电力监控系统在不同通信方式下设备调试

胡志山

中铁六局集团电务工程有限公司 北京 100070

摘 要：供电系统作为城市轨道交通中动力保障，与轨道交通的正常安全运行息息相关。电力监控系统，简称“PSCADA”，采用先进的科学技术手段对供电系统运行状态进行实时监控，从而保证供电系统安全、稳定运行。供电系统中通过对各个子系统设备的遥控、遥测、遥信等方式，实现整个电力监控系统的监控功能。由于供电系统设备类别较多，接口较多，与电力监控系统之间的数据交换方式各不相同。为解决供电设备与电力监控系统设备之间的数据交换问题，目前主要采用硬接线、现场总线通信方式。本文结合实际应用主要围绕电力监控系统在不同通信方式下的调试方法作简要分析说明。

关键词：供电系统 电力监控 通信方式

Abstract

The power supply system as the power guarantee in urban rail transit is closely related to the normal and safe operation of rail transit. The power monitoring system, abbreviated as "PSCADA", uses advanced scientific and technological means to monitor the operation status of the power supply system in real time to ensure the safe and stable operation of the power supply system. The power supply system realizes the monitoring function of the entire power monitoring system through remote control, telemetry, and remote signaling of various subsystem devices. Since there are many types of power supply system equipment and many interfaces, the data exchange methods with the power monitoring system are different. In order to solve the data exchange problem between power supply equipment and power monitoring system equipment, hard wiring and field bus communication methods are currently mainly used. In this paper, combined with the actual application, a brief analysis and explanation is mainly made about the debugging methods of the power monitoring system under different communication methods.

Keywords: Power supply system Power monitoring Way of communication

前言

随着现代社会的快速发展，越来越多的人选择轨道交通出行方式。在城市轨道交通中，供电系统的正常运行是安全保障的基础，通过电力监控系统实时监控，实现供电系统稳定运行。电力监控系统主要由控制中心中央监控系统、通讯信道、变电所综合自动化三部分组成。电力监控系统凭借着独特的优势，将地铁运行中的各项原始数据整合在一起，并按照相应的原则对其进行分配，提高了工作配置的科学性^[1]。

1 电力监控系统的调试

电力监控系统对轨道交通供电系统主变、牵变及降压变电所等不同类别变电所内的高压、中压、直流、低压设备，以及交直流电源屏、排流柜、钢轨电位限制器等进行监控。通过采集、监视、控制等环节，保障系统的正常运行。电力监控系统对供电设备各种信息、数据、功能进行测试的同时，还要与其他系统的接口做相关测试。供电系统设备类别较多，接口较多与电力监控系统之间的数据交换方式各不相同。为解决供电设备与电力监控系统设备之间的数据交换问题，目前主要采用硬接线、现场总线通信。本文结合实际应用，通过越南河内城市轨道交通吉灵—河东线项目不同通信方式在电力监控系统设备测试过程中的应用。1.1

通过硬线连接直接进行监控的供电设备的测试

以DC750V上网电动隔离开关为例进行联调联试。

1.1.1 DC750V上网电动隔离开关测试

1、一般遥信输入功能检查

开关位置改变，中间继电器动作，检查相应控制信号屏面上的信号指示灯、屏内监控单元人机接口界面、车站综合控制室综合监控计算机显示屏上相关信号是否正确。

2、控制输出功能检查

1）将上网电动隔离开关的控制档位转到“远方”位置，在控制信号屏的监控单元上对隔离开关进行分/合操作，检查隔离开关操作机构是否动作，相关位置信号转换是否正确，相应控制信号屏面上的信号指示灯、屏内监控单元人机接口界面相关信号是否正确。

2）将上网电动隔离开关的控制档位转到“当地”位置，在控制信号屏的监控单元上对隔离开关进行分/合操作，检查确认是否有分/合闸条件不满足的相关提示信息，相应控制信号屏的监控单元人机接口界面相关信号是否正确。

1.2 通过现场总线进行监控的22kV供电设备的测试

以22kV进线柜为例。

1、一般遥信信号对象检查

柜内综合保护测控装置上电运行，检查相应控制信号屏的主控管理单元人机接口界面上的相应 “装置通信故障”信号是否及时复归。

开关位置改变，中间继电器动作，变电所模拟I/0输入，检查相应控制信号屏的主控管理单元人机接口界面上的相关信号是否正确。

人为将断路器的分/合闸回路断开，检查控制信号屏的主控管理单元人机接口界面上的相关的“分/合闸回路故障”信号是否正确。

2、装置保护动作遥信信号对象检查

通过继电保护测试仪，在综合保护测控装置电压、电流输入端子上加上模拟的故障电压、电流信号，装置保护动作后检查相应控制信号屏的主控管理单元人机接口界面上的相关保护动作信号是否正确。

3、远方控制功能检查

1）将断路器的控制档位转到“远方”位置。

在控制信号屏的主控管理单元对开关柜的断路器进行远方分/合操作，检查断路器操作机构是否动作，相关位置信号是否正确切换，控制信号屏的主控管理单元人机接口界面上的相关位置信号是否正确。

2）将断路器的控制档位转到“当地”位置。

在控制信号屏的主控管理单元上对开关柜的断路器进行分/合操作，检查确认有否分/合闸条件不满足的相关提示信息，控制信号屏的主控管理单元人机接口界面上的相关信号是否正确。

4、装置遥测信号对象检查

通过继电保护测试仪，在综合保护测控装置电压、电流输入端子上加上模拟的电压、电流信号，检查相应控制信号屏的主控管理单元人机接口界面上的相应的显示数据是否准确。

1.3 通过现场总线进行监控的DC750V供电设备的测试

以进线开关柜为例进行测试。

柜内综合保护测控装置SEPCOS（I）状态检查

在该装置不带电情况下，检查相应控制信号屏的监控单元人机接口界面上的相应的“装置通信故障”信号是否正确。

一般遥信信号对象检查

1)柜内综合保护测控装置SEPCOS（I）上电运行，检查相应控制信号屏的监控单元人机接口界面上的相应的“装置通信故障”信号是否及时复归。

2)开关位置改变，中间继电器动作，变电所模拟I/0输入，检查相应控制信号屏的监控单元人机接口界面上的相关信号是否正确。

装置保护动作遥信信号对象检查

通过继电保护测试仪，在柜体内的框架泄漏保护装置的电压、电流输入端子上加上模拟的故障电压、电流信号，装置保护动作后检查相应控制信号屏的监控单元人机接口界面上的相关保护动作信号是否正确。

1.4远方控制功能检查

1)将柜内电动隔离开关的控制档位转到“远方”位置

在控制信号屏的监控单元上对开关柜的电动隔离开关进行远方分/合操作，检查隔离开关操作机构是否动作，相关位置信号是否转换正确，控制信号屏的监控单元人机接口界面上的相关位置信号是否正确。

2)将柜内电动隔离开关的控制档位转到“当地”位置

在控制信号屏的监控单元上对电动隔离开关进行分/合操作，确认有分/合闸条件不满足的相关提示信息，检查控制信号屏的监控单元人机接口界面上的相关信号是否正确。

1.5装置遥测信号对象检查

通过继电保护测试仪，在综合保护测控装置电压、电流输入端子上加上模拟的电压、电流信号，检查相应控制信号屏的监控单元人机接口界面上的相应的电流、电压等显示数据是否准确。

1.6 通过现场总线进行监控的400V供电设备的测试

以母联开关柜为例进行测试。

1.6.1母联开关柜测试

1、一般遥信信号对象检查

1)柜内综合保护测控装置上电运行，检查相应控制信号屏的人机接口界面上的相应的“装置通信故障”信号是否及时复归。

2)柜内开关位置、抽屉位置改变，检查相应控制信号屏人机接口界面上的相关信号是否正确。

2、装置保护动作遥信对象检查

通过继电保护测试仪，在综合保护测控装置的电压、电流输入端子上加上模拟的故障电压、电流信号，装置保护动作后检查相应控制信号屏人机接口界面上的相关保护动作信号是否正确。

3、远方控制功能检查

1)将断路器的控制档位转到“远方”位置

在控制信号屏对开关柜的断路器进行远方分/合操作，检查断路器操作机构是否动作，相关位置信号是否转换正确，控制信号屏的人机接口界面上的相关位置信号是否正确。

2)将断路器的控制档位转到“当地”位置

在控制信号屏上对断路器进行分/合操作，确认有分/合闸条件不满足的相关提示信息，控制信号屏人机接口界面上的相关信号是否正确。

1.6通过现场总线通信进行监测的其他智能设备的测试

变电所其他设备均采用现场总线或点对点通讯进行监测，以交直流电源装置、配电变温控器和钢轨电位限制装置为例。

1.6.1交直流电源装置测试

1、一般交直流电源装置通信状态检查

在该装置不带电情况下，检查相应控制信号屏的监控单元人机接口界面、车站综合控制室综合监控计算机显示屏上的相应的“装置通信故障”信号是否正确。

2、一般遥信信号对象检查

装置上电运行，检查相应控制信号屏的监控单元人机接口界面、车站综合控制室综合监控计算机显示屏上的相应的“装置通信故障”信号是否及时复归。

3、装置故障报警遥信对象检查

装置带电运行，通过对交直流电源装置人为的操作，模拟故障报警，检查相应控制信号屏的监控单元人机接口界面、车站综合控制室综合监控计算机显示屏上的相关的报警信号是否正确。

4、装置遥测信号对象检查

装置带电正常运行，检查相应控制信号屏的监控单元人机接口界面、车站综合控制室综合监控计算机显示屏上的相应的母线电压、充电电压、充电电流、蓄电池电压等显示数据是否准确。

1.6.2 配电变温控器测试

1、配电变温控器通信状态检查

在该装置不带电情况下，检查相应控制信号屏的监控单元人机接口界面、车站综合控制室综合监控计算机显示屏上的相应的“装置通信故障”信号是否正确。

2、一般遥信信号对象检查

装置上电运行，检查相应控制信号屏的监控单元人机接口界面、车站综合控制室综合监控计算机显示屏上的相应的“装置通信故障”信号是否及时复归。

3、装置故障报警遥信对象检查

装置带电运行，通过变电所模拟I/0，模拟故障报警，检查相应控制信号屏的监控单元人机接口界面、车站综合控制室综合监控计算机显示屏上的相关的报警信号是否正确。

4、装置遥测信号对象检查

装置带电正常运行，检查相应控制信号屏的监控单元人机接口界面、车站综合控制室综合监控计算机显示屏上的相应的整流变A\B\C\D相温度显示数据是否准确。

1.6.4钢轨电位限制装置测试

1、一般遥信输入功能检查

装置开关位置改变，中间继电器动作，检查相应控制信号屏的监控单元人机接口界面、车站综合控制室综合监控计算机显示屏上的相关信号是否正确。

2、装置自检、装置报警及装置保护动作遥信输入功能检查

通过变电所模拟I/0，模拟装置自检信号；通过继电保护测试仪，在钢轨电位装置的钢轨电压输入端子上加上模拟的钢轨电压，让钢轨电位限制装置分别发出过压一段、过压二段、装置闭锁信号；检查相应控制信号屏的监控单元人机接口界面、车站综合控制室综合监控计算机显示屏上的相关保护动作信号是否正确。

3、控制输出功能检查

在控制信号屏的监控单元上对钢轨电位限制装置进行复归操作，检查钢轨电位限制装置是否动作，相关位置信号转换是否正确，相应控制信号屏的监控单元人机接口界面、车站综合控制室综合监控计算机显示屏上的相关信号是否正确。

4、模拟量（遥测）输入功能检查

通过继电保护测试仪，在钢轨电位限制装置的钢轨电压输入端子上加上模拟的钢轨电压，检查相应控制信号屏的监控单元人机接口界面、车站综合控制室综合监控计算机显示屏上的相应钢轨电位显示数据是否准确。

通过行电力监控系统与供电系统之间遥信量、遥测量、遥控量的功能测试以及电力监控系统与供电系统之间的接口测试。确认电力监控系统与供电系统的各项数据信息接收是否正确、控制功能是否满足中心级电力监控与供电系统功能要求。确认电力监控系统的通信功能、数据接收功能、控制功能是否满足要求。

2电力监控系统的发展前景

电力监控系统本身既受控于变电所的监控PC，同时也受控于工作站的工作人员，以保证该子系统的正常运行、维护^[2]。

我国城市轨道交通自动化水平不断提高，各个系统的运行状态影响着电力监控系统的运行模式，一些系统的报警信号传输到电力监控系统，并触发相应的保护动作，二者既独立又关联。

随着轨道交通建设的不断发展，科学技术的不断前进，时代发展的实际需要也对轨道交通的电力监控系统提出了更新的要求，从当前轨道交通电力监控系统的发展趋势来说看，变电所综合应用的自动化以及对多种新技术的融合应用，都将成为轨道交通电力监控系统的未来发展趋势，并积极推动轨道交通电力监控系统的完善化发展^[3]。

3结束语

供电系统作为城市轨道交通中的动力保障，电力监控系统对供电系统安全、稳定、可靠的运行起着举足轻重的作用。目前我国大多数的轨道交通还是处于分离监控的技术水平上，系统之间的信息关联不够，处理突发事件的综合应变能较差，自动化程度有待提高，依赖于调度人员的工作能力较大。对今后电力监控系统与新技术融合应用提出了新的挑战。

参考文献

[1]孟祥飞.地铁供电系统电力监控调试探讨[J].技术与市场.2017.(24).

[2]王剑.电力监控系统（PSCADA）在轨道交通中的应用[J].科技与企业.2012(18):122-123.

[3]周绿春.《电力监控系统在轨道交通中的应用分析与研究》[J].数码世界.2018,(3)：206-206.