牽引供電SCADA系統(tǒng)前沿話題

5.5前沿問題探討

5.5.1綜合調度系統(tǒng)結構及功能5.5.2四電合一SCADA系統(tǒng)結構及功能第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班為什么需要綜合調度系統(tǒng)?綜合調度系統(tǒng)的國內外現(xiàn)狀如何?第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班為什么需要綜合調度？電力SCADA系統(tǒng)列車運行調度系統(tǒng)綜合維修及救援系統(tǒng)旅客信息系統(tǒng)運輸計劃編制系統(tǒng)…………不同專業(yè)之間需要交換信息和共享數(shù)據(jù)第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班獨立運行綜合監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)集中控制分立系統(tǒng)模式綜合控制模式第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班國內外綜合調度發(fā)展現(xiàn)狀新加坡軌道交通綜合自動化系統(tǒng)集PSCADAFAS，BAS，AFC為一體的綜合調度指揮系統(tǒng)第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班1995年日本COSMOS系統(tǒng)，這套綜合調度集運輸計劃，運行管理，設備管理，維護工作管理，信息管理為一體，提高了發(fā)生事故時采取對策的安全管理能力第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班德國：多功能綜合運輸管理系統(tǒng)，標準硬件，通用操作系統(tǒng)，模塊化設計，遠程診斷和軟件維護第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班我國綜合調度系統(tǒng)的發(fā)展隨著高速鐵路的發(fā)展，其業(yè)務的復雜性、多樣性和實時性急驟增長，傳統(tǒng)的調度指揮手段和單一的自動化系統(tǒng)在運輸指揮中已是不能滿足要求，高速鐵路綜合調度系統(tǒng)應孕而生。高速鐵路綜合調度系統(tǒng)是涉及運輸組織、機車車輛、通信信號、供電、安全監(jiān)控、維護救援等多學科的系統(tǒng)工程，由綜合調度中心、車站綜合信息系統(tǒng)及基層網(wǎng)設備構成。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班圖5.5.1綜合調度系統(tǒng)的體系結構第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班綜合調度系統(tǒng):以列車運行調度系統(tǒng)為核心，綜合行車、機務、工務、電力、電務、旅客向導、維修檢測、安全監(jiān)控等為一體，負責全線旅客列車的運行監(jiān)控，統(tǒng)一編制計劃、統(tǒng)一調度指揮。包括運輸計劃管理、列車運行調度、動車組調度、旅客服務、電力調度、綜合維護與救援、安全監(jiān)控以及培訓等八個功能子系統(tǒng)第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班圖5.5.2綜合調度系統(tǒng)網(wǎng)絡結構第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班綜合調度各子系統(tǒng)功能各子系統(tǒng)功能如下：⒈運輸計劃子系統(tǒng)主要功能⑴制訂整個系統(tǒng)的列車運行計劃、動車組運用計劃、乘務員運用計劃等與運輸有關的基本計劃；⑵變更計劃及實施計劃的制訂與下達；⑶對實際運輸?shù)挠嘘P資料進行統(tǒng)計。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班綜合調度各子系統(tǒng)功能⒉列車運行調度子系統(tǒng)主要功能⑴依據(jù)運輸計劃管理子系統(tǒng)制定的列車運行實施計劃，組織實施列車運行；⑵根據(jù)行車計劃控制高速線上每一列車的運行，實時監(jiān)督、記錄、統(tǒng)計每一列車的運行狀況；⑶通過專線及時向車站和列車傳送各種行車數(shù)據(jù)和指令；⑷在出現(xiàn)異常狀況時能自動發(fā)出調整行車計劃和糾正不正常情況的安全措施命令；⑸作業(yè)數(shù)據(jù)管理、維修間隔的指定以及下達列車安全可靠運行所需的其他指令第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班綜合調度各子系統(tǒng)功能⒊動車組調度子系統(tǒng)主要功能⑴對高速動車組及中速列車的分配、運用、臺帳及故障修理進行管理；⑵對動車段（所）進行管理；⑶根據(jù)列車運行情況發(fā)送改變動車組運用、乘務人員行程變量指令；⑷監(jiān)視動車組運行狀況，提出更換和修改指令；⑸對動車組和乘務人員運用計劃和動車組的日常檢查進行管理第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班綜合調度各子系統(tǒng)功能⒋旅客服務子系統(tǒng)主要功能⑴及時、全面地掌握客流、客票、列車運行及早晚點信息；⑵及時準確地在列車上、站臺、進出站口、售票廳、候車室以及INTERNET、尋呼臺等各種旅客可接觸到的地方以自動廣播和屏幕顯示的形式向旅客和客運人員報告；⑶提供電腦查詢、客票自動預售、時鐘顯示以及列車上旅客信息服務。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班綜合調度各子系統(tǒng)功能⒌綜合電力調度子系統(tǒng)主要功能⑴負責牽引供電、電力、通信，信號系統(tǒng)和設備的監(jiān)視、控制、監(jiān)測及管理；⑵根據(jù)列車開行計劃為之提供電力；⑶根據(jù)計劃安排供電的維修管理；⑷實時監(jiān)視各牽引變電所及供電線路的工作狀況以及調整電力系統(tǒng)運行情況，以保證列車正常運行所需的穩(wěn)定電力供應；⑸設備異常情況和災害事故情況時提出適當?shù)闹甘静⒀杆倩謴凸╇?；⑹對供電線路、設備、設施的日常檢查進行安排和管理。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班綜合調度各子系統(tǒng)功能⒍綜合維護與救援子系統(tǒng)主要功能⑴對全線線路狀況進行監(jiān)測及管理；⑵管理線路的日常維護及保養(yǎng)；⑶安排施工、工務設施檢修；⑷故障履歷管理，維護計劃管理；⑸集中對全線的信號及相關的控制設備狀態(tài)進行監(jiān)測；第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班綜合調度各子系統(tǒng)功能⑹通過各專業(yè)機房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及時掌握電務設備及其工作環(huán)境的狀態(tài)，合理安排維修，保證系統(tǒng)正常運轉；⑺故障情況下及時采取有效措施，使危害降至最低程度；⑻在發(fā)生事故災害時，提供緊急救援方案；⑼負責線路維修計劃、慢行區(qū)段指定以及災害情況修復作業(yè)安排；⑽在軌檢車定期檢測數(shù)據(jù)的基礎上對測試數(shù)據(jù)及線路巡視人員的檢查報告等進行管理。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班綜合調度各子系統(tǒng)功能⒎安全監(jiān)控子系統(tǒng)主要功能⑴根據(jù)現(xiàn)場安裝的各種監(jiān)測設備監(jiān)視危及行車安全的自然災害(風、雪、洪水、降水、地震)、突發(fā)事故、侵入物、長大隧道、軌溫、路堤滑移沉降、牽引供電的狀態(tài)；⑵形成對各種災害的預防預警和避免系統(tǒng)；⑶掌握沿線氣象資料，監(jiān)視沿線氣象，實報和預報信息。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班綜合調度各子系統(tǒng)功能⒏培訓子系統(tǒng)主要功能⑴模擬綜合調度系統(tǒng)及其子系統(tǒng)的功能及操作步驟；⑵培訓綜合調度系統(tǒng)的各專業(yè)調度人員和維護人員。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班1．

四電合一SCADA系統(tǒng)結構及功能（1）四電合一SCADA系統(tǒng)調度端結構及功能四電合一SCADA系統(tǒng)管理的供電負荷是：牽引供電系統(tǒng)電力配電系統(tǒng)行車信號電源系統(tǒng)通信電源系統(tǒng)。將這四個負荷系統(tǒng)的運行狀態(tài)上送SCADA系統(tǒng)調度中心統(tǒng)一進行監(jiān)測管理，我們稱之為四電合一SCADA系統(tǒng)，其調度中心稱為綜合電力調度。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班綜合電力調度系統(tǒng)的組成：在綜合調度管理中心設置一套牽引供電、電力、通信、信號，綜合電力調度系統(tǒng)，負責對全線范圍內牽引供電系統(tǒng)、電力供電系統(tǒng)、通信及信號電源系統(tǒng)進行集中運行調度及維修管理，四電合一SCADA系統(tǒng)由綜合調度中心控制站設備，各變電所、分區(qū)所、開閉所、AT所、電力配電所、通信、信號電源點內的被控站設備，供電綜合維修中心的維修調度設備和遠程通信通道四部分組成。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班圖5。5綜合電力調度系統(tǒng)結構圖第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班綜合電力調度系統(tǒng)功能 ①實時遠程監(jiān)控對被控站內開關設備進行遠程控制，根據(jù)列車實際運行計劃完成停電、送電的調度操作，包括斷路器、電動隔離開關、自動裝置等開關設備的分合閘及投入/撤除控制等，實時監(jiān)控沿線相關箱式變電站內的高、低壓配電開關控制。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班對重要設備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)視。主變壓器、斷路器、隔離開關、交直流電源系統(tǒng)以及變電所綜合自動化系統(tǒng)等設備的運行狀態(tài)（包括正常位置狀態(tài)及故障狀態(tài)），保護動作狀態(tài)沿線通信、信號電源點內的電源運行狀態(tài)及相關環(huán)境數(shù)據(jù)。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班②安全閉鎖對系統(tǒng)進行安全閉鎖，包括斷路器與隔離開關安全閉鎖操作、安全接地與控制操作閉鎖、故障設備投運閉鎖等。③數(shù)據(jù)處理報警提示，確認處理；第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班各種信息的記錄打印功能。對系統(tǒng)產生的信息分類記錄、列表，主要包括：操作記錄、故障記錄、事件記錄。報表統(tǒng)計功能。對供電系統(tǒng)的用電量、各種系統(tǒng)參數(shù)極值進行統(tǒng)計列表。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班④權限管理系統(tǒng)提供調度員交接班登錄功能，對調度員身份確認后，才開放系統(tǒng)相應的調度權限。根據(jù)調度員和管理人員的不同，開放不同的調度權限和系統(tǒng)資源。⑤故障管理當四電系統(tǒng)監(jiān)控設備發(fā)生事故后，調度系統(tǒng)自動記錄事故前后一段時間內的各種監(jiān)視畫面和數(shù)據(jù)，可以在事后進行重放，便于事故分析。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班⑥設備管理系統(tǒng)對主要四電設備建立運行、維修臺帳及系統(tǒng)圖紙庫，對設備檔案、參數(shù)及檢修記錄進行統(tǒng)計管理，并通過對設備在線監(jiān)測采集到的數(shù)據(jù)進行分析，得出設備運行狀態(tài)評估，為四電設備維修提供科學依據(jù)。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班⑦事務管理系統(tǒng)提供編制、調整送電計劃和檢修作業(yè)計劃的編制工具。接收計劃調度的全天行車計劃，根據(jù)行車計劃安排牽引供電計劃和檢修計劃。將牽引網(wǎng)的實時帶電狀態(tài)發(fā)送給計劃調度和行車調度，將檢修計劃發(fā)送給綜合維修調度。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班接收行車調度的列車運行調整計劃，根據(jù)調整后的列車運行情況調整相應的牽引供電狀態(tài)和檢修計劃，將牽引網(wǎng)停送電信息及時發(fā)送給行車調度。接收綜合維修調度的檢修停電配合申請，結合行車調度的實時行車信息和當前運行圖給予停電申請的批復（同意/不同意）并根據(jù)情況進行停送電操作。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班接收安全監(jiān)控調度的各種災害報警信息，根據(jù)報警信息臨時變更故障區(qū)間的停送電狀態(tài)，同時轉發(fā)停送電信息。接收列車群子系統(tǒng)的全線列車實時信息，掌握整條線路的能量分布狀態(tài)信息。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班（2）四電合一SCADA系統(tǒng)被控站結構及功能

四電合一”SCADA系統(tǒng)的被控站設備按照監(jiān)控的對象不同，有多種類型：①牽引變電所、開閉所、分區(qū)所、AT所監(jiān)控牽引供電系統(tǒng)包括牽引供電調度管理中心和牽引變電所、開閉所、分區(qū)所、AT所、接觸網(wǎng)開關、接觸網(wǎng)末端網(wǎng)壓等監(jiān)控系統(tǒng)。

第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班②接觸網(wǎng)開關監(jiān)控接觸網(wǎng)開關的監(jiān)控系統(tǒng)主要完成了對接觸網(wǎng)開關的遙控操作，同時具備遙測，遙信功能；此外接觸網(wǎng)開關監(jiān)控裝置還可實現(xiàn)以下功能：

第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班l(xiāng)

通訊功能：接觸網(wǎng)開關處沿鐵路線分布，通信方式多采用無線通信。可采用的通信方式有：無線通信、GPRS、CDMA等，也可以采用光纖串行接口通信與當?shù)貭恳螂娏ΡO(jiān)控站連接，然后接入供電綜合調度管理中心。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班③接觸網(wǎng)末端網(wǎng)壓監(jiān)測末端網(wǎng)壓監(jiān)控裝置負責采集電壓信號、開關位置等狀態(tài)，并將信息通過通訊組件傳送給牽引調度主站，并據(jù)調度需要控制越區(qū)電動隔離開關的分合閘，實現(xiàn)對分相裝置的遠程監(jiān)測和控制。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班④鐵路電力變/配電所、開閉所監(jiān)控鐵路電力系統(tǒng)包括鐵路電力變/配電所供電系統(tǒng)、自閉/貫通線供電系統(tǒng)等組成。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班⑤自閉/貫通線監(jiān)控鐵路自動閉塞電力線路（簡稱自閉線）和貫通電力線路（簡稱貫通線）是為鐵路沿線信號設備等提供電源，電壓等級10kv，工頻50Hz。我國鐵路10

kv

電力自閉/貫通線為中性點不接地系統(tǒng)，具有供電臂長,負荷小,供電可靠性要求高等特點。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班鐵路自閉/貫通線監(jiān)控系統(tǒng)被控站單元：鐵路自閉/貫通線的線路監(jiān)控單元（FTU）、通信網(wǎng)絡組成。功能：主要完成自閉/貫通線供電狀態(tài)的監(jiān)測、控制功能。當線路發(fā)生故障時，及時準確地確定故障區(qū)段，迅速隔離故障區(qū)段并恢復正常區(qū)段的供電。l

第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班⑥信號電源監(jiān)控：信號電源是鐵路行車信號指示的供電電源，屬于一級負荷，一般由自閉線和貫通線兩路電源供電。兩路電源互為冗余，故障時相互切換，以提高供電可靠性。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班鐵路信號電源監(jiān)控主要完成供電狀態(tài)的監(jiān)測、遠程控制功能。要實現(xiàn)信號電源的實時監(jiān)控，須在各車站的信號電源處設置監(jiān)控單元（STU）可以完成電量檢測，電量故障錄波，電源故障報警第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班通信電源監(jiān)控：通信電源具有如下特點。l

設備及其種類多、分布廣,而質量參差不齊。l

設備缺少必要的監(jiān)視控制手段,通信控制接口標準各異。l

需要定期檢測維護。l

設備要有備品備件,市電要有雙路或多路輸入,交流和直流互為備用。l

設備允許的交流輸入電壓波動范圍大。第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班通信電源監(jiān)控是對分布在不同地域（通信區(qū)間站，通信中繼站，光纖直埋室）的通信電源設備(包括空調設備和環(huán)境條件)設置必要的監(jiān)控點,進行遙測、遙信、遙控,實時監(jiān)視設備運行參數(shù),及時發(fā)現(xiàn)和處理故障,從而實現(xiàn)電源設備的少人或無人值守和集中維護。

第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班檢測目的：實現(xiàn)對通信網(wǎng)上供電系統(tǒng)的監(jiān)測和早期預警,監(jiān)控系統(tǒng)最核心和最重要的功能是故障告警和實時監(jiān)測?？梢詫Ψ稚⒌碾娫丛O備進行實時監(jiān)控,實現(xiàn)人工方式無法實現(xiàn)的24h不間斷自動巡檢,發(fā)生故障自動告警,值班人員在監(jiān)控中心能實時查看到電源設備的運行情況,提高了維護工作效率,達到了維護體制向“集中監(jiān)控、集中維護、集中管理”目標的轉變。

第六次提速牽引供電專業(yè)培訓班電源運行數(shù)據(jù)量的監(jiān)測內容包括：分散電源的交流電壓、負載電壓/電流、蓄電池電