軌道交通中的電力監控系統

王溪航

摘要：城市軌道交通電力監控系統擔負著對供電設備進行監控和數據采集，實現供電設備的自動化管理等功能。本文在對電力監控系統信息流進行分析的基礎上，對電力監控系統信息流的優化進行了初步探討。

關鍵詞：城市軌道交通；電力監控系統；信息流

中圖分類號：U412文獻標識碼： A

引言

城市軌道交通電力監控系統是實現軌道交通供電系統運營自動化調度管理的重要工具， 其性能優劣與全線供電系統能否安全可靠運行密切相關。城市軌道交通電力監控系統由控制中心主站、 變電所綜合自動化系統及聯系二者之間的通信通道組成。在目前調度端普遍采用綜合監控系統方案后，設于控制中心的主站設備和通信通道由綜合監控系統統一考慮。 電力監控系統對全線主變電所、 牽引降壓混合變電所、降壓變電所、牽引網等主要設備的運行狀態進行實時控制、監視和數據采集，以實現供電設備的自動化調度管理。 整個系統利用顯示終端和大屏幕，顯示供電系統的運行狀態。系統具有遙控、遙信、遙測、遙調功能，信息采集和處理功能，數據歸檔和統計報表功能， 事件順序記錄、 事故追憶、事故重演及故障信號處理功能，以及在線自檢、防干擾、系統自啟動、自恢復、在線維護、安全保護

等功能。

1、目前電力監控系統存在的問題

目前已建軌道交通的電力監控系統信息量普遍巨大， 使得任何一個故障就能上傳多達數百條信息，增加了調度難度，嚴重降低了調度工作和事故分析處理的效率。 電力監控系統大量的信息流如何處理，哪些信息需要及時上傳，哪些信息可以在控制中心召喚的時候上傳， 對信息如何分級等是擺在設計與運營人員面前的幾個迫切需要解決的問題。因此， 在設計過程中設計方需要與業主等各方深入探討，合理確定三遙對象表，解決因信息量過大而導致的故障情況下處理問題效率低下的問題。 目前綜合監控系統綜合了眾多弱電系統， 系統功能十分繁雜， 也要求各子系統的功能盡量簡潔實用，避免給調度管理帶來不必要的麻煩。因此必須在保證基本的三遙功能前提下， 合理簡化電力監控系統電力調度功能。

2、電力監控系統信息分類

電力監控系統要實現三遙功能， 應以監控對象為基礎進行系統的構建。在系統設計時，首先應該明確供電系統需要監控的范圍和具體對象， 然后根據這些對象的具體運行方式、 控制模式等情況進行系統功能及軟硬件的設計。 要對電力監控系統的信息進行分流優化，首先須將各種信息分門別類，以110/35 kV 兩級電壓制的集中供電方式、750 V 架空接觸網受流、直流系統為750 V 的某軌道交通線路為例，按控制、保護、測量、設備狀態檢測等對監控信息做出分類， 然后討論信息流的具體優化建議。

2.1控制類信息控制類信息包括以下 3 方面。

（1）主變電站控制對象：110 kV 斷路器、電動隔離開關、35 kV 斷路器、調壓開關等。

（2）牽引降壓混合變電所控制對象：35 kV斷路器、750V 斷路器、接觸網電動隔離開關、0.4 kV 進線斷路器、母聯斷路器、三級負荷總開關和主要供電回路的 0.4 kV 斷路器等。

（3）降壓變電所控制對象：35 kV 斷路器、0.4 kV 進線斷路器、母聯斷路器、三級負荷總開關和主要供電回路的 0.4 kV 斷路器。

2.2保護及狀態等監視類信息

保護及狀態監視類信息包括以下 3 方面。

（1）主變電站：開關位置、事故信號和預告信號、自動裝置投入撤除信號、開關當地/遠動操作位置信號、交直流裝置信號等。

（2）牽引降壓混合變電所：0.4 kV 以上級所有設備（含所有 0.4 kV 斷路器）運行信息、開關位置（含接觸網開關位置） 、事故信號和預告信號、自動裝置投入/撤除信號、開關當地/遠動操作位置信號、交直流裝置信號、制動能量消耗裝置信號、軌電位限制裝置信號等。

（3） 降壓變電所： 0.4 kV 以上級所有設備 （含所有 0.4 kV 斷路器）運行信息、開關位置、事故信號和預告信號、自動裝置投入/撤除信號、開關當地/遠動操作位置信號、交直流裝置信號、運行信息等。

2.3測量與計量及電能管理類信息

測量、 計量及電能管理類信息包括： 主變電站、

牽引降壓混合變電所、 降壓變電所相關電流、 電壓、有功/無功功率、有功/無功電度、功率因數、溫度、頻率偏差、 電壓偏差、 電壓不平衡、 電壓動態變化、諧波含量指標等。

2.4設備狀態檢修類信息

設備狀態檢修類信息包括： 各種設備的運行狀況信息；故障、操作次數記錄；故障錄波信息；在線監測設備信息等。

2.5雜散電流系統信息

雜散電流系統信息包括：上、下行道床各監測點本體電位； 相對電位實時數據； 相對電位平均值、正向平均值、負向平均值；相對電位最高值、最低值等。

3、 電力監控系統信息流的優化思路

主要優化思路是將眾多的電力監控系統信息，根據就地級、變電所綜合自動化系統級、車站級、復示系統級、 控制中心級所實現功能的不同需求進行分類合并，合理分流。從而優化數據結構，提高系統反應速度。

就地級：主要是綜合保護測控等間隔層設備，面向的對象是供電系統中的斷路器、隔離開關、互感器等配電裝置和電力變壓器等一次設備， 服務的對象是運行維護人員， 為日常檢修及故障搶修的直接依據，信息的采集應以完整、全面、具體為指導思想。

變電所級：即變電所綜合自動化系統站控層，通過網絡通信，采集間隔層對象的數據，進行所內集中監控及管理， 并實現與綜合監控系統電力調度通信功能。 變電所級信息應根據重要程度在就地級的基礎上分類合并，為車站級、復示終端級、控制中心級信息流起到上傳下達的作用， 像雜散電流信息等可以不在站級監控單元顯示， 采用直接轉發方式，以提高調度信息的執行速度。

車站級：在車站控制室的電力監控工作站，主要用于監視接觸網帶電情況， 協調在各種運行工況下站內各相關系統之間的關系， 除 IBP 盤接觸網饋線緊急停電按鈕外，一般只監不控。所以，車站級的信息應簡潔明了， 沒必要將變電所級信息全部在此反映， 為方便運營只反映接觸網的帶電及開關信息即可。

復示終端級： 主要用于監視全線供電設備的運行情況，使維護人員及時了解現場設備運行狀況、事故信息，提高處理事故的工作效率，縮短停電時間。 要針對現場設備的運行狀態制定科學的檢修計劃， 同時能實現主站調度與供電車間維修調度之間的維護、維修調度作業的申請與批復等。所以，重點應放在與維護維修相關信息的監視上， 同時實現雜散電流信息的轉發功能。 綜合監控系統電力調度子系統主要有控制、 數據采集處理、顯示、報警、維修及事故搶修調度等功能。調度人員在此進行日?？刂?、監視和調度管理等工作， 是用于調度全線供電系統運營生產的指揮。主要任務是完成綜合調度管理，并協調在各種

運行工況下所間、 站間以及各相關系統之間的聯動關系，特別是在發生事故時能快速、準確地找到事故的原因。電調子系統應以反映供電設備運行狀態、故障狀態、實現運行模式轉換及調度管理信息為重點，避免將調度不關心的信息送往電力調度端，影響調度決策速度。

4、結束語

本文僅對目前電力監控系統信息流的優化作了一些初步探討， 目前軌道交通電力監控系統在功能的配置方面已漸趨成熟和全面， 但在對具體信息的分流方面還有待進一步研究完善。國內城市在建設軌道交通時，應根據自己的實際情況和運營習慣，合理選擇電力監控系統的信息分流方式，力求提高調度管理及事故分析處理的效率。

參考文獻：

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