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智能低压配电系统在地铁中的应用代建钊

发表时间：2020/11/4 来源：《基层建设》2020年第21期作者：代建钊

[导读] 摘要：随着地铁技术的发展，地铁在规模、运行水平不断提升的同时对低压配电系统也具有了更高的要求。

        广州轨道交通建设监理有限公司广东广州 510000
        摘要：随着地铁技术的发展，地铁在规模、运行水平不断提升的同时对低压配电系统也具有了更高的要求。本文主要对智能低压配电系统在地铁中的应用进行研究与分析。
        关键词：智能低压配电系统；地铁；应用
        引言
        随着科学技术不断发展，交通行业越来越发达，使人们对作为当前交通结构中最重要组成部分的地铁提出了更高要求。因此，为了能够满足人们对舒适度和安全性越来越高的出行要求，地铁开始注重对自身自动化水平的提升，其中，智能低压配电系统的应用，就是其工作中的重点。在地铁中应用智能低压配电系统，能够对地铁低压配电系统的管理和控制水平进行有效提升，并进一步实现地铁低压配电系统的自动化和智能化水平，对促进地铁行业的快速发展具有较为重要的推动作用。
        1、地铁中应用智能低压配电系统
        1.1 所具有的优势
        实现地铁低压配电系统运行的智能化智能化是智能低压配电系统所具有的主要特点，也是其在地铁中应用所具有的最大优势。当前在智能低压配电系统应用在地铁的过程中，更多体现的是管理和控制的自动化，智能化特点虽然也有所体现，但却远远没有达到设计要求，更达不到解放人力资源，实现系统管理、控制以及配置调度全智能化的要求。但是，可以肯定的是，智能化就是智能低压配置系统设计的主要目的，也是整个地铁低压配电系统未来的主要发展方向。
        1.2 实现系统运行的虚拟化
        之前，在地铁低压配电系统的管理和控制过程中，一切工作都需要人工管理来完成，包括配电和调度，也都需要通过人工操作才能够满足工作需求。而在应用了智能低压配电系统之后，虽然没有全面实现配电系统运行的自动化和智能化，但也大大解放了人力资源，减轻了工作人员的工作负担，也提升了系统运行的精确度。在智能低压配电系统应用的过程中，可以在一定程度上实现系统运行和管理的虚拟化，在智能系统中，直接通过专业设备或者是程序，就能够直接利用操作界面对系统运行情况进行模拟和管理，实现运行管理的虚拟化。这种管理方式，可以通过计算机对整个系统的运行情况进行模拟和监视，不需要工作人员再亲自对系统运行情况进行监督和管理，既降低了系统运行管理的难度，也有效节省了管理时间。
        2、智能低压配电系统进行设计的基本原则
        2.1 可视化管理
        智能低压配电系统是通过系统自动对地铁低压配电系统进行自动化和智能化管理，如果在系统运行过程中，系统不能对自身的运行情况进行监督和检查，就会导致问题的出现，影响低压配电的系统正常运行，进而对整个地铁的正常运行造成影响。所以，在对智能低压配电系统进行设计的过程中，应该遵循可视化管理原则，在计算机终端为工作人员提供可视化操作界面，让工作人员能够直接通过操作界面对系统进行监督和控制。
        2.2 智能化设计
        智能低压配电系统应该具有智能性，在智能低压配电系统运行过程中，应该能够根据系统中预先设计好的程序对地铁的低压配电系统的运行情况进行详细监督和管理，并根据实际运行需求对整个配电系统的配电情况进行智能化和自动化调度，以从根本上满足地铁的运行需求，不断提升地铁运行的舒适性和安全性。
        2.3 系统管理与调度一体化
        在地铁中，对智能低压配电系统进行应用的主要目的，就是为了能够实现对配电系统运行情况进行智能调度，使其满足地铁运行需求。因此，为了方便更好的对低压配电系统进行管理，在智能低压配电系统设计的过程中应该对遵循系统管理与调度一体化的设计原则。如此一来，在对低压配电系统进行调度的过程中就可以同步实现对配电系统的有效管理，而不至于顾此失彼，影响配电系统和地铁的正常运行。
        3、智能型低压配电系统的构成及功能
        一般来说，按照结构和功能，智能化低压配电系统可分为3个层次，分别是监控管理层、前置通信层和现场间隔层。

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        3.1 监控管理层
        监控管理层可以实现远程采集与处理数据、远程操作，通过局域网，逐级向上传送数据。同时，监控管理层由装有监控 / 组态软件的普通 PC 机组成的，能够记录事故，起到预警、分析故障等功能，还可以管理维护各类报表和设备。
        3.2 前置通信层
        前置通信层是在变电站内，将所有通信数据进行整理汇总，通过智能监控 / 保护装置，实时上传并接受数据指令，采用网络通信控制器，对通信管理机或 DPU 进行控制和管理。
        3.3 现场间隔层
        现场间隔层可以控制具有电动分合机构的开关设备，测量现场的各种电参量，采用智能监控 / 保护装置，实时监测设备的开关状态。
        4、智能低压配电系统在地铁中的应用
        4.1 降压变电所低压部分的智能系统应用
        在电力监控系统中，根据《地铁设计规范》的相关规定，对于降压变电所低压部分，有3种遥控对象，分别是进线断路器、母联断路器、三级负荷总开关。目前，国内的地铁降压变电所，在应用智能低压系统上面，主要分为下面 2 种模式。
        4.1.1 模式一：该模式可以实现对进线断路器、母联断路器、三级负荷总开关的控制，进行遥测、遥控、遥信操作，还能够监测控制变电所备用电源的自投自复。在该模式中运用了断路器、智能数字化仪表、PLC，在一些地铁线路降压变电所低压部分得到广泛应用。
        4.1.2 模式二：该模式在模式一的基础上，增加了一些功能，例如可以遥测、遥信所有馈出回路。该智能低压配电系统的结构，是由 4部分组成，分别是太网网关、智能开关、PLC 控制器、智能化数字仪表等。通过 PLC 来实现对变电所的智能监控。
        4.2 环控电控低压部分的智能系统应用
        4.2.1 模式一：该模式可以综合保护电动机回路，起到测量、监控的作用，以确保该回路配有的软起动和变频器能够安全稳定运行，同时在其他馈出回路电机保护和控制上，该模式运用了断路器、交流接触器和热继电器三者相互结合的方式，通过 BAS 系统来实现的。
        42.2 模式二：模式二是在模式一的基础上，加强了对所有馈出回路的控制，比如综合保护、测量、监控等，但是这种智能低压配电系统不同于 BAS 系统，该模式主要是通过 BAS 系统和 PLC 相互结合，拥有独立的通信控制器，可以适当调整采集的数据。该模式在一些地铁线路环控电控低压部分有所应用。
        5、智能低压配电系统于地铁中应用展望
        目前，保护传统的控制方法已不能满足于产业升级要求，必须靠拢于智能化与节能发展的方向。发展城市轨道交通系统的可靠性和低压配电智能化的管理提出严格的要求。目前，在中压、高电压保护和 SCADA 系统集成在电力系统已得到了广泛的应用，且发展速度也很快。作为一个低压系统，直接面对终端用户，由于对其研究和智能化的应用起步比较晚，因此智能低压系统的实现方法和有关技术问题的研究成为目前低压电气部门及相关行业的迫切任务，智能低电压系统的总体趋势是智能化和网络化基础组合、模块化以及高性能与小型化。在新技术研究与开发的过程中，我们必须以系统工程理念为出发点，拓宽学科、电力、电子以及计算机和信息网络以及模糊控制等相关高新技术相结合。低压配电设备和其他领域设备与电气系统利用计算机网络来完成，并通过状态观测器，信息反馈发出的指令以及综合操作等来提高配电系统可靠性。因此，该系统应更加完美，更加灵活，应用程序的控制也需更加容易，使地铁系统的各个环节更节能。
        结语：
        目前，地铁行业的供电可靠性显得尤为重要，若得不到保证，地铁将无法正常安全运行。智能化低压配电系统的应用有所不同，我国的地铁建设因城市地铁线建设的具体要求的不同而各不相同，根据地铁供电的可靠性和便于操作与维护注意事项，智能化的低压配电系统地铁行业应用将更加广泛。
        参考文献：
        [1]徐娟.智能低压配电系统在地铁中的应用探讨[J].中国科技信息.2015（11）.
        [2]旷凌云.智能低压配电系统在地铁中的应用分析[J].电子世界.2015（07）.
        [3]王宁.地铁低压智能监控方案研究[J].中国高新技术企业.2015（10）.