城市轨道交通电力监控系统调试技术研究
时间：2022-12-06 18:30:03 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
中国铁建电气化局集团第五工程有限公司 王骁将
近年来，我国经济水平的不断提升，有效地推动了社会城市化发展的进程，并为人们的日常生活与生产创造了更为有利的环境。轨道交通的诞生为人们日常出行提供了交通便利，让目前快餐式的生活方式得到了验证和发挥，人们的生活节奏变快，同样也提高了国家的经济发展速率。
对于城市轨道交通的电力监控系统来说，其是维持城市轨道交通体系正常运行的关键性系统，通常人们又会称其为PSCADA系统（Power Supervisory Control and Data Acquisition）。轨道交通电力监控系统主要由变电所综合自动化系统、所间通信通道和控制中心主站系统三部分组成。
就目前我国城市轨道交通供电系统智能化控制的发展现状来说，依然处于初期阶段，一些城市没有采用更为智能化的轨道交通供电系统控制管理方式，也有一些城市正在向着智能化轨道交通供电系统运行方式进行改善和优化。对于城市轨道交通电力监控系统来说，能够利用信息平台及时对轨道交通变电所的运行状况，进行日常运行数据采集和故障预警及分析，并且融合了现代智能化的专业领域模块。在对城市轨道交通电力监控系统调试技术进行研究和分析的过程中，也需要及时观察分析常见故障问题，针对不同问题要制定相应的解决方案，从而确保整个轨道交通供电系统运行的顺利性和安全性。总而言之，利用城市轨道交通电力监控系统来保障城市轨道交通的正常运行，是促进社会向城市化发展的重要工作环节。
目前，在所建设的轨道交通线路中，主要还是依靠电力监控系统和微机继电保护装置，来保障整个轨道交通供电系统的正常运行。但由于电力系统在运行时本身具有复杂多样的特点，因此城市轨道交通供电系统的电力监控系统往往由多种技术相结合，并且还会利用计算机网络等信息技术来提高轨道交通变配电设备的硬件安全。对于城市轨道交通电力监控系统的整体发展状况来说，要不断研究并讨论更加优化先进的电力监控系统模型，结合现代化的科技以及信息技术，将其不断优化升级，发挥其更多的长处及功能。这也是未来城市轨道交通电力监控系统的发展方向。
城市轨道交通电力监控系统的网络结构复杂，因此在进行结构设计时，要根据实际使用情况以及现场环境等因素，对其所监控的设备运行区域进行个性化处理。每个城市主要车站的设立点，就是影响其监控系统网络结构的主要原因之一，在进行实际结构设计时，必须考虑所监控城市区域的主要车站，以及铁路运维部门等固定场所设立点。
通常来说，相关部门大多利用两级管理模式来对城市轨道交通供电设备监控区域实现单线管理，同时也会采用三级控制法等常规监控控制方法来辅助其单线管理。在这种管理模式下，中央管理部门和车站管理部门共同作为其中的两级管理部门，协作实现城市轨道交通供电设备监控管理工作，其所辅佐的三级控制法，以两级管理为领导决策层，以现场控制为实际应用层来对城市轨道交通供电系统运维实现协同管理，既相互分开却又密切联系。中央管理部门所负责的工作内容，通常是对监测城市轨道交通区域的运行状态数据等各项参数进行汇总整理，并将这些数据转化为例如表格、文字等通俗易懂的参数信息来评估监控区域轨道运行的现状。而对于车站管理部门来说，其通常会在城市轨道交通运行现场各阶段设立监控设备，并以此收集现场监测数据。最终通过中央管理部门和车站管理部门的传输接口来进行数据的互通工作。
系统调试工作是整个轨道交通电力监控系统能够正常运行的重要工作环节之一，在供电系统投入使用之前，需要由专业人员根据现场情况以及系统功能要求等因素，制定出一套合理、科学的系统调试专项工作方案。这项工作方案的内容要详细到每个调试人员的责任分工、每个调试设备的使用情况及现场调试人员的安全保护措施等。
5.1 调试工作的目的
电力监控系统调试工作的主要目的包括：检验控制中心主站与车站通信协议的一致性；
检验系统功能是否满足设计要求；
检验系统可靠性、实时性、可维护性等性能指标是否满足设计要求；
检验系统的完整性；
检验系统软件与接口设备的一致性。
5.2 调试工作的前提
电力监控系统调试工作启动的前置条件主要包括：站级变电所PSCADA系统与控制中心主站PSCADA系统完成出厂测试；
车站变电所PSCADA硬件设备、软件安装完成，网络连通；
控制中心主站PSCADA系统设备、软件安装完成，网络连通；
所有参与测试的单位及人员均已熟悉测试组织及实施方案，并已做好相关各项准备工作[1]。
5.3 调试工作的内容
电力监控系统调试工作内容涵盖面较广，主要是针对电力监控系统软件、硬件及软硬件配合的测试工作。
5.3.1 系统设备硬件及其运行软件的检查
该检查主要是对系统所采用的服务器、工作站、KVM控制器、网络交换机、大屏控制器、打印机等硬件设备单机运行状况及其网络运行状态、操作系统软件正版授权、数据库软件正版授权、防病毒软件正版授权的检查核对工作。这是整个电力监控系统调试工作启动的首要工作，也是调试工作的重中之重。
5.3.2 监控功能的调试
该项调试工作是整个电力监控系统调试的核心工作，主要是按照设计文件的功能性要求对电力监控系统遥信、遥测、遥控、程控等核心功能的全面验证。
遥信功能测试。对于遥信功能的检测往往比较简单，将模式调成“当地”模式，人工操作一下设备上开关即可。需要注意的是，此时需要监测开关动作的状态以及信息等内容，是否已经传到变电所控制信号屏及中心级工作站，确保其人机交互界面的显示内容与现场设备开关状态保持一致。调试时要注意设备故障报警信号的模拟方式应与后台界面显示从时序上保持完全的一致[2]。
遥测功能测试。调试时应在现场使用继电保护测试仪对相应开关电压、电流、电度、温度等遥测量进行加量，确保变电所控制信号屏及中心级工作站人机交互界面自动化系统图中对开关电压、电流、电度、温度等遥测量与继电保护测试仪显示相同。
遥控功能测试。对于遥控功能测试工作来说，其基本原理和遥信功能测试工作大致相同，关键内容是将设备的控制信号盘切换到“远方”状态，在变电所控制信号屏及中心级工作站人工操作“变电所—次主接线图”设备开关分合闸控制按钮，对设备上的每个开关进行遥控开关操作，观察设备是否能够正常的按照预定结果改变运行方式，另外也需要安排专业人员在后台设备中观察开关动过过程信息是否正确，同时应对遥控条件即设备操作权限（站级操作权限和中心级操作权限）进行相应的验证。
遥控工作的测试是整个电力监控系统调试技术的关键要点，更是保障调试质量的主要因素，因此必须要重视。同时，加强参与调试人员对遥控工作的重视程度，能从根本上提升遥控工作测试完成的质量水平[3]。
程控功能测试。在现代轨道交通电力监控系统设计中，程控功能已经成为“标配”功能，其可以根据运维单位对轨道交通全线供电线系统不同运行方式的需求（双边供电、单边供电、越区供电），依托遥控功能的实现原理，结合设备开关控制的时序，在人为进行程控卡片设计后，由计算机自动对全线供电设备开关进行控制。该功能可以提高供电方式切换时的开关控制准确度，减少电力调度人员的工作量。
常见程控功能包括：顺控、并控、越区程控、一键程控等。在进行程控功能测试时，除按照遥控功能测试开关动作的准确性之外，还应重点关注开关动作时序的准确性。注意在进行程控测试时，应根据上下级开关的闭锁逻辑，避免因上级开关动作的响应时间过长导致下级开关无法动作而引起的程控失败的问题。
6.1 整体性
对于城市轨道交通电力监控系统来说，其具有较好的整体性，该整体性主要表现为交通电力监控系统会形成一个完整的整体，这个整体中包括了电力监控系统的各个“小系统”，这些由供电设备、控制设备和通信设备组成的“小系统”能够较好的实现互联互通，相互总用，整体传动，实现了电力监控系统对供电系统整体的监控功能。在进行系统调试时，应针对系统整体进行调试方案设计，在兼顾电力监控子系统调试技术的同时，更应关注系统整体的调试方式[4]。
6.2 目的性
城市轨道交通线路的运行环境往往处于人口较为密集的城市中心区域，其可以更好地缓解交通压力，为人们提供较好的交通出行条件。对于城市轨道交通供电系统来说，整个系统的运维工作量较大，一旦出现问题便会为整个城市轨道交通线路的运行埋下隐患，甚至出现安全生产事故，不利于轨道交通线路的安全运营。全面监控、防控风险也是在城市轨道交通线路中设立电力监控系统的主要目的，也是电力监控系统调试工作的根本目的。
6.3 关联性
对于城市轨道交通中的电力监控系统来说，相关性主要体现在除了内部各“小系统”的互联互通之外，电力监控系统（PSCADA）往往会与城市轨道交通综合监控系统（ISCS）、设备监控系统（BAS）、火灾报警系统（FAS）等核心系统互相关联，通过系统接口之间的统筹协调打配合，共同作用于决定城市轨道交通线路安全运行的核心设备，这些系统能够相互联系，相互区别，相互作用，共同为线路安全运行监督管理体系奠定良好的数据基础，构建行车安全管理平台。电力监控系统的调试工作应统筹考虑与ISCS、FAS、BAS系统间的接口调试工作[5]。
6.4 动态性
对于自然界的一般物质来说，物质内部的结构以及形态时刻都在发生变化。对于电力监控系统的研究来说，这种动态性主要体现在监控系统的内部成分，会随着外部物质能量的变化而发生动态性的变化，所以在电力监控系统进行设计与建设的过程中，要把握好监控系统的动态性特点，使得电力监控系统能灵活的切换功能属性，较快的转变工作状态。在系统调试过程中，更应根据系统本身的动态性的变化，选取灵活多变、针对性较强的调试方法。
随着社会科技的快速发展，人们的生活由于科技进步而产生的巨大变化。对于现今城市轨道交通电力监控系统，使用更加高度集成的电子信息技术已经是必然趋势，其设计和调试技术更应与时俱进，顺势发展，不断创新。然而目前现有的轨道交通电力监控系统调试技术还存在一些不足和弊端。为了能够更好地优化和完善我国城市轨道交通电力监控系统调试技术，需要不断针对电力监控系统进行系统性的研究，制定相应的操作规范以及设计标准，这也是我国未来城市轨道交通行业的发展方向及动力。
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