【正文】 市軌道交通線路18條，線路總長(zhǎng)度約468km。直到20世紀(jì)80年代，中國(guó)城市僅有北京地鐵40KM。 power monitoring system。電力監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）對(duì)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400V設(shè)備、交直流電源屏、排流柜、軌道電位限制裝置等對(duì)象進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)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。3參考文獻(xiàn)目錄目錄 5摘要 7第一章 概述 9 國(guó)內(nèi)城市軌道交通的發(fā)展 9 軌道交通供電系統(tǒng)的重要性及其要求 10 系統(tǒng)的總體功能 10 系統(tǒng)的基本要求 11 供電系統(tǒng)的構(gòu)成 12 SCADA系統(tǒng)的角色和意義 13 本設(shè)計(jì)的主要工作 14第二章 軌道交通供電系統(tǒng)介紹 15 設(shè)備分類 15 設(shè)備的功能和型式 15 高壓開關(guān)設(shè)備 15 中壓開關(guān)設(shè)備 15 低壓開關(guān)設(shè)備 17 直流開關(guān)柜 19 微機(jī)保護(hù)裝置 19 本章小結(jié) 21第三章 SCADA系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22 概述 22 一般要求 22 系統(tǒng)構(gòu)成 23 監(jiān)控對(duì)象 25 66~110KV設(shè)備 25 主變壓器 26 10~35KV設(shè)備 26 直流750V或直流1500V設(shè)備 28 400V設(shè)備 30 配電變壓器 31 交直流電源屏 31 排流柜 31 軌道電位限制裝置 31 技術(shù)指標(biāo) 32 控制中心主站系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo) 32 變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo) 32 中央監(jiān)控系統(tǒng) 33 中央監(jiān)控系統(tǒng)的功能 33 中央監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置方案 48 中央監(jiān)控系統(tǒng)硬件配置方案 50 系統(tǒng)軟件配置方案 51 供電復(fù)示系統(tǒng) 51 系統(tǒng)功能 51 系統(tǒng)構(gòu)成 53 通道方案 53 通道 53 電力監(jiān)控系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置時(shí)的通道要求 53 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 53 電力監(jiān)控系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)系及接口 53 系統(tǒng)間硬件關(guān)系及接口分界 54 系統(tǒng)間軟件關(guān)系 54 電力監(jiān)控系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)系綜述 55 本章小結(jié) 55結(jié)論 56參考文獻(xiàn) 57致謝 58摘要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(yíng)設(shè)備提供電能的重要任務(wù)。指導(dǎo)教師意見：畢業(yè)論文指導(dǎo)委員會(huì)意見：要求： 選題合理，有研究?jī)r(jià)值與實(shí)際意義。根據(jù)這些要求與技術(shù)指標(biāo)。因而，城市供電系統(tǒng)對(duì)城市軌道交通的安全運(yùn)營(yíng)、節(jié)能降耗具有直接的影響。這個(gè)論文課題解答了軌道供電系統(tǒng)（SCADA)監(jiān)控的對(duì)象、系統(tǒng)技術(shù)和系統(tǒng)建設(shè)模式等內(nèi)容。搭建一個(gè)可靠的電力監(jiān)控系統(tǒng)，使軌道交通能夠可靠的、安全的運(yùn)營(yíng)，為人民服務(wù)。 結(jié)合本人工作實(shí)際和專業(yè)知識(shí)要撰寫不少于300字的開題報(bào)告，包括：論文選題的意義和論文主要內(nèi)容及工作安排等。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。實(shí)時(shí)對(duì)設(shè)備的進(jìn)行監(jiān)控、監(jiān)測(cè)，保證軌道交通的正常運(yùn)作。 monitoring。隨著我國(guó)國(guó)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(zhǎng)， 截止到2007年底，全國(guó)（不包括臺(tái)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(zhǎng)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(zhǎng)度已超過(guò)700km。同樣，上海2010年之前，將建成城市軌道交通線路11條，線路總長(zhǎng)度約416km。此外，還有100km/h，120km/h不同等級(jí)的市域快線等。 系統(tǒng)的總體功能城軌供電系統(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：（1） 供電服務(wù)功能供電系統(tǒng)是為城市軌道交通安全運(yùn)營(yíng)服務(wù)的，其職責(zé)是保證所有電氣用戶安全、可靠地用電。雙電源是構(gòu)成供電系統(tǒng)的主要原則，當(dāng)一路電源故障時(shí)，另一路電源應(yīng)能保證正常供電。系統(tǒng)的各級(jí)保護(hù)應(yīng)當(dāng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性、速度性的要求。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)。（7）電磁兼容功能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(duì)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。 系統(tǒng)的基本要求城軌供電系統(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。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、牽引整流器、斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電纜等方面。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。根據(jù)城市軌道交通可靠性要求，供電系統(tǒng)應(yīng)滿足“N1準(zhǔn)則”，又稱單一故障安全準(zhǔn)則。設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)業(yè)主建設(shè)需求的首要環(huán)節(jié)。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(yíng)成本，爭(zhēng)取得到最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)采用先進(jìn)的理念。腐蝕防護(hù)系統(tǒng)。(2)全線系統(tǒng)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。上網(wǎng)電纜及回流電纜由牽引變電所負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。接觸網(wǎng)隔離開關(guān)、回流箱及尾線由接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)。它對(duì)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400V設(shè)備、交直流電源屏、排流柜、鋼軌電位限制裝置等對(duì)象進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)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。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。 本設(shè)計(jì)的主要工作本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)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)。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。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。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sF6氣體的純潔度。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。（2）開關(guān)柜型式按照電氣絕緣介質(zhì)可分為空氣絕緣開關(guān)柜、復(fù)合絕緣開關(guān)柜和SF6氣體絕緣開關(guān)柜。GIS(Cubicle Type—GIS)開關(guān)柜。對(duì)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。(3)斷路器類型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。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)。但sF6氣體在電弧作用下，小部分會(huì)被分解，生成一些有毒的低氟化物，如sOFsFsOF4和s02F2等，對(duì)身體健康有影響，對(duì)金屬部件也有腐蝕和劣化作用，因此，sF6斷路器對(duì)加工精度要求高，需要具備非常良好的密封性能。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。 低壓開關(guān)設(shè)備（1）功 能低壓開關(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。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)能前接線或后接線，接線端子規(guī)格及固定的牢靠性能滿足所連接電纜的需要。無(wú)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(duì)其他安裝單元產(chǎn)生影響，擴(kuò)大故障范圍。(3)低壓斷路器類型低壓斷路器主要用于配電線路和電氣設(shè)備的過(guò)載、失壓和短路保護(hù)。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。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。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)裝置中預(yù)先設(shè)定的門檻值進(jìn)行比較，當(dāng)超過(guò)限定值，裝置可發(fā)出報(bào)警信號(hào)或驅(qū)動(dòng)開關(guān)操作機(jī)構(gòu)分閘線圈，使斷路器跳閘。微機(jī)保護(hù)裝置一般不會(huì)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。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(guò)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)列車所需要的直流電源。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(duì)直流輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，使直流輸出電壓恒定輸出。 主變壓器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。有載調(diào)壓開關(guān)具有就地、遠(yuǎn)方操作功能。根據(jù)中壓網(wǎng)絡(luò)電壓等級(jí)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。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(lái)越受到關(guān)注 本章小結(jié)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。 一般要求（1）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。系統(tǒng)計(jì)算機(jī)訪問(wèn)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。（4）電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信通道必須沉余配置，主、備用通信通道應(yīng)支持手/自動(dòng)切換功能。（6）變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)為分層、分散式結(jié)構(gòu)。（8）電力監(jiān)控系統(tǒng)軟、硬件屬于國(guó)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(guó)內(nèi)領(lǐng)先的產(chǎn)品。 系統(tǒng)構(gòu)成采用綜合監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)模式時(shí)的系統(tǒng)構(gòu)成以下內(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。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(duì)象，然后根據(jù)這些對(duì)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)。 66~110KV設(shè)備66~：設(shè)備監(jiān)控要求進(jìn)線開關(guān)柜斷路器的合閘、分閘控制、保護(hù)復(fù)歸控制斷路器的合、分狀態(tài)斷路器手車的工作、試驗(yàn)、抽出位置隔離開關(guān)閉合、打開、接地位置帶電顯示信號(hào)斷路器故障跳閘轉(zhuǎn)換開關(guān)位置接地隔離開關(guān)位置進(jìn)線電壓回路電流進(jìn)線功率因素頻率避雷器動(dòng)作次數(shù)避雷器動(dòng)作狀態(tài)SF6氣體底脫口電路狀態(tài)諧波電流主變壓器饋出柜斷路器的合閘、分閘控制、保護(hù)復(fù)歸控制斷路器的合、分狀態(tài)斷路器手車的工作、試驗(yàn)、抽出位置隔離開關(guān)閉合、打開、接地位置帶電顯示信號(hào)斷路器故障跳閘轉(zhuǎn)換開關(guān)位置接地隔離開關(guān)位置回路電流SF6氣體底脫口電路狀態(tài)有功功率無(wú)功功率有功電度無(wú)功電度 主變壓器：設(shè)備監(jiān)控要求主變壓器油 溫有載調(diào)壓開關(guān)分接頭位置主變壓器有載調(diào)壓開關(guān)分接頭位置的升、降、停 10~35KV設(shè)備10~：設(shè)備監(jiān)控要求進(jìn)線開關(guān)柜斷路器的合閘、分閘控制、保護(hù)復(fù)歸控制斷路器的合、分狀態(tài)斷路器手車的工作、試驗(yàn)、抽出位置PT手車的工作、試驗(yàn)、抽出位置PT斷線信號(hào)隔離開關(guān)閉合、打開、接地位置帶電顯示信號(hào)斷路器故障跳閘轉(zhuǎn)換開關(guān)位置接地隔離開關(guān)位置進(jìn)線電壓回路電流回路有功功率回路無(wú)功功率進(jìn)線功率因數(shù)回路電度計(jì)量避雷器動(dòng)作次數(shù)避雷器動(dòng)作狀態(tài)SF6氣體低脫口電路狀態(tài)諧波電流（僅限于電源開閉所）饋線開關(guān)柜斷路器的合閘、分閘控制、保護(hù)復(fù)歸控制斷路器的合、分狀態(tài)斷路器手車的工作、試驗(yàn)、抽出位置隔離開關(guān)閉合、打開、接地位置帶電顯示信號(hào)斷路器故障跳閘轉(zhuǎn)換開關(guān)位置接地隔離開關(guān)位置回路電流避雷器動(dòng)作次數(shù)避雷器動(dòng)作狀態(tài)SF6氣體底脫口電路狀態(tài)牽引變壓器饋出柜斷路器的合閘、分閘控制、保護(hù)復(fù)歸控制斷路器的合、分狀態(tài)斷路器手車的工作、試驗(yàn)、抽出位置隔離開關(guān)閉合、打開、接地位置帶電顯示信號(hào)斷路器故障跳閘轉(zhuǎn)換開關(guān)位置接地隔離開關(guān)位置回路電流回路有功功率回路無(wú)功功率回路電度計(jì)量SF6氣體低脫口電路狀態(tài)配電變壓器饋出柜斷路器的合閘、分閘控制、保護(hù)復(fù)歸控制斷路器的合、分狀態(tài)斷路器手車的工作、試驗(yàn)、抽出位置隔離開關(guān)閉合、打開、接地位置帶電顯示信號(hào)斷路器故障跳閘轉(zhuǎn)換開關(guān)位置接地隔離開關(guān)位置回路電流SF6氣體低脫口電路狀態(tài)母線分段開關(guān)柜斷路器的合閘、分閘控制、保護(hù)復(fù)歸控制斷路器的合、分狀態(tài)斷路器手車的工作、試驗(yàn)、抽出位置隔離開關(guān)閉合、打開、接地位置帶電顯示信號(hào)斷路器故障跳閘轉(zhuǎn)換開關(guān)位置接地隔離開關(guān)位置回路電流SF6氣體低脫口電路狀態(tài)母聯(lián)分段隔離柜接地隔離開關(guān)位置隔離開關(guān)閉合、打開、接地位置帶電顯示信號(hào) 直流750V或直流1500V設(shè)備：設(shè)備監(jiān)控要求牽引整流機(jī)組牽引變壓器過(guò)溫報(bào)警牽引變壓器超溫跳閘硅整流器跳閘故障信號(hào)硅整流器溫