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SCADA系统在城市轨道交通供电系统中的应用设计

SCADA 系统在城市轨道交通供电系统中的应用设计 摘 要 scada 是数据采集与监控系统,实现远方电力运行设备的 控制和监控,进而促进电力安全运行水平的提高。文章主要介绍了 城市轨道交通供电系统的组成以及 scada 系统的功能。 关键词 scada;轨道交通;数据采集与监控 中图分类号 tm6 文献标识码 a 文章编号 1674-6708(2013) 93-0159-02 电力监控系统 scada 也被称作远动监控行业数据采集系统,其作 用主要是对远方运行的电力设备进行监测与控制,从而保证电力运 行的安全。scada 系统主要有变电站综合自动化系统、通信通道及 调度站主站系统三个大的部分构成。 1 系统组成及设计 scada 系统的控制中心选为自动化系统, 其中主要设备包括 web 服 务器、系统服务器、以太网交换机、打印服务器、系统维护工作站、 操作员工作站,以及网络打印机和网络连接附件等等。 1.1 控制中心调度系统设计 对于城市轨道交通供电系统而言,调度系统与控制中心主要采取 分层、分布式开放局域网结构。其中,中心调度系统主要包含的设 备有:两台三层以太网交换机;打印机服务器、操作员工作站、系 统服务器各两套;web 服务器、系统维护工作站各一套;四套网络 打印机及网络连接的其他附件工程;在该控制中心调度系统中,还 可以实现与其它设备系统连接的需要。 1.2 变电自动化系统设计 随着国电南自生产 ndt650 变电所综合自动化系统在车站级监控系 统中的应用,其结构为分层分布式。系统由站级管理层、间隔设备 层以及网络通信层三部分组成。 其中站级管理层是在综控屏内设置的便携式维护计算机、 scada 操 作员站,以及冗余热备的通信管理装置。网络通信层则是变电所内 的通信接口和网络,间隔单元的数据交换工作则由变电所内的站级 管理和通信网络层完成。间隔层设备包括供电一次设备中分散安装 的各类微机保护测控单元、硬节点输出的现场设备、信息采集设备 等。在变电所自动化系统中,通过间隔层设备完成了所内综合自动 化系统的接口,而且实现了控制接触轨道隔离开关的功能。 在整个系统中,以远动控制方式控制系统的正常运行;在检修系 统设备时,则通过变电所内的设备本体控制或者所内集中控制。将 远方/当地选择开关设置在开关柜上。三级控制方式的使用,形成 了相互闭锁的作用,确保了安全的系统控制性能。 1.3 车辆段供电检修车间复示系统 在城市轨道交通供电系统中,对全线杂散电流以及触网设备进行 监测时采用复示系统,也能对全线的变电所设备进行有效的监视, 从而将现场的事故信息及时的提供给供电维修人员,提高了事故的 处理效率,也最大程度的缩短了断电的时间,控制中心通过远程通 信,对维修调度作业实现了实时接送,及时的将第一手资料传送至 检修人员。 1.4 通信通道和设备 控制中心和主变电站、牵引降压混合变电所、降压变电所等站所 之间的通信系统,以两路 100m 光纤建立同心通道,提供 rj45 物理 通信结构。通过地铁内部数字光纤网及路由器将控制中心与车辆段 复示系统相连,从而实现了与监控中心系统之间的通信。 2 sdcda 系统功能设计 2.1 通信功能 控制中心监控系统是由系统服务器完成实时数据的采集功能,通 过以太网通道采集全线变电站综合自动化系统将变电所内电气涉 笔信息予以采集。其中通信专业采取了主备工作方式,有两个以太 网通道。系统在正常运行的情况下,综合自动化系统和中心监控系 统之间的通信通过一个信道完成;如果信道出现故障,中心系统则 会自动切换到备用信道,以此来保证通信功能。在通信过程中,通 常以文本的形式将通信报文保存在系统内,监控系统四个大小固定 的文件保存在计算机内,作为变电所综合自动化系统通信报文的记 录,方便系统维护人员的使用。 2.2 采样数据的显示和查询 系统控制和维修人员可以在监控计算机上及时的查询实时采样数 据,其中数据的显示形式有两种形式:表格显示和图形显示。对于 控制中心监测系统来说,通常将历史数据存储与系统服务器中,包 含测量量、事件等数据信息的存储。通过历史曲线、事件预览表、 历史报表的调出可以将先前存储的历史数据显示。还可以设定报表 显示和曲线显示的历史数据存储周期,从而方便用户通过报表或画 面的形式将历史存档数据显示。在数据库中记录了事件信息,历史 时间的查询显示可通过事件一览表实现。 2.3 控制操作 系统的控制功能采用了远程控制、设备本体控制、变电所内集中 控制三级控制方式。 在系统运行的过程中, 控制中心具有操作权限, 由其完成监控功能,而站内的计算机控制功能则闭锁,如果现场出 现紧急情况时,变电所计算机会接收到控制中心下放的控制权限, 此时控制功能有站内监视计算机完成,控制中心的控制权限失去, 控制中心在下发和收回权限时,需经变电所监控值班人员确认方可 进行。 2.4 报警功能 在出现以下情况时,系统将启动报警器进行报警:事故报警,厂 站出现事故跳闸信息,形成事故后,此时系统会形成强烈的告警。 变位报警, 系统在正常变位时, 窗口中的变位点会发生变色并闪烁, 推出文字信息,根据需求启动声音报警。越限告警,对报警模拟量 的上限和下限值进行设定,在越限状态改变时,同时启动告警,在 窗口显示相关的文字与数据。预告报警,在和接口设备通信时,如 果通讯中断,系统会发出告警信息,提示相关工作人员对故障进行 处理。 如果发生各种告警信息, 数据库会将各种信息进行明确分类, 归档,并根据类型和时间采取分别检索和处理。其中,调度员必须 要对事故变位和操作变位进行确认更新,避免将变位状态和事故状 态永久保留。 2.5 其他功能 全线的权限管理一致性的实现通过系统的集中管理完成。任何位 置的工作站登录系统均有着相同操作过程,在操作时使用的用户 名、用户类型以及密码信息需要一致。 3 scada 通讯 在上海地铁八号线中,scada 系统主站此采用了 4 台 sun-v440 服 务器,交换机

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