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1 引言
隨著電力技術(shù)的高速發(fā)展,特別是隨著電力系統(tǒng)控制方式數(shù)字化進(jìn)程的發(fā)展應(yīng)用以及電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的廣泛應(yīng)用,包括供電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)在內(nèi)的電力系統(tǒng)正在向信息化和智能化邁進(jìn)。正是由于智能化在我國(guó)輸電、配電領(lǐng)域越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，也使得普通百姓也切實(shí)感受到智能化帶來(lái)的益處。地鐵，作為城鎮(zhèn)居民重要的交通工具，其配電系統(tǒng)也在向著智能化邁進(jìn)。
2 地鐵智能配電系統(tǒng)構(gòu)成
在軌道交通的眾多分系統(tǒng)中，低壓配電系統(tǒng)為地鐵所有運(yùn)營(yíng)的機(jī)電設(shè)備提供低壓電源。低壓配電系統(tǒng)按功能一般分為降壓變電所低壓部分和環(huán)境控制電控部分。降壓變電所低壓部分主要為車站內(nèi)除通風(fēng)空調(diào)設(shè)備外的其他設(shè)備——通信、信號(hào)、綜合監(jiān)控、自動(dòng)售票、電扶梯等供電。環(huán)境控制低壓部分主要是為通風(fēng)空調(diào)設(shè)備——各類風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥、冷卻塔、冷水機(jī)組等供電。在地鐵行業(yè)，供電的可靠性要求極高，一旦停電，不僅造成地鐵停運(yùn)、城市交通癱瘓，甚至可能造成人員傷亡等慘重后果。因此，地鐵低壓配電系統(tǒng)供電的可靠性、控制的有效性、運(yùn)營(yíng)維護(hù)的便利性在地鐵建設(shè)期間應(yīng)予以高度重視。
3 地鐵智能配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
智能低壓配電系統(tǒng)一般主要由智能元件、現(xiàn)場(chǎng)總線、通信控制器、監(jiān)控主機(jī)等組成。地鐵智能化供配電系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)來(lái)看可分為三層：現(xiàn)場(chǎng)采集層、通信管理層和中心監(jiān)控層。
中心監(jiān)控層：是整套系統(tǒng)的控制核心，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙控、報(bào)警顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。監(jiān)控軟件AcuSys System具有強(qiáng)大的組態(tài)功能，可根據(jù)用戶需求添加功能模塊，良好的人機(jī)互動(dòng)界面給用戶帶來(lái)了極大的方便，且對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的所有智能電力儀表、智能開關(guān)、馬達(dá)保護(hù)器具有訪問和控制功能。
通信管理層：通信管理層是監(jiān)控終端設(shè)備與中心監(jiān)控設(shè)備連接的信息橋梁，通過通信協(xié)議轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信。
現(xiàn)場(chǎng)采集層：全部采用智能化控制終端設(shè)備，包括Acuvim系列智能電力儀表及其他裝置、斷路器、直流屏、溫控儀等。通過通信管理層將智能裝置內(nèi)采集到的數(shù)據(jù)信息上傳至中心監(jiān)控層進(jìn)行人機(jī)互動(dòng)，構(gòu)成了一個(gè)有機(jī)協(xié)調(diào)的低壓智能監(jiān)控系統(tǒng)。
4 地鐵智能配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
地鐵低壓配電系統(tǒng)是直接向軌道交通中的其它系統(tǒng)提供電能的重要子系統(tǒng)，同時(shí)還負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)控制通風(fēng)空調(diào)、給排水和照明等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，即環(huán)境電力控制。
4.1 低壓部分智能控制
按照GB 50157-2003《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，配電監(jiān)控系統(tǒng)中低壓部分應(yīng)該對(duì)進(jìn)線、母聯(lián)、無(wú)功補(bǔ)償、饋線回路進(jìn)行遙測(cè)、遙信、遙控。中心監(jiān)控層使用AcuSys System配電管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，系統(tǒng)不僅以數(shù)字報(bào)表形式為客戶呈現(xiàn)電力使用情況，還具有圖形分析功能，可以為客戶帶來(lái)更直觀的表示。良好的人機(jī)互動(dòng)畫面能讓配電管理人員以最短的時(shí)間熟悉并掌握系統(tǒng)使用方法�，F(xiàn)場(chǎng)采集層為帶有RS485通訊接口的智能元件——智能化儀表Acuvim系列、智能開關(guān)、PLC等。下圖為地鐵低壓配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（以智能儀表為典型代表）：
典型的地鐵低壓智能配電系統(tǒng)可采用總分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，監(jiān)控主機(jī)可根據(jù)線纜敷設(shè)情況安排在任意站，建議安裝在各分站中間位置，各分站安裝瀏覽子機(jī)，通過授權(quán)管理人員可進(jìn)行瀏覽，但不可進(jìn)行系統(tǒng)更改。智能配電儀表與其他智能元器件通過RS485總線經(jīng)由通訊服務(wù)器或者網(wǎng)關(guān)將采集數(shù)據(jù)上傳至總服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及存儲(chǔ)。系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)斷路器、負(fù)荷開關(guān)及智能化數(shù)字儀表的遙測(cè)、遙信及遙控。
4.2 環(huán)控電控低壓部分
環(huán)控系統(tǒng)通常由車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、水系統(tǒng)和隧道通風(fēng)系統(tǒng)組成。由于環(huán)控系統(tǒng)采用大量電機(jī)，因此需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行綜合保護(hù)，并采集通風(fēng)空調(diào)設(shè)備的用電信息上傳至系統(tǒng)監(jiān)控主機(jī)，由系統(tǒng)進(jìn)行分析并下達(dá)控制指令。以AcuMC 620為典型代表的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器除了具有常規(guī)的過載和短路保護(hù)外，還實(shí)現(xiàn)了堵轉(zhuǎn)、斷相等其他功能。并且保護(hù)器還有多種通信接口，能夠?qū)⒉杉瘮?shù)據(jù)通過遠(yuǎn)傳方式上傳至主機(jī)，管理人員可以遠(yuǎn)程操控。
5 結(jié)束語(yǔ)
由于地鐵系統(tǒng)低壓配電設(shè)備繁多，控制復(fù)雜，傳統(tǒng)的低壓配電系統(tǒng)功能單一、運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本較高已經(jīng)逐漸被淘汰出地鐵低壓控制系統(tǒng)，隨著智能配電技術(shù)的發(fā)展，配電終端智能產(chǎn)品已經(jīng)全面滲透到配電裝置的底層設(shè)備，包括低壓柜、電源箱、控制箱等，各智能器件通過現(xiàn)場(chǎng)總線或者工業(yè)以太網(wǎng)與控制管理層的相連，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)可靠性，并且降低運(yùn)行維護(hù)成本，節(jié)省了人力資源。因此，智能配電系統(tǒng)在今后的地鐵項(xiàng)目中將被廣泛采用。
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