CN104242454A - 轨道交通供电系统的电力监控系统 - Google Patents

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CN104242454A
CN104242454A CN201410493084.7A CN201410493084A CN104242454A CN 104242454 A CN104242454 A CN 104242454A CN 201410493084 A CN201410493084 A CN 201410493084A CN 104242454 A CN104242454 A CN 104242454A
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Abstract

本发明涉及一种轨道交通供电系统的电力监控系统,采用综合监控系统建设模式时的系统构成,在控制中心及车站集成了电力监控系统、环境与设备监控系统系统,综合监控系统为这些不同的系统提供了一个综合的信息平台,这些系统的主要硬件、软件均由综合监控系统来统一构建,综合监控系统实现各系统在中心级和车站级的系统功能;所述轨道交通供电系统的电力监控系统,包括中央监控系统,其功能包括有控制、数据采集与处理、显示、报警、系统权限管理。该电力监控系统能够实现对各种设备的控制、信息采集、数据分析处理、远方维护、统计报表、事故报警、画面调阅、历史数据查询功能,实时对设备的进行监控、监测,保证轨道交通的正常运作。

Description

轨道交通供电系统的电力监控系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种轨道交通供电系统的电力监控系统,属于电力监控技术领域。
背景技术
[0002] 轨道交通供电系统是城市轨道交通运营的动力源泉,负责电能的供应与传输,为电动列车牵引供电和提供车站、区间、车辆段、控制中心等其他建筑物所需要的动力照明用电。供电系统应具有安全性和靠性,以保障供电。
[0003] 电力监控系统又称电力SCADA系统或者远动系统,往往简称SCADA系统,有时也称PSCADA系统。它对城轨供电系统主变电所、牵引变电所、降压变电所等不同类别变电所内的高压66〜110KV设备、中压10〜35KV设备、直流750V或直流1500V设备、低压400V设备、交直流电源屏、排流柜、钢轨电位限制装置等对象进行监控,实现对各种设备的控制、信息采集、数据分析处理、远方维护、统计报表、事故报警、画面调阅、历史数据查询等功能。
[0004] 早期的城轨供电系统由于技术的局限,没有条件设立电力监控系统,其监控管理以人工为主,辅以调度电话方式来实现供电系统的运行管理。这种监控方式要求变电所内设置当地报警设备,当系统发生故障时值班人员能够及时发现并上报调度部门。
[0005] 20世纪末,随着计算机技术和网络技术的快速发展,各个分立的自动化系统逐步走向综合集成,城市轨道交通各专业的自动化系统采用统一的计算机网络平台和统一的软件体系,构成综合监控系统,从而实现不同自动化系统的集成。按目前的技术水平,典型的综合监控系统一般集成电力监控系统、环境与设备监控系统等自动化系统,这种方式有利于不同系统之间的数据信息互通、软硬件资源共享。综合监控系统运行所依赖的底层基础依然是原先各分立系统的远程终端数据采集处理系统或者设备。电力监控系统集成于综合监控系统后,电力监控系统设计范围包括电力调度中心主站系统及供电复示系统的功能设计、变电所综合自动化系统的软硬件设计,而电力调度中心主站系统、供电复示系统的硬件及软件则由综合监控系统统一建设。双方的硬件接口一般位于变电所综合自动化系统与综合监控系统的通信连接装置的通信端子。
[0006] 城市轨道交通供电系统,是城市轨道交通工程中重要机电设备系统之一,它担负着为电动列车和各种运营设备提供电能的重要任务。牵引供电技术与车辆技术的发展史与城市轨道交通技术的发展史,紧密相关、直接相连。城轨供电系统的靠性与安全性,直接影响到城市轨道交通的安全运营与服务水平。城轨供电方案的科学性及设备选型的合理性,也直接影响到城轨交通的节能效果。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于提供一种轨道交通供电系统的电力监控系统,对城轨供电系统主变电所、牵引变电所、降压变电所等不同类别变电所内的高压66〜110KV设备、中压10〜35kv设备、直流750V或直流1500V设备、低压400V设备、交直流电源屏、排流柜、轨道电位限制装置等对象进行监控,实现对各种设备的控制、信息采集、数据分析处理、远方维护、统计报表、事故报警、画面调阅、历史数据查询等功能,实时对设备的进行监控、监测,保证轨道交通的正常运作。
[0008] 为了实现上述目的,本发明的技术方案如下。
[0009] 一种轨道交通供电系统的电力监控系统,采用综合监控系统建设模式时的系统构成,在控制中心及车站集成了电力监控系统、环境与设备监控系统系统,综合监控系统为这些不同的系统提供了一个综合的信息平台,这些系统的主要硬件、软件均由综合监控系统来统一构建,综合监控系统实现各系统在中心级和车站级的系统功能;所述轨道交通供电系统的电力监控系统,包括中央监控系统,其功能包括有控制、数据采集与处理、显示、报警、系统权限管理。
[0010] 进一步地,监控系统中的控制功能具体设置如下:
(I)遥控功能:系统遥控功能,即在电力调度中心对接入系统的任何一个遥控的对象进行合、分遥控。遥控分为单独控制和程序控制,并根据用户要求自定义被控制设备及其操作顺序,上述控制方式能根据电力调度员的要求设置手动确认功能。
[0011] (2)断路器故障跳闸远方复归功能:当变电所开关的保护装置检测到故障电流并发出跳闸指令,开关跳闸,同时保护装置闭锁对该开关的操作。故障排除后,电力调度员需要对被闭锁开关的保护装置进行远方复位操作,解除其对开关操作的闭锁,方对该开关进行遥控操作,使其能够重新投入运行。
[0012] (3)保护定值组管理功能:电力调度员对开关保护装置的保护定值组进行统一管理,包括保护定值召唤、显示、保存、切换、打印等,能选择站名、装置种类、装置名称。
[0013] (4)保护投退功能:电力调度员根据系统运行方式的需要,对供电设备的保护软压板进行投退操作。软压板的投退操作在专用界面上进行。投退操作都记录在日志中。电力调度员投入软压板时,车站无权解除压板。
[0014] (5)控制闭锁功能:当现场供电设备出现故障时,引起相应开关跳闸,则此开关控制命令的操作被自动闭锁。被控对象在定义时,编辑输入与之相关的闭锁条件,在满足闭锁条件时,执行命令应被自动屏蔽并给出提示信息。
[0015] (6)遥控屏蔽功能:电力调度员能对任何一个或多个供电系统受控设备进行屏敝,使其不能被遥控操作,屏蔽解除后才能恢复遥控功能。设备屏蔽后,车站无权对此设备进行控制。屏蔽操作及解除均须通过手动方式实现,包括三种形式:①全站屏蔽;②按电压等级全线或全站屏蔽单开关屏蔽。
[0016] (7)人工置数功能:具有操作权限的人员能手工对系统采集的数据进行置数。人工置数后的数据须有明显标志以示与正常数据的区别。所有人工设置的状态量能自动列表显不O
[0017] (8)远方维护功能:控制中心能对变电所综合自动化系统进行远方维护。维护内容包括:对基础设备采集量的修改、人机界面更改、硬件参数配置。利用远程维护工具完成人机界面调阅,进行系统及软件模块的启停、修改维护数据库、图形编辑、修改软件配置、系统故障的远方处理等操作。
[0018] (9)遥调功能:能对主变压器有载调压开关的分接头位置进行升、降、停控制。
[0019] 进一步地,上述监控系统中,设置有以下数据采集与处理功能,具体包括:
(I)遥信功能:控制中心从变电所综合自动化系统采集各种遥信信息,包括位置遥信和保护遥信。位置遥信分为单位置遥信和双位置遥信,保护遥信为单位置遥信。遥信信息在人机界面上实时刷新,以便操作员及时了解现场设备运行状态。位置遥信包括各种断路器、隔离开关、接触器设备的合、分状态,开关手车的工作、试验位置状态,温度检测设备的过限与否。
[0020] (2)遥测功能:系统应具有下列遥测量处理功能:①具有变电所各种电气量的采集功能;②完成各种数据格式的转换;③具有多种计算功能;④具有多种统计功能;⑤超量程检查。
[0021] (3)数据处理及打印功能:控制中心接收由变电所综合自动化系统传送上来的数据信息,经过各种算术及逻辑处理后,将数据存储到系统的实时数据库和历史数据库中,能事件日志的形式供查询调阅,能按时间、地点、设备、报警等级、自定义字符串等进行查询,并分类打印。
[0022] (4) SOE事件记录功能:S0E (事件顺序)记录用于分辨事件发生的先后顺序(如故障跳闸的顺序)。系统能以各种方式(按时间、按事故源对象等)查询、分析和打印SOE记录。系统应配置事件顺序记录功能模块,此模块能将各站的开关及继电保护节点动作顺序及时间记录下来,供事故分析使用。事件顺序记录的主要指标是动作时间分辨率,共分为两类,即站内动作时间分辨率和站间动作时间分辨率。前者由远方终端保证,后者则除远方终端外还涉及全部系统的对时。
[0023] (5)故障录波数据读取功能:当供电系统发生故障,保护装置启动,使故障线路的开关事故跳闸的同时,保护装置自动进行故障录波,并以每次故障为单位将故障录波文件存放在当地保护装置中。
[0024] (6)统计报表功能:用户能利用各种实时数据和报表组态工具对数据进行选择、组合、累积、统计等加工处理,生成各种报表,报表能由用户自由设定,以定期(日、月或年)、定时(每Ht指定的时间)或召唤(用户指定的时间范围)方式打印,或以MicrosoftExcel格式保存。
[0025] 进一步地,上述监控系统中,其数据处理后采用以下显示功能予以实现:
(I)人机界面显示:人机界面是电力调度员日常监控、操作的主界面,由运行监控程序和其他辅助模块组成。主要如下:①包括调度画面显示、电力调度员常用操作;②包括窗口管理、画面显示以及操作。③包括相关程序启动、退出操作。④包括显示供电系统图、牵引网系统图、各变电所主接线图、停送电程控画面、报警/预告画面及其他画面。具体画面包括、但不限于以下内容:1)工程线路示意图;2)供电系统示意图;3)各变电所供电设备分布示意图。上述画面在需要时能通过大屏幕画面显示,也能在工作站人机界面显示。各类画面的显示风格及规则根据工程需要确定。
[0026] (2)接地状态显示:当现场供电设备接地刀闸处于接地位置或者现场由人工挂接地线时,操作员在主接线画面上设置接地挂牌标志,同时自动闭锁与之相关的控制命令操作。系统接收到来自变电所综合自动化系统的接地刀闸信息后,自动在画面上做出明显标记(接地标志或挂接地牌),同时闭锁合闸操作。
[0027] (3)趋势显示:遥测量(电压、电流、功率等)按定义的周期保存在历史数据库中,曲线浏览程序根据每个模拟量保存的数据点,按要求通过曲线方式显示出来。
[0028] (4)变电所综合自动化系统运行状况显示:系统能实时显示各个变电所综合自动化系统的运行状况。如果发现系统设备发生故障,能自动报警提示维护人员,并对设备名称、设备所在车站、故障发生时间、恢复/更换时间进行自动记录。
[0029] 进一步地,上述电力监控系统中,还设置有如下报警功能:
(I)事故报警功能:供电系统一切非正常状态均产生报警信息,报警信息包括:模拟量越限、数字量的状态改变、被监控设备非正常运行状态、监控系统自身以及后备电源的故障。报警方式包含声音报警、文字报警、打印报警、推画面报警、灯光报警等几种方式,单独使用,也组合使用。报警等级分若干级(5级或以上),各级含义、颜色和声音在数据库中定义。
[0030] (2)报警事件打印功能:系统能通过打印机实时打印供电系统发生的报警事件。打印内容如下:①事件类别。②事件发生站点。③事件发生间隔位置。④事件发生时间。实时打印的报警类别由电力调度员自行定义,如I级报警自动打印、II级报警召唤打印。
[0031] (3)报警列表查询和筛选功能:电力调度员能对系统产生的报警进行查询、筛选并打印,如报警发生的时间、地点、设备类别、设备编号、报警等级、自定义字符串。
[0032] 进一步地,上述电力监控系统中,所设置的系统权限管理功能如下:
(I)使用权限管理:系统的使用权限有多级:处于最顶层的是系统管理员级,运行维护人员分为检修管理员级、检修员级,控制中心人员分为中心调度管理员级、电力调度员级,车站人员分为车站管理员级、车站值班员级,以及使用权限最低的显示级别。系统中除系统管理员具有所有的使用权限外,其他各个级别的使用权限,由系统管理员通过组态方式分配。
[0033] (2)功能权限管理:系统功能由系统管理员使用“系统功能权限管理”界面按级别进行分配,且各种功能能分配给不同级别。
[0034] (3)控制权限管理:目前自动化系统一般有多级控制权,即控制中心控制级、车站控制级和设备就地控制级,系统中出现多个位置均能对某个受控对象进行控制操作的现象。
[0035] 该发明的有益效果在于:该电力监控系统能够对城轨供电系统主变电所、牵引变电所、降压变电所等不同类别变电所内的高压66〜110KV设备、中压10〜35kv设备、直流750V或直流1500V设备、低压400V设备、交直流电源屏、排流柜、轨道电位限制装置等对象进行监控,实现对各种设备的控制、信息采集、数据分析处理、远方维护、统计报表、事故报警、画面调阅、历史数据查询等功能,实时对设备的进行监控、监测,保证轨道交通的正常运作,极大地方便了针对轨道交通的供电系统进行监控和及时维护,提高了设备有效利用率。
具体实施方式
[0036] 下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行描述,以便更好的理解本发明。实施例
[0037] 轨道交通供电系统的电力监控系统,包括中央监控系统,即电力调度中心主站系统,简称电力调度中心,其功能主要有控制、数据采集处理、显示、报警、查询。具体功能设置包括:
(I)遥控功能:系统遥控功能,即在电力调度中心对接入系统的任何一个遥控的对象进行合、分遥控。遥控操作执行严格的权限管理,执行遥控必须是有操作权限或经过授权的工作人员。
[0038] 为了避免误操作,在同一时刻,对同一控制对象系统只允许有一个遥控操作进行,同时所有的遥控操作都必须保存到系统日志中。
[0039] 遥控分为单独控制和程序控制,并根据用户要求自定义被控制设备及其操作顺序,上述控制方式能根据电力调度员的要求设置手动确认功能。在同一时间,当多个工作站对同一设备进行遥控操作时,根据用户的权限确定遥控的优先级。具体为:
(Ia)单独控制,控制过程分两步进行:第一步,首先调出被控站的主接线图,选择控制对象。如果选择成功,此时弹出被选中的对象的确认画面,所选对象分别在工作站显示器闪烁。如果选择失败,也在显示器上提示,同时工作站显示器恢复原状态显示。只有当选择成功后,方进行后续操作。第二步,在被选中对象的确认画面上,按下执行键,系统自动执行返校。如果返校失败,系统给出提示信息;如果返校成功,系统发出执行命令。如果遥控成功,则工作站显示器上开关状态刷新,停闪;如果执行失败,则工作站显示器上开关恢复原状态显示。无论执行成功或失败,都有操作记录,内容包括操作员标识、控制对象、命令发出时间、遥控性质、执行结果等,并在事件打印机上打印,成功操作打印颜色为黑色,失败操作打印颜色为红色。上述操作过程有选择倒计时和执行倒计时,并有限时失效功能。
[0040] (Ib)程序控制:程序控制是按照一定顺序和条件执行的一系列遥控操作。程控种类分为:标准控制序列、自定义控制序列。
[0041] ①标准控制序列:变电所或多个变电所的多个受控对象按照一定的安全联锁关系定义为一个顺序操作序列,操作员通过顺序控制画面,选择需要的顺序控制序列,对各受控对象进行操作。顺序操作一旦被启动执行,将自动地按照顺序控制序列一步一步地执行。当执行过程中系统检查出安全联锁关系不满足继续执行的条件时,等待一段时间(时间调整)重新检查该条件是否满足,如条件满足则继续执行,否则弹出一个是否继续进行的选择对话框,由操作员进行选择是否继续执行计划任务单中的后续控制命令。
[0042] 直流牵引网区间停电序列。此序列用于控制某个事故区间直流牵引网停电,便于区间出现事故后的人员疏散、电气隔离。停电序列能根据事故区间涉及的范围进行单向或者双向停电。
[0043] 选线控制序列。选线控制序列应用于直流牵引网的全线停电、送电序列控制。选线控制的实现方式是调用每个牵引变电所的直流牵引网送电/停电标准控制序列,以便在较短的时间内完成直流牵弓I网每天的停/送电操作。
[0044] ②自定义控制序列。自定义控制序列主要用于日常临时的系统倒闸操作或站内倒闸操作。
[0045]自定义控制序列是由具有使用该功能权限的操作员,根据将要完成的工作任务,按一定操作顺序填写控制命令的集合,填写完成后操作员能保存,并重复使用。
[0046] 当操作员根据需要启动执行某个自定义控制序列后,系统根据该序列中的控制命令逐项执行,执行过程与标准控制序列的执行过程相同。
[0047] 已执行的自定义控制序列,被立即保存,且任何人不能修改和删除,只有系统管理员在一定时间(如半年或一年)后删除。
[0048]自定义控制序列任务单中含有工作地点、初始创建人、创建时间、最终修改人、修改时间、工作内容、执行情况、执行时间、执行人等内容。
[0049] (2)断路器故障跳闸远方复归功能:
当变电所开关的保护装置检测到故障电流并发出跳闸指令,开关跳闸,同时保护装置闭锁对该开关的操作。故障排除后,电力调度员需要对被闭锁开关的保护装置进行远方复位操作,解除其对开关操作的闭锁,方对该开关进行遥控操作,使其能够重新投入运行。
[0050] 复归对象为车站所有开关保护装置。进行单开关保护复归操作,也进行成组复归和整站复归操作,整站复归操作在一次系统图上进行,执行整站复归操作后,该站的保护信号及事故总信号均被复归。
[0051] (3)保护定值组管理功能:
电力调度员对开关保护装置的保护定值组进行统一管理,包括保护定值召唤、显示、保存、切换、打印等,能选择站名、装置种类、装置名称。
[0052] (4)保护投退功能:
电力调度员根据系统运行方式的需要,对供电设备的保护软压板进行投退操作。软压板的投退操作在专用界面上进行。投退操作都记录在日志中。电力调度员投入软压板时,车站无权解除压板。
[0053] (5)控制闭锁功能:
当现场供电设备出现故障时,引起相应开关跳闸,则此开关控制命令的操作被自动闭锁。被控对象在定义时,编辑输入与之相关的闭锁条件,在满足闭锁条件时,执行命令应被自动屏蔽并给出提示信息。例如,当现场供电开关设备接地刀闸接地时,操作员在主接线画面上开关符号处设置接地标志,对有接地标志的供电升天设备,系统自动闭锁与之相关控制命令的操作。控制闭锁功能能人工投退,且由用户自定义。
[0054] (6)遥控屏蔽功能:
电力调度员能对任何一个或多个供电系统受控设备进行屏敝,使其不能被遥控操作,屏蔽解除后才能恢复遥控功能。设备屏蔽后,车站无权对此设备进行控制。
[0055] 屏蔽操作及解除均须通过手动方式实现,包括三种形式:①全站屏蔽按电压等级全线或全站屏蔽单开关屏蔽。屏蔽后,在供电系统图及主接线图界面上均给出标识。不同方式的屏蔽操作能重复执行,但不能同时解除。解除操作由屏蔽设置人或高级别操作权限的人员执行。某一解除屏蔽操作对应某一屏蔽操作方式。
[0056] (7)人工置数功能:具有操作权限的人员能手工对系统采集的数据进行置数。人工置数后的数据须有明显标志以示与正常数据的区别。所有人工设置的状态量能自动列表显不O
[0057] (8)远方维护功能:控制中心能对变电所综合自动化系统进行远方维护。维护内容包括:对基础设备采集量的修改、人机界面更改、硬件参数配置。利用远程维护工具完成人机界面调阅,进行系统及软件模块的启停、修改维护数据库、图形编辑、修改软件配置、系统故障的远方处理等操作。
[0058] (9)遥调功能:能对主变压器有载调压开关的分接头位置进行升、降、停控制。
[0059] 上述监控系统中,设置有以下数据采集与处理功能,具体包括:
(I)遥信功能:
控制中心从变电所综合自动化系统采集各种遥信信息,包括位置遥信和保护遥信。位置遥信分为单位置遥信和双位置遥信,保护遥信为单位置遥信。遥信信息在人机界面上实时刷新,以便操作员及时了解现场设备运行状态。位置遥信包括各种断路器、隔离开关、接触器设备的合、分状态,开关手车的工作、试验位置状态,温度检测设备的过限与否。保护遥信包括各类保护动作、重合闸动作的启动、出口、失败,分为事故遥信和预告遥信。事故遥信指使设备停电、停运的事故信号,预告遥信指设备有问题但能维持运行的故障信号。系统定义给出系统计算机节点的工作状态、网络运行状态、通道运行状态等虚拟遥信点。系统对开关及保护信号等遥信量具有分合次数、检修分合次数、事故分合次数统计功能。系统遥信状态应反映在系统主接线图画面上。
[0060] (2)遥测功能:
系统应具有下列遥测量处理功能:①具有变电所各种电气量的采集功能:包括测量对象的三相电压、线电压、电流、零序电压、零序电流、直流电压、直流电流、杂散电流、牵变谐波、有功功率、无功功率、功率因数、变压器温度。②完成各种数据格式的转换:将二进制数格式、BcD码格式、浮点数格式等各种格式的模拟量统一转换为实时数据库支持的数据格式。③具有多种计算功能:实时数据库为每个遥测量配置工程值换算系数和偏移量,从而完成实际工程值的计算。一些无法直接从子站采集的数据,在实时数据库中编辑公式计算。④具有多种统计功能:每个遥测量都进行I分钟、15分钟、I小时、4小时、日最大值、日最小值、日平均值、日最小值出现时间、日最大值出现时间的统计。当采集点类型为电压时,还进行电压合格率统计,并提供各种综合量的计算。电度量的统计能分别按照峰、谷、平时段进行统计。电度量包括各车站进线、牵引变压器、配电变压器的电度量。日电量在零点清零。能进行电度表归零、换表的电度量统计处理。遥测信号采用周期方式进行采集,最小采集周期为I秒。⑤超量程检查:系统对每个遥测信号要进行量程检查,超量程报警。
[0061] 控制中心接收遥测量后,把每一个模拟量跟指定的限值进行比较,判断是否越限,如检查出越限后将对检查对象进行标志。用户能定义限值死区,以避免在定义的限值边界抖动时产生不必要的告警。限值由用户自行定义。系统应具有零点嵌位功能。
[0062] (3)数据处理及打印功能:控制中心接收由变电所综合自动化系统传送上来的数据信息,经过各种算术及逻辑处理后,将数据存储到系统的实时数据库和历史数据库中,能事件日志的形式供查询调阅,能按时间、地点、设备、报警等级、自定义字符串等进行查询,并分类打印。
[0063] 数据处理主要内容如下:
①各种开关操作信息(包括站名、对象、性质、发生时间等,打印颜色为黑色)记录在事件日志中。
[0064] ②各种故障信息(包括站名、对象、性质、发生时间等,打印颜色为红色)记录在报警列表中。
[0065] ③统计报表记录进行打印(需要时)和存盘,打印颜色为黑色。
[0066] ④电流电压曲线(包括站名、时间)进行打印(需要时)和存盘,打印颜色为黑色。
[0067] ⑤遥测量超限监视,当电流、电压量超过极限值时,发出超限报警(在显示画面上改变显示颜色并闪烁),进行打印(需要时)和存盘,打印颜色为红色。
[0068] ⑥过负荷发生时间、持续时间的监视,进行打印(需要时)和存盘,打印颜色为红色。
[0069] ⑦当日负荷峰谷的最大值与最小值、最高电压与电流、最低电压与电流出现时间的统计,进行打印(需要时)和存盘,打印颜色为黑色。
[0070] ⑧电流、电压、电度量等曲线的显示,能根据不同的时间要求进行时间分割显示,以便观察电流、电压、电度量在不同时间的变化情况。
[0071] ⑨开关动作次数统计(区分操作与事故情况),当达到规定次数时以警告方式通知用户。
[0072] ⑩开闭所进线谐波检测,感性无功和容性无功测量。
[0073] ⑪双重越限检验,对每个点均设置上限、上上限、下限、下下限限值,超过限值时产生越限报警。
[0074] (4) SOE事件记录功能:S0E (事件顺序)记录用于分辨事件发生的先后顺序(如故障跳闸的顺序)。系统能以各种方式(按时间、按事故源对象等)查询、分析和打印SOE记录。
[0075] 系统应配置事件顺序记录功能模块,此模块能将各站的开关及继电保护节点动作顺序及时间记录下来,供事故分析使用。事件顺序记录的主要指标是动作时间分辨率,共分为两类,即站内动作时间分辨率和站间动作时间分辨率。前者由远方终端保证,后者则除远方终端外还涉及全部系统的对时。
[0076] (5)故障录波数据读取功能:
当供电系统发生故障,保护装置启动,使故障线路的开关事故跳闸的同时,保护装置自动进行故障录波,并以每次故障为单位将故障录波文件存放在当地保护装置中。
[0077] 用户按站号、序号将保护装置内的故障录波数据召唤显示并存储在服务器磁盘文件中,文件名以站号、序号和故障时间命名。文件的保存时间和数量只受硬盘容量限制。系统能各种方式(按时间、按对象、按类型等)查询、分析和打印故障录波数据。
[0078] (6)统计报表功能:
用户能利用各种实时数据和报表组态工具对数据进行选择、组合、累积、统计等加工处理,生成各种报表,报表能由用户自由设定,以定期(日、月或年)、定时(每Ht指定的时间)或召唤(用户指定的时间范围)方式打印,或以Microsoft Excel格式保存。
[0079] 统计报表内容分为两大类:模拟量统计和数字量统计。模拟量统计的主要对象是各类开关的有功电量和无功电量,以及依此计算功率因数、负荷统计、电流和电压越限值和越限次数和时间统计;数字量统计的主要对象是开关动作和故障跳闸次数统计、开关遥控操作和实际动作次数统计,并计算出遥控操作成功率。
[0080] 上述监控系统中,其数据处理后采用以下显示功能予以实现:
(I)人机界面显示:
人机界面是电力调度员日常监控、操作的主界面,由运行监控程序和其他辅助模块组成。主要功能如下:①包括调度画面显示、电力调度员常用操作;②包括窗口管理、画面显示以及操作。③包括相关程序启动、退出操作。④包括显示供电系统图、牵引网系统图、各变电所主接线图、停送电程控画面、报警/预告画面及其他画面。具体画面包括、但不限于以下内容:1)工程线路示意图;2)供电系统示意图;3)各变电所供电设备分布示意图。上述画面在需要时能通过大屏幕画面显示,也能在工作站人机界面显示。各类画面的显示风格及规则根据工程需要确定。
[0081] (2)接地状态显示:当现场供电设备接地刀闸处于接地位置或者现场由人工挂接地线时,操作员在主接线画面上设置接地挂牌标志,同时自动闭锁与之相关的控制命令操作。系统接收到来自变电所综合自动化系统的接地刀闸信息后,自动在画面上做出明显标记(接地标志或挂接地牌),同时闭锁合闸操作。此时如果对挂接地牌的组件进行合闸送电时,将发出警告并拒合。如果被检修组件没有被隔离停电,则挂接地牌时将发出警告并拒挂。如果变电所综合自动化系统不能提供接地刀闸信息,能要求变电所操作人员在画面上采用手工挂地刀的方法,同样能闭锁合闸操作,以保证系统安全。
[0082] (3)趋势显示:遥测量(电压、电流、功率等)按定义的周期保存在历史数据库中,曲线浏览程序根据每个模拟量保存的数据点,按要求通过曲线方式显示出来。系统能显示实时或历史模拟量的趋势曲线(包括平均值、最大值、最小值)。对实时趋势曲线显示,曲线按照一定周期自动刷新。操作员能选择曲线进行平移、无级缩放操作。趋势曲线画面中同时显示的曲线数量、曲线颜色、显示比例能由用户自行定义。
[0083] (4)变电所综合自动化系统运行状况显示:系统能实时显示各个变电所综合自动化系统的运行状况。如果发现系统设备发生故障,能自动报警提示维护人员,并对设备名称、设备所在车站、故障发生时间、恢复/更换时间进行自动记录。
[0084] 上述电力监控系统中,还设置有如下报警功能:
(I)事故报警功能:
供电系统一切非正常状态均产生报警信息,报警信息包括:模拟量越限、数字量的状态改变、被监控设备非正常运行状态、监控系统自身以及后备电源的故障。
[0085] 报警方式包含声音报警、文字报警、打印报警、推画面报警、灯光报警等几种方式,单独使用,也组合使用。报警方式在电力调度工作站实现,也在其他工作站实现,并根据工作站的职责范围有选择性地报警。
[0086] 报警等级分若干级(5级或以上),各级含义、颜色和声音在数据库中定义。
[0087] (2)报警事件打印功能:
系统能通过打印机实时打印供电系统发生的报警事件。打印内容如下:①事件类别。
②事件发生站点。③事件发生间隔位置。④事件发生时间。实时打印的报警类别由电力调度员自行定义,如I级报警自动打印、II级报警召唤打印。
[0088] (3)报警列表查询和筛选功能:
电力调度员能对系统产生的报警进行查询、筛选并打印,如报警发生的时间、地点、设备类别、设备编号、报警等级、自定义字符串等。
[0089] 上述电力监控系统中,所设置的系统权限管理功能如下:
(I)使用权限管理:系统的使用权限有多级:处于最顶层的是系统管理员级,运行维护人员分为检修管理员级、检修员级,控制中心人员分为中心调度管理员级、电力调度员级,车站人员分为车站管理员级、车站值班员级,以及使用权限最低的显示级别。系统中除系统管理员具有所有的使用权限外,其他各个级别的使用权限,由系统管理员通过组态方式分配。
[0090] (2)功能权限管理:系统功能由系统管理员使用“系统功能权限管理”界面按级别进行分配,且各种功能能分配给不同级别。如,画面显示功能能分配给所有级别使用,而数据库修改功能分配给检修级别。
[0091] (3)控制权限管理:目前自动化系统一般有多级控制权,即控制中心控制级、车站控制级和设备就地控制级,系统中出现多个位置均能对某个受控对象进行控制操作的现象。针对这种情况,控制权管理方式分为:控制中心和备用控制中心的控制权互斥;中心控制和车站控制的控制权互斥;就地控制和远方控制(中心或车站)的控制权互斥。用户能通过“系统控制权限管理”界面进行控制权移交、查询、强制解除。为应对突发事件,系统管理员能强制解除控制权限,此时中心调度管理员和车站管理员都能对站内任何受控对象进行遥控操作。
[0092] 以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还能做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种轨道交通供电系统的电力监控系统,其特征在于:采用综合监控系统建设模式时的系统构成,在控制中心及车站集成了电力监控系统、环境与设备监控系统系统,综合监控系统为这些不同的系统提供了一个综合的信息平台,这些系统的主要硬件、软件均由综合监控系统来统一构建,综合监控系统实现各系统在中心级和车站级的系统功能;所述轨道交通供电系统的电力监控系统,包括中央监控系统,其功能包括有控制、数据采集与处理、显示、报警、系统权限管理。
2.根据权利要求1所述的轨道交通供电系统的电力监控系统,其特征在于:所述监控系统中的控制功能具体设置如下: (1)遥控功能:遥控分为单独控制和程序控制,并根据用户要求自定义被控制设备及其操作顺序,上述控制方式能根据电力调度员的要求设置手动确认功能; (2)断路器故障跳闸远方复归功能:当变电所开关的保护装置检测到故障电流并发出跳闸指令,开关跳闸,同时保护装置闭锁对该开关的操作;故障排除后,电力调度员需要对被闭锁开关的保护装置进行远方复位操作,解除其对开关操作的闭锁,方对该开关进行遥控操作,使其能够重新投入运行; (3)保护定值组管理功能:电力调度员对开关保护装置的保护定值组进行统一管理,包括保护定值召唤、显示、保存、切换、打印,能选择站名、装置种类、装置名称; (4)保护投退功能:电力调度员根据系统运行方式的需要,对供电设备的保护软压板进行投退操作;软压板的投退操作在专用界面上进行;投退操作都记录在日志中;电力调度员投入软压板时,车站无权解除压板; (5)控制闭锁功能:当现场供电设备出现故障时,引起相应开关跳闸,则此开关控制命令的操作被自动闭锁; (6)遥控屏蔽功能:屏蔽操作及解除均须通过手动方式实现,包括三种形式:①全站屏蔽按电压等级全线或全站屏蔽;③单开关屏蔽; (7)人工置数功能:具有操作权限的人员能手工对系统采集的数据进行置数; (8)远方维护功能:控制中心能对变电所综合自动化系统进行远方维护;维护内容包括:对基础设备采集量的修改、人机界面更改、硬件参数配置;利用远程维护工具完成人机界面调阅,进行系统及软件模块的启停、修改维护数据库、图形编辑、修改软件配置、系统故障的远方处理操作; (9)遥调功能:能对主变压器有载调压开关的分接头位置进行升、降、停控制。
3.根据权利要求1所述的轨道交通供电系统的电力监控系统,其特征在于:所述监控系统设置有以下数据采集与处理功能,具体包括: (1)遥信功能:控制中心从变电所综合自动化系统采集各种遥信信息,包括位置遥信和保护遥信;位置遥信分为单位置遥信和双位置遥信,保护遥信为单位置遥信;遥信信息在人机界面上实时刷新,以便操作员及时了解现场设备运行状态;位置遥信包括各种断路器、隔离开关、接触器设备的合、分状态,开关手车的工作、试验位置状态,温度检测设备的过限与否; (2)遥测功能:系统应具有下列遥测量处理功能:①具有变电所各种电气量的采集功能;②完成各种数据格式的转换;③具有多种计算功能;④具有多种统计功能;⑤超量程检查; (3)数据处理及打印功能:控制中心接收由变电所综合自动化系统传送上来的数据信息,经过各种算术及逻辑处理后,将数据存储到系统的实时数据库和历史数据库中,能事件日志的形式供查询调阅,能按时间、地点、设备、报警等级、自定义字符串等进行查询,并分类打印; (4) SOE事件记录功能:S0E (事件顺序)记录用于分辨事件发生的先后顺序;系统配置事件顺序记录功能模块,此模块能将各站的开关及继电保护节点动作顺序及时间记录下来,供事故分析使用; (5)故障录波数据读取功能:当供电系统发生故障,保护装置启动,使故障线路的开关事故跳闸的同时,保护装置自动进行故障录波,并以每次故障为单位将故障录波文件存放在当地保护装置中; (6)统计报表功能:用户能利用各种实时数据和报表组态工具对数据进行选择、组合、累积、统计等加工处理,生成各种报表,报表能由用户自由设定,以定期(日、月或年)、定时(每Ht指定的时间)或召唤(用户指定的时间范围)方式打印,或以Microsoft Excel格式保存。
4.根据权利要求1所述的轨道交通供电系统的电力监控系统,其特征在于:所述监控系统上述监控系统中,其数据处理后采用以下显示功能予以实现: (1)人机界面显示:人机界面是电力调度员日常监控、操作的主界面,由运行监控程序和其他辅助模块组成,主要如下:①包括调度画面显示、电力调度员常用操作;②包括窗口管理、画面显示以及操作;③包括相关程序启动、退出操作包括显示供电系统图、牵引网系统图、各变电所主接线图、停送电程控画面、报警/预告画面及其他画面; (2)接地状态显示:当现场供电设备接地刀闸处于接地位置或者现场由人工挂接地线时,操作员在主接线画面上设置接地挂牌标志,同时自动闭锁与之相关的控制命令操作;系统接收到来自变电所综合自动化系统的接地刀闸信息后,自动在画面上做出明显标记(接地标志或挂接地牌),同时闭锁合闸操作; (3)趋势显示:遥测量(电压、电流、功率等)按定义的周期保存在历史数据库中,曲线浏览程序根据每个模拟量保存的数据点,按要求通过曲线方式显示出来; (4)变电所综合自动化系统运行状况显示:系统能实时显示各个变电所综合自动化系统的运行状况。
5.根据权利要求1所述的轨道交通供电系统的电力监控系统,其特征在于:所述监控系统设置有如下报警功能: (1)事故报警功能:供电系统一切非正常状态均产生报警信息,报警信息包括:模拟量越限、数字量的状态改变、被监控设备非正常运行状态、监控系统自身以及后备电源的故障;报警方式包含声音报警、文字报警、打印报警、推画面报警、灯光报警方式; (2)报警事件打印功能:系统能通过打印机实时打印供电系统发生的报警事件;打印内容如下:①事件类别事件发生站点;③事件发生间隔位置事件发生时间; (3)报警列表查询和筛选功能:电力调度员能对系统产生的报警进行查询、筛选并打印,如报警发生的时间、地点、设备类别、设备编号、报警等级、自定义字符串。
6.根据权利要求1所述的轨道交通供电系统的电力监控系统,其特征在于:所述电力监控系统中,所设置的系统权限管理功能如下: (1)使用权限管理:系统的使用权限有多级:处于最顶层的是系统管理员级,运行维护人员分为检修管理员级、检修员级,控制中心人员分为中心调度管理员级、电力调度员级,车站人员分为车站管理员级、车站值班员级,以及使用权限最低的显示级别;系统中除系统管理员具有所有的使用权限外,其他各个级别的使用权限,由系统管理员通过组态方式分配; (2)功能权限管理:系统功能由系统管理员使用“系统功能权限管理”界面按级别进行分配,且各种功能能分配给不同级别; (3)控制权限管理:包括控制中心控制级、车站控制级和设备就地控制级,系统中出现多个位置均能对某个受控对象进行控制操作的现象。
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