知识城线1 500 V隔离开关与PSCADA系统接口分析

摘 要：接触轨线路隔离开关是城市轨道交通牵引供电系统中的重要组成设备，作用于连通或断开接触轨供电分段，以提高供电灵活性。随着计算机技术和通信技术的发展，城市轨道交通开始普遍应用综合自动化监控系统。现结合知识城线对PSCADA系统与1 500 V隔离开关接口进行技术分析，以加深对系统接口的认识。

关键词：知识城线;隔离开关;PSCADA;接口

1    隔离开关与PSCADA系统简介

1.1    隔离开关简介

广州市轨道交通知识城线1 500 V隔离开关采用的是德雷希尔（西安）电气有限公司的电动隔离开关，能在无负荷情况下进行分合闸，对被检修的DC1 500 V线路与相邻DC1 500 V线路或断路器设备进行电气隔离。它由隔离开关刀闸本体、操作杆、电动操作机构箱组成。电动操作机构箱由电机回路、控制回路、加热回路和接线端子排组成，机构箱内端子排与PSCADA系统的测控单元端子排进行电气连接。

1.2    PSCADA系统简介

广州市轨道交通知识城线PSCADA系统采用的是天津凯发电气股份有限公司综合自动化系统。PSCADA系统由主控系统、一体机PPC-8170、通信管理机KF6510、交换机PT7528、测控单元KF6570组成。

PSCADA系统对隔离开关控制部件为测控单元KF6570。PSCADA远动电动操作通过变电所SCADA或者主控系统对测控单元发送控制命令，从而实现对接触器的控制，达到对隔离开关进行远动分合闸控制的目的。

2    隔离开关与PSCADA系统硬接线情况

隔离开关与PSCADA系统硬接线有四种：遥控信号接线、遥信信号接线、闭锁信号接线和位置信号接线，电气连接至PSCADA测控单元的3D遥控、4D遥信、5D闭锁端子排。

2.1    遥控信号接线

测控单元对隔离开关机构箱的遥控信号接线有3处，在实际运用中，隔离开关机构端子排连接至测控单元的编号一致，均为X1：1（分闸控制输入端子）、X1：2（合闸控制输入端子）、X1：3（公共端）。

远动遥控控制原理：当主控或SCADA下发合控制（或分控制）指令时，KF6570就会输出一个脉冲信号，分、合控制开关会瞬时接通一个脉冲信号。接通的过程中，3D遥控控制线接通，对隔离开关机构箱输出一个控制电压。

2.2    遥信信号接线

测控单元对隔离开关机构箱的遥信信号接线有5处，在实际运用中，隔离开关机构端子排连接至测控单元的编号一致，均为X1：24（合闸信号）、X1：8（分闸信号）、X1：40（操作回路断线信号）、X1：42（电机过热信号）、X1：44（远方操作信号）。

2.3    闭锁信号接线

测控单元对隔离开关机构箱的闭锁信号接线有两处，在实际运用中，隔离开关机构端子排连接至测控单元的编号一致，均为X1：6（闭锁信号端子1）、X1：7（闭锁信号端子2）。

2.4    位置信号接线

测控单元对隔离开关机构箱的分合闸位置信号接线有两处，在实际运用中，隔离开关机构端子排连接至测控单元的编号一致，均为X1：26（合位位置信号）、X1：10（分位位置信号）。

3    PSCADA系统报文与隔离开关故障

PSCADA系统报文与预先设置的信息点表一一对应，信息点表是PSCADA系统运行的基础。通过精确的点表信息，PSCADA系统可以实时、准确地把供电系统的设备状态、报警信息显示出来，并实现远程控制。同时，通过PSCADA系统故障报文报警信息，可以定位故障点，以便快速排除故障。

3.1    遥控點表

遥控点表分“隔开分控制”和“隔开合控制”两种，是主控或SCADA对隔离开关进行分合闸控制时显示的控制报文。

3.2    遥信点表

遥信点表对应报警信息有5种，具体如下：

（1）“隔开分位”：即分闸位置辅助接点（X1：8—X1：9）闭合时，PSCADA系统显示该报文;

（2）“隔开合位”：即合闸位置辅助接点（X1：24—X1：25）闭合时，PSCADA系统显示该报文;

（3）“隔开操作回路断线”：即操作回路断线信号端子（X1：40—X1：41）开路时，PSCADA系统显示该报文;

（4）“隔开电机过热”：即机构动作超时信号（X1：42—X1：43）闭合时，PSCADA系统显示该报文;

（5）“隔开远方操作”：即远方操作信号（X1：44—X1：45）闭合时，PSCADA系统显示该报文。

4    接口故障类型及原因分析

除上一章节讲述的PSCADA系统报文与预先设置的信息点表一一对应外，涉及接口故障报警信息还有两种，分别为“控制合/分失败，返回校验不通过”和“隔离开关位置，未定义状态”。这两种故障报警信息属于接口故障类型，它可能是由隔离开关故障引起的，也可能是由PSCADA系统故障引起的。针对这两种报警信息，以下进行故障原因分析。

4.1    “控制合/分失败，返回校验不通过”

“控制合/分失败，返回校验不通过”是由主控系统的RCC检验机制（图1）产生的，当主控下发分合控制指令后，系统会开始计时，20 s（整定）内如果没收到开关反馈分合位遥信状态或反馈的状态和控制的预期状态不一致，主控系统就会判断检验不通过，控制失败，从而出现“控制合/分失败，返回校验不通过”。

因此，当隔离开关接触器故障、PSCADA系统接线开路故障、测控单元KF6570故障等时，均会出现“控制合/分失败，返回校验不通过”报警信息。

4.2    “隔离开关位置，未定义状态”

隔离开关分/合位分别是两个点，都具有0和1的状态，当系统发现两个点同时都是0或1时，主控和SCADA系统软件就会判断为开关不分也不合状态，即未定义状态，从而出现“隔离开关位置，未定义状态”报警信息。

因此，当辅助开关金属片未到位、分/合闸位置辅助接点接触不良、测控单元KF6570故障等时，均会出现“隔离开关位置，未定义状态”报警信息。

5    改进措施

接口问题的难点一般在于接口故障问题，为了能够在发生接口故障时快速找到故障点，解决故障，提高系统的稳定性和可靠性，提出以下3点接口问题改进措施：

（1）PSCADA系统增设遥控端子排输出电压电子记录，以便记录PSCADA在执行遥控分合闸时是否输出控制电压及输出电压大小;

（2）PSCADA系统遥信、闭锁信号端子排增设信号采集显示二极管，以便直观判断PSCADA遥信信号采集是否正常;

（3）PSCADA系统增设隔离开关遥信信息点表，显然目前的5种遥信报警信息不能满足对现场隔离开关故障报警信息的需求，还应增设接触器报警信息、电机线圈温度报警信息等。

[参考文献]

[1] 王剑.电力监控系统（PSCADA）在地铁中的应用[J].科技与企业，2012（15）：122-123.

[2] 肖一莹.知识城线供电运行安全生产管理系统与ISCS系统及SCADA系统的接口分析[J].数字技术与应用，2018（1）：60.

收稿日期：2020-03-27

作者简介：王华彬（1992—），男，广东湛江人，助理工程师，主要从事城市轨道交通供电系统技术管理工作。