轨道交通中的电力监控系统

王溪航

摘要：城市轨道交通电力监控系统担负着对供电设备进行监控和数据采集，实现供电设备的自动化管理等功能。本文在对电力监控系统信息流进行分析的基础上，对电力监控系统信息流的优化进行了初步探讨。

关键词：城市轨道交通；电力监控系统；信息流

中图分类号：U412文献标识码： A

引言

城市轨道交通电力监控系统是实现轨道交通供电系统运营自动化调度管理的重要工具， 其性能优劣与全线供电系统能否安全可靠运行密切相关。城市轨道交通电力监控系统由控制中心主站、 变电所综合自动化系统及联系二者之间的通信通道组成。在目前调度端普遍采用综合监控系统方案后，设于控制中心的主站设备和通信通道由综合监控系统统一考虑。 电力监控系统对全线主变电所、 牵引降压混合变电所、降压变电所、牵引网等主要设备的运行状态进行实时控制、监视和数据采集，以实现供电设备的自动化调度管理。 整个系统利用显示终端和大屏幕，显示供电系统的运行状态。系统具有遥控、遥信、遥测、遥调功能，信息采集和处理功能，数据归档和统计报表功能， 事件顺序记录、 事故追忆、事故重演及故障信号处理功能，以及在线自检、防干扰、系统自启动、自恢复、在线维护、安全保护

等功能。

1、目前电力监控系统存在的问题

目前已建轨道交通的电力监控系统信息量普遍巨大， 使得任何一个故障就能上传多达数百条信息，增加了调度难度，严重降低了调度工作和事故分析处理的效率。 电力监控系统大量的信息流如何处理，哪些信息需要及时上传，哪些信息可以在控制中心召唤的时候上传， 对信息如何分级等是摆在设计与运营人员面前的几个迫切需要解决的问题。因此， 在设计过程中设计方需要与业主等各方深入探讨，合理确定三遥对象表，解决因信息量过大而导致的故障情况下处理问题效率低下的问题。 目前综合监控系统综合了众多弱电系统， 系统功能十分繁杂， 也要求各子系统的功能尽量简洁实用，避免给调度管理带来不必要的麻烦。因此必须在保证基本的三遥功能前提下， 合理简化电力监控系统电力调度功能。

2、电力监控系统信息分类

电力监控系统要实现三遥功能， 应以监控对象为基础进行系统的构建。在系统设计时，首先应该明确供电系统需要监控的范围和具体对象， 然后根据这些对象的具体运行方式、 控制模式等情况进行系统功能及软硬件的设计。 要对电力监控系统的信息进行分流优化，首先须将各种信息分门别类，以110/35 kV 两级电压制的集中供电方式、750 V 架空接触网受流、直流系统为750 V 的某轨道交通线路为例，按控制、保护、测量、设备状态检测等对监控信息做出分类， 然后讨论信息流的具体优化建议。

2.1控制类信息控制类信息包括以下 3 方面。

（1）主变电站控制对象：110 kV 断路器、电动隔离开关、35 kV 断路器、调压开关等。

（2）牵引降压混合变电所控制对象：35 kV断路器、750V 断路器、接触网电动隔离开关、0.4 kV 进线断路器、母联断路器、三级负荷总开关和主要供电回路的 0.4 kV 断路器等。

（3）降压变电所控制对象：35 kV 断路器、0.4 kV 进线断路器、母联断路器、三级负荷总开关和主要供电回路的 0.4 kV 断路器。

2.2保护及状态等监视类信息

保护及状态监视类信息包括以下 3 方面。

（1）主变电站：开关位置、事故信号和预告信号、自动装置投入撤除信号、开关当地/远动操作位置信号、交直流装置信号等。

（2）牵引降压混合变电所：0.4 kV 以上级所有设备（含所有 0.4 kV 断路器）运行信息、开关位置（含接触网开关位置） 、事故信号和预告信号、自动装置投入/撤除信号、开关当地/远动操作位置信号、交直流装置信号、制动能量消耗装置信号、轨电位限制装置信号等。

（3） 降压变电所： 0.4 kV 以上级所有设备 （含所有 0.4 kV 断路器）运行信息、开关位置、事故信号和预告信号、自动装置投入/撤除信号、开关当地/远动操作位置信号、交直流装置信号、运行信息等。

2.3测量与计量及电能管理类信息

测量、 计量及电能管理类信息包括： 主变电站、

牵引降压混合变电所、 降压变电所相关电流、 电压、有功/无功功率、有功/无功电度、功率因数、温度、频率偏差、 电压偏差、 电压不平衡、 电压动态变化、谐波含量指标等。

2.4设备状态检修类信息

设备状态检修类信息包括： 各种设备的运行状况信息；故障、操作次数记录；故障录波信息；在线监测设备信息等。

2.5杂散电流系统信息

杂散电流系统信息包括：上、下行道床各监测点本体电位； 相对电位实时数据； 相对电位平均值、正向平均值、负向平均值；相对电位最高值、最低值等。

3、 电力监控系统信息流的优化思路

主要优化思路是将众多的电力监控系统信息，根据就地级、变电所综合自动化系统级、车站级、复示系统级、 控制中心级所实现功能的不同需求进行分类合并，合理分流。从而优化数据结构，提高系统反应速度。

就地级：主要是综合保护测控等间隔层设备，面向的对象是供电系统中的断路器、隔离开关、互感器等配电装置和电力变压器等一次设备， 服务的对象是运行维护人员， 为日常检修及故障抢修的直接依据，信息的采集应以完整、全面、具体为指导思想。

变电所级：即变电所综合自动化系统站控层，通过网络通信，采集间隔层对象的数据，进行所内集中监控及管理， 并实现与综合监控系统电力调度通信功能。 变电所级信息应根据重要程度在就地级的基础上分类合并，为车站级、复示终端级、控制中心级信息流起到上传下达的作用， 像杂散电流信息等可以不在站级监控单元显示， 采用直接转发方式，以提高调度信息的执行速度。

车站级：在车站控制室的电力监控工作站，主要用于监视接触网带电情况， 协调在各种运行工况下站内各相关系统之间的关系， 除 IBP 盘接触网馈线紧急停电按钮外，一般只监不控。所以，车站级的信息应简洁明了， 没必要将变电所级信息全部在此反映， 为方便运营只反映接触网的带电及开关信息即可。

复示终端级： 主要用于监视全线供电设备的运行情况，使维护人员及时了解现场设备运行状况、事故信息，提高处理事故的工作效率，缩短停电时间。 要针对现场设备的运行状态制定科学的检修计划， 同时能实现主站调度与供电车间维修调度之间的维护、维修调度作业的申请与批复等。所以，重点应放在与维护维修相关信息的监视上， 同时实现杂散电流信息的转发功能。 综合监控系统电力调度子系统主要有控制、 数据采集处理、显示、报警、维修及事故抢修调度等功能。调度人员在此进行日常控制、监视和调度管理等工作， 是用于调度全线供电系统运营生产的指挥。主要任务是完成综合调度管理，并协调在各种

运行工况下所间、 站间以及各相关系统之间的联动关系，特别是在发生事故时能快速、准确地找到事故的原因。电调子系统应以反映供电设备运行状态、故障状态、实现运行模式转换及调度管理信息为重点，避免将调度不关心的信息送往电力调度端，影响调度决策速度。

4、结束语

本文仅对目前电力监控系统信息流的优化作了一些初步探讨， 目前轨道交通电力监控系统在功能的配置方面已渐趋成熟和全面， 但在对具体信息的分流方面还有待进一步研究完善。国内城市在建设轨道交通时，应根据自己的实际情况和运营习惯，合理选择电力监控系统的信息分流方式，力求提高调度管理及事故分析处理的效率。

参考文献：

[1] 于松伟，杨兴山，韩连祥，等．城市轨道交通供电系统

设计原理与运用[M]．成都：西南交通大学出版社，2008．

[2] GB 50157-2003 地铁设计规范[S]．北京：中国计划出版

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