北京四号线电力监控施工设计细则.doc

北京地铁四号线工程北京地铁四号线工程 供电系统施工设计细则供电系统施工设计细则 电力监控电力监控 中铁电气化勘测设计研究院中铁电气化勘测设计研究院 工程设计证书 甲级 编号 0200051 号 2004 年 4 月 天津 北京四号线工程 电力监控监控 施工设计细则 目目 录录 1 概述 1 2 主要设计原则 1 3 系统构成 2 3 1 指挥中心主站 2 3 2 被控站 3 3 3 复示系统 3 4 通信通道 4 5 系统功能 4 5 1 电力监控主站主要功能 4 5 2 复示系统 7 6 指挥中心主站及被控站控制 监视 测量范围及系统容量 8 6 1 遥控范围 8 6 2 监视范围 8 6 3 测量范围 8 7 与其它系统接口 9 北京四号线工程 电力监控 施工设计细则 电气化工程局电气化勘测设计研究院 第 1 页 1 1 1 概述概述 北京地铁四号线起自南四环路北侧马家楼 向北沿马家堡西路 菜市口大街 宣武门外大街 宣武门内大街 西单北大街 西四南大街 西四北大街 新街口南 大街至新街口 由新街口向西 沿西直门内大街 西直门外大街 至首都体育馆后 转向北 沿中关村大街至清华西门 之后向西进入颐和园路 经圆明园 颐和园 终至龙背村 线路全长 28 14 公里 四号线预留将来向南延伸至黄村的条件 北京地铁四号线工程共设 24 座车站 其中地下站 23 座 地面站一座 另设车 辆段一处 停车场一处 分别设在马家楼和龙背村 四号线控制中心与在建的五号 线及十号线合设在小营 全线设置一套电力监控系统 该系统在指挥中心内设置电力监控主站系统 在 沿线各变电所内设置电力监控被控站 全线共设 26 个变电所综合自动化系统作为电 力监控的被控站 在供电检修车间内设置供电复示系统 电力监控系统完成对上述各变电所的供电设备 含 0 4KV 进线开关 母联开关 三级负荷总开关 及牵引网电动开关设备运行状态的监视控制 负责全线牵引及电力 供电系统的运行管理 正常检修及事故抢修的调度指挥 以确保整个供电系统及设 备安全 可靠地运行 供电复示系统实现运营维修人员对全线供电系统设备的监视 提高维护及维修的质量和效率 2 2 主要设计原则主要设计原则 2 1 全线在指挥中心设置一套电力调度系统 在牵引降压混合所及降压所内设置 变电所综合自动化系统 两者通过地铁专用数据通道实现对供电系统设备及 其运行状况进行实时监控和控制 及时掌握和处理供电系统的各种事故 警 报事件 保证供电的可靠性 安全性 2 2 在车辆段供电车间设置供电复示系统 监视全线供电设备的运行情况以及集 中监视全线杂散电流的情况 北京四号线工程 电力监控 施工设计细则 电气化工程局电气化勘测设计研究院 第 2 页 2 2 3 电力监控系统具有与其它监控系统的计算机网络接口 实现监控系统之间信 息共享 2 4 电力调度中心房屋要求按北京市轨道交通发展规划统筹考虑 四号线辅助电 源及电力监控调度系统容量在满足本期工程要求的基础上适度考虑远期扩展 的裕量 2 5 电力监控系统采用计算机型监控装置 系统结构形式为 1 N 集中监控方式 2 6 电力监控调度系统采用高可靠性的双以太网结构 客户机 服务器模式 系 统采用高容错能力的 1 N 冗余工作模式 重要设备冗余配置 系统适度 预留远期扩展裕度 2 7 电力监控系统采用地铁内部通信系统提供的数据传输通道 指挥中心到各被 控站和车辆段供电车间的供电复示系统之间的通信通道采用点对点冗余结构 形式 通道具有自动或手动切换功能 传输通道采用 2M bps 带宽的专用数 据通道 通信通道具有透明性 2 8 指挥中心电力监控设备接地利用大楼的综合接地网的弱电端子 2 9 电力监控系统在控制中心与信号系统的 GPS 母钟进行同步对时 系统与各被 控站之间通过软件定点对时保持系统时钟的同步 3 3 系统构成系统构成 电力监控系统由电力监控主站 变电所综合自动化系统及联系二者之间的通道 三部分组成 在车辆段供电车间内设置一套供电复示系统 电力监控系统通道结构 为点对点冗余结构形式 电力监控系统主站设备设置在与通信 信号 FAS BAS 等系统公用的指挥中心 内 供电复示系统设置在车辆段供电车间内 变电所综合自动化系统设置在全线 26 个变电所内 北京四号线工程 电力监控 施工设计细则 电气化工程局电气化勘测设计研究院 第 3 页 3 3 1 指挥中心主站 3 1 1 电力监控系统主站 电力监控系统主站由局域网络 中央服务器 操作员工作站 维护工作站机 数据转发工作站 设备管理工作站 通信前置处理机 电力监控软件 打印机 大 屏幕 交换机等构成 四台打印机分别用于事件记录打印 统计报表 画面拷贝和程序打印 大屏幕用于动态显示全线高中压供电 牵引供电 中低压供电以及牵引网开关 设备的运行状态 3 1 2 指挥中心的 UPS 装置 指挥中心的 UPS 装置为电力监控系统设备提供不间断电源 3 2 被控站 3 2 1 电力监控被控站 变电所综合自动化系统作为电力监控的被控站 它采用分散分布式 集中管理 的模式 变电所综合自动化系统设备由控制信号盘内主控单元 液晶显示器 下位 综合保护测控单元 下位综合保护测控单元由开关柜卖方提供 及所内通信网络等 部分组成 变电所综合自动化系统不属于本设计范围 3 3 复示系统 3 3 1 供电复示系统 设置于车辆段维修中心供电车间调度室内的供电复示系统由供电复示工作站 供电复示系统软件 打印机 交换机 网络设备等构成 3 3 2 复示系统 UPS 装置 UPS 装置向供电复示系设备提供不间断电源 北京四号线工程 电力监控 施工设计细则 电气化工程局电气化勘测设计研究院 第 4 页 4 4 4 通信通道通信通道 4 1 电力监控主站与各变电所被控站之间采用地铁通信系统提供的专用主备冗余 通信通道 主备通道能够实现自动或手动切换功能 通信传输速率不小于 2Mbps 通信接口方式为标准以太网接口 4 2 通信通道采用点对点的结构方式 5 5 系统功能 5 1 电力监控主站主要功能 5 1 1 遥控功能 1 单控 实现对全线各种类型变电所 AC 10kV 断路器 直流 750V 断路器和电动隔离开 关 含牵引网开关 和低压 AC 0 4kV 进线断路器 AC 0 4k 母联断路器 三级负荷 总开关的单个控制 2 程控 程序控制是若干单控的组合 实现所内 所间各种供电系统正常运行情况下的 倒闸作业 在程控执行过程中 若供电系统发生故障或程控中某个控制失败 程控将被中 止 5 1 2 遥信功能 1 遥信信号 a 变电所开关位置信号 b 开关设备接地刀闸位置信号 c 变电所内事故信号 预告信号 d 变电所内交 直流信号 2 遥信显示 a 正常运行状态的显示 各主控单元将变电所各种设备的运行状态和信息实时地传递到指挥中心 实现 指挥中心通过 CRT 装置和大屏幕对各变电所供电设备运行状态的监视 在 CRT 装置 和大屏幕上模拟开关状态的显示颜色 合闸为红色 分闸为绿色 北京四号线工程 电力监控 施工设计细则 电气化工程局电气化勘测设计研究院 第 5 页 5 b 报警信息处理 当变电所供电设备或牵引网发生故障时 利用 异样报告 的原理 把故障信 息迅速地传递到指挥中心显示 打印 同时启动音响报警 所有故障信息均以红色 显示和打印 故障信息包含事故和预告 两者的显示和打印方式相同 但音响报警 不同 5 1 3 遥测功能 1 实时采集和显示变电所电流值 电压值 无功 有功率值 有功电度值和 趋势图 2 统计变压器过负荷情况和出现时间 3 统计各种电压的最大 最小值和出现时间 4 根据得到的测量数据编制日报 月报 年报等 5 1 4 主要控制闭锁功能 1 断路器与电动隔离开关的操作具有安全闭锁功能 2 变电所 10kV 进线开关与母联开关之间具有闭锁功能 防止发生两回电源的 并联情况 5 1 5 维修 事故抢修调度功能 1 指挥中心根据从变电所采集得来的设备异常或故障信号 分析设备发生异 常或故障的情况和位置 为调度决策提供依据 以便及时通知运营维护部门进行事 故抢修 2 指挥中心接收到供电车间调度检修维护计划请求后 结合供电系统运行情 况和行车组织计划 编制变电设备或牵引网设备检修维护计划 并下达到供电车间 执行 5 1 6 供电系统运行情况的数据归档和统计报表功能 分类保存操作信息 事故和报警信息的历史记录 以进行查询和故障分析 实 现测量数据的日报 月报的统计报表 系统可根据调度人员的要求 建立各种档案报表 采用自动或手动方式录入数 据 可根据需要可进行定时和随时打印 北京四号线工程 电力监控 施工设计细则 电气化工程局电气化勘测设计研究院 第 6 页 6 5 1 7 正常工作时 由指挥中心进行调度控制 监视 变电所当地监控系统只起 辅助监视功能 当指挥中心设备或通信通道发生故障时 变电所设备的控制 监视由当地监控系统完成 5 1 8 用户画面 主要用户画面种类 1 电力监控系统构成示意图 包括调度所设备 被控站设备 通道等在内的整 个电力监控系统配置情况及各设备运行状态等信息 2 供电系统示意图 主要显示 10kV 供电环网及各开关柜运行状态 3 供电设施分布示意图 显示全线各种变电所的位置分布 4 各变电所主接线和牵引网线路图 显示各变电所的主接线 牵引网线路和设 备的运行状态 5 程控显示画面 显示站内 站间的程控项目及细目 6 遥测曲线画面 显示各遥测量 包括电流 电压 有功功率 无功功率 的趋势 曲线 7 电度量直方图 显示 24 小时之内的有功电度量和无功电度量 8 日报报表 各种电气测量值每日统计 归档报表 9 月报报表 各种电气测量值每月统计 归档报表 10 年报报表 各种电气测量值每年统计 归档报表 11 操作记录报表 记录操作员日常所有操作内容 12 事件记录报表 记录所有事件发生的时间 地点 事件内容和事件性质 紧 急或非紧急 5 1 9 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 5 1 10 培训功能 系统具有对操作人员 运行维护人员进行上岗培训功能 使其掌握电力监控系 统的运行管理 操作 以及日常维护 故障排除 替换故障元件等业务 5 1 11 口令级别设置功能 不同等级的运行管理人员具有不同的口令级别 管理人员在岗位交接班时用口 北京四号线工程 电力监控 施工设计细则 电气化工程局电气化勘测设计研究院 第 7 页 7 令替换形式完成 口令级可分为操作员级 应用软件级 包括数据库 系统软件级 等 操作员级 可进行遥控操作 调度管理工作 应用软件级 可对应用软件实现在线编辑 系统员级 可对系统程序进行编程和修改 5 1 12 人机操作界面采用 汉化 软件 系统配置中华人民共和国一级汉字库 GB2312 80 6763 个汉字 5 1 13 软件的维护 修改 扩展功能 系统具有对应用软件维护 修改功能 当系统需修改 增扩一些对象时 维护 操作人员可根据数据库及画面编辑原则 对系统进行扩容 5 1 14 系统应具有容错能力 自诊断 自恢复及在线修改功能 自检标志达到 模块级 5 2 复示系统 设置于车辆段维修中心供电车间调度室内的供电复示系统用于监视全线变电 所设备 牵引网设备的运行情况及监视全线杂散电流的情况 使供电维护人员 及时了解现场情况和事故信息 提高处理事故的工作效率 缩短停电时间 北京四号线工程 电力监控 施工设计细则 电气化工程局电气化勘测设计研究院 第 8 页 8 6 6 指挥中心主站及被控站控制 监视 测量范围及系统容量指挥中心主站及被控站控制 监视 测量范围及系统容量 6 1 遥控范围 6 1 1 牵引降压混合变电所 10kV 断路器 750V 断路器 电动隔离开关 0 4kV 进线断路器 0 4kV 母联断路器 三级负荷总开关 6 1 2 降压变电所 10kV 断路器 0 4kV 进线断路器 0 4kV 母联断路器 三级 负荷总开关 6 2 监视范围 6 2 1 牵引降压混合变电所 0 4kV 母线以上级所有变电所供电设备 含三级负荷 总开关 开关位置 含牵引网开关位置 事故信号和预告信号 6 2 2 降压变电所 0 4kV 母线以上级所有变电所供电设备 含三级负荷总开关 开关位置 事故信号和预告信号 6 3 测量范围 6 3 1 电力开闭所 10kV 进线电流 有功电度 无功电度 1 开闭所 10kV 进线电流 2 开闭所 10kV 母线电压 3 开闭所 10kV 母联电流 6 3 2 牵引降压混合所 1 AC10kV 进 出线 电流 2 AC10kV 母线 电压 3 AC10kV 母联 电流 4 整流机组交流侧 电流 有功功率 有功电度 5 整流机组直流侧 电流 6 DC750V 馈线 电流 7 DC750V 母线 电压 8 钢轨电位限制装置 轨电位 9 10kV 0 4kV 配电变压器 电流 有功功率 有功电度 北京四号线工程 电力监控 施工设计细则 电气化工程局电气化勘测设计研究院 第 9 页 9 10 400V 进线 电流 功率因数 11 400V 母线 电压 12 400V 母联 电流 13 400V 收费类照明馈线 电流 有功电度 14 杂散电流测试 电压 15 直流屏直流母线电压 6 3 3 降压变电所 1 10kV 进线电流 2 10kV 母线电压 3 10kV 0 4kV 变压器电流 有功功率 有功电度 4 直流屏直流母线电压 5 0 4kV 进线电流 功率因数 6 3 4 监控系统