六号线 电力监控系统施工方案

第一节、电力监控系统调试方案

一、变电所综合自动化系统设备安装

变电所综合自动化系统设备的安装包括供电系统设备的微机综合保护测控单元安装、中央信号屏的安装、通讯处理装置的安装和所内通信网络的构建。

供电系统设备的微机综合保护测控单元在这些设备出厂前已由各厂家安装于设备柜体上，现场主要为网络线的敷设和设备的调试。自动化系统设备的安装与变电所的整体进度保持一致同步进行，并且在变电所作保护调试时作相应的配合工作，监视后台(中央信号屏)的数据与所作保护调试结果是否一致。 二、控制中心电力监控系统安装

上海市轨道交通6号线控制中心电力监控系统主要设备包括： 工作站、服务器机柜、配电盘（箱）、打印机、UPS机柜及接口设备等。 1. 服务器机柜、配电盘（箱）、UPS机柜安装

服务器机柜、UPS机柜和配电盘固定于安装好的基础支架上，用紧固螺栓将盘底部与基础支架连接牢固。安装后，盘面应对齐、顺直。

机柜、配电盘应可靠接地。

2.工作站、打印机及相关接口设备的安装

调度员工作站，打印机等安装在调度大厅的设备依据施工图放在操作台柜内，台面上安放VDU设备(CRT、键盘和鼠标)。 三、供电车间复示系统

供电检修车间复示系统主要设备包括：工作站、打印机、UPS机柜及接口设备等。其安装方式与控制中心电力监控系统设备安装类同。 四、线缆敷设、接续 1. 变电所综合自动化系统

根据招标文件，变电所综合自动化局域网通信电缆主要采用多模软光缆。 2. 环网

变电站中央信号屏至通信机械室采用单模软光缆，由施工单位按照施工图全线敷设接线。由于车辆段及停车场为户外，采用的是户外光缆。

3. 控制中心电力监控系统

控制中心电力监控系统电缆包括设备用电源电缆、通信电缆(屏蔽双绞线)及光缆。通信电缆及光缆敷设于架空地板下预先安装好的金属线槽或管线内；电源电缆(带铠装)敷设于架空地板下(具体敷设方式根据设计图纸确定)，穿墙及楼板采用镀锌钢管防护，在电缆竖井内敷设于电力专业安装的桥架内。

控制中心穿线工作宜在架空地板铺设之前完成。 4. 供电车间复示系统

供电检修车间电缆包括设备用电源电缆、网络线及传输通道光缆。传输通道光缆敷设于通道电缆支架、供电车间桥架内；电源电缆穿镀锌钢管敷设；网络线敷设于金属管线内。 第二节、系统测试 1. 变电所综合自动化系统 1.1 配合变电所继电保护调试

继电保护调试是变电所整组传动试验的重要内容，保护装置地址的分配，保护定值的输入和修改、保护软压板的投切，软件连锁、闭锁以及特殊保护功能的投入(如低压柜备自投允许)都与自动化系统密切相关，需变电所综合自动化系统的配合才能顺利完成。

以上功能是通过变电所自动化通信网络来实现的，因此变电所继电保护试验宜与变电所综合自动化系统调试同期进行。 1.2 变电所综合自动化子系统调试

上海市轨道交通6号线工程变电所自动化系统采用分散、分层、分布式系统结构。系统分三层布置：站级管理层，网络通信层，间隔设备层。站级管理层为设置在中央信号屏内的主监控单元(通信控制器)；间隔设备层包括安装于各开关柜内的各种保护测控一体化设备，间隔设备层构成变电所自动化子系统；网络通信层即为变电所自动化通信网络。

变电所自动化子系统包括：35kV子系统、低压400V子系统、配电变压器温控仪（硬接线）、所用配电屏监测单元、整流变压器温控仪（硬接线）、直流1500V子系统、轨电位限制装置(硬接线)及接触网隔离开关（硬接线）等。

自动化子系统调试主要内容为各子系统与主控单元间的通信功能(包括规约处理

功能)测试。因变电所设备类型较多，各子系统厂家规约又不尽相同，所以子系统的调试是电力监控系统调试的关键环节。

各子系统与自动化的接口测试工作应在设备出厂前完成。自动化子系统现场调试由施工单位、自动化设备厂家及相关接口设备厂家共同协作完成。 1.3 变电所综合自动化系统调试

变电所自动化子系统调试完成后即可进行全所的综合自动化系统调试工作，其主要内容为变电所内“对点”测试，即在与控制中心通道还未建立之前的站内三遥量(遥控、遥信、遥测)的测试。

变电所综合自动化系统调试验证以下功能： (1).继电保护、自动装置功能

变电所继电保护装置通过网络接口接入全所综合自动化系统。继电保护类型主要包括：35kV电流速断保护、过流保护、零序保护、变压器过负荷保护、温度保护、直流开关过流保护、DDL（di/dt+ΔI）保护、双边联跳保护等；自动装置功能指AC400V低压系统的备自投功能、直流馈线断路器设置的带有判断故障性质的自动重合闸功能、交(直)流自用电的进线自动投切功能等。

(2).控制功能

对变电所断路器、电动隔离开关、保护功能投退、闭锁解除、自动装置等实现改变运行状态的所内控制，或在中央信号屏(主控单元)上执行远程控制命令。

(3).信号功能

对所内开关位置、故障信息、保护动作信号等设备运行状态进行实时采集、显示、报警、存储等处理。

(4).测量功能

对变电所重要电量，如电压、电流、功率等进行实时采集、显示、存储等处理。 (5).远程通信功能

通过变电所光纤以太网与车站通信接口(通信专业提供)的测试，检验变电所自动化系统与控制中心电力监控系统通道的传输速率、容量及通道的可靠性。

(6).画面组态功能

在变电所中央信号屏主控单元可实现本所主接线图、一次系统图、所内设备布置图、电流电压曲线图、所内通信网络图及各种记录、警报、软压板投切图等画面的组态。

(7).系统可维护功能

系统通过外接便携式计算机完成对系统的测试、维护及监控。 (8).系统容错、自检、自恢复功能。

变电所综合自动化系统调试结果应满足下列指标： 站内事件分辨率≤5ms； 模拟量测量总误差≤±0.5%； 站内遥控正确率100%； 信号正确率100%； SOE分辨率≤5ms； 控制响应时间<2s； 信息响应时间<3s。 2. 控制中心电力监控系统

控制中心电力监控系统(主站)由指挥中心局域网、中央服务器、工作站(操作、维护、数据转发、设备管理)、电力监控软件、打印机、交换机、UPS电源系统等组成。

控制中心电力监控系统调试主要工作内容为UPS电源系统测试、控制中心局域网的组建和测试及接口测试等。 2.1 UPS电源系统测试

UPS电源系统由UPS装置、蓄电池组及配电盘组成。主要测试内容包括：蓄电池充放电试验、容量校验、配电盘两路交流进线手动/自动投切试验、失压报警、电池低电压报警、配电馈出回路校验及UPS系统运行状态、故障信息在线监视等。 2.2 局域网的组建和测试

局域网络结构采用双以太网构成，相互备用。正常情况下一个网络用于控制中心电力监控计算机之间的通信，另一个网络处于热备用状态，当主用网络发生异常或故障时，系统在规定的时间内自动切换到备用网络。局域网的组建和测试内容包括：网络接点配置、物理连接(网络线敷设及连接)、软件安装、IP地址分配及参数设定、网络通信测试及双网切换测试等。

第三节、电力监控系统联调方案

上海市轨道交通6号线电力监控系统联调可分为控制中心与变电所综合自动化系统联调及控制中心与电力监控复示系统（设置在车辆段）的联调。

1 工序流程

电力监控系统联调主要工序如下：

2 进度安排及组织方式 2.1 进度计划

按照项目节点计划进行 2. 组织分工及职能划分 2.1 分工

系统联调阶段调试人员分控制中心、变电所、复示系统三个组，电力监控控制中心组对调试工作整体负责，并负责对调试工作作出全面的安排和进行进度掌握。变电所组负责供电系统联调时变电所部分的三遥功能调试结果确认与配合。复示系统组负责核对复示工作站在系统联调时的结果是否与电力监控控制中心的结果一致。 2.2 职能划分 2.2.1 控制中心

施工单位专业调试工程师在业主的领导下负责整体调试工作的安排。

电力监控系统集成商现场调试工程师配合施工单位专业调试工程师的调试工作，并负责控制中心的各设备的正常工作及调试问题的解决。

施工单位工程师负责整个光环网的接线，并负责整个系统的通道畅通。 2.2.2 变电所

施工单位专业调试工程师负责电力监控系统被控站的调试工作。

变电所综合自动化集成商现场调试工程师配合施工单位专业调试工程师的调试工作并负责变电所自动化系统的正常工作。

施工单位工程师负责整个光环网的接线，并负责整个系统的通道畅通。

图4-10-2 系统联调工序流程图

调试准备控制中心与变电所综合自动化系统联调 控制中心与电力监控复示系统联调 系统试运行

变电所设备的安装调试工程师配合专业调试工程师的调试工作并负责变电所的设备的正常工作。 2.2.3 复示系统

施工单位专业调试工程师负责整个复示系统的调试工作。电力监控系统集成商现场工程师配合。 三、调试方法

3.1. 控制中心与变电所综合自动化系统联调

控制中心(后备)与变电所电力监控系统联调应在控制中心电力监控系统调试及变电所综合自动化系统调试完成后进行。 3.1.1系统联调的主要测试项目 遥控功能

遥控是调度员在控制中心通过对站名、开关名及动作状态进行选择后，进行单个开关的遥控分合操作控制；。

控制过程分两步进行：

第一步：首先调出变电所的主接线图，选择控制对象。只有当选择成功后，方可进行后续操作。

第二步：在被选中对象的确认画面上，按下执行键，发出执行命令。若遥控成功，CRT及大屏幕上开关状态刷新，停闪，并有打印记录；若执行失败，则显示屏及大屏幕上开关恢复原状态显示，并有打印记录。 遥信功能

(1).遥信信号：包括变电所开关位置信号，开关设备接地刀闸信号，变电所事故信号、预告信号及变电所内交、直流信号。

(2).遥信显示：

正常运行状态的显示：即在控制中心CRT上对变电所供电设备运行状态和信息的实时监视，如开关状态画面合闸时显示红色，分闸显示绿色。

报警信息处理：当变电所供电设备或触网隔离开关发生故障时，故障信号迅速地传递到控制中心显示、打印并启动控制中心音响报警。

当事故发生时，在显示屏故障显示窗口显示故障站名，系统自动推出故障所在的变电所主接线画面，相应的自动变位模拟开关闪烁，同时在故障细目画面显示事故内容。按闪光复归键后停止闪烁，故障细目画面自动消失，若故障仍存在，则保留故障

细目内容。若同时有两个及以上变电所发生故障时，在显示屏故障显示窗口同时显示发生故障的站名。系统具有拓扑着色功能，故障停电的部分自动转为灰色或其它指定的颜色。

在显示屏报警画面上显示事故发生的详细内容，并在打印机上进行打印，内容包括：故障发生地点、对象、性质、时间等。

当控制中心接收到事故信号，发出音响报警，操作员按“确认键”后，解除音响。 当某站发出预告信号时，在显示屏报警画面上显示详细预告内容，并在打印机上进行打印，包括站名、对象、性质、发生时间等。 遥测功能

供电系统的遥测功能主要完成牵引所、混合变电所及降压变电所（跟随所）的AC35kV系统、DC1500V系统、AC400V系统电流、电压、有功/无功的测量，对直流电度、交流电度及变压器温度信号的采集，并具备越限报警功能。 主要控制闭锁功能

断路器与电动隔离开关的操作安全闭锁功能及变电所35kV进线开关与母联开关之间防止两路进线电源合环运行的闭锁功能。 供电系统运行情况的数据归档和统计报表功能

对操作信息、事故和报警信息的历史记录分类保存，以便进行查询和故障分析；测量数据的日报、月报的统计报表功能实现；各种档案报表的自动/手动建立功能。 用户画面功能

各种系统图、变电所的主接线图、供电设施示意图、事件记录表、报警清单，各类保护整定值清单、系统配置图的正确显示。 信息打印功能

所有操作、警报、报表信息均可根据需要在打印机上打印出来，当打印机处于关机状态时，各种信息自动保存在硬盘上。 口令级别设置功能

根据管理人员的级别不同设置不同的口令，防止低级别的人员行使高级别的权限。口令级可分为操作员级、应用软件级、系统软件级等。

操作员级：键入口令后，只能调用监视画面和操作画面，进行正常的开关操作和事件监视。

应用软件级：键入口令后，可对运行参数及各种用户画面和数据库的修改、编辑和定义，对应用软件实现在线编辑。

系统维护员级：键入口令后，可对系统程序进行编程和修改。 软件的维护、修改和扩展功能

可根据数据库及画面编辑原则，对系统进行进行扩容，如修改、增扩对象等。 系统对整个系统的运行状况实施监视，并以图表来直观反映，并能报警提示维护人员，对运行设备的故障发生时间，恢复时间能自动记录。

系统具有对各通道进行监视的功能，若有通道故障，能发音响报警。系统能对变电所综合自动化系统运行状况进行监视。 3.3 调试前需完成的工作

(1).调试测试大纲及实施性调试方案编制完成； (2).各系统设备已调试完毕，各系统运行正常； (3).控制中心与变电所的通道测试工作已完成； (4).控制中心与变电所已建立正常的通讯联系； (5).变电所综合自动化系统已调试完毕；

(6).检查开关位置指示、继电器、储能指示是否正确。 3.4 调试流程

控制中心与变电所综合自动化系统联调可按以图3-4-1的程序进行。 3.5 调试方法

以蓝村路牵引降压变电所电力监控系统的调试为例：

如图3-5-1，蓝村路站变电所由两路35kV进线、两路35kV出线、母联(110、1101、1102)、两路整流变馈出(112、1122及112、1123)、两路配电变馈出(111、1111及112、1121)、400V两路进线（201、202）及母联（203）组成，正常运行时两段母线分列运行，当一路进线电源停电时，母联开关自投，另一路进线承担全部负荷。两路整流变并列运行，当一台变压器有故障时，另一台变压器也可以单独运行。

当35kVⅠ、Ⅱ段母线都有电，闭锁母联断路器合闸操作；

400V进出线及母联断路器设备自投保护功能，正常运行时，301、302在合闸位置，303（母联断路器）在分闸位置，400VⅠ、Ⅱ段母线有压。当400VⅠ段（或Ⅱ段）母线失压，在备自投功能投入的情况下，301（或302）跳闸，400VⅠ、Ⅱ段母线三级负荷被切除后，303合闸；若400VⅠ段（或Ⅱ段）由失压变有压，则备自投启动来电自复功能，即303跳闸，301（或302）合闸，恢复正常运行状态。

以101、301、302、303为例，根据以上原理进行调试。 3.5.1 遥信功能测试

(1).开关位置信号测试：分别将断路器小车置于工作位和试验位，并进行开关分、合闸操作，控制中心开关变位显示正确。

图3-4-1 控制中心与变电所综合自动化系统联调流程图

其他功能试验 遥控功能测试 断电、恢复接线、 检查屏柜接线 遥测功能测试 遥信功能测试 设备上电检查 调试准备

35kV 1号进线 35kV 1号出线

35kV 2号进线 35kV 2号出线 101 1011 103 1031 110 1101 1102 104 1041 102 1021 35kVⅠ段母线 35kV Ⅱ段母线 1111 111 1121 112 1221 122 1241 124 至牵引变压器 至牵引变压器 301 400VⅠ段母线 303 302 400VⅡ段母线 图3-5-1蓝村站变电所主接线图

(2).报警信号测试：根据保护定值，在101CT二次侧加故障电流，101过流保护动作跳闸，变电所中央信号屏、控制中心CRT及大屏幕显示“101过流保护动作报警信息”，同时报警音响启动。 3.5.2 遥测功能测试

在101开关二次侧测量接线端子加电流、电压信号，控制中心应能正确显示。 3.5.3 遥控功能测试

开关手动操作正常后，将“远方/当地”转换开关打到“远方”位，此时由控制中心对101开关进行远方操作。具体操作程序如下：

将变电所中央信号屏当地/远方操作转换开关打到“远方”位置； 将101开关柜“远方/当地”转换开关打到“远方”位； 确认1011接地闸刀在分位； 确认保护无动作情况；

遥控合101断路器，信号屏及控制中心CRT显示“101开关合闸”，开关正确动作。

遥控分101断路器，信号屏及控制中心CRT“101开关分闸”。 3.5.4 400V自投功能调试

测试前提条件：301开关与302开关两侧母线有压，301、302、303均在工作位，301、302、303及三级负荷总开关均在遥控位置，在自投功能投入、无故障的情况下，301、302开关在合闸位，303开关在分闸位，如果301侧失压，302侧有压，301开关跳闸，303开关（母联）自动投入。具体调试步骤如下：

(1).将301、302、303断路器小车摇至工作位；

(2).把自投装置打至“投入”位，400V柜所有“远方/当地”转换开关打至“远方”位；

(3).合301、302；

(4).在400VⅠ、Ⅱ段母线加三相电压；

(5).撤除400VⅠ段母线电压，4.5秒(据设计定值确定)后301断路器跳闸后，203断路器自动投入。控制中心报“备自投成功”信号；

(6).如断开301分闸回路或303合闸回路，按以上步骤重复试验，由于301分闸不成功或303合闸不成功，控制中心报“备自投失败”信号。

4. 控制中心与复示系统联调

上海市轨道交通6号线电力监控复示系统设置于车辆段供电车间内(如下图)，用于监视全线变电所设备、接触网设备的运行情况，使供电维护人员及时了解现场事故信息，提高处理事故的工作效率，缩短停电时间，并且通过与控制中心的远程通信，完成维修调度作业计划的发送和接收。

4.1 调试准备

(1).建立复示工作站与控制中心的正常通讯。检查通讯交换机工作正常、各联接端子连接可靠、供电车间与控制中心的通讯联络工具可以正常工作(内部电话、无线通讯工具或手机)。

(2).检查两部分的UPS电源。在调试前已经完成UPS的测试与准备，两路工作电源工作正常。UPS蓄电池也充电准备完毕，保证系统失电的情况下30分钟的电力供给。

(3).复示工作站和控制中心的工作站、终端服务器、局域网应工作正常。 4.2 调试方法

复示系统的工作原则为只“只看不动”，即在复示系统的工作站只完成与控制中心的供电系统的数据同步，但没有控制权。因此在调试时主要作控制中心与供电车间复示系统的信息同步调试。 4.2.1 遥信信息调试

由变电所模拟一个预告或事故信号，观察控制中心、复示工作站的信息显示是否正确，并核对打印机的记录是否一致。若有漏项、记录结果不一致现象要找出原因，并改正。

供电车间复示系统工作站

控制中心调度员工作站

交换机 控制中心局域网 图：电力监控复视系统

4.2.2 遥测信息调试

找出一个测试点，如变电所的进线电压或某一直流馈线电流。用恒压或恒流源加一个测试电压或电流，并改变所加量的大小，核对控制中心与复示工作站的信息显示是否正确与一致。 4.2.3维修作业计划的发送和接受

复示系统通过地铁通信系统提供的专用数据通道或局域网通信通道远程登录控制中心电力监控系统，向电力调度发送和接受维修作业计划。

SCADA调试点表说明

SCADA四遥点表包括遥信，遥测，遥控及遥调。以招标书要求为依据进行测试，招标书要求如下：

6.6.9 6.6.10 6.6.11 遥控、遥信正确率： 系统遥测误差： 网络传输速率 6.6.12 系统响应 ≥99.9% ≤±1.0% (1) 调度中心网络传输速率：100M (2) 通道传输速率： ≥100M (1) 遥测传送时间： ≤3 S (2) 遥信变位传送时间：≤2S (3) 遥控命令传送时间：≤4S (4) 站间事件分辨率： ≤20ms (5) 站内事件分辨率： ≤5ms (6) 画面实时数据刷新周期：2 ~ 10S，可调；画面实时数据响应时间≤3秒 (7) 画面实时调用相应时间：实时画面≤2秒，其它画面≤3秒，重要画面≤1秒。 (8) 全系统实时数据扫描周期：2 ~ 5秒。 (9) 双机自动切换时间：≤10S 经测试，结果均满足招标书要求。并在测试点表中的确认栏内以“√”表示。

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