对电力监控应用变电所综合自动化系统的几点思考

黄 伟

(南京地铁运营有限责任公司，江苏 南京 210012)

对电力监控应用变电所综合自动化系统的几点思考

黄 伟

(南京地铁运营有限责任公司，江苏 南京 210012)

1.南京地铁十号线供电系统概述

南京地铁十号号线由一号线安德门站接轨，路线全长24.511公里，其中地下12.327公里，高架12.184公里。共设14座车站，其中地下8座，分别为安德门、中胜、元通、奥体中心、梦都大街、绿博园、江心洲、临江路、浦口万汇城、南京工业大学、龙华路、文德路、雨山路。新建城西路停车场一处，同时对一号线小行车辆段进行监控。十号线控制中心设置在珠江路地铁指挥中心。

供电系统是轨道交通各系统的动力能源和心脏，它主要包括主变电所（对于集中供电方式）、牵引供电系统、牵引网系统、变配电系统、电力监控系统（SCADA）和杂散电流防护系统。它的主要功能在于向轨道交通各机电设备系统提供安全和可靠的电力供应，满足各系统的供电要求；供电系统的功能包括接受并分配电能的功能、降压整流及通过接触网传输直流电能的功能、降压及动力配电的功能、各级供电网络在正常、事故和灾害情况下的控制、测量、监视、计量和调整的功能、安全操作连锁功能和故障保护功能。

主变电所将来自于城市电网的高压电源，降压为地铁使用的中压，供给牵引供电系统和变配电系统。

牵引供电系统将来自于主变电所的中压电源，通过中压环网供电网络分配给各牵引变电所，并通过牵引变电所降压整流，变成供地铁车辆使用的直流电源。

变配电系统将来自于主变电所的中压电源，通过中压环网供电网络分配给各降压变电所，并通过降压变电所降压，变成供地铁动力照明等设备使用的低压电源；该电源通过低压配电系统供动力照明等设备使用。

牵引网系统将来自于牵引变电所的直流电源，通过架空接触网和回流网供给地铁车辆使用。

电力监控系统（SCADA）在地铁控制中心，通过调度端、通道和执行端对整个地铁供电系统的主要设备进行控制、监视和测量。

杂散电流防护系统的目标是尽量减少杂散电流，对地铁内部及其附近金属结构的腐蚀在地铁工程设计寿命年限内不超过有关设计标准所规定的指标。

2. 变电所运行方式

根据变电所主接线方案，变电所主要运行方式概括如下：

2.1 AC35kV电源部分

正常运行时，两回AC35kV进线分别向变电所AC35kV I段母线和II段母线供电，母联开关断开，两段母线分列运行；

当一回AC35kV进线电源故障时，自投装置动作，母联开关合闸，由另一回进线电源负担本所全部负荷。

2.2 直流牵引部分

正常运行时，两套整流机组并联运行，牵引网越区隔离开关分闸，相邻的两座牵引变电所构成双边供电方式，共同向其供电范围内的电动机车供电；

正线与车辆段之间的接触网联络开关常开，车辆段牵引变电所单独向车辆段内接触网供电；

运营初期，当其中一套整流机组发生故障时，另一套整流机组在其允许的负荷能力情况下，可维持向接触网提供电源；

运营远期，一套整流机组发生故障时，另一套整流机组同时退出运行，该牵引变电所解列。这时，与其相邻的两座牵引变电所通过故障所牵引变电所直流母线或接触网越区隔离开关，共同对退出运行的牵引变电所供电范围的电动机车进行越区大双边供电；

车辆段牵引变电所解列时，闭合正线与车辆段和停车场间的接触网联络开关，由正线牵引变电所向车辆段支援供电。

2.3 降压部分

正常运行时，两台动力变压器分列运行，向整个车站及两端相邻半个区间的一、二、三级低压负荷供电，AC0.4kV母联开关常开。

当一台动力变压器因故障退出运行时，切除三级负荷，AC0.4kV母联开关自动投入，由另一台动力变压器负担全所供电范围内的一、二级低压负荷。

3. 变电所综合自动化系统

系统结构

变电所综合自动化系统由控制信号盘、综合自动化监控网络、间隔层综合保护测控单元（以下简称：间隔单元）构成。

变电所综合自动化系统应采用分层、分散、分布式网络结构形式，包括：站级管理层、网络通信层、间隔设备层设备。

当综合保护测控单元由机电一体化开关设备供货商提供时，本系统供货商应通过配置所内通信网络接口模块使其纳入到全所综合自动化系统监控系统中。本系统供货商作为变电所综合自动化系统的集成方，必须负责整个变电所内的自动化系统总体功能的实现，完成所内所有设备间的联动、闭锁等功能。

间隔单元通过与一次开关设备、CT/PT等设备接口完成保护、控制、监测、数据采集，并通过间隔单元间的硬线连接完成所内安全联锁功能。间隔单元与站级管理层设备之间通过所内通信网络组网实现数据交换，实现变电所站控层设备的集中控制、监视、测量、自动控制、数据集中管理、远程通信等综合自动化管理功能。间隔单元应不依赖于所内通信网，而能独立完成本单元功能。

一般牵引降压混合变电所及降压变电所均按无人值班设计，不设集中监控台；车辆段牵引降压混合变电所台式监控计算机和集中监控台。

控制方式采用远程控制、所内盘上集中控制、设备本体控制三级控制方式，三种控制方式相互闭锁，以达到安全控制的目的。正常运行时采用远程控制，当设备检修时，采用所内集中控制或设备本体控制。一般在开关柜上设当地/远方选择开关

4. 发展趋势

（1）综合监控系统集成信号 ATS 系统是今后技术的发展趋势，这是运营进一步提高监控水平和管理水平的需要，也是综合监控系统集成水平上档次的阶段标志。我们欣喜的看到北京地铁 6 号线已经开始迈出了国内集成 ATS 的第一步，各地也都在积极的准备之中。

（2）连最难的信号系统都集成了，其他互联的系统向集成方向发展也将是大势所趋。

（3）综合监控系统集成和互联的系统向着统一传输网络平台和全以太网的方向发展。

（4）地铁线网的综合监控系统向着统一系统平台，实现线网内信息的互联和互通信息共享方向发展。

（5）地铁建设进入快速的发展时期，给各城市、地铁公司、设计单位、系统集成商等各方面提供了良好的发展机遇。综合监控系统为相关各方技术水平的提升和发展提供了练兵的舞台，让我们共同珍惜这个提高和发展的机遇，迎接新的挑战。

K928

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1007-6344（2015）06-0153-01