精选[轨道交通供电系统的SCADA系统应用论文]轨道交通供电系统

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‎[轨道交通供电系统的SCADA系统应用论文]轨道交通供电系统 ‎ 题 目：轨道交通供电系统SCADA 系统应用 年 级：20XX 专 业：电气工程及其自动化 学 号：20XX0383 姓 名：张永俊 指导教师：张天沛 教学点（函授站）： 郑州函授站 ‎ ‎ 西 南 交 通 大 学 远 程 与 继 续 教 育 学 院 年 月 日 题 目：轨道交通供电系统SCADA 系统应用 年 级：20XX 专 业：电气工程及其自动化 学 号：20XX0383 姓 名：张永俊 指导教师：张天沛 教学点（函授站）：郑州函授站 ‎ ‎ 西 南 交 通 大 学 远 程 与 继 续 教 育 学 院 年 月 日 轨道交通供电系统的SCADA系统应用论文 年 级：轨道交通供电系统SCADA 系统应用 专 业：电气工程及其自动化 学 号：20XX0383 姓 名：张永俊 指导教师：张天沛 教学点（函授站）：郑州函授站 ‎ ‎ 西南交通大学成人教育毕业设计(论文) 学院 专 业 年级 学 号 姓 名 教学点（函授站） ‎ ‎ 指导教师 指导教师 评 语 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 指导教师 (签章) 评 阅 人 评 语 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 阅 人 (签章) 成 绩 答辩组组长 (签章) ‎ ‎ 年月日 西南交通大学成人教育毕业设计(论文) 毕 业 设 计 （论 文 ） 任 务 书 班 级 学生姓名 学 号 开题日期： 年 月 日 完成日期： 年月日 题 目 ‎ ‎ 1、 本设计（论文）的目的、意义 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 2、 学生应完成的任务 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 3、 设计（论文）各部分内容及时间分配：（共 周） 第一部分 ( 周) ‎ ‎ 第二部分 ( 周) 第三部分 ‎ ‎ ( 周) 第 部分 ( 周) ‎ ‎ 第 部分 ( 周) 评阅或答辩 ( 周) 备 注 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 指导教师： 年 月 日 审 批 人： 年 月 日 西南交通大学成人教育毕业设计(论文) 诚信承诺 1、 本设计（论文）是本人独立完成； 2、 本设计（论文）没有任何抄袭行为； 三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消 本人答辩（评阅）资格。 　　　　　　　　　　承诺人（钢笔填写）： ‎ ‎ 年　　月　　日 ‎ ‎ 西南交通大学成人教育毕业设计(论文) 目录 目录 5 摘要 7 第一章 概述 9 1.1 国内城市轨道交通的发展 9 1.2 轨道交通供电系统的重要性及其要求 10 1.2.1 系统的总体功能 10 1.2.2 系统的基本要求 11 1.3 供电系统的构成 12 1.4 SCADA系统的角色和意义 13 1.5 本设计的主要工作 14 第二章 轨道交通供电系统介绍 15 2.1 设备分类 15 2.2 设备的功能和型式 15 2.2.1 高压开关设备 15 2.2.2 中压开关设备 15 2.2.3 低压开关设备 17 2.2.4 直流开关柜 19 2.2.5 微机保护装置 19 2.3 本章小结 21 第三章 SCADA系统的设计 22 3.1 概述 22 3.2 一般要求 22 3.3 系统构成 23 3.4 监控对象 25 3.4.1 66~110KV设备 25 3.4.2 主变压器 26 3.4.3 10~35KV设备 26 3.4.4 直流750V或直流1500V设备 28 3.4.5 400V设备 30 3.4.6 配电变压器 31 3.4.7 交直流电源屏 31 3.4.8 排流柜 31 3.4.9 轨道电位限制装置 31 3.5 技术指标 32 3.5.1 控制中心主站系统技术指标 32 3.5.2 变电所综合自动化系统技术指标 32 3.6 中央监控系统 33 3.6.1 中央监控系统的功能 33 3.6.2 中央监控系统网络配置方案 48 3.6.3 中央监控系统硬件配置方案 50 3.6.4 系统软件配置方案 51 3.7 供电复示系统 51 3.7.1 系统功能 51 3.7.2 系统构成 53 3.7.3 通道方案 53 3.8 通道 53 3.8.1 电力监控系统独立设置时的通道要求 53 3.8.2 电力监控系统集成于综合监控系统时的通道要求 53 3.9 电力监控系统与综合监控系统的关系及接口 53 3.9.1 系统间硬件关系及接口分界 54 3.9.2 系统间软件关系 54 3.9.3 电力监控系统与综合监控系统关系综述 55 3.10 本章小结 55 结论 56 参考文献 57 致谢 58 西南交通大学成人教育毕业设计(论文) 摘 要 城市轨道交通供电系统，是城市轨道交通工程中重要机电设备系统之一，它担负着为电动列车和各种运营设备提供电能的重要任务。牵引供电技术与车辆技术的发展史与城市轨道交通技术的发展史，紧密相关、直接相连。城轨供电系统的可靠性与安全性，直接影响到城市轨道交通的安全运营与服务水平。城轨供电方案的科学性及设备选型的合理性，也直接影响到城轨交通的节能效果。 ‎ ‎ 电力监控系统（SCADA）对城轨供电系统主变电所、牵引变电所、降压变电所等不同类别变电所内的高压66~110KV设备、中压10~35kv设备、直流750V或直流1500V设备、低压400V设备、交直流电源屏、排流柜、轨道电位限制装置等对象进行监控，实现对各种设备的控制、信息采集、数据分析处理、远方维护、统计报表、事故报警、画面调阅、历史数据查询等功能。实时对设备的进行监控、监测，保证轨道交通的正常运作。 关键词：城市轨道交通供电系统；电力监控系统；监控；监测。 第一章 概述 1.1 国内城市轨道交通的发展 我国城市轨道交通开始于20世纪50年代的北京地铁建设。北京地铁一期工程1965年开工，1969年建成通车。直到20世纪80年代，中国城市仅有北京地铁40KM，天津地铁7.6KM。 随着我国国民经济的持续发展，城市化进程的逐步加快，城市人口与机动车数量急剧增长， 截止到2007年底，全国（不包括台湾地区和香港、澳门特别行政区）已开通城市轨道交通的城市有：北京、天津、上海、广州、长春、大连、重庆、武汉、深圳、南京共10个城市近30条线，线路总长度已超过700km。 ‎ ‎ 进入21世纪以来，随着大城市交通问题的日益突出，大力发展城市轨道交通已成共识。城市轨道交通的建设也进入了新的高潮期，发展态势更为迅猛，全国48个百万人口以上的大城市中已有30多个城市开展了城市轨道交通的建设或筹建工作，据有关课题组初步统计，近期规划建设55条线路，长约1700km，总投资大道6000多亿元；我过远期线网总长将超过3000km. 在我国城市轨道交通队未来发展中，其趋势与前景主要集中在以下几个方面：（1）城市轨道交通的网络化 北京、上海、广州等特大城市已建成多条线路，在未来的5~10年内，将逐步形成城市轨道交通网络，以构建尘世轨道交通为骨干的公共交通系统。例如，根据《北京市城市快速轨道交通建设规划（2015年）调整方案》，北京2015年之前，将建成城市轨道交通线路18条，线路总长度约468km。同样，上海2010年之前，将建成城市轨道交通线路11条，线路总长度约416km。这些城市面对网络化发展，开展了一系列的网络化专题研究，如车辆段与综合基地、主变电站、控制中心、无线通信、AFC等资源共享研究。 （2）交通制式的多元化 目前10个城市投入运行的近30条线路，虽大多数为传统地铁制式，但也出现了多样化的趋势。如长春建设了现代化轻轨交通；重庆轨道交通2号线为跨座式单轨交通；广州轨道交通4号线、北京机场线为直线电机系统；上海市区通往浦东机场则建成了高速磁悬浮线路。此外，还有100km/h，120km/h不同等级的市域快线等。 （3）车辆与几点设备的国产化 在国家城市轨道交通设备国产化政策推动下，通过建立合资企业，引进消化吸收新技，开展多种形式的技术合作，我国将不断提高尘世轨道交通的车辆、设备制造的技术水平和国产化率，逐步形成城市轨道交通车辆与机电设备的产业化。 ‎ ‎ 1.2 轨道交通供电系统的重要性及其要求 城轨供电系统是城市轨道交通运营的动力源泉，负责电能的供应与传输，为电动列车牵引供电和提供车站、区间、车辆段、控制中心等其他建筑物所需要的动力照明用电。供电系统应具有安全性和可靠性，以保障供电。 1.2.1 系统的总体功能 城轨供电系统应具备安全可靠、经济适用、调度方便的特点，其总体功能如下： （1） 供电服务功能 供电系统是为城市轨道交通安全运营服务的，其职责是保证所有电气用户安全、可靠地用电。在城市轨道交通庞大的用电群体中，用电设备有不同的电压等级，不同的电压制式，既有固定的风机、水泵，也有时刻在运动着的列车，供电系统就是要满足这些不同用电设备对电源的不同要求，使各用电设备都能发挥各自的功能和作用，保证城市轨道交通安全运营。 ‎ ‎ （2） 故障自救功能 系统的安全性、可靠性是供电系统的首要因素，无论供电系统如何构成，采用什么样的设备，安全、可靠的供电是第一位。在系统中，发生任何一种故障，系统本身都应有备用措施（接触网除外），以保证城市轨道交通的正常运行不受影响。双电源是构成供电系统的主要原则，当一路电源故障时，另一路电源应能保证正常供电。主变电所、牵引变电所和降压变电所为双电源、双机组；动力、照明的一级负荷采用双电源、双回路供电；牵引网同一馈电区采用双边供电形式。这些都是系统故障自救功能的体现。 （3）自我保护功能 系统应有完整、协调的保护措施，供电系统的各级继电保护应相互配合和协调，当系统发生故障时，应当只切除故障设备，从而使故障范围缩小。系统的各级保护应当满足可靠性、选择性、灵敏性、速度性的要求。分散式供电系统的中压交流侧保护，应和城市电网的保护相配合和协调，因此其保护选择性会受到一定制约。 （4）防误操作功能 系统中任何一个环节的操作都应具有相应的联锁条件，不允许因误操作而发生故障。防止误操作的联锁条件可以是机械的，也可以是电气的，还可以是电气设备本身所具备的或在操作规程上所规定。防止误操作，是保证系统安全、可靠地运行所不可缺少的环节。 （5）便于调度功能 供电系统应能在控制中心进行远程控制、监视和测量，并应能根据运行需要，方便灵活地进行调度看，变更运行方式，分配负荷潮流，使系统的运行更加经济合理。 （6）控制、显示和计量功能 系统应能进行就地和距离控制，并可以方便地进行操作转换，同时系统各环节的运行状态应有明确的显示，使运行人员一目了然。各种电量的测量和电能的计量应准确，并便于运行人员查证和分析，牵引用电和动力照明用电应分别计量，以利用对用电指标进行考核与分析。 ‎ ‎ （7）电磁兼容功能 城市轨道交通处于强电、弱电多个系统共存的电磁环境，为了使各种设备或系统在这个环境中能正常工作且不对该环境中其他设备、装置或系统构成不能承受的电磁干扰，各种电气和电子设备的系统内部以及和其他系统之间的电磁兼容显得尤为重要。供电系统及其设备在城市轨道交通这个电磁环境中，首先是作为电磁干扰源存在，同是也是敏感设备。在城市轨道交通电磁环境中，供电系统与其他设备、装置或系统应是电磁兼容的。这要在技术上采取措施，抑制干扰源，消除或减弱电磁耦合，提高敏感设备的抗干扰能力。 1.2.2 系统的基本要求 城轨供电系统应满足安全性、可靠性、适用性、经济性、先进行的基本要求。 （1）安全性 城轨供电系统的安全性，是指在城市轨道交通工程运营过程中的安全程度。 供电系统的安全性，关系着乘客安全、运营人员安全、行车安全、设备安全等多个方面，而且各种安全性是相互联系、不可分割的。 供电系统设计时，一般从系统安全性和设备安全性两个方面进行分析研究。系统安全性分析，一般包括联锁关系、继电保护、牵引网、直流牵引系统、综合接地系统、应急照明电源等方面；设备安全性分析，一般包括变压器、牵引整流器、断路器、隔离开关、接地开关、电缆等方面。 ‎ ‎ （2）可靠性 城轨供电系统的可靠性，是指城市轨道交通供电系统对列车及各种动力照明负荷的持续供电能力。 供电系统的可靠性，是正常运营、事故处理、灾害救援等方面的前提条件。供电系统可靠性涉及规划、设计、运行管理等各个方面，并渗透到供电、变电、配电等不同环节。每一个环节的可靠性既包括电气原理的可靠性又包括电气设备的可靠性。例如构成变电所的可靠性包括变电所主接线可靠性及组成主接线的断路器、变压器、母线等设备的可靠性。 供电系统设计时，应从各个环节着手，分析系统的故障现象，研究定性或定量的评定指标，提出提高可靠性的措施。双电源供电方式是供电系统可靠性实施的重要手段。 根据城市轨道交通可靠性要求，供电系统应满足“N-1准则”，又称单一故障安全准则。按照这一准则，供电系统的N个元件中的任一独立元件（发电机、输电线路、变压器等）发生故障而切除后，其他元件不过负荷，电压和频率均在允许范围内，供电系统应能保持稳定运行和正常供电。 对于城市轨道交通电源网络来说，当一个电源推出时，另一个电源应能保证系统的正常供电，保证列车正常运行；当一个电源点（主变电所或电源开闭所）的两个电源都推出时，应从相邻电源点引入两路应急电源，提供一定的运输能力和必要的动力照明，维持城市轨道交通继续运行。 ‎ ‎ （3） 适用性 城轨供电系统的适用性，是指城轨供电系统的建设应满足业主的建设目的与性能要求。 设计是实现业主建设需求的首要环节。供电系统设计应根据业主需求进行，供电系统的建设标准、技术水平、设备档次、工期要求、投资控制等，应与城市特点、本线功能定位及特殊要求相适应。 （4） 经济性 城轨供电系统的经济性，这里是指从项目全生命周期的角度实现供电系统费用的经济合理。 在满足供电系统的安全性、可靠性、适用性的前提下，要重视供电系统的经济性。经济性不但要求节省工程投资，同时还要求降低运营成本，争取得到最佳的技术经济效果。 供电系统设计应优化电源网络结构，实现外部电源资源共享；另外应尽可能地采用成熟设备、新型材料，做到经济合理、简便实用。 （5）先进行 城轨供电系统的先进性，体现在先进的设计理念、先进的系统方案、现金的设备及工艺、先进的管理手段等方面。 供电系统应具有一定的先进性，但要兼顾系统基本功能、投资规模、运营成本、环保要求、操作灵活性以及技术发展等因素，合理选择。 ‎ ‎ 供电系统设计应采用先进的理念。要充分认识到环境保护与节约能源的重要性，采取必要措施进行环境保护与降低能耗。要解决好电磁辐射、噪音、温室气体、不易分解废料等问题。 1.3 供电系统的构成 为便于设计任务的分割及设计界面的清晰，城市轨道交通供电系统可以划分成以下设计单元：主变电所、全线系统、牵引变电所、降压变电所、接触网、电力监控系统、杂散电流。腐蚀防护系统。动力照明设备，属于车站等建筑物附属设备，一般划归土建工点单位连同建筑结构一起进行设计，而不由供电系统设计单位进行设计。 (1)主变电所 主变电所设计内容包括：主接线、二次接线、设备选择、设备布置、土建设计等。主变电所与城市电网的设计界面为城网变电所110 kV(或66 kV)高压出线间隔，电源外线一般由主变电所设计单位同时设计；主变电所与全线系统的设计界面为主变电所中压馈线开关的电缆接线端，主变电所馈出电缆一般由全线系统设计单位设计。 (2)全线系统 全线系统设计内容包括：供电系统方案、中压网络、牵引变电所布点、系统运行方式、潮流分析、谐波计算、综合接地系统、再生能量吸收装置、UPS电源整合等。全线系统与牵引变电所和降压变电所的设计界面为中压进线开关的引入端。 ‎ ‎ (3)牵引变电所 牵引变电所设计内容包括：主接线、二次接线、自用电、设备平面布置、电缆敷设等。牵引变电所与接触网的设计界面为接触网隔离开关的电源端、回流箱的电源端。上网电缆及回流电缆由牵引变电所负责设计。 (4)降压变电所 降压变电所设计内容包括：主接线、二次接线、自用电、低压无功补偿、设备平面布置、电缆敷设等。降压变电所与动力照明的设计界面为降压变电所低压开关柜的馈出端子，低压馈出电缆由动力照明负责设计。 (5)接触网 接触网设计内容包括：接触悬挂、支持结构与基础、附加导线、防雷与接地、平面布置等。接触网隔离开关、回流箱及尾线由接触网设计。 ‎ ‎ (6)电力监控系统 电力监控系统与变电所的设计界面在变电所综合自动化屏的通信端口；变电所综合自动化由变电所设计。电力监控系统所需要的通信通道由通信专业设计。如果采用综合监控系统，电力监控系统将被集成到综合监控系统中，作为综合监控系统的一部分而进行统一设计 (7)杂散电流腐蚀防护系统 杂散电流腐蚀防护系统设计内容包括：排流柜设置、排流钢筋设置、监测系统设置等 1.4 SCADA系统的角色和意义 电力监控系统又称电力SCADA系统或者远动系统，往往简称SCADA系统，有时也称PSCADA系统。它对城轨供电系统主变电所、牵引变电所、降压变电所等不同类别变电所内的高压66~110KV设备、中压10~35KV设备、直流750V或直流1500V设备、低压400V设备、交直流电源屏、排流柜、钢轨电位限制装置等对象进行监控，实现对各种设备的控制、信息采集、数据分析处理、远方维护、统计报表、事故报警、画面调阅、历史数据查询等功能。 早期的城轨供电系统由于技术的局限，没有条件设立电力监控系统，其监控管理以人工为主，辅以调度电话方式来实现供电系统的运行管理。这种监控方式要求变电所内设置当地报警设备，当系统发生故障时值班人员能够及时发现并上报调度部门。 20世纪末，随着计算机技术和网络技术的快速发展，各个分立的自动化系统逐步走向综合集成，城市轨道交通各专业的自动化系统采用统一的计算机网络平台和统一的软件体系，构成综合监控系统，从而实现不同自动化系统的集成。按目前的技术水平，典型的综合监控系统一般集成电力监控系统、环境与设备监控系统等自动化系统，这种方式有利于不同系统之间的数据信息互通、软硬件资源共享。综合监控系统运行所依赖的底层基础依然是原先各分立系统的远程终端数据采集处理系统或者设备。电力监控系统集成于综合监控系统后，电力监控系统设计范围包括电力调度中心主站系统及供电复示系统的功能设计、变电所综合自动化系统的软硬件设计，而电力调度中心主站系统、供电复示系统的硬件及软件则由综合监控系统统一建设。双方的硬件接口一般位于变电所综合自动化系统与综合监控系统的通信连接装置的通信端子。 ‎ ‎ 1.5 本设计的主要工作 本次设计主要针对轨道交通供电系统的组成部分高压设备、中压设备和低压设备进行介绍，介绍设备的选择，具备的作用及其参数。并针对这些设备的参数与状态监测、监控设计一个电力监控系统（SCADA），SCADA系统的组成、方案的选择，监控、监测对象的分析。设计一个能够使轨道交通安全、可靠的运行与服务的电力监控系统。设计的内容：1、控制中心电力监控系统的功能要求；2、供电复示工作站电力监控系统功能要求；3、电力监控系统技术指标的相关内容 第二章 轨道交通供电系统介绍 2.1 设备分类 按照电压等级可划分为高压设备、中压设备和低压设备、高压设备包括高压开关设备、主变压器；中压设备包括中压开关设备和配电变压器、牵引变压器、1500V直流开关设备；低压设备包括低压开关设备、整流器、750V直流开关设备、继电保护类设备。按照设备所位置划分为主变电所设备、牵引变电所设备和降压变电所设备。主变电所设备主要包括高压开关设备、主变压器、接地变压器、所变压器、中压开关设备；牵引变电所设备主要包括中压开关设备、直流开关设备、牵引变压器、整流器；降压变电所设备主要包括中压开关设备、低压开关设备、配电变压器等。 ‎ ‎ 2.2 设备的功能和型式 2.2.1 高压开关设备 高压开关设备应用于城轨工程主变电所，作为高压配电设备，接受城网电源并分配给所内主变压器。高压开关设备为户内式安装，一般采用高压GIS全封闭组合电器设备。 高压SF6全封闭组合电器，将SF6断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组合在一起，这些设备或部件全部封闭在已接地的金属外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体。该设备简称GIS（gas isolate system）。由于GIS是将多个高压电器元件有机的组合在一起，因此具有结构紧凑、元器件不受污染及大气环境因素的影响、安装方便、有利于缩短安装工期等特点。 高压sF6全封闭组合电器不仅电气绝缘介质采用sF6气体，灭弧介质也是sF6气体。虽然SF6气体本身极稳定，有很高的绝缘强度和灭弧能力，但在SF6气体环境中的断路器和电器设备的稳定性、可靠性完全取决于sF6气体的纯洁度。如果纯洁度受到破坏，例如混入了过量的水分、杂质及加工余屑和金属粉末等，它的稳定性就会受到破坏，同时绝缘强度和灭弧能力也会大大降低。此时受到弧光温度的作用和影响，还将分解出有害的分解物，在严重的情况下甚至会产生对人体有害的物质。 2.2.2 中压开关设备 （1）功 能 中压开关设备应用于城轨工程的主变电所、电源开闭所、牵引变电所和降压变电所，用于接受和分配中压电能。 ‎ ‎ 在主变电所，中压开关设备的进线电源引自主变压器，馈出线引至主变电所供电范围内的牵引变电所、降压变电所。 电源开闭所的中压开关设备接受城网或主变电所的中压电源，并为开闭所供电范围内的牵引变电所、降压变电所提供中压电源。 依据中压网络的设计，牵引变电所的中压开关设备由主变电所、电源开闭所、相邻牵引变电所或降压变电所引入中压电源，并供给所内牵引变压器。降压变电所的中压开关设备由主变电所、电源开闭所、相邻牵引变电所或降压变电所引入中压电源，并供给所内配电变压器。 （2）开关柜型式 按照电气绝缘介质可分为空气绝缘开关柜、复合绝缘开关柜和SF6气体绝缘开关柜。按照开关柜内安装的开关设备可分为断路器柜、负荷开关柜、隔离开关柜和熔断器柜。 空气绝缘和复合绝缘开关柜的结构形式为金属铠装封闭式，内部设有不同功能隔室，手车可为落地式或中置式。SF6气体绝缘开关柜可分为全密封充气(SF6)环网开关柜和C·GIS(Cubicle Type—GIS)开关柜。 ‎ ‎ 不同的电气绝缘介质，对开关柜的外形尺寸影响很大，采用空气绝缘的开关柜体积最大，采用复合绝缘次之，采用SF。气体绝缘时开关柜体积最小。对于10 kV开关柜，空气绝缘开关柜的宽度多为800 1000 mm，采用复合绝缘可为650 mm，采用SF6气体绝缘时可为400~600 mm。对于35 kV开关柜，空气绝缘开关柜的宽度多为1 400 mm，采用sF6气体绝缘时可为800 mm左右。采用空气绝缘和复合绝缘开关柜的外壳防护等级在IP20及以上。 35 kv开关柜多采用C．GIS开关柜，以减小变电所的土建规模，20 kV及以下开关柜应采 用空气绝缘的金属铠装开关柜，避免温室气体SF6对环境的影响。 金属铠装封闭手车式开关柜、C．GIS开关柜可用于主变电所、牵引变电所和降压变电所，全密封充气只sF6)环网开关柜、负荷开关柜一般用于跟随式降压变电所。 (3)断路器类型 按照断开速度不同分为低速断路器和高速断路器，一般以断开时间为0．02 s分界。从灭弧介质则可分为油断路器、真空断路器、sF6断路器、压缩空气断路器、自产气断路器和磁吹断路器等。目前，油断路器城网仍有少量采用，其他断路器已被真空断路器和sF6断路器取代。 油断路器分为多油式断路器和少油式断路器，主要区别是：少油式断路器的触头及灭弧装置对地的绝缘是由支撑绝缘子、瓷套管和有机绝缘部件实现的，而多油式的触头及灭弧装置对地的绝缘和触头之间的绝缘则是靠油来实现的，因而油量大、体积大、断流容量小。少油式则油量小、体积小、断流容量大，技术比多油式先进。 ‎ ‎ SF6断路器以sF6气体为灭弧介质，它有很好的灭弧性能，灭弧性能是空气的100倍，并且灭弧后不变质，可重复使用。sF6气体优良的绝缘和灭弧性能，使sF6断路器具有如下优点：开断能力强，断口耐受电压较高，燃弧时间短，不会产生重燃过电压。 在正常情况下，sF6是一种不燃、无臭、无毒的惰性气体，密度约为空气的2倍。但sF6气体在电弧作用下，小部分会被分解，生成一些有毒的低氟化物，如sOF2、sF4、sOF4和s02F2等，对身体健康有影响，对金属部件也有腐蚀和劣化作用，因此，sF6断路器对加工精度要求高，需要具备非常良好的密封性能。由于sF6气体是温室效应气体，从环保角度出发，也不建议采用SF6断路器。 目前，城轨工程一般采用真空断路器。真空断路器的主要部件是真空灭弧室，灭弧室是一个高度真空的玻璃泡或矾土陶瓷，内置动静触头，利用真空的绝缘性能强迫灭弧，灭弧时没有游离气体产生，电弧容易熄灭，触头不会烧损。由于真空的绝缘性能很好，动静触头的开距较小，适合于频繁操作。 ‎ ‎ 真空断路器的灭弧原理是在断路器跳闸动静触头分开的瞬间，真空灭弧室内触头间形成高温液态的金属桥，金属桥被拉断时，金属桥蒸发，产生金属蒸气，使触头间隙击穿，产生电弧。电弧电流流过触头时，将产生磁场，驱使电弧在电流过零点时熄灭，或在过零点前被强迫熄灭。在这熄灭的瞬间，金属蒸气离子在磁场的作用下被迅速扩散，并被吸附在触头和金属屏蔽罩上，金属离子的密度迅速降低，使触头间恢复真空间隙，不再被较高的恢复电压击穿，使电弧熄灭，实现断路器的开断功能。 2.2.3 低压开关设备 （1）功 能 低压开关设备用于降压变电所中，是动力照明供电系统的核心内容。它接受配电变压器提供的低压电能，为车站、区间、车辆段、停车场和控制中心的低压动力照明设备提供电源。低压开关设备一般设置安装于断路器本体的脱扣器作为保护设备。 （2）低压开关柜型式 城轨工程降压变电所低压开关柜多采用金属封闭间隔式开关柜。开关柜的电气绝缘和开关设备的灭弧介质均为空气。开关柜的外壳防护等级在IP20及以上。开关柜柜体为模块化框架结构，基本分三个功能隔室：水平母线室、功能单元隔室、电缆室。功能单元某一隔室产生故障电弧时，不影响相邻的其他隔室。开关能前接线或后接线，接线端子规格及固定的牢靠性能满足所连接电缆的需要。 ‎ ‎ 开关柜的类型以低压电器的安装方式可分为固定式、抽出式和混合式。混合式是在同一低压开关柜中，低压电器既有固定式安装，也可为抽出式安装。抽出式的断路器可以是插拔式也可以是固定安装在开关柜的抽屉中。无论低压电气设备为何种安装方式，低压开关柜的各安装单元之间均采用金属或绝缘板分隔，以避免在某安装单元故障时，对其他安装单元产生影响，扩大故障范围。 低压电器安装于低压开关柜内，一般分为配电电器和控制电器。配电电器包括低压断路器、熔断器、低压负荷开关、低压隔离开关等，控制电器包括接触器、启动器、主令电器和各种控制继电器等。低压开关柜的主要电器是低压断路器。 (3)低压断路器类型 低压断路器主要用于配电线路和电气设备的过载、失压和短路保护。在IEc国际电工词汇中，对断路器的定义为：断路器是能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路条件下(如短路)接通、承载一定时间和分断电流的开关电器。 按照断路器南极数可分为单极、双极、三极和四极断路器；按照是否具有隔离功能，可分为具有隔离功能和不具有隔离功能断路器；按照动作速度可分为一般型和快速型(快速型断路器通常为限流型，其分断时间短到足以使电流在未达到预期值之前即被分断)；按照结构分为框架式(万能式)断路器和塑壳断路器；按照用途分为配电断路器、保护电动机用断路器、剩余电流断路器等，低压断路器分类见表2．1 表2．1 低压断路器分类(按用途分类) 断路器类型 ‎ ‎ 保 护 特 性 主要用途 二段保护 瞬时、短延时 进线开关、靠近变 选择型 三段保护 瞬时、短延时、长延时 压器近端支路开关 配电断路器 非选择型 限流型 瞬时、长延时 靠近变压器近端 支路开关 一般型 支路末端开关 电动机保护用 直接启动 一般型 过电流脱扣器瞬 时整定时间为脱扣器额定电流的8～15倍 保护鼠笼型电动机 断路器 限流型 过电流脱扣器瞬时整定时间为脱扣器额定电流的12倍 靠近变压器近端电动机 间接启动 过电流脱扣器瞬时整定时间为脱扣器额定电流的3～8倍 保护鼠笼型、绕线型电动机 照明用微型断路器 瞬时、长延时 用于照明和信号二次回路 剩余电流断路器 电磁式 动作电流为mA级 动作电流为mA级 接地故障保护 接地故障保护 电子式 2.2.4 直流开关柜 直流开关设备在直流牵引供电系统中承担接受和分配直流电能的作用。它接受牵引整流机组提供的直流电能，分配给上、下行牵引网，为电动列车提供直流电能。 直流开关设备包括牵引变电所内的直流开关柜和一般设于牵引变电所外的上网开关柜。 直流开关柜包括正极开关柜、负极开关柜和馈出开关柜。正极开关柜内可采用直流快速断路器或电动隔离开关；负极开关柜内设电动隔离开关或手动隔离开关；馈出开关柜采用直流快速断路器；上网开关柜(包括纵向联络开关设备)采用电动隔离开关，为短轨供电采用直流接触器或直流快速断路器。上网开关柜用于牵引网断电检修和形成大双边越区供电。 ‎ ‎ 目前，城轨工程采用的直流开关柜均为金属铠装落地手车式，直流快速断路器安装在手车上，电动或手动隔离开关在开关柜内固定安装。 直流开关柜无论其标称电压为750 V还是1 500 V，其电气绝缘介质和断路器的灭弧介质都是空气。 2.2.5 微机保护装置 供电系统在运行过程中不可避免地会出现一些故障，最常见的是各种形式的短路，以及频率下降等，故障的基本特征是导致电流突增、电压下降以及电流与电压间相角的变化。继电保护装置对这些故障和不正常工作状态会自动发出故障报警或跳闸信号，实现对电气设备的保护，满足供电系统可靠运行要求。 继电保护装置采集电流互感器、电压互感器二次侧的实时电流、电压数值，并与继电保护装置中预先设定的门槛值进行比较，当超过限定值，装置可发出报警信号或驱动开关操作机构分闸线圈，使断路器跳闸。 继电保护可通过各种电磁继电器实现，如利用电流继电器判断线路电流是否越限，利用电压继电器判断线路电压是否正常，利用中间继电器驱动指示灯、开关的操作机构合闸、分闸线圈等。 微机保护装置也是实现继电保护的一种设备，它的基本功能包括继电保护、测量计量、装置的自诊断功能和通信功能，其中通信功能可实现微机保护装置内各种信息的上传。 ‎ ‎ 有些微机保护装置除了上述基本功能以外，还有PLC的功能，可实现控制联锁等逻辑编程功能。微机保护装置一般不会将所有保护功能集于一身，主要是价格和装置大小将影响产品的适用性。目前，微机保护装置在城轨工程中已得到广泛应用，交流高压、中压系统和直流牵引供电系统的继电保护多采用微机保护装置。 微机保护装置的主要特点在于灵活方便的远方调整功能，故障录波功能和可编程功能等，采用微机保护装置大大减少了二次控制电缆的数量，提高了继电保护的可靠性。 2.2.6 牵引整流机组 牵引整流机组由牵引变压器和整流器构成。李引变压器接受中压开关设备提供的中压电压，经过降压，为整流器提供适合的低压交流电源；整流器则将交流电源整流为电动列车所需要的直流电源。 牵引整流机组是牵引变电所的核心设备，是列车高速、安全、可靠、经济、节电运行的保证。牵引整流机组需要牵引变压器和整流器两种完全不同的设备相互匹配，才能实现牵引整流机组的整体性能。 ‎ ‎ 牵引变压器的绝缘类型分树脂浇注、浸绝缘漆和杜邦纸绝缘，城轨工程多采用树脂浇注绝缘方式。整流器中整流元件可为大功率二极管、可控硅和晶闸管，采用可控硅、晶闸管可以控制整流桥臂的导通或关闭，使直流输出的纹波系数更小，而且可以在不同负载情况下对直流输出电压进行调节，使直流输出电压恒定输出。城轨工程多采用二极管作为整流元件。 按照中压系统和直流牵引供电系统标称电压的不同，目前国内牵引变压器采用的网侧电压为35 kV、33 kV、10 kV，阀侧电压对于750 V系统为0．59 kV、0．61 kv，对于1 500 v系统为1．18 kV、1．22 kV。 牵引整流机组为VI类重牵引负荷等级，即在额定负荷能够长期运行i在1．5倍过载时能够运行2 h；在3．0倍过载时能够运行1 min。 2.2.7 主变压器 主变压器是城轨工程中设在主变电所的配电变压器，用于将城网引入的高压电源转换成中压电源并满足容量要求。主变压器的网侧和阀侧电压等级依据供电系统设计确定。目前使用的主变压器主要有110／35 kV、110／33 kV和110／10 kV三种。 为了减少城网电压波动和负荷变化对城轨中压系统的电压质量影响，主变压器多采用有载调压型电力变压器。有载调压开关具有就地、远方操作功能。 1lO kV级变压器按照绝缘介质的不同可分为复合油绝缘式、油浸式、SF6气体绝缘式(简称GIT)和树脂浇注干式变压器(Resin—casting Dry．type Transformer，简称RCDT)。由于油浸式变压器价格低，应用成熟，目前均采用自冷油浸式变压器。 ‎ ‎ 2.2.8 配电变压器 配电变压器就是将中压电源降压成适合动力照明负荷的低压电源并满足容量要求。根据中压网络电压等级的不同，配电变压器的电压比主要分为35(33)／0．4 kv和10／0．4 kv两种。绝缘材质可采用绝缘油、环氧树脂和杜邦纸，相应配电变压器可分为油浸式变压器、环氧树脂浇注干式变压器和杜邦纸绝缘干式变压器。 油浸式变压器、环氧树脂浇注干式变压器和杜邦纸绝缘干式变压器在城网大量采用，但由于防火要求，城轨工程配电变压器已不采用油浸式变压器，而多采用环氧树脂浇注干式变压器。由于杜邦纸绝缘产品承受热冲击的能力强、过负载能力大、难燃、防火性能高、对湿度，灰尘不敏感、可回收等优势，从而具有广泛的适应性，并适用于防火要求高、负荷波动大、污秽潮湿的恶劣环境中。因此，杜邦纸绝缘干式变压器以其良好的性能和环保特点越来越受到关注 2.3 本章小结 本章介绍了电力系统的组成部分，主要由高压设备、中压设备和低压设备、高压设备包括高压开关设备、主变压器；中压设备包括中压开关设备和配电变压器、牵引变压器、1500V直流开关设备；低压设备包括低压开关设备、整流器、750V直流开关设备、继电保护类设备。并介绍的设备的功能内容。 ‎ 第三章 SCADA系统的设计 3.1 概述 电力监控系统又称电力SCADA系统或者运动系统，往往简称SCADA系统，有时也称PSCADA系统。它对城轨供电系统主变电所、牵引变电所、降压变电所等不同类别变电所内的高压66~110KV设备、中压10~35kv设备、直流750V或直流1500V设备、低压400V设备、交直流电源屏、排流柜、轨道电位限制装置等对象进行监控，实现对各种设备的控制、信息采集、数据分析处理、远方维护、统计报表、事故报警、画面调阅、历史数据查询等功能。 3.2 一般要求 （1）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，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。 （2）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、交换机等进行沉余配置。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合于工程实际的方案。该要求适用于电力监控系统独立建设模式。 （3）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。 ‎ ‎ （4）电力监控系统的通信通道必须沉余配置，主、备用通信通道应支持手/自动切换功能。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。 （5）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。 （6）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：间隔设备层、网络通信层、站级管理层。 （7）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。 （8）电力监控系统软、硬件属于国内成熟产品，应该优先选用技术成熟、功能完善、性能优越、国内领先的产品。 （9）电力监控系统设备选型应立足于国产化设备。 （10）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。 （11）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。 ‎ ‎ 3.3 系统构成 采用综合监控系统建设模式时的系统构成 以下内容适用于电力监控系统集成于监控系统的建设模式。 目前，正被广泛采用的综合监控系统，在控制中心及车站集成了电力监控系统、环境与设备监控系统等系统，综合监控系统为这些不同的系统提供了一个综合的信息平台，这些系统的主要硬件、软件均由综合监控系统来统一构建，综合监控系统实现各系统在中心级和车站级的系统功能。 综合监控系统集成电力监控系统后，电力监控系统原先包含的电力调度中心主站系统、通信通道、变电所综合自动化系统、供电复示系统四部门中，电力调度中心主站系统、通信通道、供电复示系统均由综合监控系统来完成。 综合监控系统构成如图3.0： 图3.0 综合监控系统构 3.4 监控对象 电力监控系统要实现遥控、遥测、遥信等功能，应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外电源的电网现状、不同类型供电系统建设形式而不同，监控对象需要按照供电系统的具体内容而定。 ‎ ‎ 以下类容为城轨供电系统典型监控对象的主要设备监控点表，包括主变电所、牵引降压混合变电所、降压变电所得主要设备监控点，仅用于参考。具体到某个工程时，应根据该工程的供电系统实际设计情况、当地电力调度部门的具体需求进行修改、补充，以满足电力调度的需要。 3.4.1 66~110KV设备 66~110KV设备监控点见表3.1： 表3.1 设备 监控要求 进线开关柜 断路器的合闸、分闸控制、保护复归控制 断路器的合、分状态 断路器手车的工作、试验、抽出位置 隔离开关闭合、打开、接地位置 带电显示信号 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 进线功率因素 频率 避雷器动作次数 避雷器动作状态 SF6气体底 脱口电路状态 谐波电流 主变压器馈出柜 断路器的合闸、分闸控制、保护复归控制 断路器的合、分状态 断路器手车的工作、试验、抽出位置 隔离开关闭合、打开、接地位置 带电显示信号 断路器故障跳闸 转换开关位置 接地隔离开关位置 回路电流 SF6气体底 脱口电路状态 有功功率 无功功率 有功电度 无功电度 3.4.2 主变压器 主变压器监控点见表3.2： 表3.2 设备 监控要求 主变压器 油 温 有载调压开关分接头位置 主变压器有载调压开关分接头位置的升、降、停 3.4.3 10~35KV设备 10~35KV设备监控点见表3.3： 表3.3 设备 监控要求 进线开关柜 断路器的合闸、分闸控制、保护复归控制 断路器的合、分状态 断路器手车的工作、试验、抽出位置 PT手车的工作、试验、抽出位置 PT断线信号 隔 离开关闭合、打开、接地位置 带电显示信号 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 回路有功功率 回路无功功率 进线功率因数 回路电度计量 避雷器动作次数 避雷器动作状态 SF6气体低 脱口电路状态 谐波电流（仅限于电源开闭所） 馈线开关柜 断路器的合闸、分闸控制、保护复归控制 断路器的合、分状态 断路器手车的工作、试验、抽出位置 隔离开关闭合、打开、接地位置 带电显示信号 断路器故障跳闸 转换开关位置 接地隔离开关位置 回路电流 避雷器动作次数 避雷器动作状态 SF6气体底 脱口电路状态 牵引变压器馈出柜 断路器的合闸、分闸控制、保护复归控制 断路器的合、分状态 断路器手车的工作、试验、抽出位置 隔离开关闭合、打开、接地位置 带电显示信号 断路器故障跳闸 转换开关位置 接地隔离开关位置 回路电流 回路有功功率 回路无功功率 回路电度计量 SF6气体低 脱口电路状态 配电变压器馈出柜 断路器的合闸、分闸控制、保护复归控制 断路器的合、分状态 断路器手车的工作、试验、抽出位置 隔离开关闭合、打开、接地位置 带电显示信号 断路器故障跳闸 转换开关位置 接地隔离开关位置 回路电流 SF6气体低 脱口电路状态 母线分段开关柜 断路器的合闸、分闸控制、保护复归控制 断路器的合、分状态 断路器手车的工作、试验、抽出位置 隔离开关闭合、打开、接地位置 带电显示信号 断路器故障跳闸 转 换开关位置 接地隔离开关位置 回路电流 SF6气体低 脱口电路状态 母联分段隔离柜 接地隔离开关位置 隔离开关闭合、打开、接地位置 带电显示信号 3.4.4 直流750V或直流1500V设备 直流750V或直流1500V设备监控点见表3.4： 表3.4 设备 监控要求 牵引整流机组 牵引变压器过温报警 牵引变压器超温跳闸 硅整流器跳闸故障信号 硅整流器温度高 硅整流器单向导通装置故障 直流进线柜 直流断路器合闸、分闸控制、保护复归控制 直流断路器合、分状态 直流断路器手车的工作、试验、抽出位置 断路器故障跳闸信号 直流母线电压 装换开关位置 直流总闸电流 脱口电路状态 正负母线避雷器动作次数 正负母线避雷器动作状态 母线避雷器动作次数 母线避雷器动作状态 直流负极柜 隔离开关合、分状态 直流设备框架保护动作 直流馈线柜 直流断路器的合闸、分闸控制、保护复归控制 直流断路器的合、分状态 直流断路器手车的工作、试验、抽出位置 断路器故障跳闸信号 直流分闸电流 转换开关位置 脱口电路状态 车辆段维修库紧急按钮跳闸（仅限于车辆段牵引变电所） 自动重合闸失败 断路器闭锁信号 直流隔离开关设备 电动隔离开关的合闸、分闸控制 电动隔离开关的合、分状态 转换开关位置 纵联电动隔离开关的合、分状态 纵联电动隔离开关的合闸、分闸控制 转换开关位置 避雷器动作次数（仅限于地面或者高架工程） 避 雷器动作状态（仅限于地面或者高架工程） 手动隔离开关状态 3.4.5 400V设备 400V设备监控点见表3.5： 表3.5 设备 监控要求 进线柜 进线断路器的合闸、分闸控制 断路器的合、分状态 断路器的工作、试验、断开位 断路器故障跳闸信号 装换开关位置 进线电流 进线线电压 进线相电压 进线有功功率 进线无功功率 进线电度计量 进线功率因素 馈线柜 馈线断路器合闸、分闸控制 馈线断路器合、分状态 馈线断路器工作、试验、分闸位置 装换开关位置 三级负荷总开关合闸、分闸控制 三级负荷总开关合、分闸状态 三级负荷总开关工作、断开位置 三级负荷总开关转换开关位置 母联分段柜 母联分段断路器的合闸、分闸 母联分段断路器的合、分状态 母联分段断路器工作、试验、断开位置 断路器故障跳闸信号 装换开关位置 母线分段断路器电流 3.4.6 配电变压器 配电变压器监控点见表3.6： 表3.6 设备 监控要求 配电变压器 变压器过温报警 变压器超温跳闸 3.4.7 交直流电源屏 交直流电源屏监控点见表3.7： 表3.7 设备 监控要求 交直流电源屏 直流输出欠压 直流输出过压 直流对地绝缘 交流进线开关状态 浮充失败 直流屏进线断路器合、分状态 馈出断路器合分状态 馈线电压 电源屏故障总信号 3.4.8 排流柜 排流柜监控点见表3.8： 表3.8 设备 监控要求 排流柜 排流动作元件状态 排流电流 参比电极电压 3.4.9 轨道电位限制装置 轨 道电位限制装置监控点见表3.9： 表3.9 设备 监控要求 轨道电位限制装置 接地动作元件状态 轨道对地电位 接地动作元件动作次数 3.5 技术指标 系统技术指标是指系统建设完成后的应用性指标，此指标在系统建设时也作为系统招标的限制性指标，系统集成商的软硬件配置需要满足此指标的要求。 以下内容为工程设计时设计文件中应该包含的技术指标，这些指标也应该作为系统验收时的验证性指标，用来检测系统集成商所提供的产品是否为合格产品。 技术指标的具体数值根据各工程系统软硬件的复杂程度、系统规模的大小而有所不同。工程设计时系统技术指标设定主要参考《地铁设计规范》(GB50157—2003)、《城市轨道交通直流牵引供电系统》(GBl0411—2005)等规范和标准确定。但是由于计算机与网络技术的不断发展，系统指标也应该结合当前的自动化系统技术水平确定。 3.5.1 控制中心主站系统技术指标 当电力监控系统集成于综合监控系统时，电力监控系统将控制中心的技术指标要求提供给综合监控系统，综合监控系统在设计时必须满足这些指标的要求。 ① 模拟量测量总误差≤1．5％。 ② 站内事件顺序记录分辨率≤10 ms。 ③ 站间事件顺序记录分辨率≤20 ms。 ④ 系 统平均无故障工作时间(含所有网络连接设备)>10 000 h。 ⑤ 控制中心遥控命令响应时间(此处指控制中心遥控命令下发至智能测控装置的出口响应时间)≤3 s ⑥ 控制中心遥信变位响应时间(此处指变电所智能测控装置入口至控制中心画面刷新响应时间) ≤3 s ⑦ 画面调用响应时间≤3 s。 ⑧ 冗余设备切换时间≤30 s。 ⑨ 远动数据传输速率≥9．6 kbps。 ⑩ 系统容量：控制中心系统容量应为系统所包含的所有变电所综合自动化系统容量之和。 ⑪ 系统预留容量：在系统容量基础上增加一定比例的预留容量，一方面用于今后的扩容，弓一方面也有利于提高系统整体运行效率，一般预留容量为30％～50％。 ⑫ 系统误码率<0.00001 3.5.2 变电所综合自动化系统技术指标 ① 模拟量测量总误差≤1．5％。 ② 站内事件顺序记录分辨率≤lO ms。 ③ 系统平均无故障工作时间(含所有网络连接设备)>10 000 h。 ④ 遥控命令响应时间(此处指变电所人机界面遥控命令下发至智能测控装置的出口响应时间)≤3 s。 ⑤ 遥信变位响应时间(此处指变电所智能测控装置入口至变电所人机界面刷新响应时间)≤3 s。 ⑥ 画面调用响应时间≤3 s。 ‎ ‎ ⑦ 冗余设备切换时间≤30 S。 ⑧ 远动数据传输速率≥9．6 kbps。 ⑨ 系统容量：变电所综合自动化系统的容量根据变电所内所包含的具体监控对象 ⑩ 系统预留容量：变电所综合自动化系统容量的预留原则，与控制中心系统容量的预留原则一致。 3.6 中央监控系统 3.6.1 中央监控系统的功能 中央监控系统，即电力调度中心主站系统，简称电力调度中心，其功能主要有控制、数据采集处理、显示、报警、查询等。 工程设计时，系统功能不限定于以下内容，可以根据工程实际情况及用户要求进行调整。 3.6.1.1 控制及操作功能 1）遥控功能 系统遥控功能，即在电力调度中心对接入系统的任何一个可遥控的对象进行合、分遥控。遥控操作执行严格的权限管理，执行遥控必须是有操作权限或经过授权的工作人员。 为了避免误操作，在同一时刻，对同一控制对象系统只允许有一个遥控操作进行，同时所有的遥控操作都必须保存到系统日志中。 遥控可分为单控、程控，并可根据用户要求自定义被控制设备及其操作顺序，上述控制方式可以根据电力调度员的要求设置手动确认功能。在同一时间，当多个工作站对同一设备进行遥控操作时，根据用户的权限确定遥控的优先级。 ‎ ‎ （1）单独控制 控制过程分两步进行。 第一步，首先调出被控站的主接线图，选择控制对象。如果选择成功，此时弹出被选中的对象的确认画面，所选对象分别在工作站显示器闪烁。如果选择失败，也在显示器上提示，同时工作站显示器恢复原状态显示。只有当选择成功后，方可进行后续操作。 第二步，在被选中对象的确认画面上，按下执行键，系统自动执行返校。如果返校失败，系统给出提示信息；如果返校成功，系统发出执行命令。如果遥控成功，则工作站显示器上开关状态刷新，停闪；如果执行失败，则工作站显示器上开关恢复原状态显示。 无论执行成功或失败，都有操作记录，内容包括操作员标识、控制对象、命令发出时间、遥控性质、执行结果等，并可在事件打印机上打印，成功操作打印颜色为黑色，失败操作打印颜色为红色。 上述操作过程有选择倒计时和执行倒计时，并有限时失效功能。 (2)程序控制 程序控制是按照一定顺序和条件执行的一系列遥控操作。程控种类分为：标准控制序列、自定义控制序列。 ①标准控制序列。 变 电所或多个变电所的多个受控对象按照一定的安全联锁关系定义为一个顺序操作序列，操作员通过顺序控制画面，选择需要的顺序控制序列，对各受控对象进行操作。 顺序操作一旦被启动执行，将自动地按照顺序控制序列一步一步地执行。当执行过程中系统检查出安全联锁关系不满足继续执行的条件时，等待一段时间（时间可调整）重新检查该条件是否满足，如条件满足则继续执行，否则弹出一个是否继续进行的选择对话框，由操作员进行选择是否继续执行计划任务单中的后续控制命令。常用的顺序控制至少包括下列四种序列： 直流牵引网送电序列 直流牵引网停电序列 直流牵引网区间停电序列。此序列用于控制某个事故区间直流牵引网停电，便于区间出现事故后的人员疏散、电气隔离。停电序列可以根据事故区间涉及的范围进行单向或者双向停电。 选线控制序列。选线控制序列应用于直流牵引网的全线停电、送电序列控制。选线控制的实现方式是调用每个牵引变电所的直流牵引网送电／停电标准控制序列，以便在较短的时间内完成直流牵弓I网每天的停／送电操作。 ②自定义控制序列。自定义控制序列主要用于日常临时的系统倒闸操作或站内倒闸操作。 自定义控制序列是由具有使用该功能权限的操作员，根据将要完成的工作任务，按一定操作顺序填写控制命令的集合，填写完成后操作员可以保存，并重复使用。 ‎ ‎ 当操作员根据需要启动执行某个自定义控制序列后，系统根据该序列中的控制命令逐项执行，执行过程与标准控制序列的执行过程相同。 已执行的自定义控制序列，被立即保存，且任何人不能修改和删除，只有系统管理员在一定时间(如半年或一年)后可删除。 自定义控制序列任务单中含有工作地点、初始创建人、创建时间、最终修改人、修改时间、工作内容、执行情况、执行时间、执行人等内容。 2)断路器故障跳闸远方复归功能 当变电所开关的保护装置检测到故障电流并发出跳闸指令，开关跳闸，同时保护装置闭锁对该开关的操作。故障排除后，电力调度员需要对被闭锁开关的保护装置进行远方复位操作，解除其对开关操作的闭锁，方可对该开关进行遥控操作，使其能够重新投入运行。 复归对象为车站所有开关保护装置。可进行单开关保护复归操作，也可进行成组复归和整站复归操作，整站复归操作在一次系统图上进行，执行整站复归操作后，该站的保护信号及事故总信号均被复归。 3)保护定值组管理功能 电力调度员可以对开关保护装置的保护定值组进行统一管理，包括保护定值召唤、显示、保存、切换、打印等，可以选择站名、装置种类、装置名称。 ‎ ‎ 保护定值组管理画面示例如图3.1： 图3.1 保护定值组管理画面示意图 4)保护投退功能 电力调度员可以根据系统运行方式的需要，对供电设备的保护软压板进行投退操作。软压板的投退操作在专用界面上进行。投退操作都记录在日志中。电力调度员投入软压板时，车站无权解除压板。投退画面示例如图3.2所示 图3.2 保护投退画面示意图 5）控制闭锁功能 当现场供电设备出现故障时，引起相应开关跳闸，则此开关控制命令的操作被自动闭锁。被控对象在定义时，可编辑输入与之相关的闭锁条件，在满足闭锁条件时，执行命令应被自动屏蔽并给出提示信息。例如，当现场供电开关设备接地刀闸接地时，操作员可在主接线画面上开关符号处设置接地标志，对有接地标志的供电升天设备，系统自动闭锁与之相关控制命令的操作。控制闭锁功能可以人工投退，且可由用户自定义。 6）遥控屏蔽功能 电 力调度员可以对任何一个或多个供电系统受控设备进行屏敝，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，车站无权对此设备进行控制。 屏蔽操作及解除均须通过手动方式实现。 ① 全站屏蔽。 ② 按电压等级全线或全站屏蔽。 ③ 单开关屏蔽 屏蔽后，在供电系统图及主接线图界面上均给出标识。 不同方式的屏蔽操作可重复执行，但不能同时解除。 解除操作由屏蔽设置人或高级别操作权限的人员执行。某一解除屏蔽操作对应某一屏蔽操作方式。 7）人工置数功能 具有操作权限的人员可以手工对系统采集的数据进行置数。人工置数后的数据须有明显标志以示与正常数据的区别。所有人工设置的状态量能自动列表显示。 8)远方维护功能 控制中心可以对变电所综合自动化系统进行远方维护。维护内容包括：对基础设备采集量的修改、人机界面更改、硬件参数配置。 利用远程维护工具可完成人机界面调阅，可进行系统及软件模块的启停、修改维护数据库、图形编辑、修改软件配置、系统故障的远方处理等操作。 9)遥调功能 可以对主变压器有载调压开关的分接头位置进行升、降、停控制。 ‎ ‎ 3.6.1.2 数据采集与处理功能 1) 遥信功能 控制中心从变电所综合自动化系统采集各种遥信信息，包括位置遥信和保护遥信。位置遥信分为单位置遥信和双位置遥信，保护遥信为单位置遥信。遥信信息在人机界面上实时刷新，以便操作员及时了解现场设备运行状态。 位置遥信包括各种断路器、隔离开关、接触器等设备的合、分状态，开关手车的工作、试验位置状态，温度检测设备的过限与否等。 保护遥信包括各类保护动作、重合闸动作的启动、出口、失败等。分为事故遥信和预告遥信。事故遥信指使设备停电、停运的事故信号，预告遥信指设备有问题但可以维持运行的故障信号。 系统可定义给出系统计算机节点的工作状态、网络运行状态、通道运行状态等虚拟遥信点。 系统对开关及保护信号等遥信量具有分合次数、检修分合次数、事故分合次数统计功能。 系统遥信状态应反映在系统主接线图等画面上，如图3.3： 图3.3 系统主接线画面示意图 2）遥测功能 系统应具有下列遥测量处理功能。 (1) 具有变电所各种电气量的采集功能 包 括测量对象的三相电压、线电压、电流、零序电压、零序电流、直流电压、直流电流、杂散电流、牵变谐波、有功功率、无功功率、功率因数、变压器温度等。 (2) 完成各种数据格式的转换 可将二进制数格式、BcD码格式、浮点数格式等各种格式的模拟量统一转换为实时数据库支持的数据格式。 (3) 具有多种计算功能 实时数据库可为每个遥测量配置工程值换算系数和偏移量，从而完成实际工程值的计算。一些无法直接从子站采集的数据，可在实时数据库中编辑公式计算。 (4) 具有多种统计功能 每个遥测量都可进行1分钟、15分钟、1小时、4小时、日最大值、日最小值、日平均值、日最小值出现时间、日最大值出现时间的统计。当采集点类型为电压时，还可进行电压 合格率统计，并提供各种综合量的计算。 电度量的统计可以分别按照峰、谷、平时段进行统计。电度量包括各车站进线、牵引变压器、配电变压器的电度量。日电量在零点清零。可以进行电度表归零、换表的电度量统计 处理。 遥测信号采用周期方式进行采集，最小采集周期为1秒。 (5) 超量程检查 系统对每个遥测信号要进行量程检查，超量程报警。 控 制中心接收遥测量后，把每一个模拟量跟指定的限值进行比较，判断是否越限，如检查出越限后将对检查对象进行标志。用户可以定义限值死区，以避免在定义的限值边界抖动时产生不必要的告警。限值由用户自行定义。系统应具有零点嵌位功能。 3)数据处理及打印功能 控制中心接收由变电所综合自动化系统传送上来的数据信息，经过各种算术及逻辑处理后，将数据存储到系统的实时数据库和历史数据库中，可以事件日志的形式供查询调阅，可以按时间、地点、设备、报警等级、自定义字符串等进行查询，并可分类打印。 数据处理主要内容如下： ① 各种开关操作信息(包括站名、对象、性质、发生时间等，打印颜色为黑色)记录在事件日志中。 ② 各种故障信息(包括站名、对象、性质、发生时间等，打印颜色为红色)记录在报警列表中。 ③ 统计报表记录可进行打印(需要时)和存盘，打印颜色为黑色。 ④ 电流电压曲线(包括站名、时间)可进行打印(需要时)和存盘，打印颜色为黑色。 ⑤ 遥测量超限监视，当电流、电压量超过极限值时，发出超限报警(在显示画面上改变显示颜色并闪烁)，可进行打印(需要时)和存盘，打印颜色为红色。 ⑥ 过负荷发生时间、持续时间的监视，可进行打印(需要时)和存盘，打印颜色为红色。 ‎ ‎ ⑦ 当日负荷峰谷的最大值与最小值、最高电压与电流、最低电压与电流出现时间的统计，可进行打印(需要时)和存盘，打印颜色为黑色。 ⑧ 电流、电压、电度量等曲线的显示，可以根据不同的时间要求进行时间分割显示，以便观察电流、电压、电度量在不同时间的变化情况。 ⑨ 开关动作次数统计(区分操作与事故情况)，当达到规定次数时以警告方式通知用户。 ⑩ 开闭所进线谐波检测，感性无功和容性无功测量。 ⑪ 双重越限检验，对每个点均可设置上限、上上限、下限、下下限限值，超过限值时产生越限报警。 4)SOE事件记录功能 SOE(事件顺序)记录用于分辨事件发生的先后顺序(如故障跳闸的顺序)。系统能以各种方式(按时间、按事故源对象等)查询、分析和打印SOE记录。 系统应配置事件顺序记录功能模块，此模块能将各站的开关及继电保护节点动作顺序及时间记录下来，供事故分析使用。事件顺序记录的主要指标是动作时间分辨率，共分为两类，即站内动作时间分辨率和站间动作时间分辨率。前者由远方终端保证，后者则除远方终端外还涉及全部系统的对时。 5)故障录波数据读取功能 当 供电系统发生故障，保护装置启动，使故障线路的开关事故跳闸的同时，保护装置自动进行故障录波，并以每次故障为单位将故障录波文件存放在当地保护装置中。 用户可按站号、序号将保护装置内的故障录波数据召唤显示并存储在服务器磁盘文件中，文件名以站号、序号和故障时间命名。文件的保存时间和数量只受硬盘容量限制。系统可以各种方式(按时间、按对象、按类型等)查询、分析和打印故障录波数据。 6)统计报表功能 用户可以利用各种实时数据和报表组态工具对数据进行选择、组合、累积、统计等加工处理，生成各种报表，报表可以由用户自由设定，以定期(日、月或年)、定时(每Ht指定的时间)或召唤(用户指定的时间范围)方式打印，或以Microsoft Excel格式保存。 统计报表内容分为两大类：模拟量统计和数字量统计。模拟量统计的主要对象是各类开关的有功电量和无功电量，以及依此计算功率因数、负荷统计、电流和电压越限值和越限次数和时间统计；数字量统计的主要对象是开关动作和故障跳闸次数统计、开关遥控操作和实际动作次数统计，并计算出遥控操作成功率。 3.6.1.3 显示功能 (1)人机界面显示 人机界面是电力调度员日常监控、操作的主界面，由运行监控程序和其他辅助模块组成。主要功能如下： ① 调度画面显示、电力调度员常用操作等。 ‎ ‎ ② 窗口管理、画面显示以及操作等。 ③ 相关程序启动、退出操作。 ④ 显示供电系统图、牵引网系统图、各变电所主接线图、停送电程控画面、报警／预告画面及其他画面等。 具体画面包括、但不限于以下内容： 1) 工程线路示意图； 2) 供电系统示意图； 各变电所供电设备分布示意图：见图3.4 图3.4 变电所供电设备分布示意图 3) 变电所综合自动化构成示意图； 4) 各变电所主接线和接触网线路图； 5) 程控选择画面； 6) 遥测曲线画面； 7) 电度量直方图； 8) 日报报表； 9) 月报报表； 10) 年报报表； 11) 越限统计报表； 12) 操作记录报表； 13) 报警／预告信息画面； 14) 变电所综合自动化系统网络拓扑图； 15) 全线直流供电状态图； 16) SOE列表画面： 17) 故障录波列表画面； 18) 事故报表列表画面； 19) 定值查询画面； 20) 事故追忆选择画面； 21) 禁止／强制列表画面； 22) 设备列表画面。 上述画面在需要时可以通过大屏幕画面显示，也可以在工作站人机界面显示。各类画面的显示风格及规则根据工程需要确定。 (2)接地状态显示 当 现场供电设备接地刀闸处于接地位置或者现场由人工挂接地线时，操作员可在主接线画面上设置接地挂牌标志，同时自动闭锁与之相关的控制命令操作。 系统接收到来自变电所综合自动化系统的接地刀闸信息后，自动在画面上做出明显标记(接地标志或挂接地牌)，同时闭锁合闸操作。此时如果对挂接地牌的组件进行合闸送电时，将发出警告并拒合。如果被检修组件没有被隔离停电，则挂接地牌时将发出警告并拒挂。 如果变电所综合自动化系统不能提供接地刀闸信息，可以要求变电所操作人员在画面上采用手工挂地刀的方法，同样可以闭锁合闸操作，以保证系统安全。 (3)趋势显示 遥测量(电压、电流、功率等)按定义的周期保存在历史数据库中，曲线浏览程序根据每个模拟量保存的数据点，按要求通过曲线方式显示出来。 系统可以显示实时或历史模拟量的趋势曲线(包括平均值、最大值、最小值等)。 对实时趋势曲线显示，曲线按照一定周期自动刷新。 操作员可以选择曲线进行平移、无级缩放等操作。 趋势曲线画面中同时显示的曲线数量、曲线颜色、显示比例可以由用户自行定义。 (4)变电所综合自动化系统运行状况显示 ‎ 系统能实时显示各个变电所综合自动化系统的运行状况。如果发现系统设备发生故障，能自动报警提示维护人员，并对设备名称、设备所在车站、故障发生时间、恢复／更换时间进行自动记录。系统画面如图3.5： 图3.5 变电所综合自动化系统图 3.6.1.4 报警功能 (1)事故报警功能 供电系统一切非正常状态均可产生报警信息，报警信息包括：模拟量越限、数字量的状态改变、被监控设备非正常运行状态、监控系统自身以及后备电源的故障。 报警方式包含声音报警、文字报警、打印报警、推画面报警、灯光报警等几种方式，可单独使用，也可组合使用。报警方式可在电力调度工作站实现，也可在其他工作站实现，并可根据工作站的职责范围有选择性地报警。 报警等级分若干级(5级或以上)，各级含义、颜色和声音在数据库中定义。 (2)报警事件打印功能 系统可以通过打印机实时打印供电系统发生的报警事件。打印内容如下： ① 事件类别。 ② 事件发生站点。 ③ 事件发生间隔位置。 ④ 事件发生时间。 实时打印的报警类别可由电力调度员自行定义，如I级报警自动打印、Ⅱ级报警召唤打印。 ‎ ‎ (3)报警列表查询和筛选功能 电力调度员可以对系统产生的报警进行查询、筛选并打印，如报警发生的时间、地点、设备类别、设备编号、报警等级、自定义字符串等。 3.6.1.5 系统权限管理功能 (1) 使用权限管理 系统的使用权限有多级：处于最顶层的是系统管理员级，运行维护人员分为检修管理员级、检修员级，控制中心人员分为中心调度管理员级、电力调度员级，车站人员分为车站管理员级、车站值班员级，以及使用权限最低的显示级别。 系统中除系统管理员具有所有的使用权限外，其他各个级别的使用权限，可由系统管理员通过组态方式分配。 (2) 功能权限管理 系统功能可由系统管理员使用“系统功能权限管理”界面按级别进行分配，且各种功能可以分配给不同级别。如，画面显示功能可以分配给所有级别使用，而数据库修改功能分配给检修级别。 (3) 控制权限管理 目前自动化系统一般有多级控制权，即控制中心控制级、车站控制级和设备就地控制级，系统中出现多个位置均能对某个受控对象进行控制操作的现象。 针对这种情况，控制权管理方式可分为：控制中心和备用控制中心的控制权互斥；中心控制和车站控制的控制权互斥；就地控制和远方控制(中心或车站)的控制权互斥。 用 户可以通过“系统控制权限管理”界面进行控制权移交、查询、强制解除。为应对突发事件，系统管理员可以强制解除控制权限，此时中心调度管理员和车站管理员都可以对站内任何受控对象进行遥控操作。 权限管理画面如图3.6： 图3.6 权限管理画面示意图 3.6.1.6 历史数据备份与复原 历史数据自动备份功能是指自动或手动将历史库中数据备份成文件并删除历史库中已备份数据，使历史库始终保持固定时间的数据。 历史数据可以通过光盘或者硬盘进行备份，备份可以按时间自动进行，也可以由操作员手动操作。历史数据的备份应有专门管理程序。备份操作完成后在服务器上要有提示信息框，储存空间不足时要有提示信息框，提示信息框只能在确认操作后才能关闭。 如果系统内历史数据丢失或损坏，可以通过备份数据进行历史数据的复原。 3.6.2 中央监控系统网络配置方案 在系统设计时根据工程需要、技术发展、经济条件等可以选择不同的配置方案。 目前城市轨道交通工程中，系统网络配置的基本方案主要有以下三种类型。 (1)双冗余网络配置 ‎ 双冗余网络配置方案需要设两套并列运行的以太网交换机，它们可以按照主备方式运行，也可以同时运行。该方案系统运行可靠性高，相应的建设投资也高，适用于建设标准较高的工程。网络配置示意如图3.7： 图3.7 双冗余网络配置示意图 (2)单网配置 单网配置方案设一套以太网交换机，如果交换机出现故障，则整个系统将无法运行。该方案系统运行可靠性低，但相应的建设投资也低，适用于建设标准较低的工程。网络配置示意如图3.8： 图3.8 单网配置示意图 （3）数据采集网与应用网分别配置 此方案将数据采集网与应用网分开设置，采集网专用于控制中心与各变电所之间的数据交换，应用网用于控制中心内服务器、工作站之间的通信。该方案可以减少数据采集过程对应用网络的影响，适用于控制中心与变电所采用点对点方式通信的工程，也适用于数据采集量较大，而控制中心服务器等设备配置等级又较低的工程。同时，因该方案系统运行可靠性低，设备硬件配置要求相对较低，相应的建设投资也低，因而适用于建设标准较低的工程。网络配置示意如图3.9： 图3.9 数据采集网与应用网分别配置示意图 3.6.3 中央监控系统硬件配置方案 （1） 局域网络设备 控 制中心局域网络结构根据第 3.6.2 节内容选择交换机配置数据。交换机端口的数量需要根据工程实际情况选择，并预留一定数量端口。交换机应尽量选择标准配置。 （2） 系统服务器 控制中心设沉余高端服务器作为全线信息中心，可将全线各站和车辆段的必要信息汇集到实时数据库中，支持各工作站的监管功能，支持全线SCADA功能。 服务器的数量可以根据工程投资条件及可靠性要求选择单台或双台，如果采用双台服务器，则双台服务器形成双机热备用。两台服务器内存储的数据进行定时校对，以保证系统数据的一致性。 根据工程对历史数据的存储要求及工程投资条件，控制中心可以由系统服务器兼作历史服务器，也可以配置专用的历史服务器，用于历史数据存储。 （3）维护工作站、调度员工作站等 控制中心应配置维护工作站，负责全线计算机设备的组态、维护管理，支持系统维护工程师功能。设调度员工作站，实现电力调度员操作功能。视用户要求及工程投资条件可设模拟培训工作站、网管工作站等，以实现员工的模拟培训，并对全线网络进行 ，做到性能管理、配置管理和故障管理。 另外，如果与其他系统存在数据接口，宜设接口工作站，并采取软件或硬件网络隔离措施，保证本系统的安全。 ‎ ‎ （4）打印机 按照电力调度及系统维护的需求，控制中心至少需要配置两台打印机。 打印机可以配置为网络打印机或者普通打印机。网络打印机可以直接与网络内各工作站连接，普通打印机需要通过某台工作站实现打印机共享。 3.6.4 系统软件配置方案 （1）系统应用软件 系统应用软件应是开放性的，用户在遵循操作规则的前提下，应可根据运营的要求，修改、增扩系统监控对象和应用画面。 工作站采用通用性强、简便易用、界面友好的实时多任务操作系统，采用Windows或者Linux均可。 软件应配置综合测试和诊断软件包，可诊断变电所综合自动化系统内各种设备故障，故障标志到模块级。 变电所综合自动化系统软件可以在控制中心进行远程维护。在控制中心内可以对变电所综合自动化系统的数据及图形界面进行修改、更新。 所有应用软件应该具有友好的中文界面。 系统应用软件至少包括以下模块： ① 人机界面模块。 ② 实时数据库模块。 ③ 历史数据库模块。 ④ 数据统计模块。 ⑤ 事件浏览模块。 ⑥ 曲线浏览模块。 ‎ ‎ ⑦ 报警管理模块。 ⑧ 通讯模块。 （2）维护软件 维护软件应具有良好的开放性，支持用户二次开发。 维护软件应包括图形界面维护工具、可视化程控流程工具、灵活的系统配置工具、丰富的组态工具、远程诊断工具等，并提供人机交互式界面。维护软件应运行可靠。 3.7 供电复示系统 供电复示系统设置在供电检修车间，用于供电检修人员对供电系统实时监视，并可以通过此系统获取相关的检修信息，如开关跳闸次数、设备类型、设备生产厂家等。供电复示系统不具有对供电系统设备的控制权限。 3.7.1 系统功能 （1）设备信息管理功能 所有设备可以图形的方式直观地显示在所属变电所的接线图画面上，该设备的管理信息都能方便的录入、修改、查询、统计和打印。管理信息中包括设备数据库信息、设备制造厂家信息、生产日期、保修期、额定电压、电流等用户需要了解的模板信息，也包括操作记录、缺陷记录、修试记录、巡视记录、事故异常记录、运行记事簿、开关跳闸记录、保护工作记录等设备运行记录。 （2）运行记录功能 供电复示系统能够对设备各种运行情况进行记录，具体如下： ① 操 作记录，包括操作日期、操作人、操作内容。不同的用户登录设有不同的权限。普通用户只有添加权限，管理用户具有添加、删除、修改各项权限。 ② 缺陷记录，包括日期、缺陷内容、缺陷编号、缺陷类别、发现人、报告时间、接受报告人、消除时间、工作负责人、验收人、缺陷编号由系统生成。缺陷类别根据管理制度分为I、II、III类；消除时间、工作负责人、验收人的内容可以在登录修试记录时自动生成。缺陷内容的登录尽可能使用运行规程中的专用术语和名称。 ③ 事故异常记录，包括日期时间、事件内容、现象与症状、保护及自动装置动作情况、调度员、有关领导、值班员、处理情况。 ④ 巡视记录，包括日期、巡视类别、巡视类容、发现问题与结论、巡视人。 ⑤ 修试记录，包括日期、工作票号、修试性质、设备名、所属单元、工作负责人、修试类容、存在问题与结论、验收意见、验收人、技术负责人。 ⑥ 开关跳闸记录，包括跳闸时间、开关号、跳闸原因、跳闸次数、累计跳闸、重合闸动作情况、记录人。 （3）预防性维修提示功能 系 统应允许具有相应权限的用户设置维修提示功能。提示条件可以由用户自行定义，比如运行时间和开关动作次数。当系统发现设备当前的累计运行时间超过了设定的安全运行时间或者开关动作次数超过了设定的开关动作次数，则产生一条设备维修报警，提醒维修人员应该对该设备进行设备维修或更换。 （4）工作票管理功能 系统应该具有开票（维修工程师）、审核与签发（维修调度）、状态跟踪（工作票的实时状态：计划、签发、开工许可、完工、延期、废票）、作废、打印、统计、查询（合格率统计）功能。 工作票一旦完结，仅能进行查询和统计，任何人不能修改。 系统应该提供工作票模板，维修工程师通过编辑修改操作票模板以生成新的工作票，同类工作票通过不同的工作票号加以区分。 工作票应该可以按设备对象进行存储和管理。查询条件可以是设备对象、设备所处车站、设备维修时间等。 3.7.2 系统构成 如果电力监控系统集成于综合监控系统，供电复示系统可以由综合监控系统统一考虑，从综合监控系统维修管理系统内单独引出显示终端，此显示终端专门用于供电维修车间。综合监控系统可以通过权限管理功能，限制供电复示系统工作站的浏览权限。 如果电力监控系统独立建设，供电复示工作站应配置打印机、UPS、工作台及相应的通信接口设备等。 3.7.3 通道方案 对 于电力监控系统独立建设模式，根据工程实际情况，供电复示工作站可以采用与通信网络直接连接或者通过电话拨号方式来实现通信功能。 如果供电检修基地所处位置附件有通信专业的传输系统节点，电力监控系统可以将供电复示工作站直接与传输系统连接。 如果供电检修基地所处位置无法与通信专业连接，可以通过电话拨号的方案，在控制中心和供电复示工作站两个位置均设调制解调器。 3.8 通道 3.8.1 电力监控系统独立设置时的通道要求 电力监控系统作为独立系统建设时，控制中心与变电所之间的通信通道一般由通信系统统一建设，可以采用共享型以太网或者中心与各变电所进行点对点通信的串口通信方式。电力监控系统向通信系统提出通信通道要求。主变电所可以接入就近的正线变电所或者直接接入就近的正线车站通信系统。 通信系统无法提供通信通道时，电力监控系统可以组建独立的通信网络用于连接控制中心主站和变电所综合自动化系统、供电复示系统。 不论采用哪种通信方式，其通信速率必须满足系统技术指标的要求。 3.8.2 电力监控系统集成于综合监控系统时的通道要求 电 力监控系统集成于综合监控系统时，电力调度中心与供电复示工作站由综合监控系统统一考虑，电力监控系统只需要将变电所综合自动化系统的数据传送给车站一级的综合监控系统。因此，车站综合监控系统向通信系统提出通道要求或单独组建通信网络。主变电所可以接入就近的正线变电所或者直接接入就近的正线车站综合监控系统。 需要注意，车辆段如果不设有综合监控系统时，车辆段变电所综合自动化系统将通过通信通道直接接入控制中心。 3.9 电力监控系统与综合监控系统的关系及接口 目前城市轨道交通工程中包含多个自动化系统，系统集成便于资源共享，因而电力监控系统有必要集成于综合监控系统中。此时处理好电力监控系统与综合监控系统的关系及接口是十分重要的。 3.9.1 系统间硬件关系及接口分界 电力监控系统集成于综合监控系统后，电力监控系统负责变电所综合自动化系统的硬件设计，综合监控系统负责提供硬件平台来完成电力调度中心及供电复示系统的功能。 两系统间的接口分界位于变电所综合自动化系统的自动化控制屏通信端子处，接口分界如图3.10： 图3.10 电力监控系统与综合监控系统硬件接口分界示意图 3.9.2 系统间软件关系 电 力监控系统负责完成变电所综合自动化系统的软件体系及软件功能设计，综合监控系统负责电力调度中心、通信通道、供电复示系统的软件体系及软件功能设计。两系统共同完成接口软件的设计。 虽然由综合监控系统来进行电力调度中心和供电复示系统的软件功能设计，但是其功能设计的前提是满足电力监控系统的需求，因此，电力调度中心和供电复示系统的功能需求由电力监控系统提出。 3.9.3 电力监控系统与综合监控系统关系综述 电力监控系统集成于综合监控系统后，综合监控系统的设计应该以电力监控系统需求作为其硬件、软件设计的输入资料，两个系统是密不可分、相辅相成的。 电力监控系统作为综合监控系统的集成对象，为综合监控系统提供受监控对象的底层监控数据。综合监控系统为电力监控系统提供电力调度、电力维护人员的人机操作平台，同时，综合监控系统的软件、硬件配置必须满足电力监控系统提出的性能指标及功能要求。 两个系统的设计分工如下： ①电力监控系统的电力调度中心主站系统、通信通道均占综合监控系统提供，但是其功能设计仍然由电力监控系统完成。综合监控系统需要满足电力监控系统提出韵功能要求和系统性能指标要求。 ②‎ 变电所综合自动化系统由电力监控系统完成软件、硬件设计，变电所综合自动化系统与综合监控系统的物理接口界面在变电所综合自动化系统的通信端子出口端。 ③供电复示系统的工作站等设备由综合监控系统提供，其功能设计由电力监控系统完成 3.10 本章小结 在本章中介绍电力监控系统的系统技术、系统建设模式等，它对城轨供电系统主变电所、牵引变电所、降压变电所等不同类别变电所内的高压66~110KV设备、中压10~35kv设备、直流750V或直流1500V设备、低压400V设备、交直流电源屏、排流柜、轨道电位限制装置等对象进行监控，实现对各种设备的控制、信息采集、数据分析处理、远方维护、统计报表、事故报警、画面调阅、历史数据查询的设计方案与设计要求。介绍的中央监控系统、供电复示系统、通道与接口的设计 结论 毕业论文是本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完整的轨道交通供电系统设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。 在 这次轨道交通的供电系统设计中，清晰地整理出电系统的组成部分，系统的设计要求，系统监控对象的数据内容。电力监控系统负责设计的内容：1、控制中心电力监控系统的功能要求；2、供电复示工作站电力监控系统功能要求；3、电力监控系统技术指标的相关内容。根据这些要求与技术指标。搭建一个可靠的电力监控系统，使轨道交通能够可靠的、安全的运营，为人民服务。 虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐但我的收获却更加丰富。各种系统的适用条件，各种设备的选用标准，各种管道的安装方式，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。和老师的沟通交流更使我从经济的角度对设计有了新的认识也对自己提出了新的要求，给以后工作打下更牢固的基础。 参考文献 1、 民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92.北京：中国计划出版社，1993 2、 何宗华.城市轻轨交通工程设计指南.北京：中国建筑工业出版社，1993 3、 于松伟.城市轨道交通供电系统设计原理与应用.成都：西南交通出版社，2008 4、 西安交通大学主编.电力工程.北京：电力工业出版社，1981 5、 水利电力部西北电力设计院.电力工程电气设计手册（1）.北京：水利电力出版社，1989 6、 电力工程设计手册.上海：上海科学技术出版社，1981 7、 电力系统继电保护（下册）.北京：水利电力出版社，1981 8、 电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50053—94.北京：中国计划出版社，1992 ‎ ‎ 致谢 经过三个多月的时间，我顺利的完成了这次毕业设计。从总体上来说，我对自己的成果还是比较满意的，也基本上达到了老师的要求。这段时间我翻阅了许多的书籍，从对变电站的生疏，到了解，再到深入研究，第一次完成了一件实际应用的设计。不过由于本人经历、阅历、实际操作能力有限。难免存在一些不近人意的地方，请各位老师指点。 通过本次设计，不仅丰富了我的专业知识，还让我深深体会到了认识事物的过程。从拿到 ，再查阅资料，对 进行设计、论证、修改到设计的完成。体现了理论联系实际的重要性。更重要的是这次设计让我学会了让自己独立完成一件事情，为将来参加工作做好基础。本设计的顺利完成，自己付出了许多劳动，但与XXX老师的细心指教是分不开的。在过程中体现出X老师的渊博专业知识，更体现出了X老师的宽厚待人的品质。我在设计过程中不但学会了勤奋求实的工作精神，更懂得了待人的品质。这一切将在我以后的工作生涯中起着重要的作用。表示衷心的谢意！ 在 此过程中，我还要特别感谢给予我帮助的同学、朋友们，在他们的鼓励、支持下我才会有今天的成绩。 ‎