陳乃海

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司電氣化處，710043，西安∥工程師)

1 既有系統(tǒng)

廣州地鐵2、8號線電力監(jiān)控主站設(shè)置于公園前控制中心。該控制中心于2010年完成了2、8號線拆解工程。

目前，廣州地鐵2、8號線電力監(jiān)控主站系統(tǒng)共用1套通信前置系統(tǒng)、局域網(wǎng)絡(luò)、主備服務(wù)器、維護工作站以及打印機等外圍設(shè)備。調(diào)度大廳按電調(diào)、行調(diào)、環(huán)調(diào)分為3組，每組獨立地對1、2、8號線監(jiān)控和調(diào)度管理。2、8號線在赤沙車輛段供電車間設(shè)置了1套供電復示系統(tǒng)，采用光纖通道與主站系統(tǒng)通信。

電力監(jiān)控系統(tǒng)主站服務(wù)器采用的南瑞RT21-SCADA(監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集)系統(tǒng)與通信前置系統(tǒng)均為2010年拆解工程中新購置的設(shè)備，其余設(shè)備如以太網(wǎng)、工作站、打印機等為2002年購置，已使用近10年。UPS(不間斷電源)額定功率為20 kVA，負荷率達到80%，且正在施工中的電氣微機防護與巡檢系統(tǒng)將在公園前控制中心電力監(jiān)控設(shè)備機房設(shè)置主站系統(tǒng)，故在本次改造中應(yīng)考慮UPS設(shè)備的更新。通信前置系統(tǒng)設(shè)計為64個通道，既有2、8號線主變電所及車站(車輛段、停車場)變電所共接入43個通道，整合了UPS等資源后，將共使用46個通道，剩余18個通道可用。本次設(shè)計需使用15個通道，故通信前置系統(tǒng)滿足本次設(shè)計的要求，且具備擴展條件。

公園前控制中心設(shè)備機房較為緊張，無獨立的設(shè)備機房供電力監(jiān)控專業(yè)使用。目前廣州地鐵1、2、8號線共用1間設(shè)備機房，機房布局較為緊湊，但通過合理布局，仍有可利用的空間。新增一套主站系統(tǒng)的空間條件已具備。

2 方案要求

新線接入要求采用合理的方案，將北延段新增的彩虹橋主變電站及14個變電所供電設(shè)施納入電力監(jiān)控系統(tǒng)。實施方案須保證不影響正常的運營工作，在實施過程中實現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)的平穩(wěn)過渡。

電力監(jiān)控主站系統(tǒng)功能要求與既有2、8號線保持一致。具體功能有遙控、遙信、遙測、主要控制閉鎖、調(diào)度管理、用戶畫面顯示、信息打印、大屏幕系統(tǒng)顯示、培訓、口令、系統(tǒng)的維護、修改、擴展、自檢、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)歸檔和統(tǒng)計報表等。

變電所綜合自動化系統(tǒng)功能也需與既有2、8號線保持一致。具有各種設(shè)備的控制、監(jiān)視、聯(lián)鎖/閉鎖、電流、電壓、功率、電度的采集等功能［1］。

3 系統(tǒng)主站方案比選

根據(jù)既有2、8號線電力監(jiān)控系統(tǒng)主站現(xiàn)狀，8號線北延段主站系統(tǒng)設(shè)置有兩種方案。

圖1 電力監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成示意圖(方案一)

3.1 方案一

利用既有電力監(jiān)控系統(tǒng)主站，進行升級改造。根據(jù)8號線電力監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀，按照通信前置系統(tǒng)通道的設(shè)計容量，可將本次北延段供電設(shè)施納入既有2、8號線主站系統(tǒng)進行調(diào)度管理。具體為:對既有2、8號線電力監(jiān)控系統(tǒng)主站系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用軟件升級，將8號線北延段的彩虹橋主變電站和14座車站(車輛段)變電所納入既有8號線調(diào)度臺統(tǒng)一管理，同時新設(shè)一套免維護UPS設(shè)備。電力監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成示意圖見圖1。

優(yōu)點:在既有2、8號線電力監(jiān)控系統(tǒng)主站的基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用軟件進行升級改造，無需增加主站系統(tǒng)設(shè)備機房。2、8號線各被控站數(shù)據(jù)經(jīng)主干網(wǎng)、通信前置系統(tǒng)上傳至服務(wù)器進行統(tǒng)一處理。具有投資較少，施工、調(diào)試簡單的優(yōu)點。此外，南瑞RT21－SCADA系統(tǒng)支持在線修改和擴展。施工期間，與被控站變電所的聯(lián)調(diào)可在夜間列車停運后進行，屆時控制中心的軟硬件改造以及施工調(diào)試不會影響已運行線路的供電和正常監(jiān)控、調(diào)度指揮。

缺點:北延段接入既有系統(tǒng)后，主站系統(tǒng)對60余個被控站進行調(diào)度管理，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸量大，通信前置系統(tǒng)接近滿負荷，網(wǎng)絡(luò)負擔較重，數(shù)據(jù)處理任務(wù)較多，實時性較差，運營的可靠性有所降低。且RT21－SCADA系統(tǒng)服務(wù)器等設(shè)備目前已停產(chǎn)，其備品備件的購置存在一定難度。當主服務(wù)器故障時，備用服務(wù)器可投入運行，但在主服務(wù)器修理期間，將出現(xiàn)無備用服務(wù)器的情況。

3.2 方案二

新設(shè)電力監(jiān)控系統(tǒng)主站，實行2、8號線中央級設(shè)備拆解。即在控制中心新設(shè)1套電力監(jiān)控系統(tǒng)主站，將既有8號線及8號線北延段的供電設(shè)施納入新設(shè)主站系統(tǒng)進行調(diào)度管理，2號線繼續(xù)使用原有系統(tǒng)，從而實現(xiàn)2、8號線中央級設(shè)備的完全拆解。

新設(shè)電力監(jiān)控系統(tǒng)主站構(gòu)成及設(shè)備配置方案為:主備服務(wù)器、前置機系統(tǒng)、維護工作站、操作員工作站、WEB服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機及打印機等外圍設(shè)備，并配置一套免維護UPS設(shè)備。過渡方案如下:在設(shè)備機房對新老設(shè)備進行重新布局，再在新設(shè)的8號線系統(tǒng)上進行8號線既有站及新站的調(diào)試工作，全部調(diào)試完成后，將整個8號線電力監(jiān)控功能全部移設(shè)至新系統(tǒng)上。

優(yōu)點:該方案實現(xiàn)了2、8號線的中央級設(shè)備的完全拆解，使2、8號線成為完全獨立的2套電力監(jiān)控系統(tǒng)，降低了運營風險，提高了系統(tǒng)可靠性。另外，此方案為8號線東延段預留了接入條件?？紤]到8號線規(guī)劃向東延伸，可將東延段供電設(shè)施也納入新建的8號線系統(tǒng)主站，以完成對8號線全線供電設(shè)施的調(diào)度管理。

缺點:該方案投資較高，施工、調(diào)試工程量較大;要求設(shè)備機房重新布局;過渡方案較為復雜;同時，為了不影響既有線運營，每天只有夜間的4～5 h可利用，調(diào)試的周期較長。

3.3 方案比選

2個方案的比選結(jié)果見表1。從運營角度來看，方案二更為安全可靠，也為8號線東延段預留了條件，但投資較高，且需要對電力監(jiān)控系統(tǒng)主站設(shè)備機房重新布局，過渡方案也較為復雜，應(yīng)進一步研究此方案的實施時機。方案一利用既有硬件設(shè)備，較方案二節(jié)省投資約560萬元，且對設(shè)備機房無調(diào)整要求，施工及系統(tǒng)接入較為簡單，能滿足8號線北延段供電設(shè)施的監(jiān)控要求。故采用方案一作為電力監(jiān)控主站的設(shè)計方案。

表1 廣州地鐵8號線北延段電力監(jiān)控系統(tǒng)主站方案比選

4 結(jié)語

廣州地鐵8號線北延段電力監(jiān)控系統(tǒng)利用既有主站設(shè)備，更新UPS等設(shè)備，新建通信通道及變電所綜合自動化系統(tǒng)，完成對該段彩虹橋主變電站和14座變電所調(diào)度管理，實現(xiàn)了8號線北延段設(shè)施的無縫接入，滿足了節(jié)省投資、不影響運營的要求。

［1］王軍平，汪文功，馮劍斌.廣州地鐵二、八號線電力監(jiān)控系統(tǒng)的拆分改造［J］.鐵道運營技術(shù)，2008，14(4):22.

［2］陸欣，李馭濤.廣州地鐵1號線電力監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中央級設(shè)備改造方案研究［J］.城市軌道交通研究，2011(4):49.

［3］方俊峰.軌道交通中的電力監(jiān)控系統(tǒng)［J］.鐵道通信信號，2009，45(3):43.