| 广州地铁一号线变电站综合自动化系统应用 |
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| 2000-11-21 |
0、引言
广州地铁一号线长18.48km，全线有16个车站，1个车辆段。其供电系统采用集中供电方式的地铁专用系统，全部选用德国西门子进口设备。整个系统共设置2座110kV/33kV主变电站，8座牵引降压混合变电站，25座降压变电站。它不仅为地铁车辆运行提供牵引电源，同时为整个地铁的环控、照明、信号及运营管理系统等所有用电设施提供电源。地铁供电系统的安全、可靠运行，是维系地铁各个系统正常运行的重要保障。作为地铁供电系统的核心一一变电站自动化系统的作用尤为突出。本文重点对广州地铁一号线变电站综合自动化系统的构成、配置及主要功能进行介绍、分析与讨论。
1、系统的构成与配置
广州地铁一号线变电站综合自动化系统采用集中管理、分散布置的模式。该系统由主控单元、下位测控单元、继电保护装置及站内通信网络等组成。
主控单元采用西门子SIMATIC S5-115UPLC，集中安装于变电站中央信号盘内。其中央处理单元为6ES5944一7UB11（包括32KB EPROM存储模块），具有程序执行、定点数运算、浮点数运算、软件保护、PID控制算法、实时时钟、定时器、计数器等功能。存储器的最大容量为96KB，编程语言为STEP5，数字量输入/输出1024个点，模拟量输入/输出256个点。其他硬件配置主要有：控制器电源，电源模块，接口模块，通信处理器，SINEC L2总线终端，数字输入模块，数字输出模块，模拟量输入模块，模拟量输出模块。
下位测控单元采用西门子SIMATIC S5一95UPLC，安装于变电站各开关设备的低压室内。其编程语言为STEP5，存储器容量为16KB，数字量输入/输出32个点，模拟量输入/输出9个点，脉冲输入2个点，中断输入4个点。硬件配置主要有：电源DC/DC转换器，中央处理单元（包括16KBEPROM存储模块），SINEC L2总线终端，数字输入模块，数字输出模块。
选用相适应的西门子数字式和静态保护继电器，实现各种保护功能，其故障信号通过内部接点送至设备监控单元SIMATIC S5-95U。
通信网络采用西门子SINEC L2现场总线。传输媒介为屏蔽双绞线，传输速率为9600bit/s。
 2、功能及运行
广州地铁一号线变电站综合自动化系统实现了变电站各种设备的监控、保护、联动、联锁、闭锁及电流、电压、功率、电能测量等功能。
广州地铁一号线变电站综合自动化系统于1998年8月全部安装、调试完毕并投入使用。经过1年多的运行考验，设备运行正常、性能良好，实现了变电站元人值班的现代化管理。
3、几点讨论
随着计算机网络、通信技术的发展与应用，变电站综合自动化水平也必将进一步提高。现结合广州地铁一号线讨论如下：
a.广州地铁一号线设计较早，变电站选用的保护继电器多为静态型，不具备数字式继电器数据存储、传输的功能，限制了自动化程度的提高。目前，国内外各类数字保护继电器都已趋于成熟。如变电站保护装置全部采用数字式继电器，将大大提高自动化水平。
b.在确保继电保护功能相对独立的同时，如能利用微机保护装置的通信接口，将其接入变电站内通信网，就可实现保护装置与SCADA系统的数据通信，向控制中心提供更加准确、详细的故障信息，这对故障的分析、处理和设备的运行维护是十分有利的。
c.下位测控单元若直接进行交流采样或利用微机保护继电器自身具有的测量功能，通过通信网络向SCADA系统传送遥测值，就可取消大量的常规变送器，降低造价，也简化了变电站内二次接线。
d.如采用目前国内外已推广使用的测控、保护一体化综合单元，即将保护、控制、测量、通信等功能合理地分散到单元装置的2个CPU芯片，并行处理，可及时处理大量的信息和数据，并能在故障状态下实现任务切换，极大地提高系统的综合处理能力和可靠性。
e.随着国内变电站自动化技术水平的提高和工程实践的不断拓展，采用较成熟的国产化产品将有利于促进中国民族工业的发展和为国家节省大量外汇开支。
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