電力監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用
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前言
地鐵是由多個(gè)子系統(tǒng)聯(lián)合構(gòu)成的自動(dòng)化系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)都有著各自獨(dú)立的運(yùn)行方式和監(jiān)控系統(tǒng)，子系統(tǒng)之間的功能不同需要的監(jiān)控設(shè)施也具備不同的軟、硬件配置。為確保地鐵的安全運(yùn)行，按時(shí)進(jìn)行維護(hù)檢修是極其必要的，但是，其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)使得系統(tǒng)的維護(hù)成為難點(diǎn)，因此采用綜合一體化的監(jiān)控系統(tǒng)是非常必要的。
隨著電子時(shí)代的到來(lái)，計(jì)算機(jī)在各個(gè)行業(yè)都已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。電力監(jiān)控系統(tǒng)就是以計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、測(cè)控單元為基本工具，它是變配電系統(tǒng)采集實(shí)時(shí)系統(tǒng)、開關(guān)狀態(tài)檢測(cè)以及遠(yuǎn)程控制的基礎(chǔ)平臺(tái)，電力監(jiān)控系統(tǒng)可以在檢測(cè)、控制設(shè)備的輔助下成為任何復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)，它是變配電監(jiān)控中的核心體系。數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。例如為電力系統(tǒng)、化工領(lǐng)域采集數(shù)據(jù)與監(jiān)視控制以及過(guò)程控制等。其中，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用中最為廣泛，電力監(jiān)控系統(tǒng)是組成地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)中最主要的一個(gè)子系統(tǒng)，它本身具有的優(yōu)勢(shì)是無(wú)法替代的，如信息完整、提高狀態(tài)等。數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)在電氣化鐵路上最初的應(yīng)用目的是為了確保鐵路供電的安全可靠，它的應(yīng)用大幅度提高了鐵路運(yùn)輸管理中的調(diào)度管理水平，在之后的研究發(fā)展過(guò)程中，專業(yè)學(xué)者在國(guó)家現(xiàn)在的發(fā)展基礎(chǔ)之上，從發(fā)展穩(wěn)定技術(shù)成熟的國(guó)家引進(jìn)了大量的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)的有關(guān)設(shè)備，這些設(shè)備技術(shù)先進(jìn)，在應(yīng)用過(guò)程中達(dá)到了較為理想的狀態(tài)，對(duì)國(guó)外技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的借鑒研究也帶動(dòng)了鐵道電氣化遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)更好更快的發(fā)展。
2電力監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵中的具體實(shí)現(xiàn)
電力監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中主要是借助計(jì)算計(jì)的先進(jìn)技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)目前設(shè)施系統(tǒng)中的缺陷和制定可以改進(jìn)提升的方法，對(duì)變電站的二次設(shè)備功能進(jìn)行優(yōu)化組合，電力監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)對(duì)變電站的全部設(shè)施實(shí)線執(zhí)行監(jiān)控，它是可以自主協(xié)調(diào)各個(gè)子系統(tǒng)設(shè)備的綜合性自動(dòng)化系統(tǒng)。通過(guò)在地鐵運(yùn)行中引入電力監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)地鐵內(nèi)部間的信息交換、數(shù)據(jù)共享。電力監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是對(duì)地鐵站內(nèi)各個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電壓、電流、功率、點(diǎn)度量、開關(guān)量等信息的采集，并且要在信息采集完成之后，將信息傳輸?shù)杰囌镜目刂浦行?，然后在?duì)站級(jí)和控制中心的控制命令進(jìn)行接收，從而實(shí)現(xiàn)電力集成的完整過(guò)程，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。通常而言，在控制中心會(huì)有專業(yè)的技術(shù)人員實(shí)施完成電力設(shè)備的監(jiān)視工作，在電力系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和調(diào)試操作時(shí)，控制權(quán)將轉(zhuǎn)由變電所監(jiān)控的計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)掌握，確保對(duì)電力設(shè)備的完全控制，以便維護(hù)工作的順利進(jìn)行。電力監(jiān)控系統(tǒng)不但簡(jiǎn)化了二次接線的操作過(guò)程，大幅度提高了變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行水平、降低了運(yùn)行維護(hù)成本而且還是保證向用戶提供高質(zhì)量電腦的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。在電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了中低壓變電站采用自動(dòng)化系統(tǒng)和高壓變電站的控制方式兩個(gè)原則。中低壓變電站采用自動(dòng)化系統(tǒng)，可以保證無(wú)人值班的方案落實(shí)執(zhí)行，在一定程度上降低了勞動(dòng)成本，節(jié)約了工作時(shí)間，高壓變電站的建設(shè)需要有先進(jìn)的控制方式為前提，以此解決各專業(yè)問(wèn)題，如果在建設(shè)和設(shè)計(jì)過(guò)程中無(wú)法控制好高壓變電器，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。電力監(jiān)控系統(tǒng)的軟件架構(gòu)體系在邏輯上基本可以分為三個(gè)等級(jí)，站前管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層、間隔層。硬接點(diǎn)通道指的是以非數(shù)字的信號(hào)方式接入控制信號(hào)盤的信息采集通道，凡是在硬接點(diǎn)通道上的信號(hào)都被稱為硬接點(diǎn)信號(hào)，如遙信、遙控、遙測(cè)等。一般施工單位在鋪設(shè)過(guò)程中會(huì)按照設(shè)計(jì)院提供的施工圖紙將控制信號(hào)盤外部接入線接入綜合自動(dòng)控制信號(hào)盤端子排。但是在硬接點(diǎn)通道建設(shè)過(guò)程中常常會(huì)遇到硬接點(diǎn)信號(hào)無(wú)法被接受的情況，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的發(fā)生很有可能使因?yàn)榻泳€錯(cuò)誤或者接線點(diǎn)接觸不良等，一般硬接點(diǎn)信號(hào)上不來(lái)的表現(xiàn)通常是上網(wǎng)隔離開關(guān)的較遠(yuǎn)一端的電纜接線壓在了電纜的絕緣皮上，導(dǎo)致開關(guān)失靈，無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控，或者是由于施工單位對(duì)設(shè)計(jì)圖紙把握不準(zhǔn)導(dǎo)致接線錯(cuò)誤，也有可能是機(jī)籠背板里出現(xiàn)虛接現(xiàn)象。另外，總控制處的單元軟件在運(yùn)行中也可能會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，例如在計(jì)算機(jī)重啟過(guò)程中重啟失敗，發(fā)生這種現(xiàn)象的原因通常是由于網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)丟失造成的，也有可能是在網(wǎng)絡(luò)配置過(guò)程中將網(wǎng)卡的IP地址配置錯(cuò)誤，或者是由于在數(shù)據(jù)庫(kù)中沒(méi)有和計(jì)算機(jī)相應(yīng)的網(wǎng)卡IP地址，這些原因都會(huì)導(dǎo)致通信故障的產(chǎn)生。調(diào)試和維護(hù)數(shù)字通道也是在電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用中不可忽略的，在調(diào)試過(guò)程中，如果直流盤通信正常但是交流盤發(fā)生故障，一般就是交流盤的PLC出現(xiàn)了故障。
3電力監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展前景
電力監(jiān)控系統(tǒng)雖然還沒(méi)有完全成熟，在應(yīng)用過(guò)程中也會(huì)發(fā)生各種無(wú)法避免的問(wèn)題，但是電力監(jiān)控系統(tǒng)還在不斷完善，不斷發(fā)展，無(wú)論是相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用還是管理措施都在進(jìn)步，結(jié)合現(xiàn)在社會(huì)的發(fā)展需要，電力監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展會(huì)在未來(lái)與其他系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)廣泛集成，如今的電力監(jiān)控系統(tǒng)在專業(yè)學(xué)者的努力研究下已經(jīng)于調(diào)度員模擬培訓(xùn)系企業(yè)MIS系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)了連接，將電能量計(jì)量系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、水調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、調(diào)度生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)與電力習(xí)題進(jìn)行技術(shù)融合與系統(tǒng)集成型電力監(jiān)控系統(tǒng)未來(lái)的一個(gè)重點(diǎn)研究方向。其次，將變電所的控制回路、信號(hào)接收等融合到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)工作操作中使用的控制保護(hù)屏，以此來(lái)減少核電站建造的占地面積和設(shè)備投資，實(shí)現(xiàn)變電所綜合自動(dòng)化的最終目的。電網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)有各種各樣的狀態(tài)，但是如果等到實(shí)質(zhì)性的問(wèn)題出現(xiàn)后在尋求解決的方案會(huì)在實(shí)際中造成過(guò)大的損失，在損失沒(méi)有造成之前先預(yù)測(cè)問(wèn)題然后可以利用這些新的科學(xué)技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)的幫助來(lái)模擬電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀況，并研發(fā)出調(diào)度輔助軟件和管理決策軟件，在有相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者根據(jù)模擬的實(shí)際情況推演出問(wèn)題的實(shí)際情況，從而最初最合理的運(yùn)行設(shè)計(jì)方案，用最優(yōu)化的方式和速度解決系統(tǒng)的故障，以此實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)的有效利用，達(dá)到提高運(yùn)輸效率、降低運(yùn)行成本、優(yōu)化運(yùn)行操作等目的。這些電力監(jiān)控系統(tǒng)的前沿應(yīng)用已經(jīng)在傳統(tǒng)電網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)中已經(jīng)取得了良好的效果，相信在今后的發(fā)展中，會(huì)為地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)帶來(lái)更加智能更加高效的監(jiān)控與調(diào)度模式。
4結(jié)束語(yǔ)
現(xiàn)代的工業(yè)發(fā)展快速，監(jiān)控系統(tǒng)也必須緊跟發(fā)展進(jìn)程，傳統(tǒng)的地鐵監(jiān)控模式已經(jīng)無(wú)法滿足社會(huì)發(fā)展的需要，電力監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)與地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了資源整合，實(shí)現(xiàn)了地鐵的信息互通、資源共享、全面提升了地鐵的自動(dòng)化水平，提高了地鐵運(yùn)行的安全性和可靠性。
作者：王豫 單位：昆明地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司
