研祥SPC产品在地铁PSCADA系统中的应用

一、系统概述

随着城市化进程的逐步加速，我国城市轨道交通建设未来发展有着巨大潜力。(国务院批准地铁建设有3项指标——城市人口超300万、GDP超1000亿元、地方财政一般预算收入超100亿元。目前全国有近50个城市达标)。伴随投资额度的加大，城市轨道交通建设有望成为继铁路大规模投资之后新的投资热点，城市轨道交通将成为“十二五”期间基础建设投资的新贵，我国的城市轨道交通建设有望迎来黄金发展期。

现城市轨道交通的地面建设包含AFC(自动售检票系统)、PIS(乘客信息系统)、BAS(环境监控系统)、FAS(火灾消防监控系统)、PSD(车站屏蔽门系统)、PSCADA(电源监控和数据采集)、MCS(主控系统)、SIG(信号系统)、NCS(网络通信系统)九大系统，本文主要讨论PSCADA系统的需求、架构及应用。

二、系统要求

PSCADA(电源监控和数据采集)系统：包括全线由若干个变电站综合自动化系统;SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统;它应用领域很广，可以应用于电力、冶金、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域;

地铁行业电力监控子系统与地铁行业的综合监控系统(ISCS)紧密集成，实现PSCADA子系统功能，共同完成变电站主要供电设备及接触网(轨)等电力设备运行情况的分层分布远程实时监视和控制，处理供电系统的各种异常事故及报警事件，保障系统的正常运行，同时大大提升供电系统调度、管理及维修的自动化程度，提高供电质量，保证系统安全、可靠地运行。

地铁变电所综合自动化系统与供电系统的12kV开关柜、750V开关柜、0.4kV开关柜、牵引变压器、硅整流器、配电变压器、排流柜、杂散电流监测装置、牵引网电动隔离开关、再生能量利用装置、钢轨电位限制装置等配置的综合测控保护装置、智能采集装置通过通信接口连接实现集中监控。

依据智能电网系统需求，对控制工控机的要求如下：

通过国家电科院电力四级认证、符合IEC 61850-3和IEEE 1613认证 ;

电源及接口满足浪涌4级抗扰度、静电4级抗扰度等要求;

电源输入支持直流110V/220V，交流220V/50Hz供电，满足冗余供电，支持整机不断电更换、维护模块电源;要求支持失电报警功能;

支持多种通讯接口和灵活的扩展(10个串口：采用光电隔离电路设计，实现整机在恶劣、复杂多变的电磁环境中稳定工作;6个网口;6个USB;1个VGA;1个扩展槽);

标准19寸上架无风扇、低功耗、全密封产品;

三、系统描述

PSCADA系统包括全线由若干个变电站综合自动化系统，该系统可分为两类：

牵引降压混合变电站(以下简称混合站)

降压变电站(以下简称降压站)

车站、车辆段牵引降压混合变电站综合自动化系统通过与本车站、车辆段的综合监控系统接口，实现电力调度中心与变电所综合自动化系统的数据交换。

变电站自动化系统采用分层、分布式系统结构。系统由变电站站级管理层、网络通信层、间隔设备层组成。系统以供电设备为监控对象，通过所内网络将10kV、0.4kV交流保护测控单元、DC750V直流保护测控单元、交直流系统监控单元、变压器与整流器监控单元、排流柜与杂散电流监控单元、轨电位限位装置、电动隔离开关等分散布置的间隔层设备连接起来，通过工控机进行集中管理。

下图为PSCADA系统典型结构：

图1：PSCADA系统典型结构

站级管理层

包括安装在控制信号盘内的工控机、通信处理器、交换机、智能测控单元等设备组成。该层主要完成全站的数据通讯处理、人机界面、数据库等功能，是系统与运行和维护人员的接口。

数据通信层

站控级网络

间隔级网络

间隔设备层

间隔层智能设备主要包括10kV综合保护测控单元、750V直流开关柜保护测控单元、0.4kV低压开关柜监控单元、制动能量消耗装置监控单元、杂散电流监控单元、整流器监控单元、交直流电源系统监控单元、整流变压器温控器、动力变压器温控器，所有智能设备由通信方式接入综合自动化系统。

研祥电力行业专业级全密封工控机SPC-8231主要承担地铁PSCADA体统中运行数据、状态记录统计处理;数据信息分层、分流交换自动化控制;变电站运行发生故障时能即时提供故障报警功能，指出故障问题点等等。

研祥全新的SPC-8231产品符合地铁PSCADA设备应用重要指标：

图2:SPC-8231