模塊3 城市軌道交通供電綜合自動化系統(tǒng)構成《城市軌道交通供電綜合自動化技術》教學課件

《城市軌道交通供電綜合自動化技術》?精品課件合集第X章XXXX模塊3

城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成學習要點控制中心監(jiān)控系統(tǒng)構成車站變電所控制系統(tǒng)構成主變電所控制系統(tǒng)構成場段接觸網(wǎng)隔離開關監(jiān)控系統(tǒng)構成系統(tǒng)通道一、電力監(jiān)控系統(tǒng)的組成電力監(jiān)控系統(tǒng)包括調(diào)度主站系統(tǒng)、變電站綜合自動化系統(tǒng)和所間通信通道三部分。位于控制中心的調(diào)度主站系統(tǒng)通過通信通道與變電所主控單元進行信息交換，變電所綜合自動化系統(tǒng)通過所內(nèi)通信網(wǎng)與所內(nèi)的智能電子設備通信，通過通信通道與調(diào)度主站進行通信。變電所綜合自動化系統(tǒng)由站控主單元和所內(nèi)通信網(wǎng)等組成。

城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成一、電力監(jiān)控系統(tǒng)的組成電力監(jiān)控系統(tǒng)包括調(diào)度主站系統(tǒng)、變電站綜合自動化系統(tǒng)和所間通信通道三部分。位于控制中心的調(diào)度主站系統(tǒng)通過通信通道與變電所主控單元進行信息交換，變電所綜合自動化系統(tǒng)通過所內(nèi)通信網(wǎng)與所內(nèi)的智能電子設備通信，通過通信通道與調(diào)度主站進行通信。變電所綜合自動化系統(tǒng)由站控主單元和所內(nèi)通信網(wǎng)等組成。(1)調(diào)度主站系統(tǒng)主要由SCADA服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、調(diào)度員工作站、操作員工作站等組成,它們通過冗余的以太網(wǎng)連接。調(diào)度主站系統(tǒng)組成，如圖8-1所示。

城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成一、電力監(jiān)控系統(tǒng)的組成電力監(jiān)控系統(tǒng)包括調(diào)度主站系統(tǒng)、變電站綜合自動化系統(tǒng)和所間通信通道三部分。位于控制中心的調(diào)度主站系統(tǒng)通過通信通道與變電所主控單元進行信息交換，變電所綜合自動化系統(tǒng)通過所內(nèi)通信網(wǎng)與所內(nèi)的智能電子設備通信，通過通信通道與調(diào)度主站進行通信。變電所綜合自動化系統(tǒng)由站控主單元和所內(nèi)通信網(wǎng)等組成。(1)調(diào)度主站系統(tǒng)主要由SCADA服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、調(diào)度員工作站、操作員工作站等組成,它們通過冗余的以太網(wǎng)連接。調(diào)度主站系統(tǒng)組成，如圖8-1所示。(2)變電站綜合自動化系統(tǒng)由站控主單元、間隔層和所內(nèi)通信網(wǎng)組成。不僅可以完成傳統(tǒng)的遠程終端功能，還可以實現(xiàn)變電所各種設備的監(jiān)控功能,包括各個設備的電流、電壓、功率、電度數(shù)采集和電氣一次設備的控制、監(jiān)視、聯(lián)動、聯(lián)鎖、閉鎖、自動投切等。城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成二、電力監(jiān)控系統(tǒng)的結構電力監(jiān)控系統(tǒng)的結構一般采用二級管理(車站級、控制中心級)和三級監(jiān)控(控制中心級、車站級、現(xiàn)場級)的結構。中心級和車站級監(jiān)控的重心有所不同:PSCADA系統(tǒng)的監(jiān)控重心在中央控制中心(OCC)，變電所設備(除400V)的默認控制權在中心,車站/變電所保留對供電設備的控制功能但重點是監(jiān)視(其中車站只保留400V設備控制功能)，對所控設備，中心、車站和變電所遙控是互斥關系，即中心、車站和變電所不可同時對受控設備進行遙控操作。中心級、車站級和變電所通過控制權限移交機制實現(xiàn)控制權管理。城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成控制中心監(jiān)控系統(tǒng)構成控制中心電力監(jiān)控系統(tǒng)由中央級局域網(wǎng)絡、主備服務器、主備電力調(diào)度操作員工作站、維護工作站、復示工作站、時鐘子系統(tǒng)、音響報警設備、監(jiān)控軟件等構成。

一城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成控制中心監(jiān)控系統(tǒng)構成控制中心電力監(jiān)控系統(tǒng)由中央級局域網(wǎng)絡、主備服務器、主備電力調(diào)度操作員工作站、維護工作站、復示工作站、時鐘子系統(tǒng)、音響報警設備、監(jiān)控軟件等構成?？刂浦行呐渲肬PS電源，保證監(jiān)控設備的不間斷供電。一城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成

一、中央級局域網(wǎng)絡中央級局域網(wǎng)采用高速交換工業(yè)以太網(wǎng)，網(wǎng)絡雙冗余配置，互為熱備用，自動切換，采用TCP／IP協(xié)議。中央級局域網(wǎng)把OCC的所有SCADA設備連接起來，并通過地鐵骨干網(wǎng)實現(xiàn)中央級局域網(wǎng)與車站局域網(wǎng)的連接。由于采用冗余的高速交換網(wǎng)絡技術，極大地提高了控制中心系統(tǒng)對地鐵全線變電站自動化系統(tǒng)控制的可靠性、及時性，提高系統(tǒng)的響應速度。城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成二、服務器系統(tǒng)采用冗余的兩臺服務器，自動切換，互相顯示狀態(tài)信息，實現(xiàn)全線數(shù)據(jù)的管理。系統(tǒng)軟件具有友好的漢化圖形人機界面。系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)庫，具有最新技術水平，符合工業(yè)控制數(shù)據(jù)庫的發(fā)展方向，真正實現(xiàn)開放互連及分布式的數(shù)據(jù)庫管理。同時系統(tǒng)具有開放式的軟件和通訊接口，可以與外系統(tǒng)通訊。主備服務器承擔實時數(shù)據(jù)處理和歷史數(shù)據(jù)及文檔存儲管理，操作員工作站可對全線供電系統(tǒng)進行監(jiān)視和執(zhí)行操作。城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成三、維護工作站維護工作站，又稱工程師工作站，主要供維護工程師在OCC從事全線SCADA軟件的維護、組態(tài)、運行參數(shù)的定義、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的維護及用戶操作畫面的修改、增加、故障的檢查和資料查詢等，實現(xiàn)變電站自動化系統(tǒng)程序及各監(jiān)控站工程修改功能，滿足遠程系統(tǒng)維護的要求。維護工作站具有較高的操作級別，同時具有操作記錄功能。城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成四、電力調(diào)度操作員工作站計算機系統(tǒng)配置兩套功能完全等價、互為備用、實時監(jiān)控的操作員工作站。用于調(diào)度人員的日常控制、監(jiān)視、和調(diào)度管理工作。任一時刻兩者均能同時監(jiān)視各種信息，但在同一時刻僅允許一臺操作員工作站發(fā)出遙控命令。主備操作員計算機機型和規(guī)格與維護計算機相同。城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成五、時鐘子系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)共用時鐘系統(tǒng)，通過數(shù)字串行或網(wǎng)絡接口與行車調(diào)度指揮中心通信系統(tǒng)主母鐘進行同步對時。電力監(jiān)控系統(tǒng)主站定時與各變電所綜合自動化系統(tǒng)定時同步對時，同步間隔時間可調(diào)。六、音響報警設備系統(tǒng)配置音響報警設備，反映事故信息及預告信息的報警。事故報警與預告報警有不同的音響頻率。行車調(diào)度指揮中心報警器放置于電力調(diào)度控制臺內(nèi)，與操作員站連接，變電所內(nèi)報警器放置于控制信號盤內(nèi)，與所內(nèi)主站連接。城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成七、監(jiān)控軟件監(jiān)控軟件要實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和協(xié)議轉換、收集數(shù)據(jù)進行判斷和處理、人機界面監(jiān)控和操作的工程組態(tài)。中心級服務器及各工作站的監(jiān)控軟件一般為同一廠家提供的同一版本構成，車站級可以為不同廠家提供，但是需要由相應的通訊規(guī)約驅動實現(xiàn)中心和車站的信息互聯(lián)。

城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成七、監(jiān)控軟件監(jiān)控軟件要實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和協(xié)議轉換、收集數(shù)據(jù)進行判斷和處理、人機界面監(jiān)控和操作的工程組態(tài)。中心級服務器及各工作站的監(jiān)控軟件一般為同一廠家提供的同一版本構成，車站級可以為不同廠家提供，但是需要由相應的通訊規(guī)約驅動實現(xiàn)中心和車站的信息互聯(lián)。八、復示系統(tǒng)復示系統(tǒng)僅用于監(jiān)視全線設備的運行情況，使使調(diào)度人員和供電維護人員及時了解現(xiàn)場事故信息，提高處理事故的工作效率，縮短停電時間。復示系統(tǒng)主要設備包括計算機、工作臺等，復示系統(tǒng)計算機與維護計算機的規(guī)格相同。供電復示系統(tǒng)設在供電車間設備運行監(jiān)控間和維修中心調(diào)度值班室內(nèi)，供電復示系統(tǒng)工作站通過供電車間以太網(wǎng)交換機與綜合監(jiān)控系統(tǒng)交換機連接來獲取全線供電系統(tǒng)設備信息。城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成車站變電所控制系統(tǒng)構成本節(jié)導讀車站變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)多采用分層、分布式結構，主要用于對車站變電所電氣系統(tǒng)進行監(jiān)視和控制。本節(jié)主要介紹其系統(tǒng)組成情況。二城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層、分布式結構，設備采用集中與分散相結合的布置方式。整個系統(tǒng)由站級管理層、網(wǎng)絡通信層和間隔設備層構成，分別為控制信號屏（包括上位監(jiān)控單元、液晶顯示器）、下位單元（綜合保護測控單元）及所內(nèi)通信網(wǎng)絡。各下位監(jiān)控單元安裝于各開關柜內(nèi)，上位監(jiān)控單元通過所內(nèi)通信網(wǎng)絡對其進行監(jiān)視控制。城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成車站級變電所分為降壓變電所、牽引降壓混合變電所、跟隨式降壓變電所，跟隨式降壓變電所一般位于正線區(qū)間或車輛段內(nèi)，附屬于相鄰的降壓變電所或牽引降壓混合變電所。跟隨式降壓變電所內(nèi)設置與車站變電所通訊的網(wǎng)絡接口設備，接入采用光纖以太網(wǎng)方式。車輛段牽引降壓混合變電所綜合自動化系統(tǒng)設備構成與正線各牽引降壓混合變電所相同。城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成一、站級管理層站級管理層由設置于各變電所控制信號屏內(nèi)的主監(jiān)控單元、通信管理單元、智能綜合測控裝置等構成，負責變電所內(nèi)通信管理、規(guī)約轉換、與中心級系統(tǒng)的通信。通信管理單元采用雙機冗余結構，可選用整機冗余或任務冗余，采用任務冗余時需滿足遙控命令轉發(fā)及自動清除功能，防止拒動或誤控發(fā)生。城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成設置在變電所控制信號屏內(nèi)的通信管理單元、主監(jiān)控單元為站級管理層。對于不宜設置監(jiān)控單元的開關設備（例如：鋼軌電位限制裝置、接觸網(wǎng)電動隔離開關等）的控制監(jiān)視，由控制信號屏通過具備總線接口的智能測控裝置直接監(jiān)控。主監(jiān)控單元采用高性能平板式工控機。通信管理單元完成所內(nèi)網(wǎng)絡的管理，與各測控保護單元及有關IED（智能電子設備）進行數(shù)據(jù)通訊，將所轄供電設施的運營信息實時地傳送至控制中心主站系統(tǒng)，同時下達主站系統(tǒng)的控制、調(diào)整、查詢及診斷等命令。主監(jiān)控單元提供變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)的人機接口界面，供電系統(tǒng)管理人員可以通過主監(jiān)控單元的液晶顯示器查詢系統(tǒng)信息、各種歷史數(shù)據(jù)、模擬量數(shù)據(jù)及下發(fā)操作指令等。城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成二、間隔設備層間隔設備層由分散安裝于各開關柜內(nèi)的保護測控一體化單元、交直流屏監(jiān)控單元、鋼軌電位限制裝置以及接入變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)的接觸網(wǎng)電動隔離開關、排流柜等設備構成。間隔層設備包括：(一)35kVGIS綜合保護測控單元(二)1500V直流開關柜綜合保護測控單元（牽引降壓混合變電所內(nèi)）(三)0.4kV開關柜智能信息采集單元(四)整流器監(jiān)控單元/整流變壓器溫控器（牽引降壓混合變電所）(五)配電變壓器溫控器(六)交直流電源裝置監(jiān)控單元(七)上網(wǎng)/越區(qū)電動隔離開關（牽引降壓混合變電所）(八)鋼軌電位限制裝置(九)排流柜（牽引降壓混合變電所內(nèi)）這些設備通過多種開放的現(xiàn)場總線形式或部頒電力標準協(xié)議接入上位監(jiān)控單元。對于非公開的協(xié)議，根據(jù)相關設備廠家提供的通訊協(xié)議說明，在上位監(jiān)控單元中編制驅動程序接入SCADA系統(tǒng)。城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成三、變電所通信網(wǎng)絡變電所綜合自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡優(yōu)先采用工業(yè)以太網(wǎng)結構，網(wǎng)絡傳輸媒介優(yōu)先采用光纖總線，通信傳輸速率不小于19.2kbps。牽引降壓混合變電所及降壓變電所管理層與間隔層單元之間通過網(wǎng)絡通信層實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，如圖3.1所示。城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成主變電所控制系統(tǒng)構成本節(jié)導讀主變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)也多采用分層、分布式系統(tǒng)，主要用于對主變電所電氣系統(tǒng)進行監(jiān)視和控制。本節(jié)主要介紹其系統(tǒng)組成情況。三城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成主變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式系統(tǒng)。分為二層：站級控制層和間隔級控制層，間隔級控制層將采集和處理后的數(shù)據(jù)信號，經(jīng)光纖或雙絞線傳輸?shù)秸炯壙刂茖?，各間隔級單元相互獨立，互不影響。站級網(wǎng)絡采用高速以太網(wǎng)或現(xiàn)場總線結構；間隔級網(wǎng)絡采用實時、可靠、抗干擾性能好的現(xiàn)場總線或以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡，網(wǎng)絡傳輸速率需滿足系統(tǒng)的實時性要求，雙網(wǎng)冗余結構。系統(tǒng)配置一臺操作員工作站。110kV間隔級控制層采取相對集中方式，35kV間隔級設備及其保護裝置下放至35kV配電裝置設備間。I/O測控屏與站級控制層的主機之間通過雙絞線或光纖進行通信。站級層和間隔層之間通過所內(nèi)局域網(wǎng)進行連接。某主變電所控制系統(tǒng)通訊結構圖，如圖3.2所示。城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成場段接觸網(wǎng)隔離開關監(jiān)控系統(tǒng)構成車輛段和停車場的接觸網(wǎng)隔離開關監(jiān)控系統(tǒng)納入車輛段和停車場牽引降壓混合所電力監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控軟件與變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)使用同一平臺，車輛段和停車場變電所控制信號屏上設置隔離開關的控制開關及指示燈。接觸網(wǎng)隔離開關監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對車輛段接觸網(wǎng)供電分區(qū)的電動隔離開關的遠程分合閘、故障狀態(tài)監(jiān)視及報警、接觸網(wǎng)帶電狀態(tài)實時監(jiān)視，以提高供電系統(tǒng)的自動化水平、運營管理效率及可靠性。四城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成接觸網(wǎng)隔離開關監(jiān)控系統(tǒng)由設置在車輛段、停車場牽引降壓混合變電所主控屏內(nèi)的監(jiān)控主站、車輛段和停車場牽引供電分區(qū)電動隔離開關當?shù)氐谋O(jiān)控子站及聯(lián)系兩者的總線型光纖環(huán)網(wǎng)構成。牽引降壓混合變電所內(nèi)的監(jiān)控主站由可編程控制器（包括CPU模塊、電源模塊、I/O模塊、光纖通信模塊等）、液晶觸摸屏等構成。當?shù)乇O(jiān)控子站采用帶光纖總線通信模塊的可編程控制器，安裝于電動隔離開關操作機構箱附近的控制柜內(nèi)。接觸網(wǎng)隔離開關監(jiān)控系統(tǒng)通過牽引降壓混合變電所主控屏內(nèi)的總線通信接口與牽引降壓混合變電所控制信號屏的通信管理單元連接，實現(xiàn)與控制中心電力調(diào)度系統(tǒng)的遠程通信。城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成一、控制范圍車輛段和停車場供電分區(qū)范圍內(nèi)接觸網(wǎng)電動隔離開關。二、監(jiān)視范圍隔離開關監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場網(wǎng)絡及網(wǎng)絡節(jié)點運行狀況，車輛段和停車場供電分區(qū)范圍內(nèi)接觸網(wǎng)電動隔離開關分合閘位置狀態(tài)信號、控制回路斷線信號、電機回路故障信號、遠方/當?shù)乜刂茩n位信號、接觸網(wǎng)帶電狀態(tài)信號。城市軌道交通綜合自動化系統(tǒng)構成系統(tǒng)通道站級電力監(jiān)控系統(tǒng)與中央級電力監(jiān)控系統(tǒng)通過綜合監(jiān)控網(wǎng)絡進行互聯(lián)。一、綜合監(jiān)控系統(tǒng)骨干網(wǎng)構成綜合監(jiān)控系統(tǒng)骨干網(wǎng)是綜合監(jiān)控系統(tǒng)整體網(wǎng)絡的主干道，它將連接車站局域網(wǎng)、車輛段局域網(wǎng)以及控制中心局域網(wǎng)，它是由設在車站、車輛段/停車場、控制中心