城市轨道交通电力监控自动化系统的综述

城市轨道交通电力监控自动化系统的综述

陆广华

（江苏省徐州技师学院轨道交通学院江苏徐州221000）

摘要：城市轨道交通优点很多，不仅能够节省大量的土地还能够解决交通拥堵等等问题，基于这些优点使得城市轨道交通发展十分的迅猛，目前全国很多城市都在建设城市轨道交通。本文综述了国内正在发展的城市轨道交通业对电力监控自动化系统的组成以及功能需求。

关键词：城市轨道交通；电力监控；综合监控

目前在我国城市轨道交通发展十分迅猛，到2016年已经有30多个城市通过国务院的批准建设城市轨道交通，城市轨道交通的建设中也出现了很多的问题，其中电力监控系统作为城市轨道交通重要的组成模块，必须保证它的安全运行，否则将会对城市轨道交通的运行产生很大的影响。在我国城轨电力监控自动化系统主要包括各个种类的变电所以及接触网等相关电力设备，其中监控系统主要是对变电所进行实时的监控和跟踪，在发生一些故障时能够及时的控制进而发出报警，让值班人员能够迅速的处理事故以免一些大事故的发生。从以上功能看来电力监控自动化系统的作用十分强大。除了以上功能之外，电力监控系统还能不断的提高变配电系统的调度和管理水平，能够及时的保证城市轨道交通供电的直流以及供电的安全，使得整个系统能够十分可靠的运行，保障了整个城轨系统的运行。

在整个系统中主要是通过先进的通信专业来提供与变电所综合自动化系统的通信任务，在整个系统的现场中分布很多测控装置，变电所主要通过通信网与这些测控装置进行连接起来，形成以现场、车站、主控制中心的多层应用体系。在整个系统中控制中心主要是进行数据的处理和分析，这些数据主要来源于现场的测控，控制中心是一个关键的节点。

一、城市轨道交通电力监控系统的组成

国际上城市轨道交通电力监控系统中的变电所有很多种，但是在我国的城市轨道交通线路沿线的监控系统的变电所类型主要有三种，即：主变电所、牵引降压混合变电所、降压变电所，这些变电所中的电压等级以及结构有着一定的差别，根据每个城市的电网不同点，在整个变电所中可以设置主变电所，也可以不设置主变电所。并且要在每一个变电所中设置变电站的自动化系统，这些自动化系统主要是对整个变电所的设备进行保护和控制。还能够把变电所中测控装置测得的数据传输给控制中心进行处理和分析，能够实时的掌控各个变电所的运行情况，并且能够迅速的处理设备所发生的故障。

以上可以得知，我国很多城市的城市轨道交通电力监控系统主要是由控制中心调度主站系统、变电站综合自动化系统以及通信系统组成的。

二、城市轨道交通电力监控系统的功能需求

（1）开放性需求

在整个系统中，用户的功能是开放的，也就是说用户可以在不修改原系统中任何程序下来增加自己所需要的功能，利用这种方式来完善系统的需求，其中调度主站系统中的一些软硬件都必须明确接口的开放平台，还有这样才能使得系统的功能持续的拓展。

（2）系统任务可配置

在我国很多城市在修建城轨时考虑到资金问题，使得某些网络节点先不上，这些节点所要求的功能由其他的节点来完成，这样就考虑到系统的灵活性，因此系统必须要有任务的配置性。方便用户的使用。

（3）保护及测控等特殊功能

无论是地铁还是轻轨的牵引变电所中都会存在非常复杂的联锁保护的关系，特别是在直流总闸、分闸、备用闸直流高速开关与电动隔离开关的联锁上，它们之间的联锁关系非常重要，除此之外还有分闸、备用闸开关的总闸联跳分闸等。同时在每个车站之间也存在着联锁的功能，两个车站之间的联锁主要是通过每个站之间的装置用一些线路连接起来进行传递信号，这种功能与以上所讲的电力系统的需求有所不同，变电站自动化系统中应该有能够实现此功能的装置。

（4）直流保护功能

众所周知，大部分的城市轨道交通的供电方式都是直流供电，那么如何来保护直流供电系统是电力系统研究的一个问题，直流线路保护装置在整个系统中占有非常重要的作用，在系统中的整流机组的直流一侧必须要安装一个直流保护装置，利用这个直流保护装置来实现大电流的脱扣保护、热过负荷保护、双边联跳保护、自动重合闸等一系列的功能。确保整个整流装置的可靠运行，也能有效的保护整个系统的有效运行。

从目前看来，对于这种直流保护装置的技术要求非常高，我国还没有厂家能够研制出这种装置，即使有这种技术也不是很成熟，目前在我国很多厂家都是采用集成经过国内外直流牵引系统运行考验的第三方产品来实现，其中一些知名的产品包括ABB的DCP106直流牵引系统馈线保护装置、西门子的DPU106直流牵引系统馈线保护装置，除以上产品外还有俄罗斯生产的BZ-M直流保护装置等，这些装置都有各自的优点，运行的可靠性也非常的高，在我国大部分的城市轨道交通建设中都会使用以上三种装置来保护直流供电。在城市轨道交通牵引变电站自动化系统中的通信处理装置中可以利用直流保护装置来提供对外的通信接口传送系统所需要的信息。

（5）排流装置信息上传

在城市轨道交通的牵引供电系统中，钢轨的两端都会集聚大量的杂散电荷，这些杂散电荷有可能会形成迷流，特别是在钢轨与大地之间的绝缘不良的情况下，如果形成迷流，这些杂散的电流就会流入地下，会对地下的一些金属特别是地下的一些管道或钢筋进行腐蚀，这样时间一长就会使得这些金属或管道的寿命缩短，严重一点会引起更大的事故发生，因此必须要采用排流装置来放掉集聚在钢轨周围的电荷。在城市轨道交通监控系统中必须要了解排流装置的动作情况以及排流的大小信息等，变电站自动化系统的通信处理装置可通过排流装置提供的对外通信接口传送系统需要的信息。

（6）直流电压、电流的测量功能

城市轨道交通的供电方式包括两种：接触网供电和第三轨供电，在我国各大城市中一般都使用接触网供电，其电压等级为1500VDC，也有一些城市使用第三轨供电，电压等级为750VDC。无论是接触网供电还是第三轨供电他们的直流馈线的电流很大，有时候会达到几十安，正是因为这种情况也使得电流和电压的测量增加了很大的难度，也使得高压、大电流的测量成为城轨的一个特色，

结论

整片文章主要介绍了在我国城市轨道交通的发展状况，并且对轨道交通的电力监控系统的功能需求进行了综述，在以上的综述中也提到了国内外的一些先进的技术，就目前来看我国的城市轨道交通供电设备也存在一些问题，特别是在直流保护功能方面，这给国内城市的轨道交通设备厂商带来了难度，国内的一些厂商要抓住这些问题进行开发，尽快打破国外厂商在直流开关柜的垄断地位。

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