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重慶輕軌較新線SCADA系統介紹論文
摘 要 介紹了重慶輕軌較新線SCADA系統體系結構和典型牽引降壓變電所綜合自動化系統結構,通信主干道和變電所所內通信都采用了光纖;還論述了SCADA系統功能和系統特點。
關鍵詞 輕軌;SCADA;繼電保護
重慶輕軌較新線(二號線)東起市中心商業繁華地帶的較場口,至西部 工業 中心新山村,全線長19.1km,共設18個車站、一個車輛段和一個控制中心。
重慶輕軌較新線是國內第一條單軌軌道 交通 ,引進日本單軌交通技術。重慶輕軌較新線采用跨座式單軌軌道,軌道梁高度為1500mm,寬度為850mm,軌道梁兩側安裝剛性接觸網,接觸網供電電壓為直流1500V。
重慶輕軌較新線供電系統采用集中供電方式,設龍家灣和動物園兩座110kV/10kV主變電所,每座主變電所分別由城市電網引入兩路110kV獨立電源,降壓后通過10kV環網向牽引降壓混合變電所(10kV/1500V/0.4kV)和降壓變電所(10kV//0.4kV)供電。全線共設7座牽引降壓混合變電所、13座降壓變電所和1座配電所。
較新線SCADA系統由控制中心主站子系統(含供電復視系統)、主變電所綜合自動化子系統、牽引降壓混合變電所和降壓變電所綜合自動化子系統、車輛段直流隔離開關集中監控子系統和通信通道等子系統組成。
較新線SCADA系統除車輛段牽引降壓混合變電所、主變電所近期按有人值班設計外,其它牽引降壓混合變電所及降壓變電所均按無人值班設計。控制方式采用控制中心遠動控制、變電所所內集中控制、供配電設備本體控制3級控制方式,正常運行時采用遠動控制,當設備檢修或故障時,采用所內集中控制或設備本體控制,3種控制方式相互閉鎖。
1 控制中心主站子系統
控制中心主站子系統和通信通道子系統體系結構如圖1所示。
控制中心主站子系統軟件平臺采用安全性很高的TRU64UNIX操作系統、Sybase數據庫系統軟件和國電南瑞的OPEN2000SCADA系統軟件。
控制中心主站子系統至下面各子站系統的主通信通道由通信專業的西門子OTN傳輸系統提供兩路10M光纖以太網數據通道,兩路通道互為備用。
控制中心主站子系統具有較強的功能,具有控制功能(包括單獨遙控、程序遙控、復歸遙控及遙控試驗功能等)、遙信處理功能(包括設備運行狀態監視、報警信息處理等)、遙測監視和報表管理功能(包括遙測數據采集和處理功能、報表管理和打印功能)、人機交互功能強的畫面顯示功能、運行調度管理功能(包括值班調度記錄功能等)、遠程維護功能等。
此外,系統還具有事故追憶功能,系統可以提供在一個特定事件(擾動)發生后,重新顯示事件(擾動)前后的運行情況和狀態;系統還具有培訓功能系統可以提供和實際系統同樣的操作環境及操作畫面但其操作不 影響 系統的正常運行。
2 牽引降壓混合變電所及降壓變電所綜合自動化子系統
牽引降壓混合變電所及降壓變電所綜合自動化子系統采用分層分布式模塊化結構,系統分為3個部分: 站級管理層,網絡通信層,間隔層。牽引降壓混合變電所綜合自動化子系統體系結構圖如圖2所示。網絡 通信層即所內通信網絡,以10M以太網為主網,通信介質采用6芯多模光纜,到間隔層采用南瑞NSC301通信接口轉換器,將以太網接口轉換成RS-485等接口。 此外,由于所有牽引降壓混合變電所和降壓變電所都按無人值班設計,系統還設置了0.4kV開關故障報警遙信單元,安裝于控制信號盤內,完成對所有0.4kV開關狀態的采集及信息傳輸。
3 結語
重慶輕軌一期工程SCADA系統自2004年7月開始安裝調試,于2005年元月開始投入試運行,運行穩定正常,完全達到設計要求。2005年5月系統完成了交工驗收。
SCADA系統試運行3個月結束后,輕軌運營的正常停送電已全部采用控制中心集中監視和控制方式,降壓變電所和牽引降壓混合變電所已陸續開始撤出值班人員,按無人值守、日常巡視、故障搶修方式運行。
重慶輕軌SCADA系統采用了先進的系統結構,整個系統網絡采用了分布式光纖以太網結構;選用了可靠性高的系統硬件和系統軟件,系統具有較高的可靠性;系統具有較強的功能,特別是具有事故追憶功能和培訓功能,有利于事故的 分析 和調度操作人員的培訓;系統完成了對變電所所有供電設備(包括0.4kV開關狀態)的控制和監視,真正實現了牽引降壓混合變電所和降壓變電所的無人值班。
就重慶輕軌SCADA系統的工程實踐,我們認為地鐵和輕軌的SCADA系統的設計和工程實現中,應注意以下 問題 :
(1)此次重慶輕軌SCADA系統,在變電所內沒有安裝遙視裝置,這可能對無人值班變電所的正常運行帶來一定安全隱患。我們認為在以后SCADA工程實現中,應盡量考慮在重要變電所如牽引降壓混合變電所安裝遙視裝置。
(2)西門子OTN傳輸系統只提供RJ45以太網電口接口,這樣各子站子系統與控制中心主站子系統的傳輸通道必須進行兩次光電及電光轉換。我們認為在以后SCADA工程實現中,應事先明確SCADA系統與通信傳輸系統的接口關系,避免不必要的中間接口轉換。
(3)變電所綜合自動化子系統中各間隔單元的通信接口 目前 一般為RS485及CANBUS等串行總線,這樣所內通信采用光纖以太網網絡結構時,站內監控層與間隔層的通信也必須進行中間接口轉換。以后應盡量選用具有光纖接口的間隔單元。
(4)目前SCADA系統運行過程中,發現以太網網絡傳輸存在一定的數據丟包現象。我們認為在以后SCADA工程實現中,可以針對以太網數據丟包問題進行一些技術改進,特別是在軟件方面可以作些技術改進。
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