摘要：目前车站低压配电系统内部的弱电监控系统越来越多，导致各系统设备重复设置，资源浪费比较严重；与外部其他系统的接口繁杂，调试维护复杂；值班人员需要关注多个终端，使用十分不便。通过对各低压配电监控子系统的分析，本着资源共享、节约投资的理念，提出各监控系统综合集成的设置方案，采用此集成系统可以减少设备投资、简化车站低压配电各监控子系统与外界接口，提高安装调试时的便利性及运营后期维护的可操作性，为车站运行安全提供保证。
关键词：地铁车站；低压配电；监控综合；集成系统；应用
引言
随着新技术及规范的发布与实施，低压配电系统内部配套的弱电监控系统越来越多。例如：低压配电监控系统、能量管理系统、电气火灾监测系统、消防电源监控系统、智能照明监控系统、智能疏散诱导指示系统等等。但由于目前各系统都是单独组建，导致设备重复设置、各数据网络纵横交错、设置于控制室中的系统后台设备拥挤不堪、运营人员面对众多系统工作压力大，同时各系统与外部的接口繁杂，调试维护复杂，使用也十分不便。亟需研究出一种低压配电监控综合集成系统，实现配电系统配套的各监控系统的资源共享，简化接口。
1 工程概况
成都地铁3号线二期工程全长约17.235km，设车站11座，均为地下站。车站、车辆段低压配电与照明系统电源电压为交流220/380V，为除地铁电动车辆以外的所有低压用电设备供电。地铁车站及区间的低压用电设备主要为系统电源（通信、信号、屏蔽门、综合监控、火灾自动报警、自动售检票、门禁等）人防、通风空调、自动扶梯、电梯、水泵及照明等用电负荷。
2 主要设计原则
2.1 安全可靠原则
（1）所有电气设备必须性能可靠；主要关键器件全部采用国际知名品牌厂家产品，所有器件均经过国内外其他类似工程实际运行检验，其运行的可靠性得到证实。（2）遵循现地优先的原则，采用硬件闭锁的方式，在紧急情况或在网络通讯中断的情况下，保证现地操作的优先性，可以在现地采取相应的应急措施，保障设备的安全运行。（3）为保证系统安全可靠运行，系统设计时充分考虑系统的容错性能，实现系统运行容错分级控制。如：在上级控制系统或网络故障时，不影响现地设备的独立运行；在各种非正常工况或非正常操作时，能够保证系统的各项功能的容错性、安全性；当单个元器件的损坏或故障时，不会造成系统的误动作；在系统失电再上电时，不应造成误动作等等。（4）充分利用PLC和计算机的智能功能，增强系统的自诊断设计，加强故障检测报警及应急处理功能，在系统故障时提前发现、分析并处理。（5）结合设备现场环境特点，充分考虑机柜的接地、抗干扰、通风、加热除湿等措施，满足使用环境要求。
2.2 便于操作维护原则
（1）人机操作界面设计充分考虑其方便、美观、实用，用户接口及界面设计充分考虑人体结构特征及视觉特征进行优化设计，界面尽可能美观大方，操作简便实用。（2）报表、记录功能完善，可通过各种操作界面便于运行维护人员查看工作状态及运行记录；（3）在机柜设计、内部元器件端子排的布局上，充分考虑维护人员检修接线的方便性，并在盘柜内提供有维护工程师便携式计算机电源插座和维护平台。
3 地铁车站低压配电监控综合集成系统应用
3.1 现地控制功能
现场就地控制：操作人员将转换开关切换到就地时，手动操作控制柜上按钮进行进线、母联和三级负荷开关分、合闸。在“现地”方式PLC不能对该单元设备进行操作，但设备的开关状态、电力参数及故障等信息仍然上送PLC。在“远方”方式，现地操作无效。
3.2 远方控制功能
当方式选择开关置于“远方”位置时，在就地手动操作控制柜面板上的按钮操作均无效。此时进线、母联和三级负荷开关分、合闸由PLC进行控制。通过PSCADA系统可以对车站0.4KV开关柜进行远程选择操作，有“OCC控制”和“备自投控制”两种方式。当选择为“OCC控制”权限时，可通过PSCAD系统对车站0.4KV开关柜的进线柜、母联柜以及三级负荷柜进行远程分、合闸控制。当选择为“备自投控制”时，PLC按照设定的程序自动对进线、母联和三级负荷开关进行分、合闸操作，控制方式如下：
◇当一路0.4kV进线电压低于低电压整定值时，延时0.35s切除本段和彼段母线远端的三级负荷总开关；再延时3.15s切除失电的进线断路器，再延时1s（同时检测三级负荷总开关全部在分位后）合母联断路器。
◇失电进线断路器进线端电压恢复至低电压整定值以上后，延时2s切除母联断路器，再延时1s合进线断路器，三级负荷由OCC决定是否投入。
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◇进线、母联控制回路转换开关集中在进线1断路器的同一只转换开关上，三级负荷各有一只转换开关，远端三级负荷不设转换开关，与近端三级负荷实现联动。
◇由单独的PLC组件仅对进线、母联、三级负荷断路器的合、分闸进行控制，上传进线、母联、三级负荷断路器的合、分状态。
◇进线、母联、三级负荷断路器的报警状态和模拟量通过仪表上传；其他负荷的开关量和模拟量通过仪表上传。
3.3 显示功能
控制柜各单元操作面板上设有以下指示灯：
●开关的“运行”、“停止”、“故障”指示灯；
PLC控制屏上设置12＂彩色液晶触摸屏显示，主要画面有：
●直接显示变电所系统构成情况（开关柜和单线图形式）
●以图形画面实时显示现场设备的运行状态和各种测量值
●显示当前控制状态：就地控制、OCC控制、备自投控制
●显示并存贮各类报警信息。
3.4 数据采集功能
PLC通过EtherNet/IP和MODBUS-RTU现场总线，对各开关的各种状态、数据进行采集。采集方式有：
●开关量输入信号：通过开关量输入模块，采集进线开关、三级负荷开关、母联开关的分、合闸状态、故障等信号；
●开关量输出信号：通过开关量输出模块，对进线开关、三级负荷开关、母联开关的分、合闸控制；
●数据信号：对其余开关，直接采用MODBUS-RTU现场总线与PLC通讯，其电压、电流、功率、电度、开关状态、故障等数据以通讯数据包的方式直接传送到PLC。
3.5 PLC故障自诊断功能
PLC软件具有以下硬件故障自诊断功能：
●CPU模件故障
●I/0控制模件故障
●通信接口模件故障
●电源故障
通讯功能
●以太网通讯：PLC与PSCADA系统采用以太网MODBUS-TCP/IP通讯；PLC与网关Micro850和触摸屏用以太网通讯；
●现场总线通讯：网关Micro850采用MODBUS-RTU总线方式与现场电力仪表设备进行通讯；
●现场编程：PLC具有与便携式计算机通讯接口，可以对PLC进行现场在线、离线编程、程序修改、控制参数设置、运行模式的设置与修改；
结束语
总之，目前我国经济已进入了优化发展的新常态，同时交通项目建设也迈入了快速发展新时期，资源共享、节能降耗是全社会的要求。提出的车站低压配电监控综合集成系统的概念及具体的系统设置方法，优化了单独分散的监控组网方案，节约了工程投资，提高了安装调试时的便利性和运营后期维护的可操作性，为车站运行安全提供了保证，是车站低压配电各监控系统设置的较好的方案。对于设置综合监控系统的项目，低压配电监控集成系统也可以进一步被综合监控集成，由综合监控系统统一配置管理层设备及软件，这将进一步降低投资。
参考文献：
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[5]吴晓军.浅谈低压配电综合联调[J].电子世界，2014，10：507.
论文作者:刘世旭
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/17
标签：系统论文; 负荷论文; 车站论文; 现地论文; 监控系统论文; 断路器论文; 设备论文; 《电力设备》2017年第16期论文;