一、系統(tǒng)概述

　　隨著城市化進(jìn)程的逐步加速，我國城市軌道交通建設(shè)未來發(fā)展有著巨大潛力。(國務(wù)院批準(zhǔn)地鐵建設(shè)有3項(xiàng)指標(biāo)——城市人口超300萬、GDP超1000億元、地方財(cái)政一般預(yù)算收入超100億元。目前全國有近50個城市達(dá)標(biāo))。伴隨投資額度的加大，城市軌道交通建設(shè)有望成為繼鐵路大規(guī)模投資之后新的投資熱點(diǎn)，城市軌道交通將成為“十二五”期間基礎(chǔ)建設(shè)投資的新貴，我國的城市軌道交通建設(shè)有望迎來黃金發(fā)展期。

　　現(xiàn)城市軌道交通的地面建設(shè)包含AFC(自動售檢票系統(tǒng))、PIS(乘客信息系統(tǒng))、BAS(環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng))、FAS(火災(zāi)消防監(jiān)控系統(tǒng))、PSD(車站屏蔽門系統(tǒng))、PSCADA(電源監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集)、MCS(主控系統(tǒng))、SIG(信號系統(tǒng))、NCS(網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng))九大系統(tǒng)，本文主要討論P(yáng)SCADA系統(tǒng)的需求、架構(gòu)及應(yīng)用。

　　二、系統(tǒng)要求

　　PSCADA(電源監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集)系統(tǒng)：包括全線由若干個變電站綜合自動化系統(tǒng)；SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的DCS與電力自動化監(jiān)控系統(tǒng)；它應(yīng)用領(lǐng)域很廣，可以應(yīng)用于電力、冶金、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。

　　地鐵行業(yè)電力監(jiān)控子系統(tǒng)與地鐵行業(yè)的綜合監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)緊密集成，實(shí)現(xiàn)PSCADA子系統(tǒng)功能，共同完成變電站主要供電設(shè)備及接觸網(wǎng)(軌)等電力設(shè)備運(yùn)行情況的分層分布遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制，處理供電系統(tǒng)的各種異常事故及報(bào)警事件，保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行，同時(shí)大大提升供電系統(tǒng)調(diào)度、管理及維修的自動化程度，提高供電質(zhì)量，保證系統(tǒng)安全、可靠地運(yùn)行。

　　地鐵變電所綜合自動化系統(tǒng)與供電系統(tǒng)的12kV開關(guān)柜、750V開關(guān)柜、0.4kV開關(guān)柜、牽引變壓器、硅整流器、配電變壓器、排流柜、雜散電流監(jiān)測裝置、牽引網(wǎng)電動隔離開關(guān)、再生能量利用裝置、鋼軌電位限制裝置等配置的綜合測控保護(hù)裝置、智能采集裝置通過通信接口連接實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控。

　　依據(jù)智能電網(wǎng)系統(tǒng)需求，對控制工控機(jī)的要求如下：

　　通過國家電科院電力四級認(rèn)證、符合IEC61850-3和IEEE1613認(rèn)證；

　　電源及接口滿足浪涌4級抗擾度、靜電4級抗擾度等要求；

電源輸入支持直流110V/220V，交流220V/50Hz供電，滿足冗余供電，支持整機(jī)不斷電更換、維護(hù)模塊電源；要求支持失電報(bào)警功能；

　　支持多種通訊接口和靈活的擴(kuò)展(10個串口：采用光電隔離電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)整機(jī)在惡劣、復(fù)雜多變的電磁環(huán)境中穩(wěn)定工作；6個網(wǎng)口；6個USB；1個VGA；1個擴(kuò)展槽)；

　　標(biāo)準(zhǔn)19寸上架無風(fēng)扇、低功耗、全密封產(chǎn)品；

　　三、系統(tǒng)描述

　　PSCADA系統(tǒng)包括全線由若干個變電站綜合自動化系統(tǒng)，該系統(tǒng)可分為兩類：

　　牽引降壓混合變電站(以下簡稱混合站)

　　降壓變電站(以下簡稱降壓站)

　　車站、車輛段牽引降壓混合變電站綜合自動化系統(tǒng)通過與本車站、車輛段的綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度中心與變電所綜合自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。

　　變電站自動化系統(tǒng)采用分層、分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)由變電站站級管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層、間隔設(shè)備層組成。系統(tǒng)以供電設(shè)備為監(jiān)控對象，通過所內(nèi)網(wǎng)絡(luò)將10kV、0.4kV交流保護(hù)測控單元、DC750V直流保護(hù)測控單元、交直流系統(tǒng)監(jiān)控單元、變壓器與整流器監(jiān)控單元、排流柜與雜散電流監(jiān)控單元、軌電位限位裝置、電動隔離開關(guān)等分散布置的間隔層設(shè)備連接起來，通過工控機(jī)進(jìn)行集中管理。

         站級管理層

　　包括安裝在控制信號盤內(nèi)的工控機(jī)、通信處理器、交換機(jī)、智能測控單元等設(shè)備組成。該層主要完成全站的數(shù)據(jù)通訊處理、人機(jī)界面、數(shù)據(jù)庫等功能，是系統(tǒng)與運(yùn)行和維護(hù)人員的接口。

　　數(shù)據(jù)通信層

　　站控級網(wǎng)絡(luò)

　　間隔級網(wǎng)絡(luò)

　　間隔設(shè)備層

　　間隔層智能設(shè)備主要包括10kV綜合保護(hù)測控單元、750V直流開關(guān)柜保護(hù)測控單元、0.4kV低壓開關(guān)柜監(jiān)控單元、制動能量消耗裝置監(jiān)控單元、雜散電流監(jiān)控單元、整流器監(jiān)控單元、交直流電源系統(tǒng)監(jiān)控單元、整流變壓器溫控器、動力變壓器溫控器，所有智能設(shè)備由通信方式接入綜合自動化系統(tǒng)。

　　研祥電力行業(yè)專業(yè)級全密封工控機(jī)SPC-8231主要承擔(dān)地鐵PSCADA體統(tǒng)中運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計(jì)處理；數(shù)據(jù)信息分層、分流交換自動化控制；變電站運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)能即時(shí)提供故障報(bào)警功能，指出故障問題點(diǎn)等等。

　　研祥全新的SPC-8231產(chǎn)品符合地鐵PSCADA設(shè)備應(yīng)用重要指標(biāo)：

　　通過國家電科院電力四級認(rèn)證、符合IEC61850-3和IEEE1613認(rèn)證

　　IEC61850-3認(rèn)證保證了在變電站中使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的抗電磁干擾能力，IEEE1613標(biāo)準(zhǔn)則闡明了通訊互聯(lián)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境和測試要求。通過IEC61850-3和IEEE1613專業(yè)認(rèn)證的，能夠與變電站內(nèi)的不同設(shè)備進(jìn)行通訊。

　　滿足電力行業(yè)EMC指標(biāo)

　　電源及接口具有浪涌4級抗擾度、靜電4級抗擾度等高EMC性能，同時(shí)滿足行業(yè)中絕緣性能的要求，并且串口采用電子隔離設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)整機(jī)在惡劣、復(fù)雜多變的電磁環(huán)境中穩(wěn)定工作。

　　支持交直流電壓輸入、電源供電冗余

　　電源輸入支持直流110V/220V，交流220V/50Hz供電，且采用可熱拔插冗余模塊電源，支持整機(jī)不斷電更換、維護(hù)模塊電源。

　　多種通訊接口和靈活的擴(kuò)展

　　6個USB2.0接口，6個千兆網(wǎng)口、10個隔離的RS-232/422/485串口；1個VGA接口，1個MiniPCIE插槽(不支持USB設(shè)備)，1個CFast卡插槽，1個2.5寸硬盤接口(可兼容1.8寸SSD硬盤)，1個客戶自定義功能接口；配置各接口狀態(tài)指示燈，可準(zhǔn)確監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、串口、電源及整機(jī)工作狀態(tài)；同時(shí)1個面向用戶開放的行業(yè)I/O擴(kuò)展槽方便用戶根據(jù)需要自行選擇I/O模塊。

　　采用模塊化設(shè)計(jì)

　　客戶可根據(jù)實(shí)際使用情況，配置串口功能模塊，實(shí)現(xiàn)RS-232/RS-422/RS-485模式靈活切換；預(yù)留PCI-104擴(kuò)展卡插槽及支架，客戶可配置行業(yè)功能擴(kuò)展卡，通過自定義接口實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展。(*注意：擴(kuò)展卡必須采用浮地設(shè)計(jì))；核心板、串口模塊、模塊電源均可單獨(dú)訂購。

　　失電報(bào)警功能

　　由于各種原因造成用電設(shè)備供電故障或供電中斷時(shí)，能夠及時(shí)、主動發(fā)出告警信號，避免設(shè)備由于失電停運(yùn)而造成的損失。

　　四、結(jié)論

　　地鐵PSCADA應(yīng)用專業(yè)級產(chǎn)品推薦：

　　本文論述了地鐵PSCADA綜合變電站綜合自動化系統(tǒng)的特征、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用。綜合變電站綜合自動化系統(tǒng)是一個系統(tǒng)工程，要實(shí)現(xiàn)全部自動化變電站自動化的功能，還有許多技術(shù)問題需要攻關(guān)解決，研祥將結(jié)合國家發(fā)展規(guī)劃及地鐵行業(yè)應(yīng)用需求，不斷的推出更專業(yè)的產(chǎn)品滿足未來智能電網(wǎng)自動化系統(tǒng)。