地鐵的供電系統(tǒng)為地鐵運(yùn)營(yíng)提供電能。地鐵供電系統(tǒng)不僅為地鐵車輛運(yùn)行提供牽引電源，同時(shí)為整個(gè)地鐵的環(huán)控、照明、信號(hào)及運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)等所有用電設(shè)施提供電源。地鐵供電系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行，是維系地鐵各個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要保障。

    地鐵采用變電站自動(dòng)化設(shè)計(jì)，由于變電站數(shù)量多、設(shè)備多，再加上其完善的綜合功能，信息交換量大，而且要求信息傳輸速度快和準(zhǔn)確無(wú)誤。在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，監(jiān)控系統(tǒng)至關(guān)重要，是確保整個(gè)系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。在地鐵變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中采用和利時(shí)公司HOLLiAS LK系列PLC，能完全滿足地鐵供電監(jiān)控的要求。LK系列PLC硬件全部為工業(yè)級(jí)，實(shí)際運(yùn)行中非常可靠。另外，LK系列PLC模塊化的設(shè)計(jì)、可帶電熱插拔、接線方便等特點(diǎn)也使得系統(tǒng)的檢修和更換更為便捷。

    地鐵變電站自動(dòng)化系統(tǒng)組成

    變電站綜合自動(dòng)化是將變電站的二次設(shè)備（包括測(cè)量?jī)x表、信號(hào)系統(tǒng)、繼電報(bào)護(hù)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置等）經(jīng)過(guò)功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、PLC技術(shù)、通信技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、自動(dòng)控制和微機(jī)保護(hù)、以及與調(diào)度通信等自動(dòng)化功能。

    地鐵變電站自動(dòng)化系統(tǒng)采用分層分布式功能分割方案。系統(tǒng)縱向分三層，即變電站管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和間隔設(shè)備層。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        

    變電站管理單元內(nèi)的主監(jiān)控部分采用和利時(shí)公司HOLLiAS LK系列PLC，具有冗余功能，可以實(shí)現(xiàn)PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)冗余，增強(qiáng)主控制器與遠(yuǎn)程I/O通訊的可靠性。電源模塊，同樣采用冗余配置。電源采用冗余配置，系統(tǒng)輸入兩路直流電源，保證系統(tǒng)在1路電源失電時(shí)，系統(tǒng)仍可無(wú)擾動(dòng)安全運(yùn)行，提高系統(tǒng)的可靠性。

    隨著當(dāng)?shù)乇Ｗo(hù)裝置功能的日益強(qiáng)大，可以通過(guò)與保護(hù)裝置的通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)遙控和遙信功能。LK系列PLC支持多種通訊協(xié)議，可以輕松與第三方設(shè)備進(jìn)行通訊， 本系統(tǒng)中線路縱差保護(hù)裝置通過(guò)MODBUS協(xié)議與控制中心PLC通訊，滿足變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)控制、測(cè)量、保護(hù)的技術(shù)要求。

    系統(tǒng)功能

    1.監(jiān)控功能

    監(jiān)控功能包括數(shù)據(jù)采集、事件順序記錄SOE、故障記錄、操作控制功能、安全監(jiān)視功能、人機(jī)聯(lián)系功能、打印功能、數(shù)據(jù)處理與記錄功能；

    2.微機(jī)保護(hù)的功能

    微機(jī)保護(hù)包括全站主要設(shè)備和輸電線路的全套保護(hù)，具體有高壓輸電線路的主保護(hù)和后備保護(hù)、主變壓器的主保護(hù)和后備保護(hù)、無(wú)功補(bǔ)償電容器組的保護(hù)、母線保護(hù)、配電線路的保護(hù)、不完全接地系統(tǒng)的單相接地選線。

    3.電壓、無(wú)功綜合控制的功能

    在變電站中，對(duì)電壓和無(wú)功的自動(dòng)控制，主要是自動(dòng)調(diào)節(jié)有載變壓器的分接頭位置和自動(dòng)控制無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的投、切或控制其運(yùn)行工況。其控制方式有如下三種：集中控制、分散控制和關(guān)聯(lián)分散控制。

    4.低頻減負(fù)荷的功能

    電力系統(tǒng)的頻率是電能質(zhì)量重要的指標(biāo)之一。電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，必須維持頻率在50±（0.1～0.2）Hz的范圍內(nèi)。系統(tǒng)頻率偏移過(guò)大時(shí)，發(fā)電設(shè)備和用電設(shè)備都會(huì)受到不良的影響。因而當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生有功功率缺額的事故時(shí)，必須迅速地切斷部分負(fù)荷，減小系統(tǒng)的有功缺額，使系統(tǒng)頻率維持在正常水平或允許的范圍內(nèi)。

    5.備用電源自投控制的功能

    在具有兩路電源供電的變電站中，電源進(jìn)線可分為工作電源進(jìn)線和備用電源進(jìn)線兩種。備用電源自投裝置就是當(dāng)工作電源因故障被斷開(kāi)后，能自動(dòng)而迅速地將備用電源投入工作的裝置。

    系統(tǒng)特點(diǎn)

    基于和利時(shí)公司HOLLiAS LK系列PLC的地鐵變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：

    LK具有完善的自檢功能，除通過(guò)通信對(duì)各單元進(jìn)行監(jiān)控外，各單元中保護(hù)和監(jiān)控模塊都具有極強(qiáng)的自檢功能，同時(shí)二者相互監(jiān)視，一旦發(fā)生異常，及時(shí)報(bào)警，提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性

    采用LK冗余系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電源冗余、CPU冗余、以太網(wǎng)冗余、總線冗余

    具有冗余以太網(wǎng)接口、冗余PROFIBUS-DP總線接口、RS485及RS232接口等多種通信接口

    SOE記錄分辨率可達(dá)100us

    開(kāi)關(guān)、刀閘狀態(tài)信息采用常開(kāi)及常閉雙位置接點(diǎn)，通過(guò)軟件判斷其合法性

    監(jiān)控系統(tǒng)采用PLC代替?zhèn)鹘y(tǒng)的RTU，各智能模塊采集的數(shù)據(jù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線上傳到通訊控制器

    取消了常規(guī)光字牌，采用計(jì)算機(jī)模擬光字牌，并按不同電壓等級(jí)的分層模式來(lái)顯示

    簡(jiǎn)化防誤閉鎖設(shè)計(jì)，重要設(shè)備之間用硬接線實(shí)現(xiàn)閉鎖功能，綜合自動(dòng)化軟件具備軟件邏輯判別功能，但考慮到已有運(yùn)行和檢修經(jīng)驗(yàn)，一般不在后臺(tái)軟件中進(jìn)行閉鎖

    對(duì)暫態(tài)變位信號(hào)，經(jīng)軟件處理，采用自保持方式，未經(jīng)人工確認(rèn)信號(hào)不會(huì)消失