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
对于城市轨道交通而言，不可或缺的就是供电系统。而SCADA系统又是供电系统中应用和发展最为广泛和成熟的重要系统。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系统运用计算机网络和连接起来的软硬件设备，能够实现采集数据、系统设备控制，预警等多种作用。
1系统组成及设计
SCADA系统的控制中心选为天津凯发公司NK6000自动化系统，其中主要设备包括系统服务器、存储服务器、系统维护工作站、现场操作终端、操作员工作站，以及网络打印机等等。
1.1控制中心调度系统设计
在城市轨道交通工程的供电系统内，调度系统与控制中心主要采取分布式开放局域网结构，集中监控的形式。控制中心调度系统主要包含的设备有：两台核心以太网交换机；系统服务器、操作员工作站、系统服务器两套，操作员工作站一套；两台网络打印机及其他附件工程；在该控制中心调度系统中，还可以实现与轨道交通其它设备子系统连接的需求。
1.2变电所自动化系统组成
变电所SCADA系统的控制中心选为天津凯发公司NK6000自动化系统，该系统为分层分布式控制系统。SCADA系统由管理层、设备层以及网络层三部分组成。
其中管理层是在综合控制屏内设置的电脑、SCADA操作员软件，以及通信管理设备。网络层则是变电所内的传输网络和通信接口，设备层的数据交换工作则由变电所内的管理层和网络层完成。设备层的设备包括供电设备中的高压和低压继保测控单元、输出节点的现场设备、信息采集设备等。在变电所自动化系统中，通过设备层的设备完成了变电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。
在整个变电所系统中，主要以远程控制方式控制设备的运行；在系统停机检修设备时，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。采用三级控制方式，形成了三级相互闭锁的作用，确保系统安全的控制性能。
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，采用复示系统对全线杂散电流以及触网设备进行监测时，也能对全线的变电所设备进行有效的监视，维修人员通过监视系统充分了解现场的事故信息以及实时的进度，提高了事故的处理效率和准确率，也最大程度的缩短了系统的停线时间，控制中心通过远程通信，对维修调度作业实现了实时的接送，及时的为检修人员传送实时的信息。
1.4通信设备和通道
控制中心和牵引降压混合变电所、主变电站等站所之间的通信系统，通信系统提供两路100M光纤建立双通道，提供以太网物理通信结构。通过传输系统的交换机及路由器将控制中心与车站/车辆段进行复示系统连接，从而实现了控制中心与监控中心系统之间的通信。
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2 SDCDA系统功能
2.1通信功能
控制中心监控系统可完成实时数据的采集功能，通过光纤传输通道采集全线变电站内电气信息予以采集。包括功率、电压、电度。其中通信专业采取了热备工作方式。系统在正常运行的情况下，变电所系统和中心监控系统之间的通信通过其中的一个传输通道；如果通信系统出现故障，会自动切换到传输通道，以此来保证通信功能。信息数据以文本的形式将通信报文保存在控制系统的数据库内，作为SCADA系统的记录，方便系统维护人员的使用。
2.2采样数据的显示和查询
系统操作员可以在监控工作站上及时的查询实时采样数据，其中数据的显示形式有多种形式：以表格和图形显示最常见。对于控制中心监测系统来说，控制中心监控系统服务器还可以进行数据的存储，存储的信息包括过程量、操作记录。已存储的数据可以通过历史报表、直方图等方式进行输出和显示。还可以设定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分别输出
2.3控制操作
SCADA控制功能主要采用三级控制方式，远程控制、设备本体控制、变电所内集中控制。在系统常规运行的过程中，控制中心实施控制功能，由控制中心完成监控功能，而变电所内的计算机控制功能则屏蔽，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，此时系统控制功能由变电所操作站完成，自此控制中心的控制权限失去。控制中心对控制权限下发和收回时，需经变电所确认方可进行。
2.4报警功能
SCADA系统报警可以分为以下分类（1）事故报警：监测出现以下情况时：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。（2）变位报警：系统在正常切换控制位时，窗口中对应的变位点会发生变色并闪烁，弹出文字信息，根据设置启动报警。（3）越限告警，对参数设置的上限和下限值进行设定，在越限允许设置范围时，启动告警，（4）预告报警：同其他子系统设备通信时，如果通讯中断，系统会发出告警信息。SCADA系统数据库会将各类报警信息进行明确分类，归档，并根据发生的时间采取分别归类和处理。
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。
2.6 时钟同步功能
SCADA系统须提供与通信系统进行标准时钟的校对接口，并定时接收通信专业的发布的时钟信号，保证整个地铁系统内设备各个设备的时钟同步
3 SCADA通讯
在城市轨道系统中，变电站的地理位置分布较为偏远。为了确保控制中心系统与站点，以及各个变电所的相互联系，进行同步协调，则是采取了专用的综合业务通信通道完成相关信息的交换，如语音和图像信息等。将这些交换系统根据功能可划分为数据传输子系统、列车运行调度的通信系统、CCTV系统、环控系统等等，此网络系统属于广域网范畴，是由通信厂家完成其建设维护。SCADA系统设备连通过接主干网和数据信息子系统，实现轨道交通供电系统内的信息传输。
4结论
SCADA系统应用在城市轨道交通供电系统中，保障了轨道交通供电系统的安全和稳定，为城市轨道的日常运行提供了安全的技术保障，为城市轨道交通运营的安全、可靠发展奠定了基础。
参考文献：
[1]王彬.岳池电网电力调度自动化系统的设计和实现[D].电子科技大学，2013.
论文作者:王晓辉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第10期
论文发表时间:2017/8/8
标签：系统论文; 控制中心论文; 设备论文; 变电所论文; 功能论文; 供电系统论文; 通信论文; 《电力设备》2017年第10期论文;