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1、北京地鐵四號線工程供電系統施工設計細則電力監控目 錄1.概述12.主要設計原則13.系統構成23.1.指揮中心主站23.2.被控站33.3.復示系統34.通信通道45.系統功能45.1.電力監控主站主要功能45.2.復示系統76.指揮中心主站及被控站控制、監視、測量范圍及系統容量86.1.遙控范圍86.2.監視范圍86.3.測量范圍87.與其它系統接口91. 概述北京地鐵四號線起自南四環路北側馬家樓，向北沿馬家堡西路、菜市口大街、宣武門外大街、宣武門內大街、西單北大街、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，沿西直門內大街、西直門外大街、至首都體育館后轉向北，沿中關村大街至2、清華西門，之后向西進入頤和園路，經圓明園、頤和園、終至龍背村，線路全長28.14公里。四號線預留將來向南延伸至黃村的條件。北京地鐵四號線工程共設24座車站，其中地下站23座，地面站一座，另設車輛段一處，停車場一處，分別設在馬家樓和龍背村；四號線控制中心與在建的五號線及十號線合設在小營。全線設置一套電力監控系統，該系統在指揮中心內設置電力監控主站系統，在沿線各變電所內設置電力監控被控站（全線共設26個變電所綜合自動化系統作為電力監控的被控站），在供電檢修車間內設置供電復示系統。電力監控系統完成對上述各變電所的供電設備(含0.4KV進線開關、母聯開關、三級負荷總開關)及牽引網電動開關設備運行狀態的3、監視控制，負責全線牽引及電力供電系統的運行管理、正常檢修及事故搶修的調度指揮，以確保整個供電系統及設備安全、可靠地運行。供電復示系統實現運營維修人員對全線供電系統設備的監視，提高維護及維修的質量和效率。2. 主要設計原則2.1. 全線在指揮中心設置一套電力調度系統，在牽引降壓混合所及降壓所內設置變電所綜合自動化系統，兩者通過地鐵專用數據通道實現對供電系統設備及其運行狀況進行實時監控和控制，及時掌握和處理供電系統的各種事故、警報事件，保證供電的可靠性、安全性。2.2. 在車輛段供電車間設置供電復示系統，監視全線供電設備的運行情況以及集中監視全線雜散電流的情況。2.3. 電力監控系統具有與其它監控4、系統的計算機網絡接口，實現監控系統之間信息共享。2.4. 電力調度中心房屋要求按北京市軌道交通發展規劃統籌考慮，四號線輔助電源及電力監控調度系統容量在滿足本期工程要求的基礎上適度考慮遠期擴展的裕量。2.5. 電力監控系統采用計算機型監控裝置，系統結構形式為1：N集中監控方式。2.6. 電力監控調度系統采用高可靠性的雙以太網結構，客戶機/服務器模式，系統采用高容錯能力的“1+N”冗余工作模式。重要設備冗余配置，系統適度預留遠期擴展裕度。2.7. 電力監控系統采用地鐵內部通信系統提供的數據傳輸通道，指揮中心到各被控站和車輛段供電車間的供電復示系統之間的通信通道采用點對點冗余結構形式，通道具有自動或5、手動切換功能；傳輸通道采用2M bps帶寬的專用數據通道，通信通道具有透明性。2.8. 指揮中心電力監控設備接地利用大樓的綜合接地網的弱電端子。2.9. 電力監控系統在控制中心與信號系統的GPS母鐘進行同步對時。系統與各被控站之間通過軟件定點對時保持系統時鐘的同步 3. 系統構成電力監控系統由電力監控主站、變電所綜合自動化系統及聯系二者之間的通道三部分組成。在車輛段供電車間內設置一套供電復示系統。電力監控系統通道結構為點對點冗余結構形式。電力監控系統主站設備設置在與通信、信號、FAS、BAS等系統公用的指揮中心內，供電復示系統設置在車輛段供電車間內，變電所綜合自動化系統設置在全線26個變電所內6、。3.1. 指揮中心主站3.1.1. 電力監控系統主站電力監控系統主站由局域網絡、中央服務器、操作員工作站、維護工作站機、數據轉發工作站、設備管理工作站、通信前置處理機、電力監控軟件、打印機、大屏幕、交換機等構成。四臺打印機分別用于事件記錄打印、統計報表、畫面拷貝和程序打印。大屏幕用于動態顯示全線高中壓供電、牽引供電、中低壓供電以及牽引網開關設備的運行狀態。3.1.2. 指揮中心的UPS裝置指揮中心的UPS裝置為電力監控系統設備提供不間斷電源。3.2. 被控站3.2.1. 電力監控被控站變電所綜合自動化系統作為電力監控的被控站，它采用分散分布式、集中管理的模式。變電所綜合自動化系統設備由控制信7、號盤內主控單元、液晶顯示器、下位綜合保護測控單元（下位綜合保護測控單元由開關柜賣方提供）及所內通信網絡等部分組成。變電所綜合自動化系統不屬于本設計范圍。3.3. 復示系統3.3.1. 供電復示系統設置于車輛段維修中心供電車間調度室內的供電復示系統由供電復示工作站、供電復示系統軟件、打印機、交換機、網絡設備等構成。3.3.2. 復示系統UPS裝置UPS裝置向供電復示系設備提供不間斷電源。4. 通信通道4.1. 電力監控主站與各變電所被控站之間采用地鐵通信系統提供的專用主備冗余通信通道，主備通道能夠實現自動或手動切換功能，通信傳輸速率不小于2Mbps；通信接口方式為標準以太網接口。4.2. 通信通8、道采用點對點的結構方式。5. 系統功能5.1. 電力監控主站主要功能5.1.1. 遙控功能1）單控實現對全線各種類型變電所AC 10kV斷路器、直流750V斷路器和電動隔離開關（含牽引網開關）和低壓AC 0.4kV進線斷路器、AC 0.4k母聯斷路器、三級負荷總開關的單個控制。2）程控程序控制是若干單控的組合，實現所內、所間各種供電系統正常運行情況下的倒閘作業。在程控執行過程中，若供電系統發生故障或程控中某個控制失敗，程控將被中止。5.1.2. 遙信功能1）遙信信號a 變電所開關位置信號b 開關設備接地刀閘位置信號c 變電所內事故信號、預告信號d 變電所內交、直流信號2）遙信顯示a 正常運行狀9、態的顯示各主控單元將變電所各種設備的運行狀態和信息實時地傳遞到指揮中心，實現指揮中心通過CRT裝置和大屏幕對各變電所供電設備運行狀態的監視。在CRT裝置和大屏幕上模擬開關狀態的顯示顏色：合閘為紅色，分閘為綠色。b 報警信息處理當變電所供電設備或牽引網發生故障時，利用“異樣報告”的原理，把故障信息迅速地傳遞到指揮中心顯示、打印，同時啟動音響報警。所有故障信息均以紅色顯示和打印。故障信息包含事故和預告，兩者的顯示和打印方式相同，但音響報警不同。5.1.3. 遙測功能1）實時采集和顯示變電所電流值、電壓值、無功/有功率值、有功電度值和趨勢圖2）統計變壓器過負荷情況和出現時間3）統計各種電壓的最大、最10、小值和出現時間4）根據得到的測量數據編制日報、月報、年報等。5.1.4. 主要控制閉鎖功能1）斷路器與電動隔離開關的操作具有安全閉鎖功能。2）變電所10kV進線開關與母聯開關之間具有閉鎖功能，防止發生兩回電源的并聯情況。5.1.5. 維修、事故搶修調度功能1）指揮中心根據從變電所采集得來的設備異常或故障信號，分析設備發生異常或故障的情況和位置，為調度決策提供依據，以便及時通知運營維護部門進行事故搶修。2）指揮中心接收到供電車間調度檢修維護計劃請求后，結合供電系統運行情況和行車組織計劃，編制變電設備或牽引網設備檢修維護計劃，并下達到供電車間執行。5.1.6. 供電系統運行情況的數據歸檔和統計報表11、功能。分類保存操作信息、事故和報警信息的歷史記錄，以進行查詢和故障分析；實現測量數據的日報、月報的統計報表。系統可根據調度人員的要求，建立各種檔案報表，采用自動或手動方式錄入數據。可根據需要可進行定時和隨時打印。5.1.7. 正常工作時，由指揮中心進行調度控制、監視，變電所當地監控系統只起輔助監視功能。當指揮中心設備或通信通道發生故障時，變電所設備的控制監視由當地監控系統完成。5.1.8. 用戶畫面主要用戶畫面種類:1）電力監控系統構成示意圖：包括調度所設備，被控站設備，通道等在內的整個電力監控系統配置情況及各設備運行狀態等信息。2）供電系統示意圖：主要顯示10kV供電環網及各開關柜運行狀態。12、3）供電設施分布示意圖：顯示全線各種變電所的位置分布。4）各變電所主接線和牽引網線路圖：顯示各變電所的主接線、牽引網線路和設備的運行狀態。5）程控顯示畫面：顯示站內、站間的程控項目及細目。6）遙測曲線畫面：顯示各遙測量(包括電流/電壓、有功功率/無功功率)的趨勢曲線。7）電度量直方圖：顯示24小時之內的有功電度量和無功電度量。8）日報報表：各種電氣測量值每日統計、歸檔報表。9）月報報表：各種電氣測量值每月統計、歸檔報表。10）年報報表：各種電氣測量值每年統計、歸檔報表。11）操作記錄報表：記錄操作員日常所有操作內容。12）事件記錄報表：記錄所有事件發生的時間、地點、事件內容和事件性質(緊急或非13、緊急)。5.1.9. 信息打印功能所有操作、警報、報表信息均可根據需要在打印機上打印出來，當打印機處于關機狀態時，各種信息自動保存在硬盤上。5.1.10. 培訓功能系統具有對操作人員、運行維護人員進行上崗培訓功能，使其掌握電力監控系統的運行管理、操作、以及日常維護、故障排除、替換故障元件等業務。5.1.11. 口令級別設置功能不同等級的運行管理人員具有不同的口令級別，管理人員在崗位交接班時用口令替換形式完成。口令級可分為操作員級、應用軟件級(包括數據庫)、系統軟件級等。操作員級：可進行遙控操作、調度管理工作。應用軟件級：可對應用軟件實現在線編輯。系統員級：可對系統程序進行編程和修改。5.1.114、2. 人機操作界面采用“漢化”軟件。系統配置中華人民共和國一級漢字庫。 GB2312-80(6763個漢字)。5.1.13. 軟件的維護、修改、擴展功能系統具有對應用軟件維護、修改功能，當系統需修改、增擴一些對象時，維護操作人員可根據數據庫及畫面編輯原則，對系統進行擴容。5.1.14. 系統應具有容錯能力、自診斷、自恢復及在線修改功能，自檢標志達到模塊級。5.2. 復示系統設置于車輛段維修中心供電車間調度室內的供電復示系統用于監視全線變電所設備、牽引網設備的運行情況及監視全線雜散電流的情況，使供電維護人員及時了解現場情況和事故信息，提高處理事故的工作效率，縮短停電時間。6. 指揮中心主站及被控15、站控制、監視、測量范圍及系統容量6.1. 遙控范圍6.1.1. 牽引降壓混合變電所：10kV斷路器、750V斷路器、電動隔離開關、0.4kV進線斷路器、0.4kV母聯斷路器、三級負荷總開關。6.1.2. 降壓變電所：10kV斷路器、0.4kV進線斷路器、0.4kV母聯斷路器、三級負荷總開關。6.2. 監視范圍6.2.1. 牽引降壓混合變電所：0.4kV母線以上級所有變電所供電設備(含三級負荷總開關)：開關位置(含牽引網開關位置) 、事故信號和預告信號。6.2.2. 降壓變電所：0.4kV母線以上級所有變電所供電設備(含三級負荷總開關)：開關位置、事故信號和預告信號。6.3. 測量范圍6.3.116、. 電力開閉所10kV進線電流、有功電度、無功電度1) 開閉所10kV進線電流2) 開閉所10kV母線電壓3) 開閉所10kV母聯電流6.3.2. 牽引降壓混合所1) AC10kV進、出線：電流2) AC10kV母線：電壓3) AC10kV母聯：電流4) 整流機組交流側：電流、有功功率、有功電度5) 整流機組直流側：電流6) DC750V饋線：電流7) DC750V母線：電壓8) 鋼軌電位限制裝置：軌電位9) 10kV/0.4kV配電變壓器：電流、有功功率、有功電度10) 400V進線：電流、功率因數11) 400V母線：電壓12) 400V母聯：電流13) 400V收費類照明饋線：電流、有功17、電度14) 雜散電流測試：電壓15) 直流屏直流母線電壓6.3.3. 降壓變電所1） 10kV進線電流2） 10kV母線電壓3） 10kV/0.4kV變壓器電流、有功功率、有功電度4） 直流屏直流母線電壓5） 0.4kV進線電流、功率因數6.3.4. 監控系統容量 名稱單控程控遙信遙測電度量牽引降壓混合所806046010418降壓變電所30203007287. 系統主要性能指標：主、備機切換時間15s控制響應時間2s信息響應時間2s遙測精度誤差0.5%網絡負荷率30%畫面響應時間1s指揮中心網絡通信速率100Mbps指揮中心與被控站通信傳輸速率：2MBPS裝置平均無故障工作時間(MTBF) 18、10000小時系統可用率不小于99.98%8. 與其它系統接口8.1. 與通信系統接口通信專業與電力監控專業的接口在通信設備室的端子排上，通信端子排內側由通信專業負責。指揮中心通信機械室通信端子排外側到指揮中心電力監控機房的電纜路徑及敷設材料由通信專業負責設計；各車站、停車、車輛段的通信機械室通信端子排外側到相應的電力監控被控站變電所控制室的電纜路徑及敷設材料由通信專業負責設計；車輛段的通信機械室通信端子排外側到車輛段供電車間的電纜路徑及敷設材料由通信專業負責設計。電纜路徑若需要預埋管時，預埋2根32mm的鋼管。通信機械室通信端子排外側至電力監控設備的通信電纜由電力監控專業負責。8.2. 與信號系統的接口指揮中心電力監控系統預留與行車調度監控系統信息交換的標準接口，可以根據行車調度系統要求發送牽引網線路帶電狀態等信息。