浅谈天津市地铁一号线综合自动化系统改造

罗星

摘 要：在我国电力系统中，10kV变电所使用最为广泛，为了满足当前的稳定供电要求，有必要对10kV变电所进行综合自动化系统改造，以保证电力系统的安全、稳定运行，文章主要结合具体10kV变电所实例，从改造内容、方法两方面对变电所综合自动化系统进行了分析，可为类似工程处理提供借鉴。

关键词：10kV；变电所；综合自动化系统

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.132

1 项目概况

1.1 天津地铁1号线工程概况

天津地铁1号线工程线路全长26.187km，分别由地下隧道、地面线和高架线组成，其中既有地下线路7.335km，新建地下线路8.283km，高架线路8.718km，地面线路1.509km，过渡段0.343km。

全线共设22座车站、1处车辆段、1处停车场，其中高架站8座、地下站13座、地面车站1座。其中22车站从北到南为：刘园、西横堤、果酒厂、本溪路、勤俭道、洪湖里、西站、西北角、西南角、二纬路、海光寺、鞍山道、营口道、小白楼、下瓦房、南楼、土城、陈塘庄、复兴门、华山里、财经学院、双林，在刘园设停车场、在双林设车辆段、在综合维修基地内设控制中心。

在双林控制中心设SCADA主站系统，主站系统与被控站之间的传输通道结构采用点对点方式，主、备冗余配置，通信接口方式为RS-422，通信传输速率不低于9600bps。主站系统与被控站之间采用软对时。

1.2 相关工程概况

天津地铁1号线东延至国家会展中心先期工程，在双林站前接轨，将双林地面站改为地下站，拆除双林站降压变电所，新建为牵引降压混合变电所。新建1套SCADA主站系统，1号线及1号线东延工程所有变电所均接入新建SCADA主站系统，同台调度。新建SCADA主站系统与新建被控站之间的传输通道采用100M共享以太网通道，主、备冗余配置，通信接口方式为共享式单模以太网光口。新建SCADA主站系统时钟信号取自控制中心一级母钟，新建被控站时钟信号取自二级母钟。

天津地铁1号线通信传输系统改造，为1号线每个变电所提供2个RS422串口、2个以太网光口，1号线变电所与新建SCADA主站系统之间的传输通道为100M共享以太网通道。

1.3 改造项目概况

本项目对天津地铁1号线27座变电所（不包含双林站降压变电所）综合自动化系统进行改造，主要是对站级管理层的主要设备进行升级更新，对系统软件进行升级，接入二级母钟时钟信号，并配合接入新建SCADA主站系统。

2 项目内容

（1）利用既有屏体，将屏内主要设备进行升级更新，包括更换通信服务器、路由器等，以及对附件进行更新，包括继电器、网线、转换开关、指示灯等。

（2）牵引变电所控制信号盘内新增1台规约转换器（包括8块规约转换板及2块电源板），更换2台通信服务器、1台路由器以及附件等。

（3）降压变电所控制信号盘内新增1台规约转换器（包括4块规约转换板及2块电源板），更换1台通信服务器、1台路由器以及附件等。

（4）主变电所更换1台通信服务器、4台路由器以及附件等。

（5）更换后通信服务器及路由器为厂家当前主流产品，且同时具备串口422、光以太网口。

（6）以上硬件设备的更换升级。

（7）变电所综自系统软件进行升级，软件功能更加完善先进，且上传通信规约为网络104规约。

（8）控制信号盘内接入二级母钟时钟信号，接口方式为串口422，控制室与通信机械室之间需新敷设串口通信电缆。

3 变电所综合自动化系统改造的方法

3.1 二次设备改造

变电所综合自动化系统通过冗余的通信通道实现与电力监控系统的通信，接受电力调度中心的控制命令，向电力调度中心传送变电所操作、事故、预告、测量等信息。全线所有变电所综合自动化系统通过电力监控系统实现信息汇总，并实现控制中心、变电所控制室对变电所的统一调度管理。电力监控系统出现故障时，变电所综合自动化系统可以独立运行，并实现变电所综合自动化系统的正常功能。

系统相关设备在控制信号盘内集中组屏安装。变电所控制采用三级控制方式，即电力调度中心控制、所内控制信号盘上集中控制、设备本体控制。三种控制方式相互闭锁，以达到安全控制的目的。

通过改造后，变电所综合自动化实现变电所各种设备的控制、监视、联锁/闭锁、电流、电压、功率、电度的采集等功能。系统包括但不限于以下功能，招标人保留对系统功能进一步细化及修改的权力。

3.2 電力监控系统改造

电力监控系统由设在华苑控制中心的主站、设在沿线的各变电所（被控站）内的综合自动化系统、传输通道及复示系统组成。用于实现对沿线各变电所内电气设备的遥控、遥信、遥测、遥调功能，监控范围包括沿线各变电所的变配电设备、接触轨电动开关设备。

本工程在华苑控制中心新设1套电力监控主站系统，用于对1号线全线（包括既有1号线及1号线东延工程）供电设备的调度管理，既有1号线及1号线东延工程全部变电所（不包括既有1号线将拆除的双林站变电所）接入华苑控制中心新设电力监控主站系统；在机场大道站及车辆段供电维修工区分别设1套复示系统；既有双林控制中心电力监控主站系统及双林车辆段复示系统退出运行，全部硬软件设备转作备件。

电力监控系统的结构采用1：N的集中监控方式。各被控站与主站（即控制中心）之间的通信规约，优先采用国际标准规约IEC-60870-5-104规约。网络为冗余网络结构。

4 结语

通过以上所述的改造方法、内容，可增强变电所供电可靠性、改善电能质量，提高电网运行管理水平并为无人或少人值班奠定基础，对类似工程的改造实践具有一定的参考价值。另外变电所综合自动化系统改造涉及内容较多，还需在工程实施中做好前期规划、加强管理，以免影响电网的安全运行。

参考文献：

[1]金田.变电站综合自动化系统改造[J].现代冶金，2010.

[2]朱大新.数字化变电站综合自动化系统的发展趋势[J].电工技术杂志，2001（04）：20-22.