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重慶輕軌較新線SCADA系統(tǒng)介紹論文
摘 要 介紹了重慶輕軌較新線SCADA系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和典型牽引降壓變電所綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),通信主干道和變電所所內(nèi)通信都采用了光纖;還論述了SCADA系統(tǒng)功能和系統(tǒng)特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞 輕軌;SCADA;繼電保護(hù)
重慶輕軌較新線(二號線)東起市中心商業(yè)繁華地帶的較場口,至西部 工業(yè) 中心新山村,全線長19.1km,共設(shè)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(nèi)第一條單軌軌道 交通 ,引進(jìn)日本單軌交通技術(shù)。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(cè)安裝剛性接觸網(wǎng),接觸網(wǎng)供電電壓為直流1500V。
重慶輕軌較新線供電系統(tǒng)采用集中供電方式,設(shè)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(wǎng)引入兩路110kV獨(dú)立電源,降壓后通過10kV環(huán)網(wǎng)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(shè)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(tǒng)由控制中心主站子系統(tǒng)(含供電復(fù)視系統(tǒng))、主變電所綜合自動化子系統(tǒng)、牽引降壓混合變電所和降壓變電所綜合自動化子系統(tǒng)、車輛段直流隔離開關(guān)集中監(jiān)控子系統(tǒng)和通信通道等子系統(tǒng)組成。
較新線SCADA系統(tǒng)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(shè)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(shè)計。控制方式采用控制中心遠(yuǎn)動控制、變電所所內(nèi)集中控制、供配電設(shè)備本體控制3級控制方式,正常運(yùn)行時采用遠(yuǎn)動控制,當(dāng)設(shè)備檢修或故障時,采用所內(nèi)集中控制或設(shè)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(tǒng)
控制中心主站子系統(tǒng)和通信通道子系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。
控制中心主站子系統(tǒng)軟件平臺采用安全性很高的TRU64UNIX操作系統(tǒng)、Sybase數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件和國電南瑞的OPEN2000SCADA系統(tǒng)軟件。
控制中心主站子系統(tǒng)至下面各子站系統(tǒng)的主通信通道由通信專業(yè)的西門子OTN傳輸系統(tǒng)提供兩路10M光纖以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通道,兩路通道互為備用。
控制中心主站子系統(tǒng)具有較強(qiáng)的功能,具有控制功能(包括單獨(dú)遙控、程序遙控、復(fù)歸遙控及遙控試驗(yàn)功能等)、遙信處理功能(包括設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、報警信息處理等)、遙測監(jiān)視和報表管理功能(包括遙測數(shù)據(jù)采集和處理功能、報表管理和打印功能)、人機(jī)交互功能強(qiáng)的畫面顯示功能、運(yùn)行調(diào)度管理功能(包括值班調(diào)度記錄功能等)、遠(yuǎn)程維護(hù)功能等。
此外,系統(tǒng)還具有事故追憶功能,系統(tǒng)可以提供在一個特定事件(擾動)發(fā)生后,重新顯示事件(擾動)前后的運(yùn)行情況和狀態(tài);系統(tǒng)還具有培訓(xùn)功能系統(tǒng)可以提供和實(shí)際系統(tǒng)同樣的操作環(huán)境及操作畫面但其操作不 影響 系統(tǒng)的正常運(yùn)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(tǒng)
牽引降壓混合變電所及降壓變電所綜合自動化子系統(tǒng)采用分層分布式模塊化結(jié)構(gòu),系統(tǒng)分為3個部分: 站級管理層,網(wǎng)絡(luò)通信層,間隔層。牽引降壓混合變電所綜合自動化子系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。網(wǎng)絡(luò) 通信層即所內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò),以10M以太網(wǎng)為主網(wǎng),通信介質(zhì)采用6芯多模光纜,到間隔層采用南瑞NSC301通信接口轉(zhuǎn)換器,將以太網(wǎng)接口轉(zhuǎn)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(shè)計,系統(tǒng)還設(shè)置了0.4kV開關(guān)故障報警遙信單元,安裝于控制信號盤內(nèi),完成對所有0.4kV開關(guān)狀態(tài)的采集及信息傳輸。
3 結(jié)語
重慶輕軌一期工程SCADA系統(tǒng)自2004年7月開始安裝調(diào)試,于2005年元月開始投入試運(yùn)行,運(yùn)行穩(wěn)定正常,完全達(dá)到設(shè)計要求。2005年5月系統(tǒng)完成了交工驗(yàn)收。
SCADA系統(tǒng)試運(yùn)行3個月結(jié)束后,輕軌運(yùn)營的正常停送電已全部采用控制中心集中監(jiān)視和控制方式,降壓變電所和牽引降壓混合變電所已陸續(xù)開始撤出值班人員,按無人值守、日常巡視、故障搶修方式運(yùn)行。
重慶輕軌SCADA系統(tǒng)采用了先進(jìn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用了分布式光纖以太網(wǎng)結(jié)構(gòu);選用了可靠性高的系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件,系統(tǒng)具有較高的可靠性;系統(tǒng)具有較強(qiáng)的功能,特別是具有事故追憶功能和培訓(xùn)功能,有利于事故的 分析 和調(diào)度操作人員的培訓(xùn);系統(tǒng)完成了對變電所所有供電設(shè)備(包括0.4kV開關(guān)狀態(tài))的控制和監(jiān)視,真正實(shí)現(xiàn)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(tǒng)的工程實(shí)踐,我們認(rèn)為地鐵和輕軌的SCADA系統(tǒng)的設(shè)計和工程實(shí)現(xiàn)中,應(yīng)注意以下 問題 :
(1)此次重慶輕軌SCADA系統(tǒng),在變電所內(nèi)沒有安裝遙視裝置,這可能對無人值班變電所的正常運(yùn)行帶來一定安全隱患。我們認(rèn)為在以后SCADA工程實(shí)現(xiàn)中,應(yīng)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(tǒng)只提供RJ45以太網(wǎng)電口接口,這樣各子站子系統(tǒng)與控制中心主站子系統(tǒng)的傳輸通道必須進(jìn)行兩次光電及電光轉(zhuǎn)換。我們認(rèn)為在以后SCADA工程實(shí)現(xiàn)中,應(yīng)事先明確SCADA系統(tǒng)與通信傳輸系統(tǒng)的接口關(guān)系,避免不必要的中間接口轉(zhuǎn)換。
(3)變電所綜合自動化子系統(tǒng)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(nèi)通信采用光纖以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時,站內(nèi)監(jiān)控層與間隔層的通信也必須進(jìn)行中間接口轉(zhuǎn)換。以后應(yīng)盡量選用具有光纖接口的間隔單元。
(4)目前SCADA系統(tǒng)運(yùn)行過程中,發(fā)現(xiàn)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸存在一定的數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象。我們認(rèn)為在以后SCADA工程實(shí)現(xiàn)中,可以針對以太網(wǎng)數(shù)據(jù)丟包問題進(jìn)行一些技術(shù)改進(jìn),特別是在軟件方面可以作些技術(shù)改進(jìn)。
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