04城市轨道交通供电综合自动化系统功能

项目四 城市轨道交通供电综合自动化系统功能主讲人：XXX学校：XXX城市轨道交通供电综合自动化技术 电力监控系统由设置在OCC 的SCADA 监控计算机系统、设置在各种变电所内的综合自动化子系统以及联系二者的通信通道构成，OCC电力监控主站连接在的OCC 局域网上，变电站综合自动化系统连接在车站局域网上，两局域网又由全线通讯骨干网连接起来。城市轨道交通供电综合自动化系统功能一、中心电力监控系统 中心监控系统由局域网络、主备服务器、主备操作员计算机、维护计算机、复示系统工作站等设备构成。OCC 配置UPS 电源，保证监控设备的不间断供电。主备服务器承担实时数据处理和历史数据及文档存储管理，操作员工作站可对全系统进行监视和执行全部操作，工作站可从主备服务器中取得所需归档的历史数据和实时数据。中心级局域网把OCC 的所有SCADA 设备连接起来，并通过地铁骨干网实现中央级局域网与车站局域网的连接。由于采用冗余的高速交换网络技术，极大地提高了控制中心系统对地铁全线变电站自动化系统控制的可靠性、及时性，提高系统的响应速度。城市轨道交通供电综合自动化系统功能二、车站电力监控系统 车站电力监控系统设备由控制信号盘、下位单元综合保护测控单元，及所内通信网络等部分组成。系统采用集中管理、分散布置的模式，各下位监控单元安装于各开关柜内，上位监控单元通过所内通信网络对其进行监视控制。城市轨道交通供电综合自动化系统功能城市轨道交通供电综合自动化系统功能基本内容一、电力监控SCADA系统监控对象（一）变电所综合自动化系统控制、监视、测量范围1.主要控制范围（1）主变电所110KV断路器/电动隔离开关、主变压器中性点接地刀闸、35KV断路器、主变压器有载调压开关。（2）牵引降压混合变电所35KV断路器、1500V直流快速断路器、接触网电动隔离开关、0.4KV进线断路器、0.4KV母线分段断路器、0.4KV三级负荷总开关。（3）降压变电所（包括跟随所）35KV断路器、0.4KV进线断路器、0.4KV母线分段断路器、0.4KV三级负荷总开关。一城市轨道交通供电综合自动化系统功能2.主要监视范围（1）主变电所遥控开关合/分位置、自动装置位置、远方/当地开关位置、进线检压信号、主变压器保护信号、馈线保护信号、变电所用交/直流系统监测信号、设备自检信号、自动装置动作信号、主变压器分接头位置。（2）牵引降压混合变电所遥控开关合/分位置、自动装置位置、远方/当地位置信号、母线检压信号、35KV进/出线保护信号、35KV馈线保护信号、牵引整流机组保护信号、配电变压器保护信号、1500V直流母线电压异常信号、1500V直流馈线保护信号、0.4KV系统保护信号、设备自检信号、钢轨电位限制装置状态信号、变电所用交/直流系统监测信号。城市轨道交通供电综合自动化系统功能（3）降压变电所（包括跟随式降压变电所）遥控开关合/分位置、自动装置位置、远方/当地位置信号、母线检压信号、35KV进/出线保护信号、35KV馈线保护信号、配电变压器保护信号、0.4KV系统保护信号、设备自检信号、变电所用交/直流系统监测信号。（4）若变电所采用门禁系统，则监控系统应能监视变电所大门的开启情况和人员进入时间及编号等。城市轨道交通供电综合自动化系统功能3.主要测量范围（1）主变电所 110KV进线电流、电压、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度 110KV进线电流、电压、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度 110KV侧功率因数 主变压器低压侧电流 主变压器油温和绕组温度 主变电所谐波测量 35KV馈线电流、有功电度、无功电度 35KV母线分段断路器电流 35KV母线电压 直流辅助电源装置直流母线电压城市轨道交通供电综合自动化系统功能（2）牵引降压混合变电所 35KV进/出线电流 35KV母线分段断路器电流 35KV母线电压 牵引整流机组和配电变压器一次侧电流、有功功率、有功电度 牵引整流机组输出电流 35KV功率因数 DC1500V母线电压 DC1500V馈线电流 DC1500V回流电流 负极柜回流电流城市轨道交通供电综合自动化系统功能（3）降压变电所（包括跟随所）35KV进/出线电流 35KV母线分段断路器电流 35KV母线电压 配电变压器一次侧电流、有功功率、有功电度 35KV功率因数 0.4KV进线电流、母线电压 直流辅助电源装置直流母线电压城市轨道交通供电综合自动化系统功能（二）车辆段和停车场接触网隔离开关监控系统控制、监视范围1.控制范围车辆段和停车场供电分区范围内接触网电动隔离开关。2.监视范围隔离开关监控系统现场网络及网络节点运行状况，车辆段和停车场供电分区范围内接触网电动隔离开关分合闸位置状态信号、控制回路断线信号、电机回路故障信号、远方/当地控制档位信号、接触网带电状态信号。城市轨道交通供电综合自动化系统功能（三）系统容量电力监控系统主站系统软件容量及硬件扩展能力按满足首期工程要求设计，并适度考虑近、远期扩展的裕量。被控站容量除满足同类型被控站最大实际容量要求外，还应考虑预留一定的扩展裕度。被控站系统容量（大致容量）见表4.1。城市轨道交通供电综合自动化系统功能城市轨道交通供电综合自动化系统功能被控站类型遥控遥信遥测遥调主变电所22411002124牵引降压混合变电所（含跟随式降压变电所）260958272降压变电所（含跟随式降压变电所）192772252车辆段接触网隔离开关监控系统14847068停车场接触网隔离开关监控系统3614048表表4.1 典型电力监控系统被控站系统容量表典型电力监控系统被控站系统容量表 系统功能本节导读 本节详细介绍了车站变电所综合自动化监控系统、车辆段和停车场综合自动化监控系统所要采集、监视、控制的众多信息及功能。二城市轨道交通供电综合自动化系统功能一、车站变电所SCADA系统 设置在变电所控制信号屏内的通信管理单元、主监控单元为站级管理层。对于不宜设置监控单元的开关设备（例如：钢轨电位限制装置、接触网电动隔离开关等）的控制监视，由控制信号屏通过具备总线接口的智能测控装置直接监控。主监控单元采用高性能平板式工控机。通信管理单元完成所内网络的管理，与各测控保护单元及有关IED（智能电子设备）进行数据通讯，将所辖供电设施的运营信息实时地传送至控制中心主站系统，同时下达主站系统的控制、调整、查询及诊断等命令。主监控单元提供变电所电力监控系统的人机接口界面，供电系统管理人员可以通过主监控单元的液晶显示器查询系统信息、各种历史数据、模拟量数据及下发操作指令等。变电所通信管理单元、主监控单元采用单机配置，二者之间通过所内工业以太网交换机通信。城市轨道交通供电综合自动化系统功能（一）车站变电所SCADA监控1.实时数据采集SCADA系统实时数据监控功能分为遥信数据采集、遥测数据采集。（1）遥信系统提供的遥信功能可将位置信号、事故信号、预告信号远传至调度指挥中心电力调度系统。实现对被控对象的位置状态信号、主要设备故障信号、保护装置及自动装置动作信号等进行实时采集并分类归入数据库中，并在监视器上显示，打印机上记录上述事件结果，同时对故障信息提供声光报警。城市轨道交通供电综合自动化系统功能 遥信数据分为位置遥信及保护遥信a.位置遥信包括供电系统中的各种断路器、刀闸、接触器的合、分状态，开关手车的工作、实验位置状态等。位置遥信有单位置遥信和双位置遥信两种情况，单位置遥信只有0或1两种状态，分别代表设备的分/合状态，双位置遥信有00、01、10、11四种状态，状态信息如下：01：正常位置状态（分）。10：正常位置状态（合）。00：故障状态。11：故障状态。b.保护遥信为供电系统出现非正常状态时各保护测控装置、智能电子设备产生的信息，按照非正常状态的严重程度分事故遥信和预告遥信，保护遥信为单位置遥信，包括事故遥信的正常、故障状态及预告遥信的正常、预告状态。城市轨道交通供电综合自动化系统功能 遥信内容a.变电所各种电动开关、刀闸、接触器的分/合状态b.直流断路器手车的工作、实验位置状态等位置信号c.变电所内事故信号、预告信号d.自动装置投/退位置信号e.有载调压开关位置信号f.变电所内交、直流电源系统故障信号g.系统设备自检信息h.接触网隔离开关位置状态城市轨道交通供电综合自动化系统功能（2）遥测 遥测量主要包括：变电所内测量对象的交流电压、交流电流、零序电压、零序电流、直流电压、直流电流、交流电度、直流电度、有功功率、无功功率、电源频率、功率因数、蓄电池电压等电气量。系统对遥测信号可进行超量程检查，数据库中可以定义超量程允许范围，每一模拟值可设置低低限、低限、高限、高高限四种运行限值。同时为防止遥测数据在限值附近变化造成系统反复报警的情况发生，数据库中可定义报警死区，只有数据变化过死区范围时，系统方进行越限报警。城市轨道交通供电综合自动化系统功能（3）SOE（事件顺序记录）：记录主要断路器和保护信号的状态、动作顺序及动作事件，形成动作顺序表。帮助运行维护人员判明系统事故起因和断路器跳闸顺序。当遥信点状态发生变化时，该信号应被立即传送到LCD上，信号的时标（SOE）由装置本身带入，对于无SOE功能的装置，时标由通信管理单元带入。所有在数据库组态中定义为SOE点的开关量均可触发SOE事件记录。城市轨道交通供电综合自动化系统功能 LCD上可弹出实时SOE显示界面，界面中可显示最近发生的20条SOE信息，显示内容应包括发生时间，变电所名称、设备编号、SOE描述、数据点值等，具体显示内容可组态定义。主监控单元应具有历史SOE查询功能，用户可根据需要自定义查询条件，查询条件应包括发生时间，变电所名称、设备编号、SOE描述、数据点值等，查询条件可唯一，也可多个条件组合查询。操作员设置查询条件后系统应自动将查询结果按时间排序显示。城市轨道交通供电综合自动化系统功能2.画面监视 动态显示监控系统图、变电所主接线、日志记录、报警、等用户画面。操作员通过用户画面可监视供电系统状态，及时了解现场事故信息，提高处理事故的工作效率，缩短停电时间。（1）变电所主接线图 变电所主接线图显示每个变电所的一次电气主接线，对于0.4KV系统单独设置0.4KV系统接线图。变电所主接线图显示各电压等级断路器、隔离开关、自动装置状态，直流1500V断路器手车位置；显示各电压等级主要遥测量（母线电压，各进出线的电流，变压器组功率、电能等）。同时主接线图具有拓扑着色功能根据相关设备状态及主要遥测量数值，自动对带电线路进行着色（颜色根据电压等级区分），停电线路使用灰色表示。操作员可在设备图例处查阅该设备的技术参数。城市轨道交通供电综合自动化系统功能（2）变电站综合自动化监控系统图 显示变电所内包括控制信号屏、通信管理单元、主监控单元、所内监控网络的配置情况及各种模块运行状态信息。操作员员通过此图直观的查看变电所监控系统的结构、下位机配置情况。画面动态显示通信管理单元与主监控单元、各间隔层保护测控单元、监控模块通讯状态（离线、在线）。城市轨道交通供电综合自动化系统功能（3）遥测趋势图 显示操作员选定的遥测量实时和历史趋势 操作员通过坐标设置功能可对趋势坐标的上限、下限进行设置，该设置可用于当前趋势，同时也可对所有趋势进行设置。通过时间轴调整功能操作员可查看历史趋势在同一个趋势图中可同时显示的最多8条趋势，每条趋势颜色均有明显区别。对于某一时间段的趋势用户可选择存盘或打印。城市轨道交通供电综合自动化系统功能（4）报警信息画面 显示报警信息的详细内容，包括报警时间、报警设备、报警说明等，显示内容可根据组态确定 不同级别报警采用不同颜色显示，报警发生时报警信息闪烁，报警确认后报警信息停止闪烁，报警信息采用滚动显示的方式，最近一条报警信息显示在最上一行。操作员可在报警信息画面中查询历史报警信息，同时可将查询结果输出到打印机。城市轨道交通供电综合自动化系统功能（5）日志记录 显示操作员操作行为的详细信息，包括操作时间、操作员全名、操作行为、操作结果等。进入操作记录界面的操作行为包括控制操作、登陆系统、退出系统等。操