城市轨道交通综合监控系统教学课件单元8颜月霞

1、单元八 供电监控子系统PARTeight某日早晨4时，地铁线路控制中心内，行车调度员在核实整条线路维修工作结束，线路出清后，通知供电调度员可以上电，供电调度员通知各牵引变电所值班员可以上电。他们是通过什么系统给整条地铁上电的呢？供电系统设备的工作状况如何呢？通过什么系统监督呢？学习情境工作内容()参观认识供电监控子系统的终端设备。()了解供电监控子系统构成。()了解供电监控子系统的监控对象。()进行供电监控子系统的操作。()进行供电监控子系统的操作。()正确描述供电监控子系统的基本工()正确描述供电监控子系统的基本工作过程。相关知识8.1电力监控系统的组成与结构8.2电力监控系统的监控对象8.

2、3电力监控系统图形显示与控制8.4 PSCADA控制及操作功能8.5顺序控制电力监控系统电力监控SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）又称为远动监控和数据采集，主要用以实现对远方电力运行设备的监视和控制，以提高供电安全运行水平。一.电力监控的基本理论1.概述电力监控系统由设置在控制指挥中心的电力调度系统、设置在各变电所内的全所综合自动化系统以及用于数据传输的专用数据通信通道构成，其作用是完成对城轨供电系统主变电所、牵引降压混合变电所、降压变电所等不同类别变电所内的高压66110kV设备、中压1035kV设备、直流750V或直流1500V设

3、备、低压400V设备、交直流电源屏、排流柜、轨道电位限制装置及接触网系统的实时控制和数据采集，监视供电系统设备运行情况，及时掌握和处理供电系统的各种事故、警报事件，保证供电的可靠性、安全性。电力监控系统构成沈阳地铁电力监控系统 DSC-9000U自动化系统，其主要设备包括以太网交换机、系统服务器、web服务器、打印服务器、操作员工作站、系统维护工作站、网络打印机以及网络连接附件等SCADA系统电力监控中心通信通道变电所综合自动化系统牵引降压混合变电所综合自动化系统降压变电所综合自动化系统主变电所综合自动化系统变电所综合自动化系统采用国电南自NDT650自动化系统，其采用分层分布式结构，即站级管

4、理层、网络通信层和间隔设备层。站间管理层设备包括控制信号盘及盘内的通信交换机、交换机、一体化监控计算机；网络通信层是两个独立的以太网接口，互为备用；间隔管理层是分散安装于供电设备就地的微机保护测控、信息采集等装置。电力监控系统（综合自动化）主变电所牵引降压变电所接触网主变电所及中压网络主变电所：将110kV电网电压降为35kV/10kV，给牵引变电站和降压变电站供电。牵引及降压变电所牵引变电所降压变电所牵引降压混合变电所2. 一般要求 电力监控系统在控制中心应该设有电力调度中心。如果采用电力监控系统集成于综合监控系统的建设模式，电力调度中心由综合监控系统统一设计；如果电力监控系统是独立建设模式

5、，中心内须设置一套中央监控系统，采集各变电所的“三遥”信息，实现对全线供电系统的远程监控功能。 中央监控系统的构成方式应该保证系统运行的可靠性，系统中的关键设备，如系统服务器、前置数据处理机、交换机等进行冗余配置。系统计算机访问模式、网络配置形式等可根据当时技术条件选择适用于工程实际的方案。该要求适用于电力监控系统独立建设模式。 为了满足电力调度中心与变电所值班、维护人员的通信需求，在电力调度中心须设置电力调度电话总机，各变电所内设电力调度电话分机。主变电所根据当地电力部门的要求装设与上级电力管理部门联系的调度电话。 电力监控系统的通信通道必须冗余配置，主、备用通信通道应支持手/自动切换功能。

6、通信接口类型可以选择为串口或者以太网口等，但是其通信速率不得低于相关规范的要求。当电力监控系统独立建设时，此处通信通道指的是电力调度中心与变电所综合自动化系统之间的通道。 全线各变电所设置变电所综合自动化系统，各变电所综合自动化系统均可以脱离控制中心独立运行。 变电所综合自动化系统为分层、分散式结构。根据设备功能，自动化系统分为三层：基础设备层、数据传输层、网络管理层。 如果变电所为无人值守的管理模式，且经济条件许可，在变电所主要设备房间内可设置闭路电视监控装置。在电力调度中心设置图像监视终端，以实时监视变电所内的 情况。 电力监控系统硬件属于国内成熟产品，应该优先选用技术成熟、功能完善、性能

7、优越、国内领先的电力监控系统软件。 电力监控系统设备选型应该立足于国产化设备。 各级监控网络及系统设备应满足电磁兼容的各项标准和要求。 如果所建设的工程有远期延伸规划，系统设计时应适度预留远期扩展裕量。 3.监控对象电力监控系统要实现遥控、遥测、遥信等功能，应该以监控对象为基础进行系统的构建。在系统设计时，首先应该明确供电系统需要监控的范围和具体对象，然后根据这些对象的具体运行方式、控制模式等情况进行系统功能及软硬件设计。电力监控系统监控对象随不同地区、不同类型供电系统而不同，具体监控对象需要按照供电系统的具体内容而定。以下内容为城轨供电系统的典型监控内容，仅用于参考，具体到某个工程时，应该根

8、据该工程的供电系统实际情况、电力调度部门的具体需求进行修改。遥测(UIPFcos) ；电力三遥遥信(位置、状态、报警等) ；遥控(锁定、屏蔽、挂牌等)。 电力监控系统监控对象一般按照供电系统的具体内容而定。典型监控对象包括66-110kv设备、主变压器、10-35kv设备、直流750v或直流1500v设备、400v设备、配电变压器、交直流电源屏、排流柜、轨道电位限制装置等。典型监控对象的主要设备监控点包括主变电所、牵引降压混合变电所、降压变电所的主要设备监控点。1）主变电所166-110kv设备的主要监控点包括进线开关柜和主变压器馈出柜的：断路器的合闸、分闸控制、合分状态，隔离开关闭合、打开、

9、接地位置，带电显示状态，断路器故障跳闸，转换开关位置，接地隔离开关位置 ，进线电压，回路电流等状态参数。2一般主变压器监控点包括油温、有载调压开关接头位置、主变压器有载调压开关分接头位置的升、降、停等。2）牵引降压混合变电所交流35KV开关柜（接口在、段进线柜和母联柜内）。直流1500V开关柜（接口在负极柜内）。整流变压器（接口在整流变温控器就地箱内）。整流器（接口在1整流器内）动力变400V开关柜（接口在段开关柜内）跟随所400V开关柜（接口在段开关柜内）以上是用光缆进行通讯的排流柜（接口在排流柜内通信端子处）钢轨电位限制装置（接口在柜内的通讯端子处）交直流屏（接口在直流屏的通信端口出）直流

10、电动上网隔离开关、纵向隔离开关（接口在隔离开关的通信端子处）以上是用屏蔽双绞线进行通讯的。3）降压变电所 交流35KV开关柜（接口在、段进线柜和母联柜内）。 动力变400V开关柜（接口在段开关 柜内） 跟随所400V开关柜（接口在段开关柜内） 钢轨电位限制装置（接口在柜内的通讯端子处） 交直流屏（接口在直流屏的通信端口出）310-35kv设备的监控点很多，比如包括：进线开关柜、馈线开关柜、牵引变电器馈出柜、配电变压器馈出柜、母线分段开关柜、母线分段隔离柜等处的共计近百个监控点。4直流750 V或1500V设备监控点主要包括表8-1所列。电力监控系统图形显示与控制ISCS系统中供电监控子系统提供

11、下列电力系统图形供操作员监控： 单个开关分/合操作 保护信号复归 保护装置管理（包括：保护软压板投退、保护定值组管理 和故障录波 等）顺控送电、顺控停电、自定义顺控 雪崩管理 设备状态扫描暂停/报警禁止/人工置数 遥控屏蔽 PSCADA控制及操作功能一、 PSCADA单控操作员在被控设备所在的显示画面上启动单控，弹出允许操作选项的控制窗口，本操作员就完成对该设备的锁定功能，该设备即处于一种“锁定”状态，其他监控工作站不能再对它执行控制操作。同时控制窗口中“选择”功能有效。所有的控制成功/失败信息将进入系统事件日志。二、 设备控制禁止在设备对话框中的标签页，通过设备挂牌的方式，可抑制控制输出，以

12、确保当技术人员在现场作业时，其它操作员不能发送控制指令，只具有设备监视功能，数据正常扫描刷新。在摘牌后，恢复设备的控制功能。检修人员在电调、车站变电所值班员挂检修牌后，可以不受挂牌的限制，允许进行控制操作，挂牌条件下其他人员无权操作。三、遥控屏蔽 屏蔽和解除屏蔽是实现对设备开关的闭锁、解锁操作，被屏蔽的对象禁止单控或顺控操作。在中心授权的情况下，维护人员可以对任何一个或多个供电系统受控设备进行屏蔽，使其不能被遥控操作；屏蔽解除后才能恢复遥控功能。 设备屏蔽后，变电所无权对此设备进行控制。 屏蔽分为单个对象屏蔽、一组对象屏蔽及全站对象屏蔽。遥控屏蔽管理面板如图8-6所示。 单个对象屏蔽指屏蔽一个

13、遥控设备，点击PSCADA设备控制对话框中的“高级”按钮，切换到详细操控窗口，通过点击“设置屏蔽”/“取消屏蔽”控制操作按钮，可对单个设备进行开关的闭锁、解锁操作。一组对象屏蔽包括按电压等级、按站设置屏蔽，举例按照电压等级屏蔽，如1500V电压等级的所有开关、10kV I段的所有开关、10kV II段的所有开关、400V I段的所有开关、400V II段的所有开关。全站屏蔽，即屏蔽一个变电所内所有的遥控开关。 遥控屏蔽管理面板四、保护信号复归保护复归信号复归8.5顺序控制标准顺控（送电顺控、停电顺控）选线顺控自定义顺控送电画面标准顺控送电窗口停电画面区间紧急停电成都地铁供电方式简介成都地铁供电

14、系统采用集中供电方式。系统包含（1）电业局地区变电所与轨道交通主变电所之间的输电线路、轨道交通供电系统内部牵引降压输配电网络、直流牵引供电网和车站低压配电网；（2）供电系统由主变电所、高压/中压供电网络、牵引供电系统、动力照明配电系统、电力监控系统、接触网系统、杂散电流防护和接地系统、供电车间等组成。 地铁供电系统包括给地铁运行主体的车辆及辅助系统（如通信、信号、动力照明、环境控制等）提供电能的牵引供电和变配电系统。供电系统构成及功能成都地铁供电方式简介轨道交通供电系统的主要功能如下：接受、分配电能：主变电所的主变压器将110KV高压电变换成35KV中压电、35KV供电网络将电能分配到每一个车

15、站和车辆段内的牵引变电所和降压变电所。降压整流及机车牵引电能：牵引变电所将35KV中压电降压整流为1500V直流电，1500V直流电通过线路上方的架空刚性牵引网不间断地供给运行中的电动列车，保证电动列车的安全 、可靠。成都地铁供电方式简介降压及动力配电：降压变电所将35KV中压电降压为380/220V低压电，向车站的各种动力、照明设备供电，保证车站各种设备的正常运行，为乘客提供一个安全舒适的乘车环境。供电系统各级供电电压网络具有正常运行情况下的控制、测量、监视和计量功能，正常运行方式和事故运行方式下的安全操作联锁功能。故障运行情况下，供电系统具有故障自救功能，自我保护功能。成都地铁供电方式简介

16、成都地铁供电系统采用110KV和35KV两级电压制的集中供电方式，并结合地铁网络的供电需求，为今后地铁线网的发展提供供电条件。每座主变电所配置两台110/35KV带有有载调压开关的主变压器，由地区变电站提供两回专用线路对两台主变压器独立供电，以保证供电可靠性和供电质量。110KV变换成35kV电压后通过35KV供电环网网络分别向设置在各地铁车站的牵引（降压混合）变电所和降压变电所供电。成都地铁供电方式简介牵引供电系统采用DC1500V的供电方式。电力经牵引（降压混合）变电所两台牵引整流机组降压和整流后输出1500V直流，经牵引网系统向列车的牵引用电负荷供电；牵引网最高、最低供电电压水平满足有关

17、行业规定和车辆运营特性的要求；牵引供电系统容量按远期运营用电负荷确定。牵引（降压混合）变电所设两套整流机组，接于同一段35KV母线，构成等效二十四脉波整流。当一个牵引变电所故障时，通过闭合该牵引变电的越区开关，由两相邻牵引变电所共同承担该牵引变电所的牵引供电负荷，实现双边供电。 成都地铁供电方式简介动力照明供电系统电压为交流380/220V。一般情况下，车站设一个降压变电所，当车站用电负荷较大时，根据需要增加设置跟随式降压变电所，每个降压变电所设置两台动力变压器。两台动力变压器经降压后，将0.4KV低压电能通过动力照明配电系统向其供电范围内的车站和区间各用电负荷供电。成都地铁供电方式简介主变电

18、所、牵引变电所、降压变电所或牵引降压混合变电所都应按一类负荷设计，即由两路相互独立的电源供电。所有电源回路正常时应满足全部一、二、三级负荷的用电要求，故障情况下应满足一、二级负荷的要求。每条线设置一套电力监控系统对全线供电系统设备的运行进行集中监控和数据采集，调度台设在控制中心内。系统应满足可靠性、可维护性和可扩展性的要求，具有故障诊断、在线修改等功能。变电所综合自动化系统实现对变电所各种设备的控制、监视、联动操作以及电流、电压、功率、电度测量等功能。成都地铁供电方式简介每个车站设置一套接地装置，采用单独设置的人工接地网或结合利用自然接地体作为接地网形式。全线接地网通过接地扁钢、电缆铠装层导体

19、及专用接地电缆连接成一体，形成一个高低压兼容、强弱电合一的综合接地系统。接地网的接地电阻应不大于0.5欧姆。对于高土壤电阻率地段，接地地阻按不大于1欧姆考虑，但应满足接触电位和跨步电位以及通信设备工作接地的要求。成都地铁供电方式简介杂散电流防护包括“堵、排、测”三方面的内容。堵：隔离、控制所有可能的杂散电流泄漏途径，减少杂散电流进入地铁系统的主体结构、设备及沿线附近的相关设施。排：杂散电流的收集网系统，此收集网系统为杂散电流从钢轨上泄漏后遇到的第一道电阻较小的回流通路，可将杂散电流尽量限制在本系统内部，防止杂散电流继续向本系统以外泄漏。测：建立杂散电流监测系统监测杂散电流的大小，为运营维护提供

20、依据。成都地铁供电方式简介牵引网由接触网和回流网组成，接触网为正极，回流网为负极，并分别通过上网电缆和回流电缆与牵引变电所连接。接触网按安装位置和接触导线的不同分为接触轨和架空接触网。接触轨按授流接触位置的不同可分为：上部授流接触轨；下部授流接触轨；侧部授流接触轨。接触轨可采用低碳钢或钢铝复合材料。架空接触网按接触悬挂的不同可分为柔性空接触网和刚性架空接触网。柔性接触网采用铜或银铜接触线以及铜承力索；刚性架空接触网采用“”型或“T”型汇流排。接触轨与柔性架空接触网可应用于地下线、地面线及高架线。刚性架空接触网适用于地下线。成都地铁供电方式简介成都地铁一号线隧道段全面采用“”型铝合金汇流排刚性悬挂接触网，这种安装形式首次正式引入我国是在广州地铁二号线，使刚性悬挂这一架空接触安装形式在我国的轨道交通领域的广泛推广使用打下了基础。除