牵引供电SCADA系统参考资料

牵引供电SCADA及安全监控系统

参考资料

1 牵引供电SCADA系统概述

1.1 SCADA系统组成

SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA 系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。由于各个应用领域对SCADA的要求不同，所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。在铁路牵引供电系统中使用的SCADA系统常称为远动系统。

所谓远动系统的一般定义为“用电气化手段通过一个或多个相互连接（或非连接）的通道，对远方处于分散状态的生产过程的集中监测，控制和集中管理”。牵引供电远动系统即是远动系统在铁道电气化方面的—个最典型的应用。远动系统中采用的远动技术已作为一门独立学科，它是建立在自动控制理论、计算机技术、现代通信理论和技术之上发展起来的一个交叉学科，并随着这些技术的日益发展而迅速发展。

牵引供电系统中使用的SCADA系统主要监控牵引供电系统沿线各变电所、分区所、开闭所的设备运行状态，完成遥控、遥测、遥信、遥调、遥视、保护及调度管理，辅助完成事故分析及处理等功能。牵引供电系统中SCADA系统有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为牵引电力调度不可缺少的工具。它在保证牵引供电设备安全稳定运行，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平等方面起着重要的作用。

1.2 SCADA系统的基本结构

图1.1 SCADA系统结构展开图

SCADA系统由监控站，被控站及信道三大部分组成，一个典型的SCADA系统结构如图1.1所示。

（1）调度端：设在电力调度所内完成远动对象的监控、数据统计及管理功能等；

（2）被控站：受调度端监视的站场称为被控站，被控站完成远动系统的数据采集、预处理、发送、接收及输出执行等功能；

（3）信道：远动信息传输的介质（通路）称为信道，可分为有线信道及无线信道。

牵引供电SCADA系统调度控制中心与牵引供电系统的变电所、开闭所，分区所中的被控站联系了起来。按我国的习惯，一侧称为调度端，另一侧称为执行端。从监控的角度看，一侧是监控端，而另一侧是被监控端。广义而言，对其他站实现远程监控的站称为监控站或主站，而受主站监控的站称为被控站或分站、子站。在被控站内完成远动数据采集、处理、发送、接收以及输出执行等功能的设备称为远动终端（Remote Terminal Unit，即RTU）。习惯上还把由被控站发送监控站的信息，如遥测信息、遥信信息等称为上行信息，所用的信道为上行信道。把监控站发往被控站的信息，如遥控信息、遥调信息等称为下行信息，所用的信道称为下行信道。

1.2.1 远动信息的传输

在信道中传输的远动信息分为上行信息和下行信息。

（1）下行信息：从调度端发往被控站的信息称为下行信息（如下发遥控，遥调令），所有通道称为下行信道

（2）上行信息: 从被控站发往调度端的信息称为上行信息（如被控站要上送的测量量，开关状态及事故信号等），所有信道称为上行信道。

从远动系统信息传送方式分为两大类，即循环传送方式（CDT）和查询传送（Polling）方式。

（1）CDT方式（循环传送方式）：以被控站的远动装置为主，周期地采集数据，并且周期性地以循环的方式向调度端发送数据，即由被控端传送遥测、遥信量给调度端。

（2）Polling方式（查询传送方式）：以调度端为主，由调度端发出查询命令，被控端按发来的命令工作，被查询的站向调度端传送数据或状态信息。

1.2.2 运动系统的工作方式

远动系统的工作方式有多种，可分为1:1工作方式，l:N工作方式及M:N工作方式。

1:1工作方式：指1个调度端对应1个被控站；

1:N工作方式：指1个调度端对应N个被控站；

M:N工作方式：指M调度端对应着N个被控站。

1.2.3 SCADA系统的类型

根据远动系统所采用的信道，被控站及调度系统的结构不同可有多种分类。

（1）按信道结构分：即按传送信号是利用有线信道还是无线信道进行传送，可分为有线和无线远动系统，如站场隔离开关的无线远动装置。

（2）按被控端结构分：可分为常规远动系统和综自远动系统。

（3）按调度端结构分：可分为单机系统、双机系统和网络化系统。

1.3 SCADA系统基本概念

1.3.1 运动系统基本概念

（1）遥控：遥控是从调度所发出命令以实现远方操作和切换。这种命令只取有限个离线值，通常只取两种状态指令，例如命令开关的“合”，“分”指令。遥控分为单控，程控。

（2）遥调：遥调是指调度所直接对被控站某些设备的工作状态和参数的调整，如调整变电所的某些量值（如变压器等可进行分级调整）。

（3）遥测：遥测是将被控站的某些运行参数传送给调度所。

牵引供电系统的主要遥测对象如下：

✧变电所

•进线电压

•进线电流

•主变功率

•27.5KV母线电压

•主变一次侧有功电度、无功电度

•馈线电流

•馈线故障点参数（馈线号、阻抗值、公里标）

•电容补偿装置电流

✧开闭所

•进线电压

•进线电流

•27.5KV母线电压

•馈线电流

•馈线故障点参数（馈线号，阻抗值、公里标）

✧分区所

•接触网末端电压

•馈线电流

（4）遥信：遥信是将被控站的设备状态信号远距离传给调度所。

遥信分为几大类：

①位置遥信：开关对象的状态信号。

②非位置遥信：初开关对象位置信号外的其他故障状态信息。如：

预告遥信：轻故障信号

事故遥信：事故信号

③软遥信：非常规节点遥信，由变电所综合自动化系统软件判定后给出。

对牵引供电系统涉及的遥信量可为以下几大类：

✧变电所

•遥控对象位置信号

•中央信号（包括事故总信号、预告总信号，自动装置动作、控制回路断线，控制方式、所内