城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)教學課件單元8顏月霞

1、單元八 供電監(jiān)控子系統(tǒng)PARTeight某日早晨4時，地鐵線路控制中心內(nèi)，行車調(diào)度員在核實整條線路維修工作結束，線路出清后，通知供電調(diào)度員可以上電，供電調(diào)度員通知各牽引變電所值班員可以上電。他們是通過什么系統(tǒng)給整條地鐵上電的呢？供電系統(tǒng)設備的工作狀況如何呢？通過什么系統(tǒng)監(jiān)督呢？學習情境工作內(nèi)容()參觀認識供電監(jiān)控子系統(tǒng)的終端設備。()了解供電監(jiān)控子系統(tǒng)構成。()了解供電監(jiān)控子系統(tǒng)的監(jiān)控對象。()進行供電監(jiān)控子系統(tǒng)的操作。()進行供電監(jiān)控子系統(tǒng)的操作。()正確描述供電監(jiān)控子系統(tǒng)的基本工()正確描述供電監(jiān)控子系統(tǒng)的基本工作過程。相關知識8.1電力監(jiān)控系統(tǒng)的組成與結構8.2電力監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對象8.

2、3電力監(jiān)控系統(tǒng)圖形顯示與控制8.4 PSCADA控制及操作功能8.5順序控制電力監(jiān)控系統(tǒng)電力監(jiān)控SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）又稱為遠動監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，主要用以實現(xiàn)對遠方電力運行設備的監(jiān)視和控制，以提高供電安全運行水平。一.電力監(jiān)控的基本理論1.概述電力監(jiān)控系統(tǒng)由設置在控制指揮中心的電力調(diào)度系統(tǒng)、設置在各變電所內(nèi)的全所綜合自動化系統(tǒng)以及用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶Ｓ脭?shù)據(jù)通信通道構成，其作用是完成對城軌供電系統(tǒng)主變電所、牽引降壓混合變電所、降壓變電所等不同類別變電所內(nèi)的高壓66110kV設備、中壓1035kV設備、直流750V或直流1500V設

3、備、低壓400V設備、交直流電源屏、排流柜、軌道電位限制裝置及接觸網(wǎng)系統(tǒng)的實時控制和數(shù)據(jù)采集，監(jiān)視供電系統(tǒng)設備運行情況，及時掌握和處理供電系統(tǒng)的各種事故、警報事件，保證供電的可靠性、安全性。電力監(jiān)控系統(tǒng)構成沈陽地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng) DSC-9000U自動化系統(tǒng)，其主要設備包括以太網(wǎng)交換機、系統(tǒng)服務器、web服務器、打印服務器、操作員工作站、系統(tǒng)維護工作站、網(wǎng)絡打印機以及網(wǎng)絡連接附件等SCADA系統(tǒng)電力監(jiān)控中心通信通道變電所綜合自動化系統(tǒng)牽引降壓混合變電所綜合自動化系統(tǒng)降壓變電所綜合自動化系統(tǒng)主變電所綜合自動化系統(tǒng)變電所綜合自動化系統(tǒng)采用國電南自NDT650自動化系統(tǒng)，其采用分層分布式結構，即站級管

4、理層、網(wǎng)絡通信層和間隔設備層。站間管理層設備包括控制信號盤及盤內(nèi)的通信交換機、交換機、一體化監(jiān)控計算機；網(wǎng)絡通信層是兩個獨立的以太網(wǎng)接口，互為備用；間隔管理層是分散安裝于供電設備就地的微機保護測控、信息采集等裝置。電力監(jiān)控系統(tǒng)（綜合自動化）主變電所牽引降壓變電所接觸網(wǎng)主變電所及中壓網(wǎng)絡主變電所：將110kV電網(wǎng)電壓降為35kV/10kV，給牽引變電站和降壓變電站供電。牽引及降壓變電所牽引變電所降壓變電所牽引降壓混合變電所2. 一般要求 電力監(jiān)控系統(tǒng)在控制中心應該設有電力調(diào)度中心。如果采用電力監(jiān)控系統(tǒng)集成于綜合監(jiān)控系統(tǒng)的建設模式，電力調(diào)度中心由綜合監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一設計；如果電力監(jiān)控系統(tǒng)是獨立建設模式

5、，中心內(nèi)須設置一套中央監(jiān)控系統(tǒng)，采集各變電所的“三遙”信息，實現(xiàn)對全線供電系統(tǒng)的遠程監(jiān)控功能。 中央監(jiān)控系統(tǒng)的構成方式應該保證系統(tǒng)運行的可靠性，系統(tǒng)中的關鍵設備，如系統(tǒng)服務器、前置數(shù)據(jù)處理機、交換機等進行冗余配置。系統(tǒng)計算機訪問模式、網(wǎng)絡配置形式等可根據(jù)當時技術條件選擇適用于工程實際的方案。該要求適用于電力監(jiān)控系統(tǒng)獨立建設模式。 為了滿足電力調(diào)度中心與變電所值班、維護人員的通信需求，在電力調(diào)度中心須設置電力調(diào)度電話總機，各變電所內(nèi)設電力調(diào)度電話分機。主變電所根據(jù)當?shù)仉娏Σ块T的要求裝設與上級電力管理部門聯(lián)系的調(diào)度電話。 電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信通道必須冗余配置，主、備用通信通道應支持手/自動切換功能。

6、通信接口類型可以選擇為串口或者以太網(wǎng)口等，但是其通信速率不得低于相關規(guī)范的要求。當電力監(jiān)控系統(tǒng)獨立建設時，此處通信通道指的是電力調(diào)度中心與變電所綜合自動化系統(tǒng)之間的通道。 全線各變電所設置變電所綜合自動化系統(tǒng)，各變電所綜合自動化系統(tǒng)均可以脫離控制中心獨立運行。 變電所綜合自動化系統(tǒng)為分層、分散式結構。根據(jù)設備功能，自動化系統(tǒng)分為三層：基礎設備層、數(shù)據(jù)傳輸層、網(wǎng)絡管理層。 如果變電所為無人值守的管理模式，且經(jīng)濟條件許可，在變電所主要設備房間內(nèi)可設置閉路電視監(jiān)控裝置。在電力調(diào)度中心設置圖像監(jiān)視終端，以實時監(jiān)視變電所內(nèi)的 情況。 電力監(jiān)控系統(tǒng)硬件屬于國內(nèi)成熟產(chǎn)品，應該優(yōu)先選用技術成熟、功能完善、性能

7、優(yōu)越、國內(nèi)領先的電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件。 電力監(jiān)控系統(tǒng)設備選型應該立足于國產(chǎn)化設備。 各級監(jiān)控網(wǎng)絡及系統(tǒng)設備應滿足電磁兼容的各項標準和要求。 如果所建設的工程有遠期延伸規(guī)劃，系統(tǒng)設計時應適度預留遠期擴展裕量。 3.監(jiān)控對象電力監(jiān)控系統(tǒng)要實現(xiàn)遙控、遙測、遙信等功能，應該以監(jiān)控對象為基礎進行系統(tǒng)的構建。在系統(tǒng)設計時，首先應該明確供電系統(tǒng)需要監(jiān)控的范圍和具體對象，然后根據(jù)這些對象的具體運行方式、控制模式等情況進行系統(tǒng)功能及軟硬件設計。電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控對象隨不同地區(qū)、不同類型供電系統(tǒng)而不同，具體監(jiān)控對象需要按照供電系統(tǒng)的具體內(nèi)容而定。以下內(nèi)容為城軌供電系統(tǒng)的典型監(jiān)控內(nèi)容，僅用于參考，具體到某個工程時，應該根

8、據(jù)該工程的供電系統(tǒng)實際情況、電力調(diào)度部門的具體需求進行修改。遙測(UIPFcos) ；電力三遙遙信(位置、狀態(tài)、報警等) ；遙控(鎖定、屏蔽、掛牌等)。 電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控對象一般按照供電系統(tǒng)的具體內(nèi)容而定。典型監(jiān)控對象包括66-110kv設備、主變壓器、10-35kv設備、直流750v或直流1500v設備、400v設備、配電變壓器、交直流電源屏、排流柜、軌道電位限制裝置等。典型監(jiān)控對象的主要設備監(jiān)控點包括主變電所、牽引降壓混合變電所、降壓變電所的主要設備監(jiān)控點。1）主變電所166-110kv設備的主要監(jiān)控點包括進線開關柜和主變壓器饋出柜的：斷路器的合閘、分閘控制、合分狀態(tài)，隔離開關閉合、打開、

9、接地位置，帶電顯示狀態(tài)，斷路器故障跳閘，轉(zhuǎn)換開關位置，接地隔離開關位置 ，進線電壓，回路電流等狀態(tài)參數(shù)。2一般主變壓器監(jiān)控點包括油溫、有載調(diào)壓開關接頭位置、主變壓器有載調(diào)壓開關分接頭位置的升、降、停等。2）牽引降壓混合變電所交流35KV開關柜（接口在、段進線柜和母聯(lián)柜內(nèi)）。直流1500V開關柜（接口在負極柜內(nèi)）。整流變壓器（接口在整流變溫控器就地箱內(nèi)）。整流器（接口在1整流器內(nèi)）動力變400V開關柜（接口在段開關柜內(nèi)）跟隨所400V開關柜（接口在段開關柜內(nèi)）以上是用光纜進行通訊的排流柜（接口在排流柜內(nèi)通信端子處）鋼軌電位限制裝置（接口在柜內(nèi)的通訊端子處）交直流屏（接口在直流屏的通信端口出）直流

10、電動上網(wǎng)隔離開關、縱向隔離開關（接口在隔離開關的通信端子處）以上是用屏蔽雙絞線進行通訊的。3）降壓變電所 交流35KV開關柜（接口在、段進線柜和母聯(lián)柜內(nèi)）。 動力變400V開關柜（接口在段開關 柜內(nèi)） 跟隨所400V開關柜（接口在段開關柜內(nèi)） 鋼軌電位限制裝置（接口在柜內(nèi)的通訊端子處） 交直流屏（接口在直流屏的通信端口出）310-35kv設備的監(jiān)控點很多，比如包括：進線開關柜、饋線開關柜、牽引變電器饋出柜、配電變壓器饋出柜、母線分段開關柜、母線分段隔離柜等處的共計近百個監(jiān)控點。4直流750 V或1500V設備監(jiān)控點主要包括表8-1所列。電力監(jiān)控系統(tǒng)圖形顯示與控制ISCS系統(tǒng)中供電監(jiān)控子系統(tǒng)提供

11、下列電力系統(tǒng)圖形供操作員監(jiān)控： 單個開關分/合操作 保護信號復歸 保護裝置管理（包括：保護軟壓板投退、保護定值組管理 和故障錄波 等）順控送電、順控停電、自定義順控 雪崩管理 設備狀態(tài)掃描暫停/報警禁止/人工置數(shù) 遙控屏蔽 PSCADA控制及操作功能一、 PSCADA單控操作員在被控設備所在的顯示畫面上啟動單控，彈出允許操作選項的控制窗口，本操作員就完成對該設備的鎖定功能，該設備即處于一種“鎖定”狀態(tài)，其他監(jiān)控工作站不能再對它執(zhí)行控制操作。同時控制窗口中“選擇”功能有效。所有的控制成功/失敗信息將進入系統(tǒng)事件日志。二、 設備控制禁止在設備對話框中的標簽頁，通過設備掛牌的方式，可抑制控制輸出，以

12、確保當技術人員在現(xiàn)場作業(yè)時，其它操作員不能發(fā)送控制指令，只具有設備監(jiān)視功能，數(shù)據(jù)正常掃描刷新。在摘牌后，恢復設備的控制功能。檢修人員在電調(diào)、車站變電所值班員掛檢修牌后，可以不受掛牌的限制，允許進行控制操作，掛牌條件下其他人員無權操作。三、遙控屏蔽 屏蔽和解除屏蔽是實現(xiàn)對設備開關的閉鎖、解鎖操作，被屏蔽的對象禁止單控或順控操作。在中心授權的情況下，維護人員可以對任何一個或多個供電系統(tǒng)受控設備進行屏蔽，使其不能被遙控操作；屏蔽解除后才能恢復遙控功能。 設備屏蔽后，變電所無權對此設備進行控制。 屏蔽分為單個對象屏蔽、一組對象屏蔽及全站對象屏蔽。遙控屏蔽管理面板如圖8-6所示。 單個對象屏蔽指屏蔽一個

13、遙控設備，點擊PSCADA設備控制對話框中的“高級”按鈕，切換到詳細操控窗口，通過點擊“設置屏蔽”/“取消屏蔽”控制操作按鈕，可對單個設備進行開關的閉鎖、解鎖操作。一組對象屏蔽包括按電壓等級、按站設置屏蔽，舉例按照電壓等級屏蔽，如1500V電壓等級的所有開關、10kV I段的所有開關、10kV II段的所有開關、400V I段的所有開關、400V II段的所有開關。全站屏蔽，即屏蔽一個變電所內(nèi)所有的遙控開關。 遙控屏蔽管理面板四、保護信號復歸保護復歸信號復歸8.5順序控制標準順控（送電順控、停電順控）選線順控自定義順控送電畫面標準順控送電窗口停電畫面區(qū)間緊急停電成都地鐵供電方式簡介成都地鐵供電

14、系統(tǒng)采用集中供電方式。系統(tǒng)包含（1）電業(yè)局地區(qū)變電所與軌道交通主變電所之間的輸電線路、軌道交通供電系統(tǒng)內(nèi)部牽引降壓輸配電網(wǎng)絡、直流牽引供電網(wǎng)和車站低壓配電網(wǎng)；（2）供電系統(tǒng)由主變電所、高壓/中壓供電網(wǎng)絡、牽引供電系統(tǒng)、動力照明配電系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、接觸網(wǎng)系統(tǒng)、雜散電流防護和接地系統(tǒng)、供電車間等組成。 地鐵供電系統(tǒng)包括給地鐵運行主體的車輛及輔助系統(tǒng)（如通信、信號、動力照明、環(huán)境控制等）提供電能的牽引供電和變配電系統(tǒng)。供電系統(tǒng)構成及功能成都地鐵供電方式簡介軌道交通供電系統(tǒng)的主要功能如下：接受、分配電能：主變電所的主變壓器將110KV高壓電變換成35KV中壓電、35KV供電網(wǎng)絡將電能分配到每一個車

15、站和車輛段內(nèi)的牽引變電所和降壓變電所。降壓整流及機車牽引電能：牽引變電所將35KV中壓電降壓整流為1500V直流電，1500V直流電通過線路上方的架空剛性牽引網(wǎng)不間斷地供給運行中的電動列車，保證電動列車的安全 、可靠。成都地鐵供電方式簡介降壓及動力配電：降壓變電所將35KV中壓電降壓為380/220V低壓電，向車站的各種動力、照明設備供電，保證車站各種設備的正常運行，為乘客提供一個安全舒適的乘車環(huán)境。供電系統(tǒng)各級供電電壓網(wǎng)絡具有正常運行情況下的控制、測量、監(jiān)視和計量功能，正常運行方式和事故運行方式下的安全操作聯(lián)鎖功能。故障運行情況下，供電系統(tǒng)具有故障自救功能，自我保護功能。成都地鐵供電方式簡介

16、成都地鐵供電系統(tǒng)采用110KV和35KV兩級電壓制的集中供電方式，并結合地鐵網(wǎng)絡的供電需求，為今后地鐵線網(wǎng)的發(fā)展提供供電條件。每座主變電所配置兩臺110/35KV帶有有載調(diào)壓開關的主變壓器，由地區(qū)變電站提供兩回專用線路對兩臺主變壓器獨立供電，以保證供電可靠性和供電質(zhì)量。110KV變換成35kV電壓后通過35KV供電環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡分別向設置在各地鐵車站的牽引（降壓混合）變電所和降壓變電所供電。成都地鐵供電方式簡介牽引供電系統(tǒng)采用DC1500V的供電方式。電力經(jīng)牽引（降壓混合）變電所兩臺牽引整流機組降壓和整流后輸出1500V直流，經(jīng)牽引網(wǎng)系統(tǒng)向列車的牽引用電負荷供電；牽引網(wǎng)最高、最低供電電壓水平滿足有關

17、行業(yè)規(guī)定和車輛運營特性的要求；牽引供電系統(tǒng)容量按遠期運營用電負荷確定。牽引（降壓混合）變電所設兩套整流機組，接于同一段35KV母線，構成等效二十四脈波整流。當一個牽引變電所故障時，通過閉合該牽引變電的越區(qū)開關，由兩相鄰牽引變電所共同承擔該牽引變電所的牽引供電負荷，實現(xiàn)雙邊供電。 成都地鐵供電方式簡介動力照明供電系統(tǒng)電壓為交流380/220V。一般情況下，車站設一個降壓變電所，當車站用電負荷較大時，根據(jù)需要增加設置跟隨式降壓變電所，每個降壓變電所設置兩臺動力變壓器。兩臺動力變壓器經(jīng)降壓后，將0.4KV低壓電能通過動力照明配電系統(tǒng)向其供電范圍內(nèi)的車站和區(qū)間各用電負荷供電。成都地鐵供電方式簡介主變電

18、所、牽引變電所、降壓變電所或牽引降壓混合變電所都應按一類負荷設計，即由兩路相互獨立的電源供電。所有電源回路正常時應滿足全部一、二、三級負荷的用電要求，故障情況下應滿足一、二級負荷的要求。每條線設置一套電力監(jiān)控系統(tǒng)對全線供電系統(tǒng)設備的運行進行集中監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，調(diào)度臺設在控制中心內(nèi)。系統(tǒng)應滿足可靠性、可維護性和可擴展性的要求，具有故障診斷、在線修改等功能。變電所綜合自動化系統(tǒng)實現(xiàn)對變電所各種設備的控制、監(jiān)視、聯(lián)動操作以及電流、電壓、功率、電度測量等功能。成都地鐵供電方式簡介每個車站設置一套接地裝置，采用單獨設置的人工接地網(wǎng)或結合利用自然接地體作為接地網(wǎng)形式。全線接地網(wǎng)通過接地扁鋼、電纜鎧裝層導體

19、及專用接地電纜連接成一體，形成一個高低壓兼容、強弱電合一的綜合接地系統(tǒng)。接地網(wǎng)的接地電阻應不大于0.5歐姆。對于高土壤電阻率地段，接地地阻按不大于1歐姆考慮，但應滿足接觸電位和跨步電位以及通信設備工作接地的要求。成都地鐵供電方式簡介雜散電流防護包括“堵、排、測”三方面的內(nèi)容。堵：隔離、控制所有可能的雜散電流泄漏途徑，減少雜散電流進入地鐵系統(tǒng)的主體結構、設備及沿線附近的相關設施。排：雜散電流的收集網(wǎng)系統(tǒng)，此收集網(wǎng)系統(tǒng)為雜散電流從鋼軌上泄漏后遇到的第一道電阻較小的回流通路，可將雜散電流盡量限制在本系統(tǒng)內(nèi)部，防止雜散電流繼續(xù)向本系統(tǒng)以外泄漏。測：建立雜散電流監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測雜散電流的大小，為運營維護提供

20、依據(jù)。成都地鐵供電方式簡介牽引網(wǎng)由接觸網(wǎng)和回流網(wǎng)組成，接觸網(wǎng)為正極，回流網(wǎng)為負極，并分別通過上網(wǎng)電纜和回流電纜與牽引變電所連接。接觸網(wǎng)按安裝位置和接觸導線的不同分為接觸軌和架空接觸網(wǎng)。接觸軌按授流接觸位置的不同可分為：上部授流接觸軌；下部授流接觸軌；側(cè)部授流接觸軌。接觸軌可采用低碳鋼或鋼鋁復合材料。架空接觸網(wǎng)按接觸懸掛的不同可分為柔性空接觸網(wǎng)和剛性架空接觸網(wǎng)。柔性接觸網(wǎng)采用銅或銀銅接觸線以及銅承力索；剛性架空接觸網(wǎng)采用“”型或“T”型匯流排。接觸軌與柔性架空接觸網(wǎng)可應用于地下線、地面線及高架線。剛性架空接觸網(wǎng)適用于地下線。成都地鐵供電方式簡介成都地鐵一號線隧道段全面采用“”型鋁合金匯流排剛性懸掛接觸網(wǎng)，這種安裝形式首次正式引入我國是在廣州地鐵二號線，使剛性懸掛這一架空接觸安裝形式在我國的軌道交通領域的廣泛推廣使用打下了基礎。除