对地铁综合自动化集成系统的研究分析

对地铁综合自动化集成系统的研究分析

刘泉麟

刘泉麟

南京地铁运营有限责任公司江苏南京210012

[摘要]本文主要探讨了南京地铁站级综合自动化系统与主所综合自动化系统的区别，并详细分析了站级综合自动化系统的重要组成部分及系统功能和技术特点，仅供参考。

[关键词]南京地铁；综合自动化系统

1站级综合自动化系统与主所综合自动化系统对比

主变电站采用微机型分层分布式全所综合自动化系统，系统分为三个部分：站级管理层，网络通信层，间隔设备层。由综合自动化系统来完成变电站的继电保护和自动监控功能。在系统结构上，主所与站级综合自动化系统类似。主所有的保护、测控以及谐波装置等系统，这些系统功能在站级综合自动化系统中没有。

2站级综合自动化系统

以南京地铁二号线为例，SCADA站级系统监控系统采用国电南自生产的NDT650变电所综合自动化系统，采用分层分布式结构。系统分为三个部分：站级管理层，网络通信层和间隔设备层。

其中，站级管理层为设置在综控屏内的SCADA操作员站、便携式维护计算机、冗余热备的通信管理装置。

间隔层包括分散安装于供电一次设备中的各种微机保护测控单元、智能监控设备以及采用硬接点输出的现场设备。其设备包括：35kV开关柜开关柜保护测控单元及电能表、400V开关柜智能单元及电能表、1500V开关柜保护测控单元及智能单元、以及各类智能监控设备（排流柜、单向导通、应急电源、整流变温控器、整流器监控单元、所用交流电源、所用直流电源、OVPD监控单元、杂散电流监控单元、区间隔离开关等）。

网络通信层即为所内通信网络和接口设备，实现间隔层设备与站级管理层数据通信。

整个系统面向变电所控制信号盘考虑，通过间隔单元与一次开关设备、CT/PT等设备接口，实现对变电所设备的控制、监视、测量、继电保护及数据管理、远程通信等综合自动化管理，以保证供电系统的安全可靠运行。

系统采用分散控制、集中管理的结构，采用三级控制方式，正常运行时采用远动控制，当设备检修时，采用所内集中控制或设备本体控制。在开关柜上设当地/远方选择开关。三种控制方式相互闭锁，以达到安全控制的目的。

变电所综合自动化系统可以实现所内电压、电流、功率、电度量和开关量等信息的采集，并将信息送往调度控制中心；同时接收调度控制中心的控制命令，从而实现变电所电力监控系统的监控功能。所内在控制信号盘内配置一体化监控计算机，实现对所内设备工作情况的监视工作，调度控制中心电力调度工作站完成全线各所电力设备的监控工作。在正常情况下，由调度控制中心电调操作员工作站实现电力设备的控制工作，如控制开关及刀闸的合/分，变电所一体化监控工作站只进行监视功能。当维护和调试时，控制中心下放控制权，由变电所一体化监控计算机实现所内的控制和维护功能。

2.1控制信号盘

2.1.1概述

控制信号盘是SCADA站级系统最重要的设备，是SCADA实现设备监视、控制，遥信量采集、遥测量上传的关键。控制信号盘中主要的智能设备是通信管理机WTX-65U，其与35KV、DC1500V、400V已经交直流盘、应急电源、整流器、轨电位等间隔层设备相连，彼此通信，下达遥控；综合测控装置WCK-65则负责硬接点信号的采集。因此，变电所综合自动化的通信网络主要就由两部分组成，一个是由从各智能设备通过MODBUS规约连接到通信服务器WTS-65后，连接到交换机后，供通信管理机WTX-65U上传；另一部分硬接点信号则是直接接入综合测控装置WCK-65后接到交换机上，供通信管理机WTX-65U上传。此两种通信回路分别如下所示：

控制信号盘主要设备包括通信管理机WTX-65U、综合测控装置WCK-65、通信服务器WTS-65、所内组网用交换机及远程通道扩展交换机。

2.1.2系统功能及技术特点

变电所综合自动化系统可以实现所内电压、电流、功率、电度量和开关量等信息的采集，并将信息送往调度控制中心，接收调度控制中心的控制命令，实现变电所电力监控系统的集成。主要功能有通信功能、控制功能、控制唯一性、通道切换功能、时钟同步功能、具有看门狗、自诊断、自恢复功能及系统故障诊断功能、音响报警功能等。

2.2NDT650

2.2.1概述

控制信号盘上的一体化监控计算机的当地后台采用NDT650当地监控系统，系统基于Windows2000/XP操作系统，硬件以高性能PC工控机为主，软件设计中采用了组件化、标准化、开放式等先进的软件开发思想，为用户提供了可靠、安全、易于操作的监控系统平台。软件适用于铁路、城市轨道交通、220kV及以下电压等级电力变电站的站级监控系统。

2.2.2系统功能及技术特点

NDT650系统功能主要有监视控制功能、数据采集、处理、显示、查询功能，其系统主要的技术特点如下：

?嵌入式实时库与商用数据库无缝连接。实时数据的读写完全从内存中的实时库获得，满足变电站计算机监控系统对实时性的要求；历史数据通过商用数据库完成永久存储，支持并发访问，有效地保证数据的安全性、一致性、完整性和访问开放性。

?采用组件化的软件系统架构，各种通信规约模块和功能扩展模块通过支持统一的访问接口而被系统核心主程序所调用，访问高效、易于扩展。

?支持在线组态。系统配置和数据处理支持在线修改、生成和扩充。

?提供编译型用户自定义公式处理，支持各种函数运算、逻辑运算，允许组合、嵌套，允许带条件运算及递归，为用户扩展系统功能提供直接手段。

?支持通信双网冗余配置,自动投切，保证通信的可靠、稳定。

?提供了友好的人机界面。界面美观，易学、易于操作。

?提供了丰富的工具软件包，包括各种系统维护、分析软件和通用报表制作生成工具软件。为用户的各种运行操作提供有力的支持。

2.3交流盘

2.3.1工作原理概述

交流盘采用单母线分段。由变电所AC0.4kV两段母线分别引入两回电源，作为交流所用电系统的进线电源。两回电源互为备用，并设母联自动投切装置，实现母联断路器自动投入、进线来电自复功能。交流输出电压为AC0.4/0.23kV。

正常时，两回进线电源都投入工作，母联断路器断开；当任一路进线电源失电，经延时进线断路器跳闸，母联断路器自动投入；当进线来电，经延时母联断路器分闸，进线断路器合闸，恢复正常供电状态。母联断路器自动投入和进线来电自复需与上一级供电设备进行时间配合。其自动投切装置延时整定值（包括失压判断延时整定值）调整范围不小于0～8秒。

3结语

随着南京市城市轨道交通布局的逐步实现，南京地铁目前已经拥有了一号线、二号线、十号线、机场线等多条轨道线路，到2015年还有多条线路要投入运营，随着南京地铁各条线路投入运营以及各个系统的不断更新换代，这就需要我们学习和了解各条线路综合自动化系统的异同，研究老线已停产设备的更新替换问题，从而为南京地铁安全性、可靠性运营的提供有力保障。