摘 要 介紹某市地鐵線路電力系統(tǒng)的軟硬件升級改造，分析電力系統(tǒng)改造的必要性和可行性。討論配電監(jiān)測系統(tǒng)改造的具體方案。 ---某市地鐵二號線配電監(jiān)測改造方案

　　0 引言

　　目前地鐵正在大規(guī)模建設，車站低壓配電系統(tǒng)的要求也越來越高。城市地鐵的服務性，**性系統(tǒng)也越來越完善。因此在滿足地鐵功能日益提高的前提下，對老系統(tǒng)的改造就顯得很有必要。

　　1 概述

　　該市地鐵二號線建成運營了十年，全線長20.8公里，分設了12座車站。每座車站都有降壓變電所，其為列車動力，車站照明，信號等提供電源。現(xiàn)有的配電監(jiān)測系統(tǒng)在監(jiān)控站對各變電所的設備及隔離開關進行監(jiān)測和控制，從而能遠程的讀取到實時電參量數(shù)據(jù)和設備運行狀態(tài)。

　　2 原系統(tǒng)介紹

　　站控層設備有主站工業(yè)控制計算機，從站工業(yè)控制計算機，數(shù)據(jù)維護計算機，數(shù)據(jù)服務器各一臺，冗余設備還包括GPS時鐘，UPS電源，打印機等。網(wǎng)絡層設備有網(wǎng)絡交換機，串口服務器，通訊前置機。設備層包括數(shù)據(jù)采集設備，各類傳感器。通信通道：OCC通訊處理器與遠程控制中斷之間的數(shù)據(jù)傳輸速率為9600bps，數(shù)據(jù)傳輸為半雙工的方式。接口標準為RS485。

　　2.1系統(tǒng)功能：

　　●控制功能;

　　●畫面顯示功能;

　　●信息處理功能;

　　●SCADA設備自檢功能;

　　●數(shù)據(jù)處理、顯示、打印功能;

　　●口令功能等。

　　2.2系統(tǒng)運行情況介紹

　　該地鐵線路配電監(jiān)測系統(tǒng)由德國西門子公司設計研發(fā)。該系統(tǒng)自1997年投入運行以來，各種工作情況基本正常。但是由于計算機技術和網(wǎng)絡技術的高速發(fā)展以及當時需求的局限性，隨著投運年限的增加，原有的監(jiān)測系統(tǒng)的問題逐步顯現(xiàn)：

　　2.2.1系統(tǒng)配置低，響應速度慢，當系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換量較大時，使畫面數(shù)據(jù)不能及時刷新，甚至造成系統(tǒng)死機：

　　2.2.2由于監(jiān)控系統(tǒng)是全天24小時不間斷運行，經(jīng)過10多年運行，硬件老化日漸上升，故障率增高，備品備件日益匱乏，不易維護;

　　2.2.3由于西門子公司的技術壁壘，通訊協(xié)議沒有對外開放，導致電力監(jiān)控系統(tǒng)功能擴展困難。無法滿足新增電氣設備的監(jiān)控需要。

　　2.3電力系統(tǒng)現(xiàn)狀

　　近10年來，城市地鐵服務性、應急**性、乘客方便性的系統(tǒng)越來越完善，因此電力系統(tǒng)擴容，網(wǎng)絡擴容，管理擴容以及要求標準都應該隨之發(fā)展。近幾年來，地鐵的大規(guī)模建設，車站低壓配電系統(tǒng)的建設費用逐步上升。例如地鐵夏季空調制冷設備、冬季采暖設備的增加，自動扶梯的數(shù)量增加。電氣火災系統(tǒng)的嵌入等等。

　　因此，我們有必要對原有的配電監(jiān)測系統(tǒng)進行改造。

　　3 改造基本要求

　　1)系統(tǒng)集成要求：

　　軟件、硬件接口的標準化、通用化是開放的系統(tǒng)環(huán)境得以實現(xiàn)的關鍵，因而系統(tǒng)的升級改造的基本技術要求如下：

　　1. 可集成性—建立一種開放的網(wǎng)絡環(huán)境可與不同設備制造廠商的系統(tǒng)方便連接;

　　2. 互操作性—軟件程序與硬件設備之間無必然的配套聯(lián)系，可自由選擇合適的硬件設備;

　　3. 可移植性—計算環(huán)境的發(fā)展不致因裝接設備而花費大量的**和時間;

　　4. 功能配置冗余性—接入有可能更好性能/價格比的系統(tǒng)不致中斷當前的業(yè)務。

　　2)工程組織要求

　　1. 因為要保證所有負荷正常運行的同時完成監(jiān)控系統(tǒng)的升級改造，所以新監(jiān)控系統(tǒng)的安裝、調試工作**，以盡量不中斷仍在運行中的舊監(jiān)控系統(tǒng)的遠方監(jiān)視功能為原則，盡可能縮短新舊系統(tǒng)的切換時間;

　　2. 監(jiān)控系統(tǒng)改造部分的功能測試要根據(jù)現(xiàn)場允許條件科學安排，按要求保質保量完成，以保證監(jiān)控系統(tǒng)軟件移植的正確性和新系統(tǒng)設備投運后的**可靠性;

　　3. 對改造后的監(jiān)控系統(tǒng)進行**的功能調試，以保證能正確的監(jiān)控一次設備。

　　4 具體改造方案

　　采用自上而下的施工方式，先改造中央站控層設備，主要是更換通信處理機，工作站主機和模擬屏等。再逐步改造變電所內的遠動終端。具體的改造步驟：

　　1. 安裝調試新監(jiān)控系統(tǒng)的工作站主機、UPS電源及其外設。確保主機在優(yōu)化的，效的狀態(tài)下運行;

　　2. 增加數(shù)據(jù)服務器，增強大容量數(shù)據(jù)的保存，延長數(shù)據(jù)保存時間;

　　3. 安裝串口服務器、前置處理機、模擬屏監(jiān)控系統(tǒng)新增設備并上電運行。確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定;

　　4. 完成新增后臺監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和冗余功能設置;

　　5. 嵌入安科瑞的ACREL-6000剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，確保地鐵運營的電氣**;

　　6. 將所有變電所的舊儀表逐一替換為安科瑞的ACR系列網(wǎng)絡智能儀表，該系列儀表主要功能有：LCD顯示、全電參量測量(U、I、P、Q、PF、F、S);四象限電能計量、復費率電能統(tǒng)計;THDu，THDi、2-31次各次諧波分量;電壓波峰系數(shù)、電話波形因子、電流K系數(shù)、電壓與電流不平衡度計算;電網(wǎng)電壓電流正、負、零序分量(含負序電流)測量;4DI+3DO(DO3做過壓、欠壓、過流、不平衡報警);RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約。外形尺寸：120×120mm，開孔尺寸：108×108mm。適用于高壓重要回路或低壓進線柜，

　　7. 對新監(jiān)控系統(tǒng)的遙信、遙測、遙控、遙調信號進行測試。測試結果合格后，將監(jiān)視信號送至模擬屏，信號顯示正確后，完成對此變電所上位機改造工作。按此步驟，完成由新監(jiān)控系統(tǒng)對所有變電所的監(jiān)控;

　　8. 將一個變電所監(jiān)控數(shù)據(jù)由原前置處理機RS422接口處并聯(lián)接入新的前置機中;

　　9. 完成新增設備工作站主機與前置處理機之間的通信配置;

　　10. 將原監(jiān)控系統(tǒng)的OCC設備退出運行;

　　綜合考慮眾多因素和系統(tǒng)實施步驟可行性，終選擇上海安科瑞電氣股份有限公司電力監(jiān)控系統(tǒng)。

　　至此，電力監(jiān)控系統(tǒng)的改造方案討論完畢。

　　5 改造實施注意事項

　　5.1制定施工方案時要考慮到地鐵運營的工作特點，每天收車后多能保證3小時的工作時間。這就要求我們精心組織，精心施工，既要保證施工**和施工質量，又不能影響**天的正常運營。

　　5.2在進行新舊系統(tǒng)軟硬件替換之前，要觀察記錄好原有的硬件設備和軟件程序運行狀況，避免將舊系統(tǒng)運行中的缺陷帶入新系統(tǒng)的調試和運行工作中。

　　6 改造意義

　　中國城市軌道交通行業(yè)方興未艾，上世紀九十年代投運的城軌線路的電力監(jiān)控系統(tǒng)設備老化問題，已經(jīng)逐步顯現(xiàn)出來，加之城軌變配電技術發(fā)展日新月異，原有的監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足新設備的擴展要求。因此，探索一套城軌行業(yè)電力監(jiān)控系統(tǒng)改造可行的實施方案，積累設計施工實踐經(jīng)驗，有其重要的現(xiàn)實意義。

　　參考文獻

　　[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

　　[2].周中.電力儀表在大型公共建筑電能分項計量中的應用[J].現(xiàn)代建筑電氣 2010. 6

作者簡介：

師晴晴（1985－），女，漢族，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng)

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