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摘要：城市轨道交通运营所需的各种动力、照明的能量供给和分配均来源于变电所，而变电所内的设备种类较多。这就决定了其设备管理繁琐、接口形式复杂，通信方式和接口协议多样。针对变电所诸多特点，现代化的变电所综合自动化系统采用分层分布式结果，以良好的开放性和扩展性、抗干扰能力强、可靠性高等特点对轨道交通的变电所进行优化配置管理；实现了轨道交通供电系统的信息互资源共享和实时监控，提高了安全可靠性和响应性。轨道交通变电所按地理位置一般设置在轨道沿线的车站、较长的区间、车辆段及停车场。
关键词：轨道交通；变电所；自动化；电力监控；分析
1导言
在轨道交通中，供电系统是否能够保持正常的运作将会直接影响到系统的运行，而通过监控系统和自动化系统则能够帮助工作人员掌握轨道交通中的配电系统和设备自身的运行状态，并对运行过程中所有产生的数据进行监控、收集和分析，当系统或是设备发生故障时能够及时分析出这些故障的原因，然后做出较为合理的判断，并制定有效的抢修方案，由此能够看出电力监控系统和自动化系统的重要性。
2 PSCADA系统组成
变电所自动化系统以供电设备为监控对象，通过网络将分散布置的设备连接起来，通过监控计算机进行集中管理。变电所综合自动化系统由站级管理层，网络通信层和间隔设备层组成，采用分层分布式结构。站级管理层由自动化屏及安装于自动化屏内的监控计算机和智能接口单元，智能测控单元和通信控制器，按钮指示灯和转换开关以及用于维护和维修的笔记本电脑等设备构成。网络通信层为变电所内的网络通信和接口设备，实现变电所内管理层与基础设备层之间的通信。该层采用国际标准通信协议，充分考虑了网络的开放性、可扩充性以及工程化的相关问题。
3变电所内的通信网络
在城市轨道交通变电所综合自动化系统中，各种间隔层智能装置通过现场通信网络连接组成。该网络是自动化系统的关键组成部分，直接影响整个系统的性能。目前，总线型的通信方式因其信息处理现场化这一不同于其他计算机通信技术的特点，在已建和在建的地铁变电站综合自动化系统中得到广泛应用。但是，在变电所内集成的装置种类比较多，由于其生产厂商的不同，总线形式不一。以一个普通的地铁变电站为例，可能同时存在Modbus、Profibus、Lonworks、CANbus等总线协议，甚至还有装置厂家专利的通信协议。另外，即使同一协议，像Modbus这样的协议，设备厂家有可能根据自己设备的特点进行修改，给变电站自动化系统站内通信网的通信开放性带来不好的影响，通信控制器相应增加了很多通信协议的转换工作，增加了系统的复杂性。而且，随着变电站自动化系统要监视和控制对象数目的增加，以及所内智能化电子设备（IED）需要通过内部通信网络传输大量的遥测、故障录波等信息，特别是在发生故障时需要传输的信息量会更大，所以仅依靠现场总线构成变电所综合自动化通信网络已不能满足系统数据传输的要求。近年来，随着计算机软、硬件技术的发展，以太网及TCP/IP通信技术在IT行业获得了巨大的成功，成为应用中首选的网络通信技术。由于国际现场总线技术标准化工作没有达到人们理想中的结果，以太网及TCP/IP技术逐步在自动化行业中得到应用，并发展成为一种技术潮流。
4轨道交通变电所综合电力监控系统
4.1电力监控系统的组成
在综合监控系统当中，其主要是由末端设备层、中间控制层以及上位监控层3部分构成的。中央监控系统对中央局域网络进行设置，能够通过监控系统中所有骨干线路来获取监控信息，并将其传送到中央监控系统，然后使信号系统、中央监控系统等系统进行相互连接，以此来实现对所有接入系统的监控。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆中央监控系统还能够对系统中重要监控对象的使用性能、运行状态等方面的信息数据进行搜集和处理，然后再利用相关设备将其以文字、图形等形式呈现给相关工作人员，并为其工作提供一定的参考与使用。与此同时，工作人员还能够根据系统直接所存在的逻辑关系自动发送相关命令，或是通过人工的方式来进行发送，从而使系统当中所有机电设备都够实现集中监控。通过利用综合监控能够对用户界面进行统一，这使管理人员在轨道交通该设备管理上能够更加方便和便捷，使人们能够更好地完成监控工作，及时发现轨道交通设备所存在的安全隐患，避免引起突发事故。
4.2电力监控系统的实现
当轨道交通上中安装有综合监控系统，那么所有变电站当中的自动化系统在进入到监控系统时都需遵守就近原则，并在车站实现集成。电力监控系统主要是由我国电力调度系统、通信通道以及综合自动系统中的子系统等部分所构成。综合自动系统中子系统通常布置在电力调度系统、指挥中心、监控复示系统以及车站控制室当中，以便能够对全线上的所有相关设备进行信息的搜集和监控，同时完成对设备故障的分析工作，为相关维护人员提供一定的便利，提高其在设备维护和检修上的效率。电力调度系统当中的子系统所产生的作用是对配电设备进行监控，然后采集设备运行过程中所产生的数据。调度人员在工作中重要的内容就是监视系统当中所有设备的实际运行情况，掌握系统中各类故障事件，当发生设备故障时对其进行良好的调度和指挥，及时处理掉所发生的设备故障，从而确保供电具有一定可靠性与安全性。
4.3应急指挥中心的监控
在一般情况下，控制中心主要是对线路上所有设备进行指挥与调度，以便充分发挥出所有设备的功能。电力调度工作在运行过程中所需要信息都是通过控制中心进行收集得到的，然后再根据指挥中心本身的要求对信息进行加工和处理，然后再将这些数据信息上传给指挥中心。指挥中心在平常情况下所开展的工作主要是对系统进行监视，而当轨道交通在运行过程中出现了故障或是发生了灾害，此时指挥中心则需要立即启动，充分发挥其在事故中的指挥作用，对工作人员、设备等进行调度和统一指挥，以最快的速度完成事故处理工作。应急指挥中心虽然在轨道交通平时工作中所产生的作用并不明显，甚至被人们所忽略，但是其在轨道交通中是非常重要的监控系统，是最高级别的监控系统，其拥有最高级别的监控指挥能力，当其他系统和应急指挥中心发生冲突时，所有指令都要以应急中心为主。从应急中心所展现出来的作用来看，其在事故处理过程中发挥了直观重要的作用，不仅提高了轨道交通设备故障的处理效率，而且还人们挽回了经济损失，因此相关工作人员需要重视应急指挥中心监控系统功能的实现，充分发挥其在设备故障上所具有的作用。
5结语
总之，轨道交通是我国城市交通中的重要交通形式，其在运行过程中是否具有较高的安全性和稳定性将会对人们的出行产生直接影响。轨道交通要想获得良好运行状态与变电所拥有十分紧密的关系，文章通过对电力监控和自动化系统所进行的分析和探讨，希望能够充分发挥其在轨道交通的作用，尽量避免轨道交通事故的出现，减少交通事故所带来的经济损失。
参考文献：
[1]韩志杰.城市轨道交通变电所综合自动化组网结构探讨[J].城市轨道交通研究，2013，16（10）：66-69.
[2]李冬妮.轨道交通工程主控模式下变电所综合监控的应用研究[D].华南理工大学，2012.
[3]虞庸.北京地铁昌平线变电所综合自动化系统的设计与应用[J].中国建设信息，2011（11）：66-67.
[4]颜小平，陈小林，李万略.广州轨道交通换乘车站变电所综合自动化系统设计[J].铁道标准设计，2008（08）：122-125.
[5]王亚妮.地铁变电所多种现场总线与以太网通信转换的设计[D].西南交通大学，2008.
[6]林彦凯.城市轨道交通变电所综合自动化通信网络[J].都市快轨交通，2007（01）：38-41.
论文作者:马德康1,陈林霞2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/19
标签：变电所论文; 轨道交通论文; 设备论文; 监控系统论文; 系统论文; 自动化系统论文; 电力论文; 《电力设备》2018年第4期论文;