葉維鈞 郭紅紅

（成都地鐵運(yùn)營有限公司 四川成都 610000）

關(guān)于3號線供電PSCADA調(diào)試共性問題的探討

葉維鈞 郭紅紅

（成都地鐵運(yùn)營有限公司 四川成都 610000）

本文主要以成都地鐵3號線供電系統(tǒng)PSCADA綜合聯(lián)調(diào)為背景，介紹了3號線PSCADA系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)以及各部分在整個(gè)系統(tǒng)中的作用。闡述了聯(lián)調(diào)的項(xiàng)目與內(nèi)容，列舉出了聯(lián)調(diào)中遇到的一些共性問題，并對問題進(jìn)行了分析，提出了一些建議。

成都地鐵3號線；PSCADA系統(tǒng)；聯(lián)調(diào)內(nèi)容；聯(lián)調(diào)問題；解決措施

引言

為實(shí)現(xiàn)地鐵信息互通、資源共享，提升自動化水平，提高地鐵的安全性、可靠性和響應(yīng)性，采用綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）是非常重要的手段。而PSCADA（電力監(jiān)控）系統(tǒng)作為承擔(dān)地鐵供電系統(tǒng)監(jiān)控任務(wù)的一個(gè)綜合監(jiān)控子系統(tǒng)，它的安全可靠性極大程度影響著電力系統(tǒng)的安全可靠性。

為滿足地鐵安全、穩(wěn)定的運(yùn)營需求，在地鐵設(shè)備系統(tǒng)安裝調(diào)試完成后，地鐵維保人員將通過對設(shè)備系統(tǒng)之間的聯(lián)合調(diào)試驗(yàn)證各系統(tǒng)之間的相互匹配、相互協(xié)調(diào)及相互保護(hù)功能；驗(yàn)證各類設(shè)備系統(tǒng)是否達(dá)到合同技術(shù)規(guī)格書的要求，是否能形成一個(gè)有機(jī)的整體以滿足地鐵運(yùn)營的需求。

本文將對成都地鐵3號線一期PSCADA聯(lián)調(diào)進(jìn)行介紹，針對此次聯(lián)調(diào)中的一些共性問題進(jìn)行討論分析，并對其中存在的問題進(jìn)行了討論，提出一些建議。

1 3號線PSCADA介紹

成都地鐵3號線PSCADA系統(tǒng)由設(shè)置在OCC的中央級監(jiān)控系統(tǒng)、變電所綜合自動化系統(tǒng)、車輛段供電復(fù)示系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)實(shí)行兩級管理，三級控制的模式。系統(tǒng)采用南自NDT650監(jiān)控系統(tǒng)，主要組成設(shè)備包括：WTX-65U通信管理機(jī)、工業(yè)交換機(jī)、WCK-65C微機(jī)測控裝置、WTS-661/WTS-65C通訊服務(wù)器。該系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)分為三個(gè)部分：站級管理層，網(wǎng)絡(luò)通信層，間隔設(shè)備層。

站級管理層—為設(shè)置在控制信號盤的便攜式維護(hù)計(jì)算機(jī)、冗余熱備的通信管理裝置和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控后臺。監(jiān)控后臺是系統(tǒng)與運(yùn)行人員的接口，作為控制中心處理的后備措施，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的遙控、遙測、遙信、遙脈等任務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲及畫面的處理便攜式維護(hù)計(jì)算機(jī)主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)維護(hù)，在調(diào)試維護(hù)或應(yīng)急情況下，便攜式維護(hù)計(jì)算機(jī)可以完成當(dāng)?shù)乇O(jiān)控功能。

網(wǎng)絡(luò)通信層—為所內(nèi)通信網(wǎng)路和接口設(shè)備，實(shí)現(xiàn)間隔層設(shè)備與站級管理層、控制中心的數(shù)據(jù)通信。

間隔設(shè)備層—實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備電氣接口；實(shí)現(xiàn)對一次設(shè)備保護(hù)、測量、控制、信號監(jiān)視功能；接收并執(zhí)行控制中心命令；上傳保護(hù)、測量、控制、信號等數(shù)據(jù)信息。間隔層設(shè)備主要包括主變差動保護(hù)裝置、后備保護(hù)裝置、綜合測控裝置、35kV各類保護(hù)測控裝置、1500V各類保護(hù)、智能電能表、交/直流系統(tǒng)等。

NDT650監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下四大功能：

遙控——變電所中壓及以上電壓等級的斷路器、電動負(fù)荷開關(guān)及系統(tǒng)用電動隔離開關(guān)；牽引供電系統(tǒng)直流快速斷路器、電動隔離開關(guān)；低壓配電系統(tǒng)需要遠(yuǎn)方控制的斷路器；跳閘等動作的遠(yuǎn)動復(fù)歸、保護(hù)及自動裝置的投/退。

遙信——遙控對象的位置信號；故障報(bào)警及斷路器跳閘信號；變電所中壓進(jìn)線電源帶電顯示信號；所用交、直流設(shè)備的電源故障信號；鋼軌電位限制裝置的動作及自動恢復(fù)信號；斷路器手車信號；控制轉(zhuǎn)換開關(guān)位置信號。

遙測——包變電所進(jìn)線的電壓、電流、功率、電能；變電所中壓母線電壓；牽引直流母線電壓；牽引整流機(jī)組電流與電能、牽引直流進(jìn)線及饋線電流；配電變壓器電流與電能；所用直流操作電源的母線電壓；各種保護(hù)動作的幅值。

遙調(diào)——有載調(diào)壓變壓器的調(diào)壓開關(guān)；中壓和牽引直流繼電保護(hù)整定值組。

2 供電系統(tǒng)PSCADA聯(lián)調(diào)

供電系統(tǒng)PSCADA的聯(lián)調(diào)主要是為了驗(yàn)證供電設(shè)備之間控制、保護(hù)等功能配合是否滿足設(shè)計(jì)和使用要求所進(jìn)行的必要的工作。根據(jù)地鐵供電系統(tǒng)的特點(diǎn)，調(diào)試涉及主所設(shè)備系統(tǒng)、35kV中壓變電系統(tǒng)、1500V直流牽引供電系統(tǒng)、400V低壓配電系統(tǒng)等項(xiàng)目。只有成功的完成了聯(lián)調(diào)項(xiàng)目，才能有力的保證地鐵供電系統(tǒng)安全平穩(wěn)的運(yùn)行。

2.1 調(diào)試內(nèi)容

牽引變電所供電設(shè)備整組試驗(yàn)全部結(jié)束后，控制中心主站對變電所供電設(shè)備進(jìn)行遙控、遙信、遙測對位聯(lián)調(diào)，功能調(diào)試，參數(shù)校驗(yàn)等，此時(shí)需要核對現(xiàn)場、所內(nèi)后臺、綜合監(jiān)控信息是否一致。

聯(lián)調(diào)從功能上劃分主要是三遙調(diào)試：遙控、遙信、遙測。

以調(diào)試對象來分類，主要分為如下三類：

（1）主所供電系統(tǒng)PSCADA聯(lián)調(diào)，主要包括：110kV高壓進(jìn)線側(cè)、35kV中壓饋線側(cè)、交直流屏、SVG等系統(tǒng)的三遙測試

（2）牽引降壓變電所供電系統(tǒng)PSCADA聯(lián)調(diào)，主要包括：35kV中壓進(jìn)線側(cè)、1500kV直流饋線側(cè)、400V動力照明系統(tǒng)、交直流屏等的點(diǎn)對點(diǎn)測試

（3）車輛段電動隔離開關(guān)系統(tǒng)PSCADA聯(lián)調(diào)，主要包括：單導(dǎo)與隔開的點(diǎn)對點(diǎn)測試。

點(diǎn)對點(diǎn)測試要點(diǎn)：確認(rèn)供電設(shè)備本體運(yùn)行狀態(tài)，驗(yàn)證供電設(shè)備功能實(shí)現(xiàn)是否滿足設(shè)計(jì)要求；確認(rèn)所內(nèi)自動化系統(tǒng)能否及時(shí)反應(yīng)設(shè)備狀態(tài)以及其他查詢功能是否能按設(shè)計(jì)供電需求實(shí)現(xiàn)；保證各設(shè)備系統(tǒng)接口正確、符合規(guī)格要求、信息傳遞無誤、系統(tǒng)能夠正常聯(lián)動。

2.2 調(diào)試方法

采用分站進(jìn)行的方式，配合OCC綜合監(jiān)控終端對被控變電所進(jìn)行調(diào)試。現(xiàn)場設(shè)備調(diào)試人員在被控變電所對監(jiān)視、測量范圍內(nèi)所有項(xiàng)目（遙信、遙測）通過實(shí)際操作、模擬短接、施加模擬量等方法進(jìn)行操作，綜合監(jiān)控廠家調(diào)試督導(dǎo)人員在控制中心觀察、記錄、同時(shí)控制中心對控制范圍內(nèi)所有項(xiàng)目進(jìn)行遙控（單控、程控）操作，變電所配合調(diào)試人員進(jìn)行觀察、記錄。同時(shí)PSCADA人員在被控變電所的PSCADA后臺對進(jìn)行觀察、記錄，不正確的地方要進(jìn)行修改、完善，只到滿足設(shè)計(jì)要求。調(diào)試過程中需三方調(diào)試人員密切配合。

遙控時(shí)需先將所內(nèi)控制信號盤調(diào)到遠(yuǎn)方位，各設(shè)備本體開關(guān)均打到遠(yuǎn)方位，在綜合監(jiān)控終端上點(diǎn)擊選擇需要操作的開關(guān)，核對開關(guān)狀態(tài)無誤，且滿足閉鎖邏輯關(guān)系后，執(zhí)行遙控操作，OCC操作后所內(nèi)后臺與現(xiàn)場及時(shí)核對設(shè)備狀態(tài)是否一致；點(diǎn)對點(diǎn)遙信調(diào)試則需將所有設(shè)備的控制位打到就地操作方式，設(shè)備現(xiàn)場人員在本體上做出各種動作信號，所內(nèi)后臺與OCC及時(shí)觀察是否收到對應(yīng)信號；遙測是現(xiàn)場調(diào)試人員通過對設(shè)備本體的加量，后臺與OCC及時(shí)觀測是否收到正確的測量值上傳。

3 聯(lián)調(diào)中共性問題的分析

地鐵運(yùn)營是在建設(shè)基本完成后才開始接管，由于建設(shè)工期較為緊張，導(dǎo)致未能充分的進(jìn)行地鐵供電PSCADA系統(tǒng)及設(shè)備調(diào)試，在運(yùn)營調(diào)試期間難免會出現(xiàn)一些系統(tǒng)或是設(shè)備問題，下面列出了兩個(gè)3號線供電系統(tǒng)PSCADA調(diào)試初期發(fā)現(xiàn)的共性問題對其進(jìn)行了分析討論。

（1）OCC 遙控直流饋線開關(guān) 211、212、213、214執(zhí)行失敗

在3號線聯(lián)調(diào)初期，調(diào)試人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)OCC遙控選擇牽混所直流饋線開關(guān)時(shí)，需要遙控多次才能成功，且命令下達(dá)直至執(zhí)行成功時(shí)間長達(dá)18s左右，遠(yuǎn)超過國標(biāo)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的時(shí)間。對于這一共性問題，最后經(jīng)分析討論發(fā)現(xiàn)是由于本體保護(hù)定值設(shè)置相比104問詢周期過長的原因。

悉知在OCC下發(fā)遙控直流饋線開關(guān)合閘命令后，饋線開關(guān)會啟動線路測試功能，只有在線路測試通過后，直流饋線開關(guān)才能夠?qū)崿F(xiàn)自動合閘，完成遙控執(zhí)行并返回遙信信息，所以必然會造成從遙控命令下發(fā)到執(zhí)行成功間隔超過10s。另外，由于OCC對下采用通訊采用IEC104協(xié)議，104協(xié)議執(zhí)行一個(gè)問詢循環(huán)的周期小于10s，可能造成循環(huán)周期內(nèi)主站在未獲得被控站遙控返回信息的情況下重新開始新的循環(huán)，導(dǎo)致遙控執(zhí)行失敗。

針對這一問題可以考慮從以下方面解決：重新設(shè)置饋線直流開關(guān)保護(hù)定值，OCC遙控開關(guān)時(shí)多次操作。但由于保護(hù)定值的修改需經(jīng)設(shè)計(jì)、運(yùn)營多方共同商討決定，因此可以選擇OCC多次操作的方式實(shí)現(xiàn)遙控操作。

（2）所內(nèi)自動化電力監(jiān)控系統(tǒng)通訊管理機(jī)主備切換不成功

在3號線供電PSCADA聯(lián)調(diào)期間，一直都有所內(nèi)自動化通信管理機(jī)主備切換不成功的問題出現(xiàn)，直至現(xiàn)在空載試運(yùn)行階段，個(gè)別站還曾出現(xiàn)過主備無法切換的問題。按照《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的電力監(jiān)控系統(tǒng)必須有主/備通道切換的功能，保證OCC能夠?qū)╇娫O(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，因此這一問題必須在開通運(yùn)營前全面解決。對此問題分析如下：

所內(nèi)自動化系統(tǒng)的主備機(jī)與OCC綜合監(jiān)控終端的主備網(wǎng)相連接，并以主網(wǎng)——A機(jī)，備網(wǎng)——B機(jī)的方式進(jìn)行通信，在綜合監(jiān)控系統(tǒng)與所內(nèi)自動化系統(tǒng)均正常工作的情況下，OCC綜合監(jiān)控終端采用主網(wǎng)對下通訊，所內(nèi)自動化系統(tǒng)對應(yīng)運(yùn)行的也是主機(jī)，在綜合監(jiān)控的主網(wǎng)出現(xiàn)故障或是所內(nèi)自動化的A機(jī)運(yùn)行不暢時(shí)，此時(shí)系統(tǒng)會自動啟用備網(wǎng)—B機(jī)的備網(wǎng)運(yùn)行模式，此時(shí)，無論是綜合監(jiān)控的備網(wǎng)還是所內(nèi)自動化的B機(jī)只要有任意一個(gè)存在問題，均無法實(shí)現(xiàn)主備切換，從而導(dǎo)致通訊中斷，OCC無法監(jiān)控供電系統(tǒng)運(yùn)行情況。同理，在綜合監(jiān)控主網(wǎng)與所內(nèi)自動化A機(jī)能夠正常通信的情況下，系統(tǒng)會主動切換到主網(wǎng)——A機(jī)通信模式。

運(yùn)營后期若主/備網(wǎng)任一通道出現(xiàn)問題，主備切換不成功必然會造成全所通訊中斷，因此，在運(yùn)營期若出現(xiàn)單個(gè)變電所通訊中斷時(shí)，在確定所內(nèi)通訊全部正常的情況下，可以通過主/備通道切換來判斷問題是出現(xiàn)在主通道還是備通道。

4 小結(jié)

通過3號線供電PSCADA聯(lián)調(diào)，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)、設(shè)備存在的一些問題，及時(shí)整改，并從中得到經(jīng)驗(yàn)，便于運(yùn)營期處理故障分析問題，保障安全、穩(wěn)定運(yùn)營。

[1]陳輝，章?lián)P.成都地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)大聯(lián)調(diào)的實(shí)施與思考[J].都市快軌交通，2011，24（01）：45～48.

[2]沈衛(wèi)平.成都地鐵2號線綜合聯(lián)調(diào)策劃與實(shí)踐[J].都市快軌交通，2013，26（02）：34～37.

[3]唐瀚，史浩山.分布式電力監(jiān)控系統(tǒng)中安全問題的研究與實(shí)現(xiàn)[J].電訊技術(shù)，2004，44（04）：107～111.

[4]饒棋.淺談西安地鐵二號線電力監(jiān)控系統(tǒng)組成及其調(diào)試[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2013（4）.

TH38

A

1004-7344（2016）25-0159-02

2016-8-10

葉維鈞（1989-），男，助工，本科，主要從事自動化技術(shù)管理方面工作。