畢業(yè)論文-軌道交通供電系統(tǒng)的scada系統(tǒng)應(yīng)用

1、<p>　　湖 南 科 技 大 學(xué)</p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ）</p><p>　　題 目軌道交通供電系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)應(yīng)用</p><p>　　作 者 </p><p>　　層 次 專升本 <

2、;/p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　二 零 一 五 年 四 月 五 日</p><p><b>　　目錄<

3、;/b></p><p><b>　　目錄3</b></p><p><b>　　摘要5</b></p><p><b>　　第一章 概述7</b></p><p>　　1.1 國內(nèi)城市軌道交通的發(fā)展7</p><p>　　1.2 軌

4、道交通供電系統(tǒng)的重要性及其要求8</p><p>　　1.2.1 系統(tǒng)的總體功能8</p><p>　　1.2.2 系統(tǒng)的基本要求9</p><p>　　1.3 供電系統(tǒng)的構(gòu)成10</p><p>　　1.4 SCADA系統(tǒng)的角色和意義11</p><p>　　1.5 本設(shè)計(jì)的主要工作12<

5、/p><p>　　第二章 軌道交通供電系統(tǒng)介紹13</p><p>　　2.1 設(shè)備分類13</p><p>　　2.2 設(shè)備的功能和型式13</p><p>　　2.2.1 高壓開關(guān)設(shè)備13</p><p>　　2.2.2 中壓開關(guān)設(shè)備13</p><p>　　2.2.3

6、低壓開關(guān)設(shè)備15</p><p>　　2.2.4 直流開關(guān)柜17</p><p>　　2.2.5 微機(jī)保護(hù)裝置17</p><p>　　2.3 本章小結(jié)19</p><p>　　第三章 SCADA系統(tǒng)的設(shè)計(jì)20</p><p>　　3.1 概述20</p><p>　　3.

7、2 一般要求20</p><p>　　3.3 系統(tǒng)構(gòu)成21</p><p>　　3.4 監(jiān)控對象23</p><p>　　3.4.1 66~110KV設(shè)備23</p><p>　　3.4.2 主變壓器24</p><p>　　3.4.3 10~35KV設(shè)備24</p><p&

8、gt;　　3.4.4 直流750V或直流1500V設(shè)備26</p><p>　　3.4.5 400V設(shè)備28</p><p>　　3.4.6 配電變壓器29</p><p>　　3.4.7 交直流電源屏29</p><p>　　3.4.8 排流柜29</p><p>　　3.4.9 軌道電位限制裝

9、置29</p><p>　　3.5 技術(shù)指標(biāo)30</p><p>　　3.5.1控制中心主站系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)30</p><p>　　3.5.2變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)30</p><p>　　3.6 中央監(jiān)控系統(tǒng)31</p><p>　　3.6.1 中央監(jiān)控系統(tǒng)的功能31</p>

10、<p>　　3.6.2 中央監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置方案46</p><p>　　3.6.3 中央監(jiān)控系統(tǒng)硬件配置方案48</p><p>　　3.6.4 系統(tǒng)軟件配置方案49</p><p>　　3.7 供電復(fù)示系統(tǒng)49</p><p>　　3.7.1 系統(tǒng)功能49</p><p>　　3.7.

11、2 系統(tǒng)構(gòu)成51</p><p>　　3.7.3 通道方案51</p><p>　　3.8 通道51</p><p>　　3.8.1 電力監(jiān)控系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置時(shí)的通道要求51</p><p>　　3.8.2 電力監(jiān)控系統(tǒng)集成于綜合監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)的通道要求51</p><p>　　3.9 電力監(jiān)控系統(tǒng)與綜合

12、監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)系及接口51</p><p>　　3.9.1 系統(tǒng)間硬件關(guān)系及接口分界52</p><p>　　3.9.2 系統(tǒng)間軟件關(guān)系52</p><p>　　3.9.3 電力監(jiān)控系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)系綜述53</p><p>　　3.10 本章小結(jié)53</p><p><b>　　結(jié)論5

13、4</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)55</b></p><p><b>　　致謝56</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　城市軌道交通供電系統(tǒng)，是城市軌道交通工程中重要機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)之一，它擔(dān)負(fù)著為電動(dòng)列車和各種運(yùn)營

14、設(shè)備提供電能的重要任務(wù)。牽引供電技術(shù)與車輛技術(shù)的發(fā)展史與城市軌道交通技術(shù)的發(fā)展史，緊密相關(guān)、直接相連。城軌供電系統(tǒng)的可靠性與安全性，直接影響到城市軌道交通的安全運(yùn)營與服務(wù)水平。城軌供電方案的科學(xué)性及設(shè)備選型的合理性，也直接影響到城軌交通的節(jié)能效果。</p><p>　　電力監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）對城軌供電系統(tǒng)主變電所、牽引變電所、降壓變電所等不同類別變電所內(nèi)的高壓66~110KV設(shè)備、中壓10~35kv設(shè)備、直流

15、750V或直流1500V設(shè)備、低壓400V設(shè)備、交直流電源屏、排流柜、軌道電位限制裝置等對象進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對各種設(shè)備的控制、信息采集、數(shù)據(jù)分析處理、遠(yuǎn)方維護(hù)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、事故報(bào)警、畫面調(diào)閱、歷史數(shù)據(jù)查詢等功能。實(shí)時(shí)對設(shè)備的進(jìn)行監(jiān)控、監(jiān)測，保證軌道交通的正常運(yùn)作。</p><p>　　關(guān)鍵詞：城市軌道交通供電系統(tǒng)；電力監(jiān)控系統(tǒng)；監(jiān)控；監(jiān)測。</p><p><b>　　Abstrac

16、t</b></p><p>　　City power supply system, construction of urban rail transit system in one of the important mechanical and electrical equipment, which undertakes the operation of electric trains and a v

17、ariety of important tasks to provide power equipment. Traction power supply technology and vehicle technology, history and urban history of rail transport technology, closely related, directly connected. Urban rail power

18、 supply system reliability and security, directly affects the safety of urban rail transit ope</p><p>　　Power Monitoring System (SCADA) system for urban rail power supply the main substations, traction subst

19、ations, such as different types of step-down substation high voltage substation equipment 66 ~ 110KV, 10 ~ 35kv medium voltage equipment, or 750V DC DC 1500V devices, low voltage 400V equipment, AC and DC power supply pa

20、nel, exhaust flow cabinets, and other objects orbit potential limitation device to monitor and achieve a variety of equipment, control, information collection, data analysis and</p><p>　　Key words: urban pow

21、er supply system; power monitoring system; monitoring; monitoring.</p><p><b>　　第一章 概述</b></p><p>　　1.1 國內(nèi)城市軌道交通的發(fā)展</p><p>　　我國城市軌道交通開始于20世紀(jì)50年代的北京地鐵建設(shè)。北京地鐵一期工程1965年開工，

22、1969年建成通車。直到20世紀(jì)80年代，中國城市僅有北京地鐵40KM，天津地鐵7.6KM。</p><p>　　隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，城市化進(jìn)程的逐步加快，城市人口與機(jī)動(dòng)車數(shù)量急劇增長， 截止到2007年底，全國（不包括臺灣地區(qū)和香港、澳門特別行政區(qū)）已開通城市軌道交通的城市有：北京、天津、上海、廣州、長春、大連、重慶、武漢、深圳、南京共10個(gè)城市近30條線，線路總長度已超過700km。</p>

23、;<p>　　進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著大城市交通問題的日益突出，大力發(fā)展城市軌道交通已成共識。城市軌道交通的建設(shè)也進(jìn)入了新的高潮期，發(fā)展態(tài)勢更為迅猛，全國48個(gè)百萬人口以上的大城市中已有30多個(gè)城市開展了城市軌道交通的建設(shè)或籌建工作，據(jù)有關(guān)課題組初步統(tǒng)計(jì)，近期規(guī)劃建設(shè)55條線路，長約1700km，總投資大道6000多億元；我過遠(yuǎn)期線網(wǎng)總長將超過3000km.</p><p>　　在我國城市軌道交通隊(duì)未

24、來發(fā)展中，其趨勢與前景主要集中在以下幾個(gè)方面：（1）城市軌道交通的網(wǎng)絡(luò)化</p><p>　　北京、上海、廣州等特大城市已建成多條線路，在未來的5~10年內(nèi)，將逐步形成城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)，以構(gòu)建塵世軌道交通為骨干的公共交通系統(tǒng)。例如，根據(jù)《北京市城市快速軌道交通建設(shè)規(guī)劃（2015年）調(diào)整方案》，北京2015年之前，將建成城市軌道交通線路18條，線路總長度約468km。同樣，上海2010年之前，將建成城市軌道交通線路

25、11條，線路總長度約416km。這些城市面對網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，開展了一系列的網(wǎng)絡(luò)化專題研究，如車輛段與綜合基地、主變電站、控制中心、無線通信、AFC等資源共享研究。</p><p>　　（2）交通制式的多元化</p><p>　　目前10個(gè)城市投入運(yùn)行的近30條線路，雖大多數(shù)為傳統(tǒng)地鐵制式，但也出現(xiàn)了多樣化的趨勢。如長春建設(shè)了現(xiàn)代化輕軌交通；重慶軌道交通2號線為跨座式單軌交通；廣州軌道交通4號線

26、、北京機(jī)場線為直線電機(jī)系統(tǒng)；上海市區(qū)通往浦東機(jī)場則建成了高速磁懸浮線路。此外，還有100km/h，120km/h不同等級的市域快線等。</p><p>　?。?）車輛與幾點(diǎn)設(shè)備的國產(chǎn)化</p><p>　　在國家城市軌道交通設(shè)備國產(chǎn)化政策推動(dòng)下，通過建立合資企業(yè)，引進(jìn)消化吸收新技，開展多種形式的技術(shù)合作，我國將不斷提高塵世軌道交通的車輛、設(shè)備制造的技術(shù)水平和國產(chǎn)化率，逐步形成城市軌道交通車

27、輛與機(jī)電設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化。</p><p>　　1.2 軌道交通供電系統(tǒng)的重要性及其要求</p><p>　　城軌供電系統(tǒng)是城市軌道交通運(yùn)營的動(dòng)力源泉，負(fù)責(zé)電能的供應(yīng)與傳輸，為電動(dòng)列車牽引供電和提供車站、區(qū)間、車輛段、控制中心等其他建筑物所需要的動(dòng)力照明用電。供電系統(tǒng)應(yīng)具有安全性和可靠性，以保障供電。</p><p>　　1.2.1 系統(tǒng)的總體功能</p>

28、;<p>　　城軌供電系統(tǒng)應(yīng)具備安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、調(diào)度方便的特點(diǎn)，其總體功能如下：</p><p>　　（1） 供電服務(wù)功能</p><p>　　供電系統(tǒng)是為城市軌道交通安全運(yùn)營服務(wù)的，其職責(zé)是保證所有電氣用戶安全、可靠地用電。在城市軌道交通龐大的用電群體中，用電設(shè)備有不同的電壓等級，不同的電壓制式，既有固定的風(fēng)機(jī)、水泵，也有時(shí)刻在運(yùn)動(dòng)著的列車，供電系統(tǒng)就是要滿足這些不同用

29、電設(shè)備對電源的不同要求，使各用電設(shè)備都能發(fā)揮各自的功能和作用，保證城市軌道交通安全運(yùn)營。</p><p>　?。?） 故障自救功能</p><p>　　系統(tǒng)的安全性、可靠性是供電系統(tǒng)的首要因素，無論供電系統(tǒng)如何構(gòu)成，采用什么樣的設(shè)備，安全、可靠的供電是第一位。在系統(tǒng)中，發(fā)生任何一種故障，系統(tǒng)本身都應(yīng)有備用措施（接觸網(wǎng)除外），以保證城市軌道交通的正常運(yùn)行不受影響。雙電源是構(gòu)成供電系統(tǒng)的主要原

30、則，當(dāng)一路電源故障時(shí)，另一路電源應(yīng)能保證正常供電。主變電所、牽引變電所和降壓變電所為雙電源、雙機(jī)組；動(dòng)力、照明的一級負(fù)荷采用雙電源、雙回路供電；牽引網(wǎng)同一饋電區(qū)采用雙邊供電形式。這些都是系統(tǒng)故障自救功能的體現(xiàn)。</p><p><b>　?。?）自我保護(hù)功能</b></p><p>　　系統(tǒng)應(yīng)有完整、協(xié)調(diào)的保護(hù)措施，供電系統(tǒng)的各級繼電保護(hù)應(yīng)相互配合和協(xié)調(diào)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故

31、障時(shí)，應(yīng)當(dāng)只切除故障設(shè)備，從而使故障范圍縮小。系統(tǒng)的各級保護(hù)應(yīng)當(dāng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性、速度性的要求。分散式供電系統(tǒng)的中壓交流側(cè)保護(hù)，應(yīng)和城市電網(wǎng)的保護(hù)相配合和協(xié)調(diào)，因此其保護(hù)選擇性會受到一定制約。</p><p><b>　?。?）防誤操作功能</b></p><p>　　系統(tǒng)中任何一個(gè)環(huán)節(jié)的操作都應(yīng)具有相應(yīng)的聯(lián)鎖條件，不允許因誤操作而發(fā)生故障。防止誤操作的聯(lián)鎖

32、條件可以是機(jī)械的，也可以是電氣的，還可以是電氣設(shè)備本身所具備的或在操作規(guī)程上所規(guī)定。防止誤操作，是保證系統(tǒng)安全、可靠地運(yùn)行所不可缺少的環(huán)節(jié)。</p><p><b>　　（5）便于調(diào)度功能</b></p><p>　　供電系統(tǒng)應(yīng)能在控制中心進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、監(jiān)視和測量，并應(yīng)能根據(jù)運(yùn)行需要，方便靈活地進(jìn)行調(diào)度看，變更運(yùn)行方式，分配負(fù)荷潮流，使系統(tǒng)的運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)合理。<

33、/p><p>　　（6）控制、顯示和計(jì)量功能</p><p>　　系統(tǒng)應(yīng)能進(jìn)行就地和距離控制，并可以方便地進(jìn)行操作轉(zhuǎn)換，同時(shí)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)有明確的顯示，使運(yùn)行人員一目了然。各種電量的測量和電能的計(jì)量應(yīng)準(zhǔn)確，并便于運(yùn)行人員查證和分析，牽引用電和動(dòng)力照明用電應(yīng)分別計(jì)量，以利用對用電指標(biāo)進(jìn)行考核與分析。</p><p><b>　?。?）電磁兼容功能<

34、/b></p><p>　　城市軌道交通處于強(qiáng)電、弱電多個(gè)系統(tǒng)共存的電磁環(huán)境，為了使各種設(shè)備或系統(tǒng)在這個(gè)環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中其他設(shè)備、裝置或系統(tǒng)構(gòu)成不能承受的電磁干擾，各種電氣和電子設(shè)備的系統(tǒng)內(nèi)部以及和其他系統(tǒng)之間的電磁兼容顯得尤為重要。供電系統(tǒng)及其設(shè)備在城市軌道交通這個(gè)電磁環(huán)境中，首先是作為電磁干擾源存在，同是也是敏感設(shè)備。在城市軌道交通電磁環(huán)境中，供電系統(tǒng)與其他設(shè)備、裝置或系統(tǒng)應(yīng)是電磁兼容的。

35、這要在技術(shù)上采取措施，抑制干擾源，消除或減弱電磁耦合，提高敏感設(shè)備的抗干擾能力。</p><p>　　1.2.2 系統(tǒng)的基本要求</p><p>　　城軌供電系統(tǒng)應(yīng)滿足安全性、可靠性、適用性、經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn)行的基本要求。</p><p><b>　?。?）安全性</b></p><p>　　城軌供電系統(tǒng)的安全性，是指在城

36、市軌道交通工程運(yùn)營過程中的安全程度。</p><p>　　供電系統(tǒng)的安全性，關(guān)系著乘客安全、運(yùn)營人員安全、行車安全、設(shè)備安全等多個(gè)方面，而且各種安全性是相互聯(lián)系、不可分割的。</p><p>　　供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，一般從系統(tǒng)安全性和設(shè)備安全性兩個(gè)方面進(jìn)行分析研究。系統(tǒng)安全性分析，一般包括聯(lián)鎖關(guān)系、繼電保護(hù)、牽引網(wǎng)、直流牽引系統(tǒng)、綜合接地系統(tǒng)、應(yīng)急照明電源等方面；設(shè)備安全性分析，一般包括變壓器

37、、牽引整流器、斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電纜等方面。</p><p><b>　?。?）可靠性</b></p><p>　　城軌供電系統(tǒng)的可靠性，是指城市軌道交通供電系統(tǒng)對列車及各種動(dòng)力照明負(fù)荷的持續(xù)供電能力。</p><p>　　供電系統(tǒng)的可靠性，是正常運(yùn)營、事故處理、災(zāi)害救援等方面的前提條件。供電系統(tǒng)可靠性涉及規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理等各個(gè)方

38、面，并滲透到供電、變電、配電等不同環(huán)節(jié)。每一個(gè)環(huán)節(jié)的可靠性既包括電氣原理的可靠性又包括電氣設(shè)備的可靠性。例如構(gòu)成變電所的可靠性包括變電所主接線可靠性及組成主接線的斷路器、變壓器、母線等設(shè)備的可靠性。</p><p>　　供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從各個(gè)環(huán)節(jié)著手，分析系統(tǒng)的故障現(xiàn)象，研究定性或定量的評定指標(biāo)，提出提高可靠性的措施。雙電源供電方式是供電系統(tǒng)可靠性實(shí)施的重要手段。</p><p>　　根

39、據(jù)城市軌道交通可靠性要求，供電系統(tǒng)應(yīng)滿足“N-1準(zhǔn)則”，又稱單一故障安全準(zhǔn)則。按照這一準(zhǔn)則，供電系統(tǒng)的N個(gè)元件中的任一獨(dú)立元件（發(fā)電機(jī)、輸電線路、變壓器等）發(fā)生故障而切除后，其他元件不過負(fù)荷，電壓和頻率均在允許范圍內(nèi)，供電系統(tǒng)應(yīng)能保持穩(wěn)定運(yùn)行和正常供電。</p><p>　　對于城市軌道交通電源網(wǎng)絡(luò)來說，當(dāng)一個(gè)電源推出時(shí)，另一個(gè)電源應(yīng)能保證系統(tǒng)的正常供電，保證列車正常運(yùn)行；當(dāng)一個(gè)電源點(diǎn)（主變電所或電源開閉所）的兩

40、個(gè)電源都推出時(shí)，應(yīng)從相鄰電源點(diǎn)引入兩路應(yīng)急電源，提供一定的運(yùn)輸能力和必要的動(dòng)力照明，維持城市軌道交通繼續(xù)運(yùn)行。</p><p><b>　?。?） 適用性</b></p><p>　　城軌供電系統(tǒng)的適用性，是指城軌供電系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)滿足業(yè)主的建設(shè)目的與性能要求。</p><p>　　設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)業(yè)主建設(shè)需求的首要環(huán)節(jié)。供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)業(yè)主需求進(jìn)行

41、，供電系統(tǒng)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)水平、設(shè)備檔次、工期要求、投資控制等，應(yīng)與城市特點(diǎn)、本線功能定位及特殊要求相適應(yīng)。</p><p><b>　?。?） 經(jīng)濟(jì)性</b></p><p>　　城軌供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，這里是指從項(xiàng)目全生命周期的角度實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)合理。</p><p>　　在滿足供電系統(tǒng)的安全性、可靠性、適用性的前提下，要重視供電系統(tǒng)

42、的經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)濟(jì)性不但要求節(jié)省工程投資，同時(shí)還要求降低運(yùn)營成本，爭取得到最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。</p><p>　　供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)化電源網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)外部電源資源共享；另外應(yīng)盡可能地采用成熟設(shè)備、新型材料，做到經(jīng)濟(jì)合理、簡便實(shí)用。</p><p><b>　?。?）先進(jìn)行</b></p><p>　　城軌供電系統(tǒng)的先進(jìn)性，體現(xiàn)在先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念、先

43、進(jìn)的系統(tǒng)方案、現(xiàn)金的設(shè)備及工藝、先進(jìn)的管理手段等方面。</p><p>　　供電系統(tǒng)應(yīng)具有一定的先進(jìn)性，但要兼顧系統(tǒng)基本功能、投資規(guī)模、運(yùn)營成本、環(huán)保要求、操作靈活性以及技術(shù)發(fā)展等因素，合理選擇。</p><p>　　供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)采用先進(jìn)的理念。要充分認(rèn)識到環(huán)境保護(hù)與節(jié)約能源的重要性，采取必要措施進(jìn)行環(huán)境保護(hù)與降低能耗。要解決好電磁輻射、噪音、溫室氣體、不易分解廢料等問題。</p&

44、gt;<p>　　1.3 供電系統(tǒng)的構(gòu)成</p><p>　　為便于設(shè)計(jì)任務(wù)的分割及設(shè)計(jì)界面的清晰，城市軌道交通供電系統(tǒng)可以劃分成以下設(shè)計(jì)單元：主變電所、全線系統(tǒng)、牽引變電所、降壓變電所、接觸網(wǎng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、雜散電流。腐蝕防護(hù)系統(tǒng)。動(dòng)力照明設(shè)備，屬于車站等建筑物附屬設(shè)備，一般劃歸土建工點(diǎn)單位連同建筑結(jié)構(gòu)一起進(jìn)行設(shè)計(jì)，而不由供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p><

45、;b>　　(1)主變電所</b></p><p>　　主變電所設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：主接線、二次接線、設(shè)備選擇、設(shè)備布置、土建設(shè)計(jì)等。主變電所與城市電網(wǎng)的設(shè)計(jì)界面為城網(wǎng)變電所110 kV(或66 kV)高壓出線間隔，電源外線一般由主變電所設(shè)計(jì)單位同時(shí)設(shè)計(jì)；主變電所與全線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)界面為主變電所中壓饋線開關(guān)的電纜接線端，主變電所饋出電纜一般由全線系統(tǒng)設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)。</p><p>

46、<b>　　(2)全線系統(tǒng)</b></p><p>　　全線系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：供電系統(tǒng)方案、中壓網(wǎng)絡(luò)、牽引變電所布點(diǎn)、系統(tǒng)運(yùn)行方式、潮流分析、諧波計(jì)算、綜合接地系統(tǒng)、再生能量吸收裝置、UPS電源整合等。全線系統(tǒng)與牽引變電所和降壓變電所的設(shè)計(jì)界面為中壓進(jìn)線開關(guān)的引入端。</p><p><b>　　(3)牽引變電所</b></p>&

47、lt;p>　　牽引變電所設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：主接線、二次接線、自用電、設(shè)備平面布置、電纜敷設(shè)等。牽引變電所與接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)界面為接觸網(wǎng)隔離開關(guān)的電源端、回流箱的電源端。上網(wǎng)電纜及回流電纜由牽引變電所負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　(4)降壓變電所</b></p><p>　　降壓變電所設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：主接線、二次接線、自用電、低壓無功補(bǔ)償、設(shè)備平面布置、電纜敷設(shè)等

48、。降壓變電所與動(dòng)力照明的設(shè)計(jì)界面為降壓變電所低壓開關(guān)柜的饋出端子，低壓饋出電纜由動(dòng)力照明負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　(5)接觸網(wǎng)</b></p><p>　　接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：接觸懸掛、支持結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)、附加導(dǎo)線、防雷與接地、平面布置等。接觸網(wǎng)隔離開關(guān)、回流箱及尾線由接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　(6)電力監(jiān)控

49、系統(tǒng)</b></p><p>　　電力監(jiān)控系統(tǒng)與變電所的設(shè)計(jì)界面在變電所綜合自動(dòng)化屏的通信端口；變電所綜合自動(dòng)化由變電所設(shè)計(jì)。電力監(jiān)控系統(tǒng)所需要的通信通道由通信專業(yè)設(shè)計(jì)。如果采用綜合監(jiān)控系統(tǒng)，電力監(jiān)控系統(tǒng)將被集成到綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，作為綜合監(jiān)控系統(tǒng)的一部分而進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)</p><p>　　(7)雜散電流腐蝕防護(hù)系統(tǒng)</p><p>　　雜散電流腐蝕防護(hù)系

50、統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：排流柜設(shè)置、排流鋼筋設(shè)置、監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)置等</p><p>　　1.4 SCADA系統(tǒng)的角色和意義</p><p>　　電力監(jiān)控系統(tǒng)又稱電力SCADA系統(tǒng)或者遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，往往簡稱SCADA系統(tǒng)，有時(shí)也稱PSCADA系統(tǒng)。它對城軌供電系統(tǒng)主變電所、牽引變電所、降壓變電所等不同類別變電所內(nèi)的高壓66~110KV設(shè)備、中壓10~35KV設(shè)備、直流750V或直流1500V設(shè)備、低壓4

51、00V設(shè)備、交直流電源屏、排流柜、鋼軌電位限制裝置等對象進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對各種設(shè)備的控制、信息采集、數(shù)據(jù)分析處理、遠(yuǎn)方維護(hù)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、事故報(bào)警、畫面調(diào)閱、歷史數(shù)據(jù)查詢等功能。</p><p>　　早期的城軌供電系統(tǒng)由于技術(shù)的局限，沒有條件設(shè)立電力監(jiān)控系統(tǒng)，其監(jiān)控管理以人工為主，輔以調(diào)度電話方式來實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的運(yùn)行管理。這種監(jiān)控方式要求變電所內(nèi)設(shè)置當(dāng)?shù)貓?bào)警設(shè)備，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)值班人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并上報(bào)調(diào)度部門。&l

52、t;/p><p>　　20世紀(jì)末，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，各個(gè)分立的自動(dòng)化系統(tǒng)逐步走向綜合集成，城市軌道交通各專業(yè)的自動(dòng)化系統(tǒng)采用統(tǒng)一的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺和統(tǒng)一的軟件體系，構(gòu)成綜合監(jiān)控系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)不同自動(dòng)化系統(tǒng)的集成。按目前的技術(shù)水平，典型的綜合監(jiān)控系統(tǒng)一般集成電力監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)等自動(dòng)化系統(tǒng)，這種方式有利于不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)信息互通、軟硬件資源共享。綜合監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行所依賴的底層基礎(chǔ)依然是原先各

53、分立系統(tǒng)的遠(yuǎn)程終端數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)或者設(shè)備。電力監(jiān)控系統(tǒng)集成于綜合監(jiān)控系統(tǒng)后，電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)范圍包括電力調(diào)度中心主站系統(tǒng)及供電復(fù)示系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)、變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，而電力調(diào)度中心主站系統(tǒng)、供電復(fù)示系統(tǒng)的硬件及軟件則由綜合監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一建設(shè)。雙方的硬件接口一般位于變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)的通信連接裝置的通信端子。</p><p>　　1.5 本設(shè)計(jì)的主要工作</p><

54、;p>　　本次設(shè)計(jì)主要針對軌道交通供電系統(tǒng)的組成部分高壓設(shè)備、中壓設(shè)備和低壓設(shè)備進(jìn)行介紹，介紹設(shè)備的選擇，具備的作用及其參數(shù)。并針對這些設(shè)備的參數(shù)與狀態(tài)監(jiān)測、監(jiān)控設(shè)計(jì)一個(gè)電力監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA），SCADA系統(tǒng)的組成、方案的選擇，監(jiān)控、監(jiān)測對象的分析。設(shè)計(jì)一個(gè)能夠使軌道交通安全、可靠的運(yùn)行與服務(wù)的電力監(jiān)控系統(tǒng)。設(shè)計(jì)的內(nèi)容：1、控制中心電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求；2、供電復(fù)示工作站電力監(jiān)控系統(tǒng)功能要求；3、電力監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)的相關(guān)內(nèi)

55、容</p><p>　　第二章 軌道交通供電系統(tǒng)介紹</p><p><b>　　2.1 設(shè)備分類</b></p><p>　　按照電壓等級可劃分為高壓設(shè)備、中壓設(shè)備和低壓設(shè)備、高壓設(shè)備包括高壓開關(guān)設(shè)備、主變壓器；中壓設(shè)備包括中壓開關(guān)設(shè)備和配電變壓器、牽引變壓器、1500V直流開關(guān)設(shè)備；低壓設(shè)備包括低壓開關(guān)設(shè)備、整流器、750V直流開關(guān)設(shè)備、

56、繼電保護(hù)類設(shè)備。按照設(shè)備所位置劃分為主變電所設(shè)備、牽引變電所設(shè)備和降壓變電所設(shè)備。主變電所設(shè)備主要包括高壓開關(guān)設(shè)備、主變壓器、接地變壓器、所變壓器、中壓開關(guān)設(shè)備；牽引變電所設(shè)備主要包括中壓開關(guān)設(shè)備、直流開關(guān)設(shè)備、牽引變壓器、整流器；降壓變電所設(shè)備主要包括中壓開關(guān)設(shè)備、低壓開關(guān)設(shè)備、配電變壓器等。</p><p>　　2.2 設(shè)備的功能和型式</p><p>　　2.2.1 高壓開關(guān)設(shè)備

57、</p><p>　　高壓開關(guān)設(shè)備應(yīng)用于城軌工程主變電所，作為高壓配電設(shè)備，接受城網(wǎng)電源并分配給所內(nèi)主變壓器。高壓開關(guān)設(shè)備為戶內(nèi)式安裝，一般采用高壓GIS全封閉組合電器設(shè)備。</p><p>　　高壓SF6全封閉組合電器，將SF6斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器、避雷器、母線、連接件和出線終端等組合在一起，這些設(shè)備或部件全部封閉在已接地的金屬外殼中，在其內(nèi)部充有一定壓力的SF6絕緣氣體。

58、該設(shè)備簡稱GIS（gas isolate system）。由于GIS是將多個(gè)高壓電器元件有機(jī)的組合在一起，因此具有結(jié)構(gòu)緊湊、元器件不受污染及大氣環(huán)境因素的影響、安裝方便、有利于縮短安裝工期等特點(diǎn)。</p><p>　　高壓sF6全封閉組合電器不僅電氣絕緣介質(zhì)采用sF6氣體，滅弧介質(zhì)也是sF6氣體。雖然SF6氣體本身極穩(wěn)定，有很高的絕緣強(qiáng)度和滅弧能力，但在SF6氣體環(huán)境中的斷路器和電器設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性完全取決于

59、sF6氣體的純潔度。如果純潔度受到破壞，例如混入了過量的水分、雜質(zhì)及加工余屑和金屬粉末等，它的穩(wěn)定性就會受到破壞，同時(shí)絕緣強(qiáng)度和滅弧能力也會大大降低。此時(shí)受到弧光溫度的作用和影響，還將分解出有害的分解物，在嚴(yán)重的情況下甚至?xí)a(chǎn)生對人體有害的物質(zhì)。</p><p>　　2.2.2 中壓開關(guān)設(shè)備</p><p><b>　　（1）功 能</b></p>

60、<p>　　中壓開關(guān)設(shè)備應(yīng)用于城軌工程的主變電所、電源開閉所、牽引變電所和降壓變電所，用于接受和分配中壓電能。</p><p>　　在主變電所，中壓開關(guān)設(shè)備的進(jìn)線電源引自主變壓器，饋出線引至主變電所供電范圍內(nèi)的牽引變電所、降壓變電所。</p><p>　　電源開閉所的中壓開關(guān)設(shè)備接受城網(wǎng)或主變電所的中壓電源，并為開閉所供電范圍內(nèi)的牽引變電所、降壓變電所提供中壓電源。</p&

61、gt;<p>　　依據(jù)中壓網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，牽引變電所的中壓開關(guān)設(shè)備由主變電所、電源開閉所、相鄰牽引變電所或降壓變電所引入中壓電源，并供給所內(nèi)牽引變壓器。降壓變電所的中壓開關(guān)設(shè)備由主變電所、電源開閉所、相鄰牽引變電所或降壓變電所引入中壓電源，并供給所內(nèi)配電變壓器。</p><p><b>　?。?）開關(guān)柜型式</b></p><p>　　按照電氣絕緣介質(zhì)可分為

62、空氣絕緣開關(guān)柜、復(fù)合絕緣開關(guān)柜和SF6氣體絕緣開關(guān)柜。按照開關(guān)柜內(nèi)安裝的開關(guān)設(shè)備可分為斷路器柜、負(fù)荷開關(guān)柜、隔離開關(guān)柜和熔斷器柜。</p><p>　　空氣絕緣和復(fù)合絕緣開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)形式為金屬鎧裝封閉式，內(nèi)部設(shè)有不同功能隔室，手車可為落地式或中置式。SF6氣體絕緣開關(guān)柜可分為全密封充氣(SF6)環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜和C·GIS(Cubicle Type—GIS)開關(guān)柜。</p><p>　

63、　不同的電氣絕緣介質(zhì)，對開關(guān)柜的外形尺寸影響很大，采用空氣絕緣的開關(guān)柜體積最大，采用復(fù)合絕緣次之，采用SF。氣體絕緣時(shí)開關(guān)柜體積最小。對于10 kV開關(guān)柜，空氣絕緣開關(guān)柜的寬度多為800 1000 mm，采用復(fù)合絕緣可為650 mm，采用SF6氣體絕緣時(shí)可為400~600 mm。對于35 kV開關(guān)柜，空氣絕緣開關(guān)柜的寬度多為1 400 mm，采用sF6氣體絕緣時(shí)可為800 mm左右。采用空氣絕緣和復(fù)合絕緣開關(guān)柜的外殼防護(hù)等級在IP20及

64、以上。</p><p>　　35 kv開關(guān)柜多采用C．GIS開關(guān)柜，以減小變電所的土建規(guī)模，20 kV及以下開關(guān)柜應(yīng)采</p><p>　　用空氣絕緣的金屬鎧裝開關(guān)柜，避免溫室氣體SF6對環(huán)境的影響。</p><p>　　金屬鎧裝封閉手車式開關(guān)柜、C．GIS開關(guān)柜可用于主變電所、牽引變電所和降壓變電所，全密封充氣只sF6)環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜、負(fù)荷開關(guān)柜一般用于跟隨式降壓變電

65、所。</p><p><b>　　(3)斷路器類型</b></p><p>　　按照斷開速度不同分為低速斷路器和高速斷路器，一般以斷開時(shí)間為0．02 s分界。從滅弧介質(zhì)則可分為油斷路器、真空斷路器、sF6斷路器、壓縮空氣斷路器、自產(chǎn)氣斷路器和磁吹斷路器等。目前，油斷路器城網(wǎng)仍有少量采用，其他斷路器已被真空斷路器和sF6斷路器取代。</p><p&g

66、t;　　油斷路器分為多油式斷路器和少油式斷路器，主要區(qū)別是：少油式斷路器的觸頭及滅弧裝置對地的絕緣是由支撐絕緣子、瓷套管和有機(jī)絕緣部件實(shí)現(xiàn)的，而多油式的觸頭及滅弧裝置對地的絕緣和觸頭之間的絕緣則是靠油來實(shí)現(xiàn)的，因而油量大、體積大、斷流容量小。少油式則油量小、體積小、斷流容量大，技術(shù)比多油式先進(jìn)。</p><p>　　SF6斷路器以sF6氣體為滅弧介質(zhì)，它有很好的滅弧性能，滅弧性能是空氣的100倍，并且滅弧后不變質(zhì)

67、，可重復(fù)使用。sF6氣體優(yōu)良的絕緣和滅弧性能，使sF6斷路器具有如下優(yōu)點(diǎn)：開斷能力強(qiáng)，斷口耐受電壓較高，燃弧時(shí)間短，不會產(chǎn)生重燃過電壓。</p><p>　　在正常情況下，sF6是一種不燃、無臭、無毒的惰性氣體，密度約為空氣的2倍。但sF6氣體在電弧作用下，小部分會被分解，生成一些有毒的低氟化物，如sOF2、sF4、sOF4和s02F2等，對身體健康有影響，對金屬部件也有腐蝕和劣化作用，因此，sF6斷路器對加工精

68、度要求高，需要具備非常良好的密封性能。由于sF6氣體是溫室效應(yīng)氣體，從環(huán)保角度出發(fā)，也不建議采用SF6斷路器。</p><p>　　目前，城軌工程一般采用真空斷路器。真空斷路器的主要部件是真空滅弧室，滅弧室是一個(gè)高度真空的玻璃泡或礬土陶瓷，內(nèi)置動(dòng)靜觸頭，利用真空的絕緣性能強(qiáng)迫滅弧，滅弧時(shí)沒有游離氣體產(chǎn)生，電弧容易熄滅，觸頭不會燒損。由于真空的絕緣性能很好，動(dòng)靜觸頭的開距較小，適合于頻繁操作。</p>

69、<p>　　真空斷路器的滅弧原理是在斷路器跳閘動(dòng)靜觸頭分開的瞬間，真空滅弧室內(nèi)觸頭間形成高溫液態(tài)的金屬橋，金屬橋被拉斷時(shí)，金屬橋蒸發(fā)，產(chǎn)生金屬蒸氣，使觸頭間隙擊穿，產(chǎn)生電弧。電弧電流流過觸頭時(shí)，將產(chǎn)生磁場，驅(qū)使電弧在電流過零點(diǎn)時(shí)熄滅，或在過零點(diǎn)前被強(qiáng)迫熄滅。在這熄滅的瞬間，金屬蒸氣離子在磁場的作用下被迅速擴(kuò)散，并被吸附在觸頭和金屬屏蔽罩上，金屬離子的密度迅速降低，使觸頭間恢復(fù)真空間隙，不再被較高的恢復(fù)電壓擊穿，使電弧熄滅，實(shí)

70、現(xiàn)斷路器的開斷功能。</p><p>　　2.2.3 低壓開關(guān)設(shè)備</p><p><b>　?。?）功 能</b></p><p>　　低壓開關(guān)設(shè)備用于降壓變電所中，是動(dòng)力照明供電系統(tǒng)的核心內(nèi)容。它接受配電變壓器提供的低壓電能，為車站、區(qū)間、車輛段、停車場和控制中心的低壓動(dòng)力照明設(shè)備提供電源。低壓開關(guān)設(shè)備一般設(shè)置安裝于斷路器本體的脫扣器作

71、為保護(hù)設(shè)備。</p><p>　?。?）低壓開關(guān)柜型式</p><p>　　城軌工程降壓變電所低壓開關(guān)柜多采用金屬封閉間隔式開關(guān)柜。開關(guān)柜的電氣絕緣和開關(guān)設(shè)備的滅弧介質(zhì)均為空氣。開關(guān)柜的外殼防護(hù)等級在IP20及以上。開關(guān)柜柜體為模塊化框架結(jié)構(gòu)，基本分三個(gè)功能隔室：水平母線室、功能單元隔室、電纜室。功能單元某一隔室產(chǎn)生故障電弧時(shí)，不影響相鄰的其他隔室。開關(guān)能前接線或后接線，接線端子規(guī)格及固定

72、的牢靠性能滿足所連接電纜的需要。</p><p>　　開關(guān)柜的類型以低壓電器的安裝方式可分為固定式、抽出式和混合式。混合式是在同一低壓開關(guān)柜中，低壓電器既有固定式安裝，也可為抽出式安裝。抽出式的斷路器可以是插拔式也可以是固定安裝在開關(guān)柜的抽屜中。無論低壓電氣設(shè)備為何種安裝方式，低壓開關(guān)柜的各安裝單元之間均采用金屬或絕緣板分隔，以避免在某安裝單元故障時(shí)，對其他安裝單元產(chǎn)生影響，擴(kuò)大故障范圍。</p>

73、<p>　　低壓電器安裝于低壓開關(guān)柜內(nèi)，一般分為配電電器和控制電器。配電電器包括低壓斷路器、熔斷器、低壓負(fù)荷開關(guān)、低壓隔離開關(guān)等，控制電器包括接觸器、啟動(dòng)器、主令電器和各種控制繼電器等。低壓開關(guān)柜的主要電器是低壓斷路器。</p><p>　　(3)低壓斷路器類型</p><p>　　低壓斷路器主要用于配電線路和電氣設(shè)備的過載、失壓和短路保護(hù)。在IEc國際電工詞匯中，對斷路器的定義

74、為：斷路器是能接通、承載以及分?jǐn)嗾ｋ娐窏l件下的電流，也能在規(guī)定的非正常電路條件下(如短路)接通、承載一定時(shí)間和分?jǐn)嚯娏鞯拈_關(guān)電器。</p><p>　　按照斷路器南極數(shù)可分為單極、雙極、三極和四極斷路器；按照是否具有隔離功能，可分為具有隔離功能和不具有隔離功能斷路器；按照動(dòng)作速度可分為一般型和快速型(快速型斷路器通常為限流型，其分?jǐn)鄷r(shí)間短到足以使電流在未達(dá)到預(yù)期值之前即被分?jǐn)?；按照結(jié)構(gòu)分為框架式(萬能式)斷路

75、器和塑殼斷路器；按照用途分為配電斷路器、保護(hù)電動(dòng)機(jī)用斷路器、剩余電流斷路器等，低壓斷路器分類見表2．1</p><p>　　表2．1 低壓斷路器分類(按用途分類)</p><p>　　2.2.4 直流開關(guān)柜</p><p>　　直流開關(guān)設(shè)備在直流牽引供電系統(tǒng)中承擔(dān)接受和分配直流電能的作用。它接受牽引整流機(jī)組提供的直流電能，分配給上、下行牽引網(wǎng)，為電動(dòng)列車提供直流

76、電能。</p><p>　　直流開關(guān)設(shè)備包括牽引變電所內(nèi)的直流開關(guān)柜和一般設(shè)于牽引變電所外的上網(wǎng)開關(guān)柜。</p><p>　　直流開關(guān)柜包括正極開關(guān)柜、負(fù)極開關(guān)柜和饋出開關(guān)柜。正極開關(guān)柜內(nèi)可采用直流快速斷路器或電動(dòng)隔離開關(guān)；負(fù)極開關(guān)柜內(nèi)設(shè)電動(dòng)隔離開關(guān)或手動(dòng)隔離開關(guān)；饋出開關(guān)柜采用直流快速斷路器；上網(wǎng)開關(guān)柜(包括縱向聯(lián)絡(luò)開關(guān)設(shè)備)采用電動(dòng)隔離開關(guān)，為短軌供電采用直流接觸器或直流快速斷路器。上

77、網(wǎng)開關(guān)柜用于牽引網(wǎng)斷電檢修和形成大雙邊越區(qū)供電。</p><p>　　目前，城軌工程采用的直流開關(guān)柜均為金屬鎧裝落地手車式，直流快速斷路器安裝在手車上，電動(dòng)或手動(dòng)隔離開關(guān)在開關(guān)柜內(nèi)固定安裝。 </p><p>　　直流開關(guān)柜無論其標(biāo)稱電壓為750 V還是1 500 V，其電氣絕緣介質(zhì)和斷路器的滅弧介質(zhì)都是空氣。</p><p>　　2.2.5 微機(jī)保護(hù)裝置&

78、lt;/p><p>　　供電系統(tǒng)在運(yùn)行過程中不可避免地會出現(xiàn)一些故障，最常見的是各種形式的短路，以及頻率下降等，故障的基本特征是導(dǎo)致電流突增、電壓下降以及電流與電壓間相角的變化。繼電保護(hù)裝置對這些故障和不正常工作狀態(tài)會自動(dòng)發(fā)出故障報(bào)警或跳閘信號，實(shí)現(xiàn)對電氣設(shè)備的保護(hù)，滿足供電系統(tǒng)可靠運(yùn)行要求。</p><p>　　繼電保護(hù)裝置采集電流互感器、電壓互感器二次側(cè)的實(shí)時(shí)電流、電壓數(shù)值，并與繼電保護(hù)裝

79、置中預(yù)先設(shè)定的門檻值進(jìn)行比較，當(dāng)超過限定值，裝置可發(fā)出報(bào)警信號或驅(qū)動(dòng)開關(guān)操作機(jī)構(gòu)分閘線圈，使斷路器跳閘。</p><p>　　繼電保護(hù)可通過各種電磁繼電器實(shí)現(xiàn)，如利用電流繼電器判斷線路電流是否越限，利用電壓繼電器判斷線路電壓是否正常，利用中間繼電器驅(qū)動(dòng)指示燈、開關(guān)的操作機(jī)構(gòu)合閘、分閘線圈等。</p><p>　　微機(jī)保護(hù)裝置也是實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的一種設(shè)備，它的基本功能包括繼電保護(hù)、測量計(jì)量、裝

80、置的自診斷功能和通信功能，其中通信功能可實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置內(nèi)各種信息的上傳。</p><p>　　有些微機(jī)保護(hù)裝置除了上述基本功能以外，還有PLC的功能，可實(shí)現(xiàn)控制聯(lián)鎖等邏輯編程功能。微機(jī)保護(hù)裝置一般不會將所有保護(hù)功能集于一身，主要是價(jià)格和裝置大小將影響產(chǎn)品的適用性。目前，微機(jī)保護(hù)裝置在城軌工程中已得到廣泛應(yīng)用，交流高壓、中壓系統(tǒng)和直流牽引供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)多采用微機(jī)保護(hù)裝置。</p><p&g

81、t;　　微機(jī)保護(hù)裝置的主要特點(diǎn)在于靈活方便的遠(yuǎn)方調(diào)整功能，故障錄波功能和可編程功能等，采用微機(jī)保護(hù)裝置大大減少了二次控制電纜的數(shù)量，提高了繼電保護(hù)的可靠性。</p><p>　　2.2.6 牽引整流機(jī)組</p><p>　　牽引整流機(jī)組由牽引變壓器和整流器構(gòu)成。李引變壓器接受中壓開關(guān)設(shè)備提供的中壓電壓，經(jīng)過降壓，為整流器提供適合的低壓交流電源；整流器則將交流電源整流為電動(dòng)列車所需要的直流

82、電源。</p><p>　　牽引整流機(jī)組是牽引變電所的核心設(shè)備，是列車高速、安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、節(jié)電運(yùn)行的保證。牽引整流機(jī)組需要牽引變壓器和整流器兩種完全不同的設(shè)備相互匹配，才能實(shí)現(xiàn)牽引整流機(jī)組的整體性能。</p><p>　　牽引變壓器的絕緣類型分樹脂澆注、浸絕緣漆和杜邦紙絕緣，城軌工程多采用樹脂澆注絕緣方式。整流器中整流元件可為大功率二極管、可控硅和晶閘管，采用可控硅、晶閘管可以控制整流

83、橋臂的導(dǎo)通或關(guān)閉，使直流輸出的紋波系數(shù)更小，而且可以在不同負(fù)載情況下對直流輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，使直流輸出電壓恒定輸出。城軌工程多采用二極管作為整流元件。</p><p>　　按照中壓系統(tǒng)和直流牽引供電系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的不同，目前國內(nèi)牽引變壓器采用的網(wǎng)側(cè)電壓為35 kV、33 kV、10 kV，閥側(cè)電壓對于750 V系統(tǒng)為0．59 kV、0．61 kv，對于1 500 v系統(tǒng)為1．18 kV、1．22 kV。</p

84、><p>　　牽引整流機(jī)組為VI類重牽引負(fù)荷等級，即在額定負(fù)荷能夠長期運(yùn)行i在1．5倍過載時(shí)能夠運(yùn)行2 h；在3．0倍過載時(shí)能夠運(yùn)行1 min。</p><p>　　2.2.7 主變壓器</p><p>　　主變壓器是城軌工程中設(shè)在主變電所的配電變壓器，用于將城網(wǎng)引入的高壓電源轉(zhuǎn)換成中壓電源并滿足容量要求。主變壓器的網(wǎng)側(cè)和閥側(cè)電壓等級依據(jù)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)確定。目前使用的主

85、變壓器主要有110／35 kV、110／33 kV和110／10 kV三種。</p><p>　　為了減少城網(wǎng)電壓波動(dòng)和負(fù)荷變化對城軌中壓系統(tǒng)的電壓質(zhì)量影響，主變壓器多采用有載調(diào)壓型電力變壓器。有載調(diào)壓開關(guān)具有就地、遠(yuǎn)方操作功能。</p><p>　　1lO kV級變壓器按照絕緣介質(zhì)的不同可分為復(fù)合油絕緣式、油浸式、SF6氣體絕緣式(簡稱GIT)和樹脂澆注干式變壓器(Resin—casti

86、ng Dry．type Transformer，簡稱RCDT)。由于油浸式變壓器價(jià)格低，應(yīng)用成熟，目前均采用自冷油浸式變壓器。</p><p>　　2.2.8 配電變壓器</p><p>　　配電變壓器就是將中壓電源降壓成適合動(dòng)力照明負(fù)荷的低壓電源并滿足容量要求。根據(jù)中壓網(wǎng)絡(luò)電壓等級的不同，配電變壓器的電壓比主要分為35(33)／0．4 kv和10／0．4 kv兩種。絕緣材質(zhì)可采用絕緣油

87、、環(huán)氧樹脂和杜邦紙，相應(yīng)配電變壓器可分為油浸式變壓器、環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器和杜邦紙絕緣干式變壓器。</p><p>　　油浸式變壓器、環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器和杜邦紙絕緣干式變壓器在城網(wǎng)大量采用，但由于防火要求，城軌工程配電變壓器已不采用油浸式變壓器，而多采用環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器。由于杜邦紙絕緣產(chǎn)品承受熱沖擊的能力強(qiáng)、過負(fù)載能力大、難燃、防火性能高、對濕度，灰塵不敏感、可回收等優(yōu)勢，從而具有廣泛的適應(yīng)性，并適用

88、于防火要求高、負(fù)荷波動(dòng)大、污穢潮濕的惡劣環(huán)境中。因此，杜邦紙絕緣干式變壓器以其良好的性能和環(huán)保特點(diǎn)越來越受到關(guān)注</p><p><b>　　2.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章介紹了電力系統(tǒng)的組成部分，主要由高壓設(shè)備、中壓設(shè)備和低壓設(shè)備、高壓設(shè)備包括高壓開關(guān)設(shè)備、主變壓器；中壓設(shè)備包括中壓開關(guān)設(shè)備和配電變壓器、牽引變壓器、1500V直流開關(guān)設(shè)備；低壓

89、設(shè)備包括低壓開關(guān)設(shè)備、整流器、750V直流開關(guān)設(shè)備、繼電保護(hù)類設(shè)備。并介紹的設(shè)備的功能內(nèi)容。</p><p>　　第三章 SCADA系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1 概述</b></p><p>　　電力監(jiān)控系統(tǒng)又稱電力SCADA系統(tǒng)或者運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，往往簡稱SCADA系統(tǒng)，有時(shí)也稱PSCADA系統(tǒng)。它對城軌供電系統(tǒng)主變電所、牽引

90、變電所、降壓變電所等不同類別變電所內(nèi)的高壓66~110KV設(shè)備、中壓10~35kv設(shè)備、直流750V或直流1500V設(shè)備、低壓400V設(shè)備、交直流電源屏、排流柜、軌道電位限制裝置等對象進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對各種設(shè)備的控制、信息采集、數(shù)據(jù)分析處理、遠(yuǎn)方維護(hù)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、事故報(bào)警、畫面調(diào)閱、歷史數(shù)據(jù)查詢等功能。</p><p><b>　　3.2 一般要求</b></p><p&g

91、t;　?。?）電力監(jiān)控系統(tǒng)在控制中心應(yīng)該設(shè)有電力調(diào)度中心。如果采用電力監(jiān)控系統(tǒng)集成于綜合監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)模式，電力調(diào)度中心由綜合監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一設(shè)計(jì)。如果電力監(jiān)控系統(tǒng)是獨(dú)立建設(shè)模式，中心內(nèi)須設(shè)置一套中央監(jiān)控系統(tǒng)，采集各變電所的“三遙“信息，實(shí)現(xiàn)對全線供電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。</p><p>　　（2）中央監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成方式應(yīng)該保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，如系統(tǒng)服務(wù)器、前置數(shù)據(jù)處理機(jī)、交換機(jī)等進(jìn)行沉余配置。系

92、統(tǒng)計(jì)算機(jī)訪問模式、網(wǎng)絡(luò)配置形式等可根據(jù)當(dāng)時(shí)技術(shù)條件選擇適合于工程實(shí)際的方案。該要求適用于電力監(jiān)控系統(tǒng)獨(dú)立建設(shè)模式。</p><p>　　（3）為了滿足電力調(diào)度中心與變電所值班、維護(hù)人員的通信需求，在電力調(diào)度中心須設(shè)置電力調(diào)度電話總機(jī)，各變電所內(nèi)設(shè)電力調(diào)度電話分機(jī)。主變電所根據(jù)當(dāng)?shù)仉娏Σ块T的要求裝設(shè)與上級電力管理部門聯(lián)系的調(diào)度電話。</p><p>　?。?）電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信通道必須沉余配

93、置，主、備用通信通道應(yīng)支持手/自動(dòng)切換功能。通信接口類型可以選擇為串口或者以太網(wǎng)口等，但是其通信速率不得低于相關(guān)規(guī)范要求。當(dāng)電力監(jiān)控系統(tǒng)獨(dú)立建設(shè)時(shí)，此處通信通道指的是電力調(diào)度中心與變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)之間的通道。</p><p>　?。?）全線各變電所設(shè)置變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，各變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)均可以脫離控制中心獨(dú)立運(yùn)行。</p><p>　　（6）變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)為分層、分散式結(jié)

94、構(gòu)。根據(jù)設(shè)備功能，自動(dòng)化系統(tǒng)分為三層：間隔設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層、站級管理層。</p><p>　?。?）如果變電所為無人值守的管理模式，且經(jīng)濟(jì)條件許可，在變電所主要設(shè)備房間內(nèi)可設(shè)置閉路電視監(jiān)控裝置。在電力調(diào)度中心設(shè)置圖像監(jiān)視終端，以實(shí)時(shí)監(jiān)視變電所內(nèi)的情況。</p><p>　　（8）電力監(jiān)控系統(tǒng)軟、硬件屬于國內(nèi)成熟產(chǎn)品，應(yīng)該優(yōu)先選用技術(shù)成熟、功能完善、性能優(yōu)越、國內(nèi)領(lǐng)先的產(chǎn)品。</p&

95、gt;<p>　?。?）電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備選型應(yīng)立足于國產(chǎn)化設(shè)備。</p><p>　?。?0）各級監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)滿足電磁兼容的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)和要求。</p><p>　　（11）如果所建設(shè)的工程有遠(yuǎn)期延伸規(guī)劃，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適度預(yù)留遠(yuǎn)期擴(kuò)展裕量。</p><p><b>　　3.3 系統(tǒng)構(gòu)成</b></p><

96、p>　　采用綜合監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)模式時(shí)的系統(tǒng)構(gòu)成</p><p>　　以下內(nèi)容適用于電力監(jiān)控系統(tǒng)集成于監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)模式。</p><p>　　目前，正被廣泛采用的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，在控制中心及車站集成了電力監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)等系統(tǒng)，綜合監(jiān)控系統(tǒng)為這些不同的系統(tǒng)提供了一個(gè)綜合的信息平臺，這些系統(tǒng)的主要硬件、軟件均由綜合監(jiān)控系統(tǒng)來統(tǒng)一構(gòu)建，綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)在中心級和車站級的系統(tǒng)

97、功能。</p><p>　　綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成電力監(jiān)控系統(tǒng)后，電力監(jiān)控系統(tǒng)原先包含的電力調(diào)度中心主站系統(tǒng)、通信通道、變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、供電復(fù)示系統(tǒng)四部門中，電力調(diào)度中心主站系統(tǒng)、通信通道、供電復(fù)示系統(tǒng)均由綜合監(jiān)控系統(tǒng)來完成。</p><p>　　綜合監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成如圖3.0：</p><p>　　圖3.0 綜合監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成</p><p>&

98、lt;b>　　3.4 監(jiān)控對象</b></p><p>　　電力監(jiān)控系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)遙控、遙測、遙信等功能，應(yīng)以監(jiān)控對象為基礎(chǔ)進(jìn)行系統(tǒng)的構(gòu)建。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)該明確供電系統(tǒng)需要監(jiān)控的范圍和具體對象，然后根據(jù)這些對象的具體運(yùn)行方式、控制模式等情況進(jìn)行系統(tǒng)功能及軟硬件設(shè)計(jì)。</p><p>　　電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控對象隨不同地區(qū)外電源的電網(wǎng)現(xiàn)狀、不同類型供電系統(tǒng)建設(shè)形式而不同，監(jiān)

99、控對象需要按照供電系統(tǒng)的具體內(nèi)容而定。</p><p>　　以下類容為城軌供電系統(tǒng)典型監(jiān)控對象的主要設(shè)備監(jiān)控點(diǎn)表，包括主變電所、牽引降壓混合變電所、降壓變電所得主要設(shè)備監(jiān)控點(diǎn)，僅用于參考。具體到某個(gè)工程時(shí)，應(yīng)根據(jù)該工程的供電系統(tǒng)實(shí)際設(shè)計(jì)情況、當(dāng)?shù)仉娏φ{(diào)度部門的具體需求進(jìn)行修改、補(bǔ)充，以滿足電力調(diào)度的需要。</p><p>　　3.4.1 66~110KV設(shè)備</p><

100、;p>　　66~110KV設(shè)備監(jiān)控點(diǎn)見表3.1：</p><p><b>　　表3.1</b></p><p>　　3.4.2 主變壓器</p><p>　　主變壓器監(jiān)控點(diǎn)見表3.2：</p><p><b>　　表3.2</b></p><p>　　3.4.3 1

101、0~35KV設(shè)備</p><p>　　10~35KV設(shè)備監(jiān)控點(diǎn)見表3.3：</p><p><b>　　表3.3</b></p><p>　　3.4.4 直流750V或直流1500V設(shè)備</p><p>　　直流750V或直流1500V設(shè)備監(jiān)控點(diǎn)見表3.4：</p><p><b>　

102、　表3.4</b></p><p>　　3.4.5 400V設(shè)備</p><p>　　400V設(shè)備監(jiān)控點(diǎn)見表3.5：</p><p><b>　　表3.5</b></p><p>　　3.4.6 配電變壓器</p><p>　　配電變壓器監(jiān)控點(diǎn)見表3.6：</p>&

103、lt;p><b>　　表3.6</b></p><p>　　3.4.7 交直流電源屏</p><p>　　交直流電源屏監(jiān)控點(diǎn)見表3.7：</p><p><b>　　表3.7</b></p><p>　　3.4.8 排流柜</p><p>　　排流柜監(jiān)控點(diǎn)見表3.8

104、：</p><p><b>　　表3.8</b></p><p>　　3.4.9 軌道電位限制裝置</p><p>　　軌道電位限制裝置監(jiān)控點(diǎn)見表3.9：</p><p><b>　　表3.9</b></p><p><b>　　3.5 技術(shù)指標(biāo)</b&g

105、t;</p><p>　　系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)是指系統(tǒng)建設(shè)完成后的應(yīng)用性指標(biāo)，此指標(biāo)在系統(tǒng)建設(shè)時(shí)也作為系統(tǒng)招標(biāo)的限制性指標(biāo)，系統(tǒng)集成商的軟硬件配置需要滿足此指標(biāo)的要求。</p><p>　　以下內(nèi)容為工程設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)文件中應(yīng)該包含的技術(shù)指標(biāo)，這些指標(biāo)也應(yīng)該作為系統(tǒng)驗(yàn)收時(shí)的驗(yàn)證性指標(biāo)，用來檢測系統(tǒng)集成商所提供的產(chǎn)品是否為合格產(chǎn)品。</p><p>　　技術(shù)指標(biāo)的具體數(shù)值根據(jù)各工

106、程系統(tǒng)軟硬件的復(fù)雜程度、系統(tǒng)規(guī)模的大小而有所不同。工程設(shè)計(jì)時(shí)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)設(shè)定主要參考《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50157—2003)、《城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)》(GBl0411—2005)等規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)確定。但是由于計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，系統(tǒng)指標(biāo)也應(yīng)該結(jié)合當(dāng)前的自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)水平確定。</p><p>　　控制中心主站系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　當(dāng)電力監(jiān)控系統(tǒng)集成于綜合監(jiān)控系統(tǒng)

107、時(shí)，電力監(jiān)控系統(tǒng)將控制中心的技術(shù)指標(biāo)要求提供給綜合監(jiān)控系統(tǒng)，綜合監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足這些指標(biāo)的要求。</p><p>　　模擬量測量總誤差≤1．5％。</p><p>　　站內(nèi)事件順序記錄分辨率≤10 ms。</p><p>　　站間事件順序記錄分辨率≤20 ms。</p><p>　　系統(tǒng)平均無故障工作時(shí)間(含所有網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備)>

108、10 000 h。</p><p>　　控制中心遙控命令響應(yīng)時(shí)間(此處指控制中心遙控命令下發(fā)至智能測控裝置的出口響應(yīng)時(shí)間)≤3 s</p><p>　　控制中心遙信變位響應(yīng)時(shí)間(此處指變電所智能測控裝置入口至控制中心畫面刷新響應(yīng)時(shí)間) ≤3 s</p><p>　　畫面調(diào)用響應(yīng)時(shí)間≤3 s。</p><p>　　冗余設(shè)備切換時(shí)間≤30 s。&

109、lt;/p><p>　　遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸速率≥9．6 kbps。</p><p>　　系統(tǒng)容量：控制中心系統(tǒng)容量應(yīng)為系統(tǒng)所包含的所有變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)容量之和。</p><p>　　系統(tǒng)預(yù)留容量：在系統(tǒng)容量基礎(chǔ)上增加一定比例的預(yù)留容量，一方面用于今后的擴(kuò)容，弓一方面也有利于提高系統(tǒng)整體運(yùn)行效率，一般預(yù)留容量為30％～50％。</p><p>　　系

110、統(tǒng)誤碼率<0.00001</p><p>　　變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　模擬量測量總誤差≤1．5％。</p><p>　　站內(nèi)事件順序記錄分辨率≤lO ms。</p><p>　　系統(tǒng)平均無故障工作時(shí)間(含所有網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備)>10 000 h。</p><p>　　遙控命令響應(yīng)時(shí)間(

111、此處指變電所人機(jī)界面遙控命令下發(fā)至智能測控裝置的出口響應(yīng)時(shí)間)≤3 s。</p><p>　　遙信變位響應(yīng)時(shí)間(此處指變電所智能測控裝置入口至變電所人機(jī)界面刷新響應(yīng)時(shí)間)≤3 s。</p><p>　　畫面調(diào)用響應(yīng)時(shí)間≤3 s。</p><p>　　冗余設(shè)備切換時(shí)間≤30 S。</p><p>　　遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸速率≥9．6 kbps。<