轨道交通变电所综合自动化系统设计
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讯 方 式 ,通 讯 介 质 采 用 屏蔽 双 绞 线 或 光 纤 。 1 K 保护 测 控 装置 、7 0 0 V 5 V直 流保 护 测控 装
置 、相 邻 跟 随 变 电所 采 用 光纤 以 太 网 接 入 , 04 . KV 测控 单 元 、再 生 制 动 装置 、经 由光 电 转 换 器 接入 通 讯处 理 机 ,其 他设 备 通 信采 用 R 4 5屏 蔽双 绞线 。 S8
丁 树奎
DI NG u k i Sh . u
( 京交通大学 土木建筑工程学院 ,北京 1 0 8 ) 北 0 1 0 摘 要 : 本文针对现代化的变电所综合 自动化系统的系统设计 、系统组成、系统功能及其在轨道交通工 程中的应用进行了详细论述。通过通信通道实现与综合监控系统的接入 ,实现控制中心 、车站 控制室对变 电所的统一调度管理 ,充分保证了轨道交通变配电系统的安全可靠运营。 关键词 : 轨道交通 ;变 电所综合 自动化系统 ;综合监控系统
23 遥控 和 闭锁功 能 .
系统 控 制 操 作 对 象 包 括 :各 电压 等级 的断 路 器 以及 隔 离 开 关 、接 地 刀 闸 、主变 及 所 用 变 分 接
头位 置 、站 内其 它重 要设 备 的启动 / 停止 。站 内主
控 制 室所 显 示 的 画面 上 对 各 可控 设 备 进行 开 / 、 合 投 / 等控 制 操 作 ,可 以按 选择 一 校 一 行 的方 退 返 执 式 实 现 每 次 操 作 一个 对 象 的控 制 ;可 以设 立 操 作
实 现 了系 统 的 灵 活性 高 和 高 安 全 可 靠 性 。如 支 持
多种 通 信 媒 介 ,网络 拓 扑 结 构 灵 活 ,网络 节 点 均
据 确 定 是 处 于 正 常 状 态 还 是 异 常状 态 。 当处 于 非 正 常 运 行 范 围 时 给 出相 应 的 声 光 和 语音 报 警 、弹
综合 自动 化 系统通 过 冗 余 的通 信 通 道 接 入 综合 监
控 系统 (S ) ICS ,实 现轨 道 交通 的综 合监 控统 一 管 理 。提 高 了 轨道 交通 应 对 各种 突发 事 件 的 反 应 速
度 ,增 强 了 应 变 能力 ,提 高 的服 务 水 平 和 运营 管
理水 平 。
l
匐 似
轨道交通变 电所综合 自动化 系统设计
Des gn ofp w ers er i or i o up v s y con r d d a ac t ol an at qui ii ys em oru ban t an t s ton s t f r r si
操 作 员 执 行 的 所 有 操 作 都 严格 受 到权 限 的控
制 ,没 有相 应操 作 权 限 的 操 作 员 无 法 执 行相 应 的 操 作 。 系统提 供 的主 要 调度 员 操作 有 :挂 牌操 作 、 遥 控 操 作 、 升 降操 作 、人 工 置 数 、保 护 定 值 查 看 与修 改 、保护 的投 退 。
口设 备 ,实现 变 电 所 内 管理 层 与 基础 设 备 层
之 间 的通 信 。该 层 采 用 国 际 标 准 通 信 协 议 ,
充 分 考虑 了 网络 的开 放 性 、可 扩 充性 以及 工
程 化 的相 关 问题 。
间隔 设 备层 包 括 安 装在 一 次 供 电设 备 中 的 各种 测 控 智 能 单 元 、采 集 信 息设 备 单 元 、
通 讯处 理 单 元
网 R 8 S2R 4 A tnl 它 络 S5 R 3l 4 CN Eet其 4 I 2 S2 he r
间 隔 设 备 层 1KV 0 70 5V 杂 散 直 流 动 力 变 整 流器 / 直 流 交 再 生 系统 40 整 流 变 电 源 电 流 制动 0V 供 电 防 护
1 P C D 系统组成 S A A
变 电所 自动 化 系统 以 供 电设 备 为 监 控 对 象 ,
通 过 网络 将 分 散 布 置 的 设 备连 接 起 来 ,通 过 监 控 计 算机 进行 集 中管 理 。变 电所 综 合 自动 化 系统 由
站 级 管 理 层 , 网络 通 信 层 和 间 隔设 备 层 组 成 ,采 用分 层分 布式 结构 。
出相应 画面 并做 出相 应的记 录 。
有 网络 隔 离 变 压 器 ,可 根 据 车 站现 场 的 实 际情 况
选 用 通 信媒 介 和 网络 结构 。在 站 控级 网络 可 平 滑 地进 行 系统升 级 。 问 隔 级 网络 设 计 为 多 种 方 式 并 存 的 方 案 。信
22 操作 功 能 -
息 量 大 、实 时性 要 求 高 、远 方操 作 频 繁 的设 备 采
人机 界 面 数 据 库 光纤 以 太 网 1 114 讯 规 约 0 /0 通 其 它 标 准通 讯 协 议 数 据 处 理
站 级
管理 层 站 级 网 络 通 讯 网 络 间 隔
监控后台 l 网络交 综合测控装置 l其它 机 换机 用 光 纤 以 太 网 方 式 ,其 他 设 备 采 用 串 口通
系统 具 有 完 备 的 控 制 闭锁 功 能 :对 断 路 器 分 合 正 确 控 制 、对 有 载 调 压 变 压 器分 接 头 进 行 升 降 调 节 、对其 他 可控 点 进 行控 制 ( 电动 刀 闸等 ) 、控
2 PC A S AD 系统功 能
本 系统 可 由位 于 远 方 的调 度 中心 或 车 站 对 变 电所 内 的一 次 设 备进 行 监 视 、测 量 、保 护 、控 制 并 记录 处 理 各 种 信 息 。 系统 支 持 功 能 包 括 数 据 采 集 、运 行 或 遥 控 、继 电 保 护 、联 锁 、顺 控 、电 压 无 功控 制 、 白检 、时 钟 同步 、系统配 置 和维护 等 。
图 1 P C A接 口关 系 示 意 图 S AD
排流 柜等 。
收 稿 日期 :2 1- 4 2 02 0- 3 作者简介:丁树奎 (9 3 16 一),男,江苏建湖人 ,高级工程师,博士研究生 ,研究方向为城市轨道交通理论与技 术。
[ 4 ] 第3 卷 16 4
第8 期
21- ( ) 02 8下
流屏 智 能 监 控 单 元 、 杂散 电流 监 测 系统 智 能 监 控 单 元 、单 向 导 通 装 置 测控 单 元 、钢 轨 电 位 限 制 装 置 测控 单 元 和 再 生 制 动 测 控 装 置 。车 站 主 要 设 备
是 监控 工作 站和 自动 化屏 。
人 、监护 人双 重检 查操 作控 制 以提 高 安全性 。
中 图 分 类 号 :T 7 P2 3 文 献标 识 码 :B 文章 编 号 :1 0 — 14 21 )8 下 ) 1 6 3 9 0 ( 0 0 ( 一O4 一O 0 3 2
D i 1 . 9 9 ji n 1 0 -0 3 . 0 2 8 下 ) 4 o : 3 6 / . s . 0 9 1 4 2 1 . ( .4 0 s
0 引言
城 市 轨 道 交通 运 营 所 需 的 各 种 动 力 、照 明 的 能 量 供 给 和 分 配 均 来 源于 变 电所 ,而 变 电所 内的 设 备 种 类 较 多。这 就 决 定 了其 设 备 管理 繁 琐 、接 口形 式 复 杂 ,通 信 方 式 和接 口协 议 多 样 。针 对 变 电所 诸 多特 点 ,现 代 化 的 变 电所 综合 自动 化 系统 采 用分 层分 布 式结 果 , 以 良好 的开 放性 和 扩展 性 、 抗 干 扰 能 力强 、 可 靠性 高 等 特 点 对 轨道 交通 的变 电 所 进 行优 化 配 置 管 理 ;实 现 了轨道 交通 供 电 系
测控 保 护微 机 单 元 、 以及 采 用硬 接 点 接 入 的
现 场 设 备 。设 备 包括 1 K 测控 保 护 综 合 单 0 V 元 、DC 5 V 测控保 护综 合单 元 、04 V开关 70 . k
柜 智能 信 息 采 集单 元 、交 直 流 电源 装 置监 控
Βιβλιοθήκη Baidu
单元 、上 网 电动 隔 离开关 、轨 电位 限制 装置 、
、 匐 化 l 生
变 电所 自动 化 系统 采 用 集 中 管理 、分 散 控 制 的 结构 ,系 统 网 络 的 某一 部 分 控 制 或 线 路 受 到 损
坏 ,整 个 系 统 的 运 行 也 不 会 影 响 到 。变 电所 自动 化 系统 具 有 适 应 各 种 通 讯 接 口的 能 力 ,完 成 间隔 设 备单 元接 口转 换 ,实现 实时 监控 。 系 统 监 控 对 象 主 要 有 : 0V 馈 线 开 关 柜 、 1k 1k ̄母 联 柜 、1k 0' 0 V进 、 出线 开 关 柜 、1 k 0 V开 关 柜 计 量 表计 、7 0 5 V直 流 系统 开 关 柜 、接 触 网 电动 隔离 开关 柜 、04 V开 关及 表计 、整流变 压 器温 控 . k 器 、整流 器监控 单 元 、配 电变压 器温 控器 、交 / 直
显 示功能 和趋 势显 示功 能等 。
24 站级 管理 层 . 车 站 管 理 层 设 备 主 要 完 成全 站 的数 据 通 讯 及
处 理 、人 机 界 面 、数 据 库 等 功 能 。是 系统 与 运 行
和维 护人 员的接 口。 本 系统 站 控级 网络采 用 星型 光 纤 以太 网方 式 ,
统 的 信 息互 资源 共 享 和 实 时 监 控 ,提 高 了 安全 可
靠 性 和 响应 性 。 轨 道 交通 变 电所 按 地理 位置 一 般
设 置 在轨 道沿 线 的 车站 、较 长 的 区 问 、车辆 段 及
停 车 场 。为 了实 现 轨道 交通 各专 业 系统 之 间 的信
站 级 管 理 层 由 自动 化 屏 及 安 装 于 自动 化 屏 内 的监 控 计 算 机 和智 能 接 口单 元 ,智 能 测 控单 元和
制 时 具 有 防 误 闭锁 功 能 ( 接地 刀没 拉 开 时 不 能 如
合闸) 、控 制 功能 可 增加 监督 认 可功 能 、每 个操 作 步骤 系统 自动 记录 。
另 外 , 系统 还 提 供 人 机 界 面 显 示 功 能 、接 地
2 1 监视 功 能 .
通 过 对 开 关 量 的判 断 处 理 ,可 以 监 视 各 断 路
间隔 层 智能 设 备主 要 包 括 整流 器 监控 单
元 、 交 直 流 电 源 系 统 监 控 单 元 、 整 流 变 压 器 温 控 器 和动 力变 压器 温 控 器 ,以及 1k 0 V、
器 、隔 离 开 关 、接 地 闸 、有 载 调 压 变 压 器 分 接 头 的位 置 和 动 作 情 况 ,以 及微 机 保 护 、直 流 设 备 和其 它 自动 装 置 的 状 态 和 动 作 情 况 。发 生 状 态 变 位 时 给 出相 应 的 声 光 语 音 报 警 、弹 出相 应 画 面 并 作 出相 应 的 动 作 记 录 。通 过 对 电气 及 非 电气 模 拟 量 的判 断 处 理 ,来 监视 电 网 的运 行 ;并 根 据 其 数
通 信 控 制 器 ,按 钮 指 示灯 和 转 换 开 关 以 及用 于 维 护 和维修 的笔记 本 电脑 等设 备构成 。
网络 通 信 层 为变 电所 内的 网络 通 信 和接
息 共 享 ,提 高 各 系统 问 的协 调配 合 能 力 ,提 高 轨
道 交 通 全 线 的 整体 自动 化 水 平 ;轨 道 交 通 变 电所
置 、相 邻 跟 随 变 电所 采 用 光纤 以 太 网 接 入 , 04 . KV 测控 单 元 、再 生 制 动 装置 、经 由光 电 转 换 器 接入 通 讯处 理 机 ,其 他设 备 通 信采 用 R 4 5屏 蔽双 绞线 。 S8
丁 树奎
DI NG u k i Sh . u
( 京交通大学 土木建筑工程学院 ,北京 1 0 8 ) 北 0 1 0 摘 要 : 本文针对现代化的变电所综合 自动化系统的系统设计 、系统组成、系统功能及其在轨道交通工 程中的应用进行了详细论述。通过通信通道实现与综合监控系统的接入 ,实现控制中心 、车站 控制室对变 电所的统一调度管理 ,充分保证了轨道交通变配电系统的安全可靠运营。 关键词 : 轨道交通 ;变 电所综合 自动化系统 ;综合监控系统
23 遥控 和 闭锁功 能 .
系统 控 制 操 作 对 象 包 括 :各 电压 等级 的断 路 器 以及 隔 离 开 关 、接 地 刀 闸 、主变 及 所 用 变 分 接
头位 置 、站 内其 它重 要设 备 的启动 / 停止 。站 内主
控 制 室所 显 示 的 画面 上 对 各 可控 设 备 进行 开 / 、 合 投 / 等控 制 操 作 ,可 以按 选择 一 校 一 行 的方 退 返 执 式 实 现 每 次 操 作 一个 对 象 的控 制 ;可 以设 立 操 作
实 现 了系 统 的 灵 活性 高 和 高 安 全 可 靠 性 。如 支 持
多种 通 信 媒 介 ,网络 拓 扑 结 构 灵 活 ,网络 节 点 均
据 确 定 是 处 于 正 常 状 态 还 是 异 常状 态 。 当处 于 非 正 常 运 行 范 围 时 给 出相 应 的 声 光 和 语音 报 警 、弹
综合 自动 化 系统通 过 冗 余 的通 信 通 道 接 入 综合 监
控 系统 (S ) ICS ,实 现轨 道 交通 的综 合监 控统 一 管 理 。提 高 了 轨道 交通 应 对 各种 突发 事 件 的 反 应 速
度 ,增 强 了 应 变 能力 ,提 高 的服 务 水 平 和 运营 管
理水 平 。
l
匐 似
轨道交通变 电所综合 自动化 系统设计
Des gn ofp w ers er i or i o up v s y con r d d a ac t ol an at qui ii ys em oru ban t an t s ton s t f r r si
操 作 员 执 行 的 所 有 操 作 都 严格 受 到权 限 的控
制 ,没 有相 应操 作 权 限 的 操 作 员 无 法 执 行相 应 的 操 作 。 系统提 供 的主 要 调度 员 操作 有 :挂 牌操 作 、 遥 控 操 作 、 升 降操 作 、人 工 置 数 、保 护 定 值 查 看 与修 改 、保护 的投 退 。
口设 备 ,实现 变 电 所 内 管理 层 与 基础 设 备 层
之 间 的通 信 。该 层 采 用 国 际 标 准 通 信 协 议 ,
充 分 考虑 了 网络 的开 放 性 、可 扩 充性 以及 工
程 化 的相 关 问题 。
间隔 设 备层 包 括 安 装在 一 次 供 电设 备 中 的 各种 测 控 智 能 单 元 、采 集 信 息设 备 单 元 、
通 讯处 理 单 元
网 R 8 S2R 4 A tnl 它 络 S5 R 3l 4 CN Eet其 4 I 2 S2 he r
间 隔 设 备 层 1KV 0 70 5V 杂 散 直 流 动 力 变 整 流器 / 直 流 交 再 生 系统 40 整 流 变 电 源 电 流 制动 0V 供 电 防 护
1 P C D 系统组成 S A A
变 电所 自动 化 系统 以 供 电设 备 为 监 控 对 象 ,
通 过 网络 将 分 散 布 置 的 设 备连 接 起 来 ,通 过 监 控 计 算机 进行 集 中管 理 。变 电所 综 合 自动 化 系统 由
站 级 管 理 层 , 网络 通 信 层 和 间 隔设 备 层 组 成 ,采 用分 层分 布式 结构 。
出相应 画面 并做 出相 应的记 录 。
有 网络 隔 离 变 压 器 ,可 根 据 车 站现 场 的 实 际情 况
选 用 通 信媒 介 和 网络 结构 。在 站 控级 网络 可 平 滑 地进 行 系统升 级 。 问 隔 级 网络 设 计 为 多 种 方 式 并 存 的 方 案 。信
22 操作 功 能 -
息 量 大 、实 时性 要 求 高 、远 方操 作 频 繁 的设 备 采
人机 界 面 数 据 库 光纤 以 太 网 1 114 讯 规 约 0 /0 通 其 它 标 准通 讯 协 议 数 据 处 理
站 级
管理 层 站 级 网 络 通 讯 网 络 间 隔
监控后台 l 网络交 综合测控装置 l其它 机 换机 用 光 纤 以 太 网 方 式 ,其 他 设 备 采 用 串 口通
系统 具 有 完 备 的 控 制 闭锁 功 能 :对 断 路 器 分 合 正 确 控 制 、对 有 载 调 压 变 压 器分 接 头 进 行 升 降 调 节 、对其 他 可控 点 进 行控 制 ( 电动 刀 闸等 ) 、控
2 PC A S AD 系统功 能
本 系统 可 由位 于 远 方 的调 度 中心 或 车 站 对 变 电所 内 的一 次 设 备进 行 监 视 、测 量 、保 护 、控 制 并 记录 处 理 各 种 信 息 。 系统 支 持 功 能 包 括 数 据 采 集 、运 行 或 遥 控 、继 电 保 护 、联 锁 、顺 控 、电 压 无 功控 制 、 白检 、时 钟 同步 、系统配 置 和维护 等 。
图 1 P C A接 口关 系 示 意 图 S AD
排流 柜等 。
收 稿 日期 :2 1- 4 2 02 0- 3 作者简介:丁树奎 (9 3 16 一),男,江苏建湖人 ,高级工程师,博士研究生 ,研究方向为城市轨道交通理论与技 术。
[ 4 ] 第3 卷 16 4
第8 期
21- ( ) 02 8下
流屏 智 能 监 控 单 元 、 杂散 电流 监 测 系统 智 能 监 控 单 元 、单 向 导 通 装 置 测控 单 元 、钢 轨 电 位 限 制 装 置 测控 单 元 和 再 生 制 动 测 控 装 置 。车 站 主 要 设 备
是 监控 工作 站和 自动 化屏 。
人 、监护 人双 重检 查操 作控 制 以提 高 安全性 。
中 图 分 类 号 :T 7 P2 3 文 献标 识 码 :B 文章 编 号 :1 0 — 14 21 )8 下 ) 1 6 3 9 0 ( 0 0 ( 一O4 一O 0 3 2
D i 1 . 9 9 ji n 1 0 -0 3 . 0 2 8 下 ) 4 o : 3 6 / . s . 0 9 1 4 2 1 . ( .4 0 s
0 引言
城 市 轨 道 交通 运 营 所 需 的 各 种 动 力 、照 明 的 能 量 供 给 和 分 配 均 来 源于 变 电所 ,而 变 电所 内的 设 备 种 类 较 多。这 就 决 定 了其 设 备 管理 繁 琐 、接 口形 式 复 杂 ,通 信 方 式 和接 口协 议 多 样 。针 对 变 电所 诸 多特 点 ,现 代 化 的 变 电所 综合 自动 化 系统 采 用分 层分 布 式结 果 , 以 良好 的开 放性 和 扩展 性 、 抗 干 扰 能 力强 、 可 靠性 高 等 特 点 对 轨道 交通 的变 电 所 进 行优 化 配 置 管 理 ;实 现 了轨道 交通 供 电 系
测控 保 护微 机 单 元 、 以及 采 用硬 接 点 接 入 的
现 场 设 备 。设 备 包括 1 K 测控 保 护 综 合 单 0 V 元 、DC 5 V 测控保 护综 合单 元 、04 V开关 70 . k
柜 智能 信 息 采 集单 元 、交 直 流 电源 装 置监 控
Βιβλιοθήκη Baidu
单元 、上 网 电动 隔 离开关 、轨 电位 限制 装置 、
、 匐 化 l 生
变 电所 自动 化 系统 采 用 集 中 管理 、分 散 控 制 的 结构 ,系 统 网 络 的 某一 部 分 控 制 或 线 路 受 到 损
坏 ,整 个 系 统 的 运 行 也 不 会 影 响 到 。变 电所 自动 化 系统 具 有 适 应 各 种 通 讯 接 口的 能 力 ,完 成 间隔 设 备单 元接 口转 换 ,实现 实时 监控 。 系 统 监 控 对 象 主 要 有 : 0V 馈 线 开 关 柜 、 1k 1k ̄母 联 柜 、1k 0' 0 V进 、 出线 开 关 柜 、1 k 0 V开 关 柜 计 量 表计 、7 0 5 V直 流 系统 开 关 柜 、接 触 网 电动 隔离 开关 柜 、04 V开 关及 表计 、整流变 压 器温 控 . k 器 、整流 器监控 单 元 、配 电变压 器温 控器 、交 / 直
显 示功能 和趋 势显 示功 能等 。
24 站级 管理 层 . 车 站 管 理 层 设 备 主 要 完 成全 站 的数 据 通 讯 及
处 理 、人 机 界 面 、数 据 库 等 功 能 。是 系统 与 运 行
和维 护人 员的接 口。 本 系统 站 控级 网络采 用 星型 光 纤 以太 网方 式 ,
统 的 信 息互 资源 共 享 和 实 时 监 控 ,提 高 了 安全 可
靠 性 和 响应 性 。 轨 道 交通 变 电所 按 地理 位置 一 般
设 置 在轨 道沿 线 的 车站 、较 长 的 区 问 、车辆 段 及
停 车 场 。为 了实 现 轨道 交通 各专 业 系统 之 间 的信
站 级 管 理 层 由 自动 化 屏 及 安 装 于 自动 化 屏 内 的监 控 计 算 机 和智 能 接 口单 元 ,智 能 测 控单 元和
制 时 具 有 防 误 闭锁 功 能 ( 接地 刀没 拉 开 时 不 能 如
合闸) 、控 制 功能 可 增加 监督 认 可功 能 、每 个操 作 步骤 系统 自动 记录 。
另 外 , 系统 还 提 供 人 机 界 面 显 示 功 能 、接 地
2 1 监视 功 能 .
通 过 对 开 关 量 的判 断 处 理 ,可 以 监 视 各 断 路
间隔 层 智能 设 备主 要 包 括 整流 器 监控 单
元 、 交 直 流 电 源 系 统 监 控 单 元 、 整 流 变 压 器 温 控 器 和动 力变 压器 温 控 器 ,以及 1k 0 V、
器 、隔 离 开 关 、接 地 闸 、有 载 调 压 变 压 器 分 接 头 的位 置 和 动 作 情 况 ,以 及微 机 保 护 、直 流 设 备 和其 它 自动 装 置 的 状 态 和 动 作 情 况 。发 生 状 态 变 位 时 给 出相 应 的 声 光 语 音 报 警 、弹 出相 应 画 面 并 作 出相 应 的 动 作 记 录 。通 过 对 电气 及 非 电气 模 拟 量 的判 断 处 理 ,来 监视 电 网 的运 行 ;并 根 据 其 数
通 信 控 制 器 ,按 钮 指 示灯 和 转 换 开 关 以 及用 于 维 护 和维修 的笔记 本 电脑 等设 备构成 。
网络 通 信 层 为变 电所 内的 网络 通 信 和接
息 共 享 ,提 高 各 系统 问 的协 调配 合 能 力 ,提 高 轨
道 交 通 全 线 的 整体 自动 化 水 平 ;轨 道 交 通 变 电所