【導(dǎo)讀】題目軌道交通供電系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)應(yīng)用論文。專業(yè)電氣工程及其自動化。二零一五年四月五日

　　

【正文】 圖 綜合監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu) 成 第三章 SCADA 系統(tǒng)的設(shè)計 23 監(jiān)控對象 電力監(jiān)控系統(tǒng)要實現(xiàn)遙控、遙測、遙信等功能，應(yīng)以監(jiān)控對象為基礎(chǔ)進行系統(tǒng)的構(gòu)建。在系統(tǒng)設(shè)計時，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)這些對象的具體運行方式、控制模式等情況進行系統(tǒng)功能及軟硬件設(shè)計。 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)控對象需要按照供電系統(tǒng)的具體內(nèi)容而定。 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，僅用于參考。具體到某個工程時，應(yīng)根據(jù) 該工程的供電系統(tǒng)實際設(shè)計情況、當(dāng)?shù)仉娏φ{(diào)度部門的具體需求進行修改、補充，以滿足電力調(diào)度的需要。 66~110KV 設(shè)備 66~110KV 設(shè)備監(jiān)控點見表 ： 表 設(shè)備 監(jiān)控要求 進線開關(guān)柜 斷路器的合閘、分閘控制、保護復(fù)歸控制 斷路器的合、分狀態(tài) 斷路器手車的工作、試驗、抽出位置 隔離開關(guān)閉合、打開、接地位置 帶電顯示信號 斷路器故障跳閘 轉(zhuǎn)換開關(guān)位置 接地隔離開關(guān)位置 進線電壓 回路電流 進線功率因素 頻率 避雷器動作次數(shù) 避雷器動 作狀態(tài) SF6 氣體底 脫口電路狀態(tài) 諧波電流 主變壓器饋 斷路器的合閘、分閘控制、保護復(fù)歸控華南理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計 說明書 ） 24 出柜 制 斷路器的合、分狀態(tài) 斷路器手車的工作、試驗、抽出位置 隔離開關(guān)閉合、打開、接地位置 帶電顯示信號 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 無功功率 有功電度 無功電度 主變壓器 主變壓器監(jiān)控點見表 ： 表 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 10~35KV 設(shè)備監(jiān)控點見表 ： 表 設(shè)備 監(jiān)控要求 進線開關(guān)柜 斷路器的合閘、分閘控制、保護復(fù)歸控制 斷路器的合、分狀態(tài) 斷路器手車的工作、試驗、抽出位置 PT 手車的工作、試驗、抽出位置 第三章 SCADA 系統(tǒng)的設(shè)計 25 PT 斷線信號 隔離開關(guān)閉合、打開、接地位置 帶電顯示信號 斷路器故障跳閘 轉(zhuǎn)換開關(guān)位置 接地隔離開關(guān)位置 進線電壓 回路電流 回路有功功率 回路無功功率 進 線功率因數(shù) 回路電度計量 避雷器動作次數(shù) 避雷器動作狀態(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、保護復(fù)歸控制 斷路器的合、分狀態(tài) 斷路器手車的工作、試驗、抽出位置 隔離開關(guān)閉合、打開、接地位置 帶電顯示信號 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 避雷器動作次數(shù) 避雷器動作狀態(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、保護復(fù)歸控制 斷路器的合、分狀態(tài) 華南理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計 說明書 ） 26 斷路器手車的工作、試驗、抽出位置 隔離開關(guān)閉合、打開、接地位置 帶電顯示信號 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 回路無功功率 回路電度計量 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、保護復(fù)歸控制 斷路器的合、分狀態(tài) 斷路器手車的工作、試驗、抽出位置 隔離開關(guān)閉合、打開、接地位置 帶電顯示信號 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、保護復(fù)歸控制 斷路器的合、分狀態(tài) 斷路器手車的工作、試驗、抽出位置 隔離開關(guān)閉合、打開、接地位置 帶電顯示信號 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 第三章 SCADA 系統(tǒng)的設(shè)計 27 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 直流 750V 或直流 1500V設(shè)備 直流 750V 或直流 1500V 設(shè)備監(jiān)控點見表 ： 表 設(shè)備 監(jiān)控要求 牽引整流機組 牽引變壓器過溫報警 牽引變壓器超溫跳閘 硅整流器跳閘故障信號 硅整流器溫度高 硅整流器單向?qū)ㄑb置故障 直流進線柜 直流斷路器合閘、分閘控制、保護復(fù)歸控制 直流斷路器合、分狀態(tài) 直流斷路器手車的工作、試驗、抽出位置 斷路器故障跳閘信號 直流母線電壓 裝換開關(guān)位置 直流總閘電流 脫口電路狀態(tài) 正負母線避雷器動作次數(shù) 正負母線避雷器動作狀態(tài) 母線避雷器動作次數(shù) 母線避雷器動作狀態(tài) 直流負極柜 隔離開 關(guān)合、分狀態(tài) 直流設(shè)備框架保護動作 直流饋線柜 直流斷路器的合閘、分閘控制、保護復(fù)歸控制 直流斷路器的合、分狀態(tài) 直流斷路器手車的工作、試驗、抽出位置 斷路器故障跳閘信號 直流分閘電流 轉(zhuǎn)換開關(guān)位置 華南理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計 說明書 ） 28 脫口電路狀態(tài) 車輛段維修庫緊急按鈕跳閘（僅限于車輛段牽引變電所） 自動重合閘失敗 斷路器閉鎖信號 直流隔離開關(guān)設(shè)備 電動隔離開關(guān)的合閘、分閘控制 電動隔離開關(guān)的合、分狀態(tài) 轉(zhuǎn)換開關(guān)位置 縱聯(lián)電動隔離開關(guān)的合、分狀態(tài) 縱聯(lián)電動隔離開關(guān)的合閘、分閘控制 轉(zhuǎn)換開關(guān)位置 避雷器動作次數(shù)（僅限于地面或者高架工程） 避雷器動作狀態(tài)（僅限于地面或者高架工程） 手動隔離開關(guān)狀態(tài) 400V 設(shè)備 400V 設(shè)備監(jiān)控點見表 ： 表 設(shè)備 監(jiān)控要求 進線柜 進線斷路器的合閘、分閘控制 斷路器的合、分狀態(tài) 斷路器的工作、試驗、斷開位 斷路器故障跳閘信號 裝換開關(guān)位置 進線電流 進線線電壓 進線相電壓 進線有功功率 進線無功功率 進線電度計量 進線功率因素 饋線柜 饋線斷路器合閘、分閘控制 饋線斷路器合、分狀態(tài) 饋線斷路器工作、試驗、分閘位置 裝換開關(guān)位置 第三章 SCADA 系統(tǒng)的設(shè)計 29 三級負荷總開關(guān)合閘、分閘控制 三級負荷總開關(guān)合、分閘狀態(tài) 三級負荷總開關(guān)工作、斷開位置 三級負荷總開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)位置 母聯(lián)分段柜 母聯(lián)分段斷路器的合閘、分閘 母聯(lián)分段斷路器的合、分狀態(tài) 母聯(lián)分段斷路器工作、試驗、斷開位置 斷路器故障跳閘信號 裝換開關(guān)位置 母線分段斷路器電流 配電變壓器 配電變壓器監(jiān)控點見表 ： 表 設(shè)備 監(jiān)控要求 配電變壓器 變壓器過溫報警 變 壓器超溫跳閘 交直流電源屏 交直流電源屏監(jiān)控點見表 ： 表 設(shè)備 監(jiān)控要求 交直流電源屏 直流輸出欠壓 直流輸出過壓 直流對地絕緣 交流進線開關(guān)狀態(tài) 浮充失敗 直流屏進線斷路器合、分狀態(tài) 饋出斷路器合分狀態(tài) 饋線電壓 電源屏故障總信號 排流柜 排流柜監(jiān)控點見表 ： 表 設(shè)備 監(jiān)控要求 華南理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計 說明書 ） 30 排流柜 排流動作元件狀態(tài) 排流電流 參比電極電壓 軌道電位限制裝置 軌道電位限制裝置監(jiān)控點見表 ： 表 設(shè)備 監(jiān)控要求 軌道電位限制裝置 接地動作元件狀態(tài) 軌道對地電位 接地動作元件動作次數(shù) 技術(shù)指標(biāo) 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。 以下內(nèi)容為工程設(shè)計時設(shè)計文件中應(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)驗收時的驗證性指標(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。 技術(shù)指標(biāo)的具體數(shù)值根據(jù)各工程系統(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)計時系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)設(shè)定主要參 考《地鐵設(shè)計規(guī)范》 (GB50157— 2020)、《城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)》 (GBl0411— 2020)等規(guī)范和標(biāo)準確定。但是由于計算機與網(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)前的自動化系統(tǒng)技術(shù)水平確定。 控制中心主站系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo) 當(dāng)電力監(jiān)控系統(tǒng)集成于綜合監(jiān)控系統(tǒng)時，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)計時必須滿足這些指標(biāo)的要求。 ① 模擬量測量總誤差≤ 1． 5％。 ② 站內(nèi)事件順序記錄分辨率≤ 10 ms。 ③ 站間事件順序記錄分辨率≤ 20 ms。 ④ 系統(tǒng)平均無故障工作時間 (含 所有網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備 )10 000 h。 ⑤ 控制中心遙控命令響應(yīng)時間 (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)時間 )≤ 3 s ⑥ 控制中心遙信變位響應(yīng)時間 (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)時間 ) ≤ 3 s ⑦ 畫面調(diào)用響應(yīng)時間≤ 3 s。 ⑧ 冗余設(shè)備切換時間≤ 30 s。 ⑨ 遠動數(shù)據(jù)傳輸速率≥ 9． 6 kbps。 第三章 SCADA 系統(tǒng)的設(shè)計 31 ⑩ 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化系統(tǒng)容量之和。 ? 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容，弓一方面也有利于提高系統(tǒng)整體運行效率 ，一般預(yù)留容量為 30％～50％。 ? 系統(tǒng)誤碼率 變電所綜合自動化系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo) ① 模擬量測量總誤差≤ 1． 5％。 ② 站內(nèi)事件順序記錄分辨率≤ lO ms。 ③ 系統(tǒng)平均無故障工作時間 (含所有網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備 )10 000 h。 ④ 遙控命令響應(yīng)時間 (此處指變電所人機界面遙控命令下發(fā)至智能測控裝置的出口響應(yīng)時間 )≤ 3 s。 ⑤ 遙信變位響應(yīng)時間 (此處指變電所智能測控裝置入口至變電所人機界面刷新響應(yīng)時間 )≤ 3 s。 ⑥ 畫面調(diào)用響應(yīng)時間≤ 3 s。 ⑦ 冗余設(shè)備切換時間≤ 30 S。 ⑧ 遠動數(shù)據(jù)傳輸速率≥ 9． 6 kbps。 ⑨ 系統(tǒng)容 量：變電所綜合自動化系統(tǒng)的容量根據(jù)變電所內(nèi)所包含的具體監(jiān)控對象 ⑩ 系統(tǒng)預(yù)留容量：變電所綜合自動化系統(tǒng)容量的預(yù)留原則，與控制中心系統(tǒng)容量 的預(yù)留原則一致。 中央監(jiān)控系統(tǒng) 中央監(jiān)控系統(tǒng)的功能 中央監(jiān)控系統(tǒng)，即電力調(diào)度中心主站系統(tǒng)，簡稱電力調(diào)度中心，其功能主要有控制、數(shù)據(jù)采集處理、顯示、報警、查詢等。 工程設(shè)計時，系統(tǒng)功能不限定于以下內(nèi)容，可以根據(jù)工程實際情況及用戶要求進行調(diào)整。 控制及操作功能 1）遙控功能 系統(tǒng)遙控功能，即在電力調(diào)度中心對接入系統(tǒng)的任何一個可遙控的對象進行合、分遙控。遙控操作執(zhí)行嚴格的權(quán)限管理，執(zhí)行遙控必須是有操作權(quán)限或經(jīng)過授權(quán)的工作人員。 為了避免誤操作，在同一時刻，對同一控制對象系統(tǒng)只允許有一個遙控操作進行，同時所有的遙控操作都必須保存到系統(tǒng)日志中。 華南理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計 說明書 ） 32 遙控可分為單控、程控，并可根據(jù)用戶要求自定義被控制設(shè)備及其操作順序，上述控制方式可以根據(jù)電力調(diào)度員的要求設(shè)置手動確認功能。在同一時間，當(dāng)多個工作站對同一設(shè)備進行遙控操作時，根據(jù)用戶的權(quán)限確定遙控的優(yōu)先級。 （ 1）單獨控制 控制過程分兩步進行。 第一步，首先調(diào)出被控站的主接線圖，選擇控制對象。如果選擇成功，此 時彈出被選中的對象的確認畫面，所選對象分別在工作站顯示器閃爍。如果選擇失敗，也在顯示器上提示，同時工作站顯示器恢復(fù)原狀態(tài)顯示。只有當(dāng)選擇成功后，方可進行后續(xù)操作。 第二步，在被選中對象的確認畫面上，按下執(zhí)行鍵，系統(tǒng)自動執(zhí)行返校。如果返校失敗，系統(tǒng)給出提示信息；如果返校成功，系統(tǒng)發(fā)出執(zhí)行命令。如果遙控成功，則工作站顯示器上開關(guān)狀態(tài)刷新，停閃；如果執(zhí)行失敗，則工作站顯示器上開關(guān)恢復(fù)原狀態(tài)顯示。 無論執(zhí)行成功或失敗，都有操作記錄，內(nèi)容包括操作員標(biāo)識、控制對象、命令發(fā)出時間、遙控性質(zhì)、執(zhí)行結(jié)果等，并可在事件打印機上 打印，成功操作打印顏色為黑色，失敗操作打印顏色為紅色。 上述操作過程有選擇倒計時和執(zhí)行倒計時，并有限時失效功能。 (2)程序控制 程序控制是按照一定順序和條件執(zhí)行的一系列遙控操作。程控種類分為：標(biāo)準控制序列、 自定義控制序列。 ①標(biāo)準控制序列。 變電所或多個變電所的多個受控對象按