城市軌道交通變電所自動化中安科瑞電力監控系統應用

江蘇安科瑞電器制造有限公司 范宏博

一、引言

隨著城市化進程的加速，城市軌道交通的發展日益顯現其重要性。而變電所作為城市軌道交通電力系統的核心部分，其自動化水平直接影響到整個系統的穩定性和可靠性。為了提高變電所的運行效率和安全性，電力監控系統逐漸被引入城市軌道交通變電所自動化中。本文將詳細探討電力監控系統在城市軌道交通變電所自動化中的應用。

二、相關技術

電力監控系統是集自動化技術、通信技術、計算機技術等于一體的綜合性系統。其中，自動化技術負責變電所設備的自動控制和監測；通信技術負責數據信息的傳輸和交換；計算機技術則用于實現遠程管理和控制。

三、應用場景

在城市軌道交通變電所自動化中，電力監控系統的應用場景主要包括以下三類：

1. 直流牽引變電所：直流牽引變電所是城市軌道交通牽引供電系統的核心，電力監控系統可對其運行狀態進行實時監控，保障列車運行的安全和穩定。

2. 交流牽引變電所：交流牽引變電所負責將電力傳輸給列車，電力監控系統可對其電流、電壓等參數進行實時監測，確保供電質量。

3. 降壓變電所：降壓變電所是將高壓電力轉換為低壓電力的場所，電力監控系統可對其變壓器、斷路器等設備進行自動控制和保護。

四、系統架構

電力監控系統的整體架構包括前置機、通信管理層和現場控制層三個部分。前置機負責數據采集和預處理，通信管理層實現數據傳輸和交換，現場控制層則執行自動化控制和監測任務。

五、功能模塊

電力監控系統的功能模塊主要包括電力參數采集、電能計量、越限判斷等。電力參數采集模塊負責實時采集變電所各設備的電壓、電流、功率因數等參數；電能計量模塊則根據采集的數據進行電能計量，為運營管理部門提供能耗分析依據；越限判斷模塊則根據采集的數據進行越限判斷，及時發現設備故障或異常運行情況。

六、數據處理

電力監控系統對數據處理的方式主要包括數據采集、數據存儲、數據分析和挖掘等。數據采集主要是從現場設備或傳感器中獲取原始數據；數據存儲則將采集的數據進行分類存儲，以便后續查詢和分析；數據分析是對存儲的數據進行統計、計算和處理，以提取有用的信息；數據挖掘是通過建立模型從大量數據中發掘潛在規律和有價值的信息。

七、安全管理

電力監控系統中的安全管理措施主要包括用戶權限、密碼策略、實時監控等。用戶權限管理可根據不同用戶的需求設置不同的權限，保證系統操作的合法性；密碼策略可采用多級密碼和加密算法，提高系統的安全性；實時監控則可對系統的運行狀態進行實時監測，及時發現并處理異常情況。

八、安科瑞Acrel-2000Z電力監控系統解決方案

8.1概述

針對用戶變電站（一般為35kV及以下電壓等級），通過微機保護裝置、開關柜綜合測控裝置、電氣接點無線測溫產品、電能質量在線監測裝置、配電室環境監控設備、弧光保護裝置等設備組成綜合自動化的綜合監控系統，實現了變電、配電、用電的安全運行和全面管理。監控范圍包括用戶變電站、開閉所、變電所及配電室等。

Acrel-2000Z電力監控系統是安科瑞電氣股份有限公司根據電力系統自動化及無人值守的要求，針對35kV及以下電壓等級研發出的一套分層分布式變電站監控管理系統。該系統是應用電力自動化技術、計算機技術、網絡技術和信息傳輸技術，集保護、監測、控制、通信等功能于一體的開放式、網絡化、單元化、組態化的系統，適用于35kV及以下電壓等級的城網、農網變電站和用戶變電站，可實現對變電站Quan方位的控制和管理，滿足變電站無人或少人值守的需求，為變電站安全、穩定、經濟運行提供了堅實的保障。

8.2應用場所

適用于軌道交通，工業，建筑，學校，商業綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動化系統工程設計、施工和運行維護。

8.3系統架構

Acrel-2000Z電力監控系統采用分層分布式設計，可分為三層：站控管理層、網絡通信層和現場設備層，組網方式可為標準網絡結構、光纖星型網絡結構、光纖環網網絡結構，根據用戶用電規模、用電設備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網方式。

8.4系統功能

8.4.1 實時監測：直觀顯示配電網的運行狀態，實時監測各回路電參數信息，動態監視各配電回路有關故障、告警等信號。

8.4.2 電參量查詢：在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細電參量。

8.4.3 曲線查詢：可以直接查看各電參量曲線。

8.4.4 運行報表：查詢各回路或設備時間的運行參數。

8.4.5 實時告警：具有實時告警功能，系統能夠對配電回路遙信變位，保護動作、事故跳閘等事件發出告警。

8.4.6 歷史事件查詢：對事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析。

8.4.7 電能統計報表：系統具備定時抄表匯總統計功能，用戶可以自由查詢自系統正常運行以來任意時間段內各配電節點的用電情況。

8.4.8 用戶權限管理：設置了用戶權限管理功能，可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限。

8.4.9 網絡拓撲圖：支持實時監視并診斷各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構。

8.4.10 電能質量監測：可以對整個配電系統范圍內的電能質量和電能可靠性狀況進行持續性的監測。

8.4.11 遙控功能：可以對整個配電系統范圍內的設備進行遠程遙控操作。

8.4.12 故障錄波：可在系統發生故障時，自動準確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況。

8.4.13 事故追憶：可自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時穩態信息。

8.4.14 Web訪問：展示頁面顯示變電站數量、變壓器數量、監測點位數量等概況信息，設備通信狀態，用電分析和事件記錄。

8.4.15 APP訪問：設備數據頁面顯示各設備的電參量數據以及曲線。

8.5系統硬件配置

九、總結

電力監控系統在城市軌道交通變電所自動化中的應用具有顯著的優勢。通過實時監控和自動化控制，可以提高變電所的運行效率和安全性，降低設備故障率和能源消耗。然而，目前電力監控系統的應用仍存在一些局限性，如對數據的處理能力有待進一步提高，系統的可靠性需要加強等。

展望未來，隨著技術的不斷進步和發展，電力監控系統在城市軌道交通變電所自動化中的應用將有更大的發展空間。通過深入研究相關技術和算法，提高系統的數據處理能力和可靠性，加強安全管理措施，電力監控系統將為城市軌道交通的發展提供更全面、高效、安全的保障。