摘要：随着我国的城市轨道交通行业步入一个跨越式发展的新阶段，地铁综合监控系统越来越受到重视，且有日益普及的趋势。对应的电力监控系统称为电力SCADA系统或远动系统，是在供电系统设备（如断路器、隔离开关）的远程状态监视、远程控制需求基础上发展起来。在地铁系统中合理运用电力监控系统，能够确保整个用电设备、供电系统、城市轨道交通大系统的安全、可靠地运行。因此文章结合实例，就电力监控系统在地铁中的应用展开相关探讨。
关键词：电力监控系统；地铁；应用
电力监控系统一般称为SCADA系统或远动系统，是在供电系统设备（如整流器、断路器、隔离开关、线路电压状态等）的状态监视、远程控制需求基础上发展起来的。地铁的监控系统被称之为＂高级中枢指挥部＂，作为重要组成的地铁电力监控系统在地铁中用于实现对沿线各变电站内主要电气设备的遥信、遥测、遥控、遥调、遥视等功能。它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平方面有着不可替代的作用。电力监控系统对整个运行着的供电系统提供对其状态的监控和管理，是实现设备自动化控制和电调管理现代化的必要的硬件基础。
一、基本概况
深圳地铁使用的电力监控系统（SCADA）以供电设备为对象，通过网络将所内的110k V/35k V/0.4k V交流保护测控单元、1500V直流保护测控单元、交直流电源系统监控单元等间隔层设备连接起来，具有控制、监视、测量、保护、所内自动化管理及远程通信等功能，并在变电所内设置集中监控台设备，为值班员提供友好的管理界面。
二、总体结构设计
SCADA系统采用集中管理、分散布置的模式及分层、分布式系统结构，主要由站级管理层、网络通信层、间隔设备层三部分组成 。其中，站级管理层负责变电设备的状态监视、控制、信息记录和分析等，间隔设备层负责对变电设备进行直接的保护、测控以及信息采集，并通过网络通信层与站级管理层通讯、将相关信息上传到站级管理层。
（一）站级管理层
站级管理层主要由通信控制器（主监控单元）、测控装置（数字I/O 和模拟 I/O） 及、人机接口单元等设备构成。
1.主监控单元
主监控单元应采用可靠性高，处理能力强，实时响应速度快的工业级产品，操作系统采用嵌入式、高实时性的系统，具有看门狗功能、自诊断、自恢复功能等安全特性，主要由电源模块、主处理器模块及通信接口模块组成。
2.测控单元
测控单元主要由数字输出、数字输入及模拟输入等三个模块组成。数字输出模块可配置 3 块，每块 8 点，共 24 点输出接口，并可扩展，输出采用继电器方式。数字输入模块可配置 4 块开入插件：1 块 16 点、共 64 点，输入采用光电隔离方式，并可扩展。模拟输入模块配置 2 块模拟量输入模块，共 10 点，并配置2 个轨电位变送器。
3.人机接口单元
人机接口单元使用的硬件是上架式工控一体机，它使得电力监控系统各种功能实现于“窗口”环境下，使用不需程序语言知识的用户菜单式操作方式，通过菜单检索及数据输入、浏览阅读等操作功能键，可以汉字显示方式实现人机对话，完成各项所内集中监控功能。
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（二）网络通信层
网络通信层由所内通信网络、远程通信网络及网络接口设备组成。所内通信网络采用光纤以太网，单网结构，通过组网完成所内数字化信息传输，网络上数据交换采用信息块传输方式，通信速率 100M，通信协议为 TCP/IP。远程通信网络指从主监控单元远程通信口至车站综合监控系统车站级网络交换机之间的通信网络，网络模式为主备冗余的光纤以太网，传输速率为 100M。网络接口设备包含用于完成所内通信网络与间隔层设备接口的光纤以太网转换设备及相关连接设备等。
（三）间隔设备层
间隔层设备包括分散安装于供电设备就地的微机测控单元、保护单元、信息采集单元、直流电源监控单元等装置以及采用硬接点输出的现场设备 （接触网上网电动隔离开关、轨电位限制位置、排流柜等）。
三、系统功能
电力监控系统主要包括系统集成及数据处理、监控及报警、测控 （及保护）、系统维护等功能。
（一）系统集成及数据处理功能
电力监控系统集成多种通信接口及规约处理，实现与所内各种微机装置（含控制、监视、保护、测量）的接入。主监控单元具备多种形式的现场网络接口，通过不同的通信介质和通信规约，对变电所内各种设备的信息进行采集处理，形成标准的信息，并通过远程通信接口与上级系统进行通信。具有时钟同步功能。
（二）监控及报警功能
电力监控系统可配置监控工作站，通过人机界面对变电所主要电气设备的运行参数和设备状态进行图形化监视和控制。通过窗口、主接线、曲线、棒图等方式，动态显示相关的信号量及测量数据，可将数据保存到历史库中，通过报表、历史曲线、日志等进行查询、显示、打印。通过操作权限判断，如果满足要求，可对各种系统配置、模块启停及维护操作，以及对变电所可控设备进行各种控制操作，并保存到历史数据库，可进行查询。
（三）测控（及保护）功能
电力监控系统具有保护的管理功能，包括保护定值管理功能（召唤、显示、保存、压板投切、修改下发、切换定 值组等）；保护动作事件分析功能等。
（四）系统维护功能
电力监控系统提供在线实时数据库维护及图形编辑工具。大部分数据的维护及修改都可以通过它进行维护设置，修改调整后的数据或图形画面自动生效和保存，在系统重新启动后数据不会再失效。数据可保存到商用数据库中，数据库数据导入、导出操作，便于数据的备份。图形画面文件保存在定义目录下，可以进行备份、同步，或放在专用的文件服务器中，供所有计算机节点调用。另外，系统还支持远程维护功能。
总之，电力监控系统能够实现对变电所内部所有供电设备实现遥控、遥信、遥测、遥调等功能，并能够将收集到的相关信息上传至综合监控系统中，有力的提升了供电系统的调度、管理和维修的自动化程度，从而有力的确保地铁运营供电的安全可靠性。电力监控系统在深圳地铁工程项目中的有效应用，期望能够为类似工程提供借鉴和参考。
参考文献
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论文作者:李伟沛
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/19
标签：监控系统论文; 设备论文; 电力论文; 单元论文; 功能论文; 系统论文; 接口论文; 《基层建设》2017年5期论文;