层设备、网络层构成。站级管理层由控制信号盘、通讯控制器单元、后台监控计算机、维护计算机组成，完成对全所设备的监视、控制和维护功能，同时还实现与调度主控系统的通信。间隔层设备包括智能通信接口装置、保护测控装置，这些均分布安装于各类组合电器、开关柜中。网络层采用基于TCP/IP 标准的高抗干扰的光纤以太网络，从而实现对种类繁多的现场总线接口的统一。

2 调试准备

2.1 调试前准备

（1）所有设备单体调试完毕。 （2）与各开关柜内安装的GM-MCOM-A 装置建立通讯连接，即PSCADA 内部网络的连接，以及其他通信接口的连接（交直流屏、温控器、整流器），与OCC（运行控制中心）可以实现正常通讯，并且各自一次图显示正确。

2.2 厂家配合准备

为确保PSCADA 系统联调顺利开展，调试之前所有涉及供电系统系统联调的厂家单位必须全部到场。

3 调试流程及步骤

3.1 调试流程

PSCADA 系统调试流程：遥信功能测试→遥测信息测试→遥控功能测试→整定值读取功能测试。

3.2 调试步骤

（1）遥信功能测试步骤如下：

a.变电所内值班人员打开变电所一次图画面；

b.OCC 人员打开牵引变电所一次接线图画面；

c.供电专业送变电人员确认现场实际设备状态和开关刀闸位置；

d.供电专业人员通过继电保护装置模拟开关柜信号；

e.PSCADA 和OCC 各自一次图显示变位信息正确；

f.综合监控确认收到变位信号。

以上过程成功执行后，表明遥信操作成功。

（2）遥测信息测试步骤如下：

a.变电所内值班人员打开变电所一次图画面；

b.OCC 人员打开变电所一次接线图画面；

d.供电专业送变电人员在现场1 500 V 保护装置上查看各种测量数值，OCC 人员在画面上检查是否遥测值和现场保护装置测量值相近；

e.供电专业人员在现场400 V保护装置上查看各种测量数值，OCC 人员在画面上检查是否遥测值和现场保护装置测量值相近。

以上过程成功执行后，表明遥测操作成功。

（3）遥控功能测试步骤如下：

a.变电所内值班人员打开变电所一次图画面；

b.OCC 人员打开变电所一次接线图画面；

最严格水资源管理制度进一步落实。起草了《自治区最严格水资源管理制度实施意见》《自治区实行最严格水资源管理制度考核办法》。完成盟市、旗县“三条红线”控制指标分解确认，建立起覆盖三级行政区域的“三条红线”指标体系，并纳入自治区党委组织部对各盟市领导班子年度目标考核体系。出台了《自治区地下水管理办法》，自2013年10月1日起施行。自治区水资源管理系统一期工程建设基本完成，对全区80家重点用水企业实施了在线监控。开展了全区地下水专项执法检查，核查关闭自备水源井，治理区域违规取用地下水行为。呼和浩特市、鄂尔多斯市全国节水型社会建设试点通过水利部验收。

c.供电专业送变电人员确认现场实际设备状态和开关刀闸位置；

d.供电专业送变电人员将所有开关切换到远方状态；

e.PSCADA 确认接受远方位置信号；

f.变电所内PSCADA 人员在控制信号屏上将控制权限切换到OCC；

g.OCC 收到远方位置信号后开始下发控制命令，如以控制开关合闸为例（具体测试内容按照测试报名逐项进行）；

h.供电专业确认被控开关已变为合位；

i.OCC 和PSCADA 各自系统一次图上正确显示被控开关合位信号。

以上过程成功执行后，表明遥控操作成功。

（4）定值读取功能测试步骤如下：

a.变电所内值班人员调出变电所定值读取画面；

b.OCC 人员调出变电所定值读取画面；

c.OCC 执行定值召唤指令，读取上送的定值信号，并且和PSCADA 人员以及供电专业人员核对数据的正确性；

d.若读取的数值正确，则表明成功执行该指令。

3.3 测试内容及方法

PSCADA 系统主要由牵引变电所，降压变电所，车辆段牵引变电所自动化系统及隔离开关监控系统组成，下文分3 部分分别说明需要测试的项目。测试将由综合监控系统及电力监控系统承包商共同验证。测试应由综合监控系统承包商牵头，电力监控系统承包商须配合，测试程序及测试报告由综合监控系统承包商提交。

（1）牵引变电所。

牵引变电所自动化系统的站级管理层由安装于控制信号盘内的智能综合测控装置（含智能监控单元GM-Mcon 和智能通信接口单元GM-Mcom- B）、主控管理单元及15″彩色液晶显示器等组成。同时系统还配置有在检修维护时接入的便携式维护计算机，以完成对所内供电设备的监控功能及变电所自动化系统的维护功能。牵引变电所自动化系统站级管理层中的主控管理单元、智能综合测控装置、光电通信接口模块的功能及配置同牵引变电所自动化系统。

在牵引变电所自动化系统中，安装于35 kV、1 500 V、400 V 间隔层开关柜中的光电通信接口模块GM-Mcom-A通过4芯室内金属铠装软光缆经控制信号盘内的光纤通信接口模块连接到8 口工业以太网交换机上。

交直流电源装置监控单元、钢轨电位限制装置、排流柜、整流变压器温控器、整流器监控单元、动力变温控器等智能装置通过通信接口与智能通信接口单元GM-Mcom-B 或光电通信接口模块GM-Mcom-A 相连；接触网电动隔离开关、轨电位限制装置等采用硬接点方式接入智能通信接口单元GM-Mcom-B 和智能监控单元GM-Mcon。

其测试项目见表1。

（2）降压变电所。

降压变电所自动化系统的站级管理层、网络通信层与牵引变电所自动化系统相同，区别于监控内容无直流1 500 V 部分相关接口设备。在降压变电所自动化系统中，安装于35 kV、400 V 间隔层开关柜中的光电通信接口模块GM-Mcom-A 通过4芯室内金属铠装软光缆经控制信号盘内的光纤通信接口模块连接到8 口工业以太网交换机上。

交直流电源装置监控单元、钢轨电位限制装置、动力变温控器等智能装置通过通信接口与智能通信接口单元GM-Mcom-B 或光电通信接口模块GM-Mcom-A 相连

其测试项目见表2。

表1 牵引变电所测试项目表

表2 降压变电所测试项目表

（3）车辆段牵引变电所自动化系统及隔离开关监控系统。

位于成都地铁2 号线一期工程车辆段内的牵引变电所设置1 套变电所自动化系统以及1 套后台监控计算机系统。在车辆段还设置1 套隔离开关监控系统，对车辆段内的所有电动隔离开关实现远程实时监控。车辆段隔离开关监控系统通过RS485与控制信号盘内智能综合测控装置的智能通信接口单元GM-Mcom-B 相连，从而接入车辆段牵引变电所自动化系统内。在车辆段牵引变电所自动化系统中，安装于35 kV、1 500 V、400 V 间隔层开关柜中的光电通信接口模块GM-Mcom-A通过4芯室内金属铠装软光缆经控制信号盘内的光纤通信接口模块连接到8 口工业以太网交换机上。与牵引变电所自动化系统一致。

交直流电源装置监控单元、钢轨电位限制装置、整流变压器温控器、整流器监控单元、动力变温控器等智能装置通过通信接口与智能通信接口单元GM-Mcom-B 或通信节点机GM-Mcom-A 相连。

车辆段牵引变电所内的电动隔离开关监控由车辆段隔离开关监控系统实现，控制信号盘内的通信控制器软件不做隔离开关的控制。

车辆段内设置的隔离开关监控系统对车辆段内的所有电动隔离开关实现远程实时监控。该系统由 1 套带有触摸式 10″彩色液晶显示器的SIEMENS S7-300 系列 PLC 监控主站，5 套SIEMENS S7-300 系列PLC 监控子站，以及由PROFIBUS 光纤环网构成的通信网络组成。

隔离开关控制采用三级控制方式，即远程控制、所内隔离开关监控主站屏上集中控制、设备本体控制。

隔离开关监控系统的站级管理层由安装于车辆段牵引变电所控制信号屏内的PLC 监控主站及触摸式10″彩色液晶显示器组成。隔离开关监控系统的网络通信层由光纤环网及其相关的光电转换设备（OLM）及附件组成。隔离开关监控系统的间隔设备层由分散安装于监控子站设备箱内的PLC 监控子站单元组成。监控子站设备箱分散安装于车辆段的电动隔离开关旁，箱体内除安装监控子站设备外，还含有光缆终端盒等其他附件设备。 其测试项目见表3。

表3 车辆段牵引变电所PSCADA 系统测试项目表

4 安全管理及措施

PSCADA 系统调试安全管理及措施如下：

（1）调试作业前，必须由负责人对调试工作中的上电方法、接线方式、调试流程进行安全技术交底。

（2）调试作业前，应对所有用电设备、线路进行检查，防止线路老化和损坏。

（3）调试作业前，采取相应的测量验电等措施，确认全线停电范围满足系统联调要求，做好相应的接地保护措施。

（4）涉及升压或升流调试作业时，必须派专职安全员现场监督，封闭作业区域，挂警示标志。

（5）涉及接口调试的内容，未经授权，任何一方不得因调试自己方设备擅自启动相关接口设备。联调开始前，确保相关的系统及接口设备处于安全状态。

（6）调试作业的请点、销点及相关手续按成都地铁规章制度办理。

5 总结与建议

（1）加强与综合监控承包商沟通，在调试前仔细核对相关调试内容，如点表等，对各自功能进行相互了解，避免在调试过程中出现数据不符等情况，影响调试工作顺利进行。

（2）希望运营单位能在调试前提出相应需求，最好是在施工过程中将相应需求全部考虑进去，避免在调试过程中系统功能无法满足运营要求。

（3）供电系统承包商在控制信号屏安装过程中应充分考虑及预留综合监控设备的安装接线位置。

[1]王军，汪文功，吴多胜.轨道交通变电所综合自动化系统接口协议分析[J].城市轨道交通研究，2008，（9）：25-27.

[2]陈辉，章扬．成都地铁综合监控系统大联调的实施与思考[J]．都市快轨交通，2011，24（01）：45-48.

[3]王开满，王军，张慎明.城市轨道交通自动化综合监控系统的集成模式[J].城市轨道交通研究，2007，（3）：57-62.