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【摘 要】牵引供电系统是电气化铁路运输体系的核心之一,而SCADA系统作为牵引供电系统的一个重要组成部分,是提高供电可靠性及供电质量的重要保证.本文介绍了当前SCADA系统并重点阐述了电气化铁路SCADA系统的使用功能,该文对学习了解SCADA系统及新职调度员尽快使用SCADA系统提供了很好的借鉴意义.
【关 键 词】电气化铁路；SCADA；牵引供电
目前,我国大规模地进行铁路建设和既有线电气化改造工程,胶济客专、京沪高铁、京九线等相继开通或电气化改造完成,在此进程中,所有的牵引变电所都采用
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1SCADA系统简介
SCADA（SupervisoryControlandDataAcquisition）,即监视控制与数据采集系统的简称.SCADA系统的应用领域很广,特别是在信息化高速发展的今天,它广泛应用于电力、石油、化工、给水系统等领域的数据采集与监视控制.SCADA系统在电气化铁路又称远动系统.
SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统.它对现场的运行设备进行监视和控制,以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节、远方设备图像监视以及各类故障信号报警等各项功能.
由于各个应用领域对SCADA的要求不同,所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同.SCADA在铁道电气化远动系统上的应用较早,近几年随着中国铁路的迅猛发展,也带动了铁道电气化远动系统向更高的目标发展.SCADA系统在济南局就存在交大光芒、北京南凯、北京国控等多家厂商,并且产品升级换代较快.
2SCADA系统的主要功能
SCADA系统主要由现场被控端、信息传输通道、调度端组成,设备的基本结构如图1所示.该系统是对现场的运行供电设备进行监视和控制,以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能.
在电气化铁路SCADA系统中主要对牵引供电系统中的牵引变电所、分区所、开闭所及电力配电的变配电所、电力开关站、10/0.4kV低压配电所、环网柜的设备运行状态进行监控.其主要功能分为“五遥”即遥控、遥测、遥信、遥调、遥视.
（1）遥控：即在调度端发出指令以实现开关设备的远方操作,如断路器、隔离开关的“合”,“分”.遥控又分为单控、程控两种情况,但在济南局只有交大光芒的系统可以使用程控操作,北京南凯、北京国控系统尚未设置此项功能.
本文出处:http://www.sxsky.net/zhengzhi/050404611.html
（2）遥测：遥测是将被控站的某些运行参数传送给调度所的远动系统调度端,使调度员时刻掌握现场设备的运行状态.牵引供电系统的主要遥测对象有电源进线电压、电流,主变功率27.5KV母线电压,主变一次侧有功电度、无功电度,馈线电压、电流,馈线故障点参数（故障馈线号、动作电流、阻抗值、故标等）,电容补偿装置电流.在济南局京沪高铁远动系统中还将10KV电力配电纳入到了调度所SCADA系统,其主要遥测对象有进线电压、电流,有功功率、电能、功率因数,各段母线电压,各馈线回路电流、有功功率,有功电能,调压器电流、有功功率等.
（3）遥信：遥信是将被控站的设备状态信号远距离传给调度所的远动系统调度端.遥信分为位置遥信（开关对象的状态信号）和非位置遥信（除开关对象位置信号外的其他故障状态信息.如预告遥信：轻故障信号,事故遥信：重故障即事故信号）.
铁路供电系统涉及的主要遥信量有遥控对象位置信号,进线有压/失压、自投投入/撤除信号,牵引变压器的各类故障及预告信号（含保护动作信号）,电容补偿装置的各类故障及预告信号（含保护动作信号）,所用变压器的各类故障预告及信号（含保护动作信号）,馈线的各类故障及预告信号（含保护动作信号）,各开关操作机构的工作状态信号（含控制回路断线、控制方式）,其它一次设备的故障、预告及动作信号（含自动装置动作、压互回路断线等）,其它智能设备故障及预告信号（含交、直流盘等）,远动装置、远动通道运行状态,安全监控信号、设备环境监控信号.
（4）遥调：即在远动系统调度端发出指令直接对被控站的调压器、变压器抽头的级数进行调整.
（5）遥视：遥视是将被控站设备的视频信号传送给调度端,进行远方图像监视,亦称视频监控系统.调度员通过视频监控系统及时掌握了解被控站的设备图像,辅助调度员进一步实时掌握被控站的实际设备运行状态及设备环境.
3SCADA系统的传输通道
它是连接调度端与被控端的通信介质,用于传输远动信息,在信道中传输的远动信息分为上行信息和下行信息.下行信息即为调度员从调度端发往被控站的信息称为下行信息（如下发遥控、遥调令）,所有通道称为下行信道.上行信息即为从被控站发往调度端的信息称为上行信息（如被控站要上送的遥测量、开关状态及事故信号等等）,所有信道称为上行信道.
4被控站
被控站,也叫被控端,它是完成SCADA系统的数据采集、预处理,发送、接收及输出执行功能.主要包括牵引综合自动化系统,电力变配电所综合自动化系统,电力RTU,接触网开关控制站和监控单元等.
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5调度端的功能
调度端调度员工作站（通常简称调度端）是调度人员对供电系统进行监视和控制的人机联系设备,在调度员工作站显示器上能够实时显示供电系统图、主接线图、站场线路图、设备及线路带电状态等动态画面；显示器的画面上开关符号的颜色一般显示合闸为红色、分闸为绿色,并且能直观显示遥测量参数；在系统的功能菜单中能够在同一曲线图上可以同时用不同的颜色来显示电流、电压多条不同的相关模拟量以进行比较.调度端的控制功能主要分为以下几种即单控,程控,遥控试验,复归操作,闭锁、解锁操作,挂牌操作等.a）通过调度端完成控制的功能
调度员通过调度端可以远程对被控站的断路器、隔离开关、负荷开关进行正确控制,对有载调压变压器分接头调节,对其它可控点进行控制（如电容器远方投切、电抗器远方投切等）,对进线（变压器）自投、重合闸的投切,对保护功能软压板的投切等.
b）调度端遥信监视内容及显示处理功能
值班调度员通过调度端显示器对设备的监视,主要分为正常运行状态监视和异常运行状态的监视.正常运行状态监视即为不论装置在何种状态下,所有牵引供电系统、电力变配电系统的被监控设备的分、合状态均可以在调度端显示器上进行显示.其中分用绿色表示,合用红色表示.另外,被控站通信状态（通常称为通道）,调度主站设备状态也可以在显示器上进行显示.异常运行状态的监视为当供电系统发生故障和事故时,变位信号优先送往调度所控制中心,在显示器上将有相应故障报告信息弹出和声音报警.
c）调度端报警信息处理
以北京南凯系统为例,调度端系统报警时有报警故障信息,存档,及声音报警等；当供电系统及供电设备出现非正常运行或预告信号时,发出非紧急故障报警；出现设备事故时发出紧急故障报警,两种报警音响可以设置不同声音加以区别,并提供警报确认、分类、归档、息音及存储等手段.报警可分为不同优先级,所有报警可根据不同的条件特征进行过滤提取并显示,并且自动将报警信息存入新的警报记录中.
根据不同的设备异常情况和设备故障,故障报警主要有以下几种情况,①越限告警,即对需要报警的值设置上下限,当越限状态变化时,发生越限报警,越限报警在显示器的窗口中显示文字.②变位报警,即当系统发生异常变位时,显示器画面中变位点闪烁,并显示变位状态,系统显示变位状态及变化时间、事件窗口显示文字信息、同时根据需要发出音响告警,如故障跳闸时的断路器的变位.③事故报警,发生事故后,系统发出事故音响报警；报警窗口显示故障细目,跳出事故站点名称、变位点发出醒目闪烁及变色；弹出故障报告窗口,提示故障报告.④预告报警,系统发出预告告警,在实时报警窗口中推出文字信息,仔细说明预告原；音响告警、提醒操作人员直到确认.⑤设备故障告警：当被控站设备通信中断或主站设备发生故障时,发生告警信息,以提示维护人员及时处理；推出故障报告.
6结束语
电气化铁路牵引供电SCADA系统的广泛应用,大大提高了牵引供电的整体功能和管理水平.了解认识SCADA系统原理及各模块功能对供电管理人员特别是供电调度员意义重大,它能够帮助调度员尽快使用SCADA系统和提高值班水平.
【参考文献】
[1]张平.我国高速铁路牵引供电SCADA系统的分析与探讨[J].铁道建筑技术,2010.
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