地铁低压智能监控方案范文

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随着科学技术的不断进步，计算机技术、电子技术、网络通信技术和抗干扰技术在迅速发展，基于现场总线技术的低压智能监控技术也在完善成熟，将在地铁领域中得到更广的应用。

1方案研究

1.1地铁低压系统构成

1.1.1用电负荷等级划分。一级负荷：应急照明、变电所自用电、火灾自动报警系统设备、消防系统设备、消防电梯、地下站厅站台公共区照明、地下区间照明、地下出入口照明、防排烟系统风机及电动阀门、通信系统设备、信号系统设备、电力监控系统设备、设备监控系统设备、自动售检票系统设备、兼作疏散用的自动扶梯、防护门、防淹门、排雨泵、消防泵、车站废水泵、区间主排水泵等。二级负荷：地面厅照明、车站房屋区照明、非事故通风机及风阀、污水泵、出入口排水泵、非疏散用的自动扶梯、车辆段内与车辆运行直接有关的设备、重要的试验设备、生产及维修设备、组合车库的照明、列检停车库的照明、排水泵、综合维修基地复示系统、雨水泵等。三级负荷：风冷机组、冷冻水泵、空调设备、广告照明、电热设备和清扫机械等一、二级负荷以外的负荷。

1.1.2系统构成。地铁低压系统一般由降压变电所和环控电控室组成。降压变电所由地铁中压环网接引两路相互独立的电源，设置两台变压器为车站以及相邻区间供电。环控电控室主要负责地铁环控通风系统的配电与控制，环控电控室电源由降压变电所接引，详见图1所示。

1.2监控系统各回路监控需求低压智能监控系统主要实现变电所进线、母联、三级负荷总开关间的互锁；对进线、母联和三级负荷总开关运行状态进行监测、采集上述开关的运行数据并上传这些数据，以实现遥控、遥测、遥信功能。对其他馈出开关状态、脱扣状态和回路电流等数据进行采集并上传。各回路监控需求如下：

1.2.1进线、母线分段。（1）遥信：断路器分/合闸状态、工作位、测试位、断路器故障报警、保护跳闸报警、欠压状态、储能状态、当地/远方状态、自投投入/撤出状态；（2）遥控：断路器分/合闸控制、开关位置（工作位、抽出位）母联自投功能的开关控制、断路器复位控制；（3）遥测：进线包括有功电度、无功电度、有功功率、无功功率、三相电压、三相电流、功率因数、频率及谐波等；母联包括三相电压、三相电流。

1.2.2三级负荷总开关。（1）遥信：断路器分/合闸状态、工作位、测试位、断路器故障报警、保护跳闸报警、储能状态、当地/远方状态；（2）遥控：断路器分/合闸控制；（3）遥测：三相电压、三相电流。

1.2.3变电所内其他回路。（1）遥信：断路器分/合闸状态、保护跳闸报警；（2）遥控：无；（3）遥测：照明回路三相电流及电度、其他回路单相电流。

1.2.4电容回路。（1）遥信：开关分/合状态；（2）遥控：无；（3）遥测：三相电流、三相电压以及功率因数。

1.3系统管理方案为了优化资源配置，避免重复投资，便于统一调度和管理，低压智能配电系统不单独组网和设置控制中心，在车站级纳入地铁综合监控系统，由综合监控系统统一管理。地铁综合监控系统采用两级管理（控制中心和车站级）、三级控制（控制中心控制、车站级控制和就地控制）的方式，安全可靠，具有很强的网络传输和数据处理能力，详见图2：

1.4监控方案比选

1.4.1集中控制方案。集中对智能控制元件进行配置，采取由控制线进行连接，并将模拟仪表和变送器设在低压柜单元中。

1.4.2分层分布控制方案。控制系统分为工作站和现场智能模块两层设置，采用现场工业总线进行通信。现场智能模块内置微处理器，是集信息采集、显示、处理、通信和优化控制为一体的嵌入式智能装置，分散设于低压柜和环控电控柜单元内，见图3：

1.4.3方案比选。两种方案比选详见表1。从表中可以看出，相比集中控制方式，分层分布控制方案具有可靠性高、抗干扰能力强、结构简易、维护性简单、扩展性好等优点，因此分层分布式控制方案比集中控制方式更适合应用于地铁降压所低压智能监控系统。

1.5方案设置低压智能监控采用分层分布系统，通常由车站级工作站、现场智能模块以及现场工作总线这三部分组成，为确保安全性达到相关要求，低压智能监控采用分层分布系统采用冗余配置，并使用5类双绞屏蔽线进行传输。车站级工作站负责对地铁车站及相邻各半个区间内低压系统实行智能监控和日常管理，而在降压所低压室，使用了两台相互冗余配置的控制器，从而在一台控制器发生故障问题的情况下，也不会造成系统瘫痪并依然处于正常工作状态。车站级工作站内设有一个触摸屏，用于现场层面的人机对话，触摸屏具有良好的人机界面，能够形象地显示各种配电设备的信息。现场智能模块设于低压配电柜和环控电控柜单元内，负责对降压所低压系统进行遥控、遥测，并在环控电控室内对环控设备进行监控。采取使用现场冗余总线达到相互连接的目的，并在电控室和环控设备之间进行有效通讯，遇到单点故障问题时，不会破坏数据的正常传输，保障在总线上的传输能力。冗余控制器通过网络交换机和通信协议转换接口与车站级综合监控系统相连，接收控制指令和上传各种现场数据，见图4：

2结语

在正常和事故发生的状态下，低压智能监控系统集安全保护、智能控制、数据测量和信号采集等功能于一体，达到对低压系统进行即时智能监控和管理，有利于故障发现、故障解决和故障恢复，从而使得地铁供电系统的安全性得到了保证，提高自动化水平和工作效率，降低了日常维修保养工作量和运营成本，必将成为地铁变电所自动化系统的发展趋势和方向。

作者：王兆先 王宁 单位：铁道第三勘察设计院集团有限公司