题 目：轨道交通供电系统SCADA 系统应
年 级：2018
专 业：电气工程动化
学 号：20180383
姓 名：张永俊
指导教师：张天沛
教学点（函授站）： 郑州函授站
西 南 交 通 学
远 程 继 续 教 育 学 院
年 月 日
题 目：轨道交通供电系统SCADA 系统应
年 级：2018
专 业：电气工程动化
学 号：20180383
姓 名：张永俊
指导教师：张天沛
教学点（函授站）：郑州函授站
西 南 交 通 学
远 程 继 续 教 育 学 院
年 月 日
轨道交通供电系统SCADA系统应文
年 级：轨道交通供电系统SCADA
系统应
专 业：电气工程动化
学 号：20180383
姓 名：张永俊
指导教师：张天沛
教学点（函授站）：郑州函授站
西南交通学成教育毕业设计(文)
学院 专 业
年级 学 号 姓 名
教学点（函授站） 指导教师
题目
指导教师
评 语
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评 阅
评 语
阅 (签章)
成 绩
答辩组组长 (签章)
年 月 日
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毕 业 设 计 （ 文 ） 务 书
班 级 学生姓名 学 号
开题日期： 年 月 日 完成日期： 年 月 日
题 目
1 设计（文）目意义
2 学生应完成务
3 设计（文）部分容时间分配：（ 周）
第部分 ( 周)
第二部分 ( 周)
第三部分 ( 周)
第 部分 ( 周)
第 部分 ( 周)
评阅答辩 ( 周)
备 注
指导教师： 年 月 日
审 批 ： 年 月 日
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诚信承诺
1 设计（文）独立完成
2 设计（文）没抄袭行
三实查出请答辩委员会取消
答辩（评阅）资格
承诺（钢笔填写）：
年 月 日
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目录
目录 5
摘 7
第章 概述 9
11 国城市轨道交通发展 9
12 轨道交通供电系统重性求 10
121 系统总体功 10
122 系统基求 11
13 供电系统构成 12
14 SCADA系统角色意义 13
15 设计工作 14
第二章 轨道交通供电系统介绍 15
21 设备分类 15
22 设备功型式 15
221 高压开关设备 15
222 中压开关设备 15
223 低压开关设备 17
224 直流开关柜 19
225 微机保护装置 19
23 章结 21
第三章 SCADA系统设计 22
31 概述 22
32 般求 22
33 系统构成 23
34 监控象 25
341 66~110KV设备 25
342 变压器 26
343 10~35KV设备 26
344 直流750V直流1500V设备 28
345 400V设备 30
346 配电变压器 31
347 交直流电源屏 31
348 排流柜 31
349 轨道电位限制装置 31
35 技术指标 32
351 控制中心站系统技术指标 32
352 变电综合动化系统技术指标 32
36 中央监控系统 33
361 中央监控系统功 33
362 中央监控系统网络配置方案 48
363 中央监控系统硬件配置方案 50
364 系统软件配置方案 51
37 供电复示系统 51
371 系统功 51
372 系统构成 53
373 通道方案 53
38 通道 53
381 电力监控系统独立设置时通道求 53
382 电力监控系统集成综合监控系统时通道求 53
39 电力监控系统综合监控系统关系接口 53
391 系统间硬件关系接口分界 54
392 系统间软件关系 54
393 电力监控系统综合监控系统关系综述 55
310 章结 55
结 56
参考文献 57
致谢 58
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摘
城市轨道交通供电系统城市轨道交通工程中重机电设备系统担负着电动列车种运营设备提供电重务牵引供电技术车辆技术发展史城市轨道交通技术发展史紧密相关直接相连城轨供电系统性安全性直接影响城市轨道交通安全运营服务水城轨供电方案科学性设备选型合理性直接影响城轨交通节效果
电力监控系统（SCADA）城轨供电系统变电牵引变电降压变电等类变电高压66~110KV设备中压10~35kv设备直流750V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象进行监控实现种设备控制信息采集数分析处理远方维护统计报表事报警画面调阅历史数查询等功实时设备进行监控监测保证轨道交通正常运作
关键词：城市轨道交通供电系统电力监控系统监控监测
第章 概述
11 国城市轨道交通发展
国城市轨道交通开始20世纪50年代北京铁建设北京铁期工程1965年开工1969年建成通车直20世纪80年代中国城市仅北京铁40KM天津铁76KM
着国国民济持续发展城市化进程逐步加快城市口机动车数量急剧增长 截止2007年底全国（包括台湾区香港澳门特行政区）已开通城市轨道交通城市：北京天津海广州长春连重庆武汉深圳南京10城市30条线线路总长度已超700km
进入21世纪着城市交通问题日益突出力发展城市轨道交通已成识城市轨道交通建设进入新高潮期发展态势更迅猛全国48百万口城市中已30城市开展城市轨道交通建设筹建工作关课题组初步统计期规划建设55条线路长约1700km总投资道6000亿元远期线网总长超3000km
国城市轨道交通队未发展中趋势前景集中方面：（1）城市轨道交通网络化
北京海广州等特城市已建成条线路未5~10年逐步形成城市轨道交通网络构建尘世轨道交通骨干公交通系统例根北京市城市快速轨道交通建设规划（2015年）调整方案北京2015年前建成城市轨道交通线路18条线路总长度约468km样海2010年前建成城市轨道交通线路11条线路总长度约416km城市面网络化发展开展系列网络化专题研究车辆段综合基变电站控制中心线通信AFC等资源享研究
（2）交通制式元化
目前10城市投入运行30条线路数传统铁制式出现样化趋势长春建设现代化轻轨交通重庆轨道交通2号线跨座式单轨交通广州轨道交通4号线北京机场线直线电机系统海市区通浦东机场建成高速磁悬浮线路外100kmh120kmh等级市域快线等
（3）车辆点设备国产化
国家城市轨道交通设备国产化政策推动通建立合资企业引进消化吸收新技开展种形式技术合作国断提高尘世轨道交通车辆设备制造技术水国产化率逐步形成城市轨道交通车辆机电设备产业化
12 轨道交通供电系统重性求
城轨供电系统城市轨道交通运营动力源泉负责电供应传输电动列车牵引供电提供车站区间车辆段控制中心等建筑物需动力明电供电系统应具安全性性保障供电
121 系统总体功
城轨供电系统应具备安全济适调度方便特点总体功：
（1） 供电服务功
供电系统城市轨道交通安全运营服务职责保证电气户安全电城市轨道交通庞电群体中电设备电压等级电压制式固定风机水泵时刻运动着列车供电系统满足电设备电源求电设备发挥功作保证城市轨道交通安全运营
（2） 障救功
系统安全性性供电系统首素供电系统构成采什样设备安全供电第位系统中发生种障系统身应备措施（接触网外）保证城市轨道交通正常运行受影响双电源构成供电系统原路电源障时路电源应保证正常供电变电牵引变电降压变电双电源双机组动力明级负荷采双电源双回路供电牵引网馈电区采双边供电形式系统障救功体现
（3）保护功
系统应完整协调保护措施供电系统级继电保护应相互配合协调系统发生障时应切障设备障范围缩系统级保护应满足性选择性灵敏性速度性求分散式供电系统中压交流侧保护应城市电网保护相配合协调保护选择性会受定制约
（4）防误操作功
系统中环节操作应具相应联锁条件允许误操作发生障防止误操作联锁条件机械电气电气设备身具备操作规程规定防止误操作保证系统安全运行缺少环节
（5）便调度功
供电系统应控制中心进行远程控制监视测量应根运行需方便灵活进行调度变更运行方式分配负荷潮流系统运行更加济合理
（6）控制显示计量功
系统应进行距离控制方便进行操作转换时系统环节运行状态应明确显示运行员目然种电量测量电计量应准确便运行员查证分析牵引电动力明电应分计量利电指标进行考核分析
（7）电磁兼容功
城市轨道交通处强电弱电系统存电磁环境种设备系统环境中正常工作该环境中设备装置系统构成承受电磁干扰种电气电子设备系统部系统间电磁兼容显尤重供电系统设备城市轨道交通电磁环境中首先作电磁干扰源存敏感设备城市轨道交通电磁环境中供电系统设备装置系统应电磁兼容技术采取措施抑制干扰源消减弱电磁耦合提高敏感设备抗干扰力
122 系统基求
城轨供电系统应满足安全性性适性济性先进行基求
（1）安全性
城轨供电系统安全性指城市轨道交通工程运营程中安全程度
供电系统安全性关系着客安全运营员安全行车安全设备安全等方面种安全性相互联系分割
供电系统设计时般系统安全性设备安全性两方面进行分析研究系统安全性分析般包括联锁关系继电保护牵引网直流牵引系统综合接系统应急明电源等方面设备安全性分析般包括变压器牵引整流器断路器隔离开关接开关电缆等方面
（2）性
城轨供电系统性指城市轨道交通供电系统列车种动力明负荷持续供电力
供电系统性正常运营事处理灾害救援等方面前提条件供电系统性涉规划设计运行理等方面渗透供电变电配电等环节环节性包括电气原理性包括电气设备性例构成变电性包括变电接线性组成接线断路器变压器母线等设备性
供电系统设计时应环节着手分析系统障现象研究定性定量评定指标提出提高性措施双电源供电方式供电系统性实施重手段
根城市轨道交通性求供电系统应满足N1准称单障安全准准供电系统N元件中独立元件（发电机输电线路变压器等）发生障切元件负荷电压频率均允许范围供电系统应保持稳定运行正常供电
城市轨道交通电源网络说电源推出时电源应保证系统正常供电保证列车正常运行电源点（变电电源开闭）两电源推出时应相邻电源点引入两路应急电源提供定运输力必动力明维持城市轨道交通继续运行
（3） 适性
城轨供电系统适性指城轨供电系统建设应满足业建设目性求
设计实现业建设需求首环节供电系统设计应根业需求进行供电系统建设标准技术水设备档次工期求投资控制等应城市特点线功定位特殊求相适应
（4） 济性
城轨供电系统济性里指项目全生命周期角度实现供电系统费济合理
满足供电系统安全性性适性前提重视供电系统济性济性求节省工程投资时求降低运营成争取佳技术济效果
供电系统设计应优化电源网络结构实现外部电源资源享外应采成熟设备新型材料做济合理简便实
（5）先进行
城轨供电系统先进性体现先进设计理念先进系统方案现金设备工艺先进理手段等方面
供电系统应具定先进性兼顾系统基功投资规模运营成环保求操作灵活性技术发展等素合理选择
供电系统设计应采先进理念充分认识环境保护节约源重性采取必措施进行环境保护降低耗解决电磁辐射噪音温室气体易分解废料等问题
13 供电系统构成
便设计务分割设计界面清晰城市轨道交通供电系统划分成设计单元：变电全线系统牵引变电降压变电接触网电力监控系统杂散电流腐蚀防护系统动力明设备属车站等建筑物附属设备般划土建工点单位连建筑结构起进行设计供电系统设计单位进行设计
(1)变电
变电设计容包括：接线二次接线设备选择设备布置土建设计等变电城市电网设计界面城网变电110 kV(66 kV)高压出线间隔电源外线般变电设计单位时设计变电全线系统设计界面变电中压馈线开关电缆接线端变电馈出电缆般全线系统设计单位设计
(2)全线系统
全线系统设计容包括：供电系统方案中压网络牵引变电布点系统运行方式潮流分析谐波计算综合接系统生量吸收装置UPS电源整合等全线系统牵引变电降压变电设计界面中压进线开关引入端
(3)牵引变电
牵引变电设计容包括：接线二次接线电设备面布置电缆敷设等牵引变电接触网设计界面接触网隔离开关电源端回流箱电源端网电缆回流电缆牵引变电负责设计
(4)降压变电
降压变电设计容包括：接线二次接线电低压功补偿设备面布置电缆敷设等降压变电动力明设计界面降压变电低压开关柜馈出端子低压馈出电缆动力明负责设计
(5)接触网
接触网设计容包括：接触悬挂支持结构基础附加导线防雷接面布置等接触网隔离开关回流箱尾线接触网设计
(6)电力监控系统
电力监控系统变电设计界面变电综合动化屏通信端口变电综合动化变电设计电力监控系统需通信通道通信专业设计果采综合监控系统电力监控系统集成综合监控系统中作综合监控系统部分进行统设计
(7)杂散电流腐蚀防护系统
杂散电流腐蚀防护系统设计容包括：排流柜设置排流钢筋设置监测系统设置等
14 SCADA系统角色意义
电力监控系统称电力SCADA系统者远动系统简称SCADA系统时称PSCADA系统城轨供电系统变电牵引变电降压变电等类变电高压66~110KV设备中压10~35KV设备直流750V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象进行监控实现种设备控制信息采集数分析处理远方维护统计报表事报警画面调阅历史数查询等功
早期城轨供电系统技术局限没条件设立电力监控系统监控理工辅调度电话方式实现供电系统运行理种监控方式求变电设置报警设备系统发生障时值班员够时发现报调度部门
20世纪末着计算机技术网络技术快速发展分立动化系统逐步走综合集成城市轨道交通专业动化系统采统计算机网络台统软件体系构成综合监控系统实现动化系统集成目前技术水典型综合监控系统般集成电力监控系统环境设备监控系统等动化系统种方式利系统间数信息互通软硬件资源享综合监控系统运行赖底层基础然原先分立系统远程终端数采集处理系统者设备电力监控系统集成综合监控系统电力监控系统设计范围包括电力调度中心站系统供电复示系统功设计变电综合动化系统软硬件设计电力调度中心站系统供电复示系统硬件软件综合监控系统统建设双方硬件接口般位变电综合动化系统综合监控系统通信连接装置通信端子
15 设计工作
次设计针轨道交通供电系统组成部分高压设备中压设备低压设备进行介绍介绍设备选择具备作参数针设备参数状态监测监控设计电力监控系统（SCADA）SCADA系统组成方案选择监控监测象分析设计够轨道交通安全运行服务电力监控系统设计容：1控制中心电力监控系统功求2供电复示工作站电力监控系统功求3电力监控系统技术指标相关容
第二章 轨道交通供电系统介绍
21 设备分类
电压等级划分高压设备中压设备低压设备高压设备包括高压开关设备变压器中压设备包括中压开关设备配电变压器牵引变压器1500V直流开关设备低压设备包括低压开关设备整流器750V直流开关设备继电保护类设备设备位置划分变电设备牵引变电设备降压变电设备变电设备包括高压开关设备变压器接变压器变压器中压开关设备牵引变电设备包括中压开关设备直流开关设备牵引变压器整流器降压变电设备包括中压开关设备低压开关设备配电变压器等
22 设备功型式
221 高压开关设备
高压开关设备应城轨工程变电作高压配电设备接受城网电源分配变压器高压开关设备户式安装般采高压GIS全封闭组合电器设备
高压SF6全封闭组合电器SF6断路器隔离开关接开关互感器避雷器母线连接件出线终端等组合起设备部件全部封闭已接金属外壳中部充定压力SF6绝缘气体该设备简称GIS（gas isolate system）GIS高压电器元件机组合起具结构紧凑元器件受污染气环境素影响安装方便利缩短安装工期等特点
高压sF6全封闭组合电器仅电气绝缘介质采sF6气体灭弧介质sF6气体然SF6气体身极稳定高绝缘强度灭弧力SF6气体环境中断路器电器设备稳定性性完全取决sF6气体纯洁度果纯洁度受破坏例混入量水分杂质加工余屑金属粉末等稳定性会受破坏时绝缘强度灭弧力会降低时受弧光温度作影响分解出害分解物严重情况甚会产生体害物质
222 中压开关设备
（1）功
中压开关设备应城轨工程变电电源开闭牵引变电降压变电接受分配中压电
变电中压开关设备进线电源引变压器馈出线引变电供电范围牵引变电降压变电
电源开闭中压开关设备接受城网变电中压电源开闭供电范围牵引变电降压变电提供中压电源
中压网络设计牵引变电中压开关设备变电电源开闭相邻牵引变电降压变电引入中压电源供牵引变压器降压变电中压开关设备变电电源开闭相邻牵引变电降压变电引入中压电源供配电变压器
（2）开关柜型式
电气绝缘介质分空气绝缘开关柜复合绝缘开关柜SF6气体绝缘开关柜开关柜安装开关设备分断路器柜负荷开关柜隔离开关柜熔断器柜
空气绝缘复合绝缘开关柜结构形式金属铠装封闭式部设功隔室手车落式中置式SF6气体绝缘开关柜分全密封充气(SF6)环网开关柜C·GIS(Cubicle Type—GIS)开关柜
电气绝缘介质开关柜外形尺寸影响采空气绝缘开关柜体积采复合绝缘次采SF气体绝缘时开关柜体积10 kV开关柜空气绝缘开关柜宽度800 1000 mm采复合绝缘650 mm采SF6气体绝缘时400~600 mm35 kV开关柜空气绝缘开关柜宽度1 400 mm采sF6气体绝缘时800 mm左右采空气绝缘复合绝缘开关柜外壳防护等级IP20
35 kv开关柜采C．GIS开关柜减变电土建规模20 kV开关柜应采
空气绝缘金属铠装开关柜避免温室气体SF6环境影响
金属铠装封闭手车式开关柜C．GIS开关柜变电牵引变电降压变电全密封充气sF6)环网开关柜负荷开关柜般式降压变电
(3)断路器类型
断开速度分低速断路器高速断路器般断开时间0．02 s分界灭弧介质分油断路器真空断路器sF6断路器压缩空气断路器产气断路器磁吹断路器等目前油断路器城网少量采断路器已真空断路器sF6断路器取代
油断路器分油式断路器少油式断路器区：少油式断路器触头灭弧装置绝缘支撑绝缘子瓷套机绝缘部件实现油式触头灭弧装置绝缘触头间绝缘油实现油量体积断流容量少油式油量体积断流容量技术油式先进
SF6断路器sF6气体灭弧介质灭弧性灭弧性空气100倍灭弧变质重复sF6气体优良绝缘灭弧性sF6断路器具优点：开断力强断口耐受电压较高燃弧时间短会产生重燃电压
正常情况sF6种燃臭毒惰性气体密度约空气2倍sF6气体电弧作部分会分解生成毒低氟化物sOF2sF4sOF4s02F2等身体健康影响金属部件腐蚀劣化作sF6断路器加工精度求高需具备非常良密封性sF6气体温室效应气体环保角度出发建议采SF6断路器
目前城轨工程般采真空断路器真空断路器部件真空灭弧室灭弧室高度真空玻璃泡矾土陶瓷置动静触头利真空绝缘性强迫灭弧灭弧时没游离气体产生电弧容易熄灭触头会烧损真空绝缘性动静触头开距较适合频繁操作
真空断路器灭弧原理断路器跳闸动静触头分开瞬间真空灭弧室触头间形成高温液态金属桥金属桥拉断时金属桥蒸发产生金属蒸气触头间隙击穿产生电弧电弧电流流触头时产生磁场驱电弧电流零点时熄灭零点前强迫熄灭熄灭瞬间金属蒸气离子磁场作迅速扩散吸附触头金属屏蔽罩金属离子密度迅速降低触头间恢复真空间隙较高恢复电压击穿电弧熄灭实现断路器开断功
223 低压开关设备
（1）功
低压开关设备降压变电中动力明供电系统核心容接受配电变压器提供低压电车站区间车辆段停车场控制中心低压动力明设备提供电源低压开关设备般设置安装断路器体脱扣器作保护设备
（2）低压开关柜型式
城轨工程降压变电低压开关柜采金属封闭间隔式开关柜开关柜电气绝缘开关设备灭弧介质均空气开关柜外壳防护等级IP20开关柜柜体模块化框架结构基分三功隔室：水母线室功单元隔室电缆室功单元某隔室产生障电弧时影响相邻隔室开关前接线接线接线端子规格固定牢性满足连接电缆需
开关柜类型低压电器安装方式分固定式抽出式混合式混合式低压开关柜中低压电器固定式安装抽出式安装抽出式断路器插拔式固定安装开关柜抽屉中低压电气设备种安装方式低压开关柜安装单元间均采金属绝缘板分隔避免某安装单元障时安装单元产生影响扩障范围
低压电器安装低压开关柜般分配电电器控制电器配电电器包括低压断路器熔断器低压负荷开关低压隔离开关等控制电器包括接触器启动器令电器种控制继电器等低压开关柜电器低压断路器
(3)低压断路器类型
低压断路器配电线路电气设备载失压短路保护IEc国际电工词汇中断路器定义：断路器接通承载分断正常电路条件电流规定非正常电路条件(短路)接通承载定时间分断电流开关电器
断路器南极数分单极双极三极四极断路器否具隔离功分具隔离功具隔离功断路器动作速度分般型快速型(快速型断路器通常限流型分断时间短足电流未达预期值前分断)结构分框架式(万式)断路器塑壳断路器途分配电断路器保护电动机断路器剩余电流断路器等低压断路器分类见表2．1
表2．1 低压断路器分类(途分类)
断路器类型
保 护 特 性
途
二段保护
瞬时短延时
进线开关变
选择型
三段保护
瞬时短延时长延时
压器端支路开关
配电断路器
非选择型
限流型
瞬时长延时
变压器端
支路开关
般型
支路末端开关
电动机保护
直接启动
般型
电流脱扣器瞬
时整定时间脱扣器额定电流8～15倍
保护鼠笼型电动机
断路器
限流型
电流脱扣器瞬时整定时间脱扣器额定电流12倍
变压器端电动机
间接启动
电流脱扣器瞬时整定时间脱扣器额定电流3～8倍
保护鼠笼型绕线型电动机
明微型断路器
瞬时长延时
明信号二次回路
剩余电流断路器
电磁式
动作电流mA级
动作电流mA级
接障保护
接障保护
电子式
224 直流开关柜
直流开关设备直流牵引供电系统中承担接受分配直流电作接受牵引整流机组提供直流电分配行牵引网电动列车提供直流电
直流开关设备包括牵引变电直流开关柜般设牵引变电外网开关柜
直流开关柜包括正极开关柜负极开关柜馈出开关柜正极开关柜采直流快速断路器电动隔离开关负极开关柜设电动隔离开关手动隔离开关馈出开关柜采直流快速断路器网开关柜(包括联络开关设备)采电动隔离开关短轨供电采直流接触器直流快速断路器网开关柜牵引网断电检修形成双边越区供电
目前城轨工程采直流开关柜均金属铠装落手车式直流快速断路器安装手车电动手动隔离开关开关柜固定安装
直流开关柜标称电压750 V1 500 V电气绝缘介质断路器灭弧介质空气
225 微机保护装置
供电系统运行程中避免会出现障常见种形式短路频率降等障基特征导致电流突增电压降电流电压间相角变化继电保护装置障正常工作状态会动发出障报警跳闸信号实现电气设备保护满足供电系统运行求
继电保护装置采集电流互感器电压互感器二次侧实时电流电压数值继电保护装置中预先设定门槛值进行较超限定值装置发出报警信号驱动开关操作机构分闸线圈断路器跳闸
继电保护通种电磁继电器实现利电流继电器判断线路电流否越限利电压继电器判断线路电压否正常利中间继电器驱动指示灯开关操作机构合闸分闸线圈等
微机保护装置实现继电保护种设备基功包括继电保护测量计量装置诊断功通信功中通信功实现微机保护装置种信息传
微机保护装置述基功外PLC功实现控制联锁等逻辑编程功微机保护装置般会保护功集身价格装置影响产品适性目前微机保护装置城轨工程中已广泛应交流高压中压系统直流牵引供电系统继电保护采微机保护装置
微机保护装置特点灵活方便远方调整功障录波功编程功等采微机保护装置减少二次控制电缆数量提高继电保护性
226 牵引整流机组
牵引整流机组牵引变压器整流器构成李引变压器接受中压开关设备提供中压电压降压整流器提供适合低压交流电源整流器交流电源整流电动列车需直流电源
牵引整流机组牵引变电核心设备列车高速安全济节电运行保证牵引整流机组需牵引变压器整流器两种完全设备相互匹配实现牵引整流机组整体性
牵引变压器绝缘类型分树脂浇注浸绝缘漆杜邦纸绝缘城轨工程采树脂浇注绝缘方式整流器中整流元件功率二极控硅晶闸采控硅晶闸控制整流桥臂导通关闭直流输出纹波系数更负载情况直流输出电压进行调节直流输出电压恒定输出城轨工程采二极作整流元件
中压系统直流牵引供电系统标称电压目前国牵引变压器采网侧电压35 kV33 kV10 kV阀侧电压750 V系统0．59 kV0．61 kv1 500 v系统1．18 kV1．22 kV
牵引整流机组VI类重牵引负荷等级额定负荷够长期运行i1．5倍载时够运行2 h3．0倍载时够运行1 min
227 变压器
变压器城轨工程中设变电配电变压器城网引入高压电源转换成中压电源满足容量求变压器网侧阀侧电压等级供电系统设计确定目前变压器110／35 kV110／33 kV110／10 kV三种
减少城网电压波动负荷变化城轨中压系统电压质量影响变压器采载调压型电力变压器载调压开关具远方操作功
1lO kV级变压器绝缘介质分复合油绝缘式油浸式SF6气体绝缘式(简称GIT)树脂浇注干式变压器(Resin—casting Dry．type Transformer简称RCDT)油浸式变压器价格低应成熟目前均采冷油浸式变压器
228 配电变压器
配电变压器中压电源降压成适合动力明负荷低压电源满足容量求根中压网络电压等级配电变压器电压分35(33)／0．4 kv10／0．4 kv两种绝缘材质采绝缘油环氧树脂杜邦纸相应配电变压器分油浸式变压器环氧树脂浇注干式变压器杜邦纸绝缘干式变压器
油浸式变压器环氧树脂浇注干式变压器杜邦纸绝缘干式变压器城网量采防火求城轨工程配电变压器已采油浸式变压器采环氧树脂浇注干式变压器杜邦纸绝缘产品承受热击力强负载力难燃防火性高湿度灰尘敏感回收等优势具广泛适应性适防火求高负荷波动污秽潮湿恶劣环境中杜邦纸绝缘干式变压器良性环保特点越越受关注
23 章结
章介绍电力系统组成部分高压设备中压设备低压设备高压设备包括高压开关设备变压器中压设备包括中压开关设备配电变压器牵引变压器1500V直流开关设备低压设备包括低压开关设备整流器750V直流开关设备继电保护类设备介绍设备功容
第三章 SCADA系统设计
31 概述
电力监控系统称电力SCADA系统者运动系统简称SCADA系统时称PSCADA系统城轨供电系统变电牵引变电降压变电等类变电高压66~110KV设备中压10~35kv设备直流750V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象进行监控实现种设备控制信息采集数分析处理远方维护统计报表事报警画面调阅历史数查询等功
32 般求
（1）电力监控系统控制中心应该设电力调度中心果采电力监控系统集成综合监控系统建设模式电力调度中心综合监控系统统设计果电力监控系统独立建设模式中心须设置套中央监控系统采集变电三遥信息实现全线供电系统远程监控功
（2）中央监控系统构成方式应该保证系统运行性系统中关键设备系统服务器前置数处理机交换机等进行沉余配置系统计算机访问模式网络配置形式等根时技术条件选择适合工程实际方案该求适电力监控系统独立建设模式
（3）满足电力调度中心变电值班维护员通信需求电力调度中心须设置电力调度电话总机变电设电力调度电话分机变电根电力部门求装设级电力理部门联系调度电话
（4）电力监控系统通信通道必须沉余配置备通信通道应支持手动切换功通信接口类型选择串口者太网口等通信速率低相关规范求电力监控系统独立建设时处通信通道指电力调度中心变电综合动化系统间通道
（5）全线变电设置变电综合动化系统变电综合动化系统均脱离控制中心独立运行
（6）变电综合动化系统分层分散式结构根设备功动化系统分三层：间隔设备层网络通信层站级理层
（7）果变电值守理模式济条件许变电设备房间设置闭路电视监控装置电力调度中心设置图监视终端实时监视变电情况
（8）电力监控系统软硬件属国成熟产品应该优先选技术成熟功完善性优越国领先产品
（9）电力监控系统设备选型应立足国产化设备
（10）级监控网络系统设备应满足电磁兼容项标准求
（11）果建设工程远期延伸规划系统设计时应适度预留远期扩展裕量
33 系统构成
采综合监控系统建设模式时系统构成
容适电力监控系统集成监控系统建设模式
目前正广泛采综合监控系统控制中心车站集成电力监控系统环境设备监控系统等系统综合监控系统系统提供综合信息台系统硬件软件均综合监控系统统构建综合监控系统实现系统中心级车站级系统功
综合监控系统集成电力监控系统电力监控系统原先包含电力调度中心站系统通信通道变电综合动化系统供电复示系统四部门中电力调度中心站系统通信通道供电复示系统均综合监控系统完成
综合监控系统构成图30：
图30 综合监控系统构
34 监控象
电力监控系统实现遥控遥测遥信等功应监控象基础进行系统构建系统设计时首先应该明确供电系统需监控范围具体象然根象具体运行方式控制模式等情况进行系统功软硬件设计
电力监控系统监控象区外电源电网现状类型供电系统建设形式监控象需供电系统具体容定
类容城轨供电系统典型监控象设备监控点表包括变电牵引降压混合变电降压变电设备监控点仅参考具体某工程时应根该工程供电系统实际设计情况电力调度部门具体需求进行修改补充满足电力调度需
341 66~110KV设备
66~110KV设备监控点见表31：
表31
设备
监控求
进线开关柜
断路器合闸分闸控制保护复控制
断路器合分状态
断路器手车工作试验抽出位置
隔离开关闭合开接位置
带电显示信号
断路器障跳闸
转换开关位置
接隔离开关位置
进线电压
回路电流
进线功率素
频率
避雷器动作次数
避雷器动作状态
SF6气体底
脱口电路状态
谐波电流
变压器馈出柜
断路器合闸分闸控制保护复控制
断路器合分状态
断路器手车工作试验抽出位置
隔离开关闭合开接位置
带电显示信号
断路器障跳闸
转换开关位置
接隔离开关位置
回路电流
SF6气体底
脱口电路状态
功功率
功功率
功电度
功电度
342 变压器
变压器监控点见表32：
表32
设备
监控求
变压器
油 温
载调压开关分接头位置
变压器载调压开关分接头位置升降停
343 10~35KV设备
10~35KV设备监控点见表33：
表33
设备
监控求
进线开关柜
断路器合闸分闸控制保护复控制
断路器合分状态
断路器手车工作试验抽出位置
PT手车工作试验抽出位置
PT断线信号
隔离开关闭合开接位置
带电显示信号
断路器障跳闸
转换开关位置
接隔离开关位置
进线电压
回路电流
回路功功率
回路功功率
进线功率数
回路电度计量
避雷器动作次数
避雷器动作状态
SF6气体低
脱口电路状态
谐波电流（仅限电源开闭）
馈线开关柜
断路器合闸分闸控制保护复控制
断路器合分状态
断路器手车工作试验抽出位置
隔离开关闭合开接位置
带电显示信号
断路器障跳闸
转换开关位置
接隔离开关位置
回路电流
避雷器动作次数
避雷器动作状态
SF6气体底
脱口电路状态
牵引变压器馈出柜
断路器合闸分闸控制保护复控制
断路器合分状态
断路器手车工作试验抽出位置
隔离开关闭合开接位置
带电显示信号
断路器障跳闸
转换开关位置
接隔离开关位置
回路电流
回路功功率
回路功功率
回路电度计量
SF6气体低
脱口电路状态
配电变压器馈出柜
断路器合闸分闸控制保护复控制
断路器合分状态
断路器手车工作试验抽出位置
隔离开关闭合开接位置
带电显示信号
断路器障跳闸
转换开关位置
接隔离开关位置
回路电流
SF6气体低
脱口电路状态
母线分段开关柜
断路器合闸分闸控制保护复控制
断路器合分状态
断路器手车工作试验抽出位置
隔离开关闭合开接位置
带电显示信号
断路器障跳闸
转换开关位置
接隔离开关位置
回路电流
SF6气体低
脱口电路状态
母联分段隔离柜
接隔离开关位置
隔离开关闭合开接位置
带电显示信号
344 直流750V直流1500V设备
直流750V直流1500V设备监控点见表34：
表34
设备
监控求
牵引整流机组
牵引变压器温报警
牵引变压器超温跳闸
硅整流器跳闸障信号
硅整流器温度高
硅整流器单导通装置障
直流进线柜
直流断路器合闸分闸控制保护复控制
直流断路器合分状态
直流断路器手车工作试验抽出位置
断路器障跳闸信号
直流母线电压
装换开关位置
直流总闸电流
脱口电路状态
正负母线避雷器动作次数
正负母线避雷器动作状态
母线避雷器动作次数
母线避雷器动作状态
直流负极柜
隔离开关合分状态
直流设备框架保护动作
直流馈线柜
直流断路器合闸分闸控制保护复控制
直流断路器合分状态
直流断路器手车工作试验抽出位置
断路器障跳闸信号
直流分闸电流
转换开关位置
脱口电路状态
车辆段维修库紧急钮跳闸（仅限车辆段牵引变电）
动重合闸失败
断路器闭锁信号
直流隔离开关设备
电动隔离开关合闸分闸控制
电动隔离开关合分状态
转换开关位置
联电动隔离开关合分状态
联电动隔离开关合闸分闸控制
转换开关位置
避雷器动作次数（仅限面者高架工程）
避雷器动作状态（仅限面者高架工程）
手动隔离开关状态
345 400V设备
400V设备监控点见表35：
表35
设备
监控求
进线柜
进线断路器合闸分闸控制
断路器合分状态
断路器工作试验断开位
断路器障跳闸信号
装换开关位置
进线电流
进线线电压
进线相电压
进线功功率
进线功功率
进线电度计量
进线功率素
馈线柜
馈线断路器合闸分闸控制
馈线断路器合分状态
馈线断路器工作试验分闸位置
装换开关位置
三级负荷总开关合闸分闸控制
三级负荷总开关合分闸状态
三级负荷总开关工作断开位置
三级负荷总开关转换开关位置
母联分段柜
母联分段断路器合闸分闸
母联分段断路器合分状态
母联分段断路器工作试验断开位置
断路器障跳闸信号
装换开关位置
母线分段断路器电流
346 配电变压器
配电变压器监控点见表36：
表36
设备
监控求
配电变压器
变压器温报警
变压器超温跳闸
347 交直流电源屏
交直流电源屏监控点见表37：
表37
设备
监控求
交直流电源屏
直流输出欠压
直流输出压
直流绝缘
交流进线开关状态
浮充失败
直流屏进线断路器合分状态
馈出断路器合分状态
馈线电压
电源屏障总信号
348 排流柜
排流柜监控点见表38：
表38
设备
监控求
排流柜
排流动作元件状态
排流电流
参电极电压
349 轨道电位限制装置
轨道电位限制装置监控点见表39：
表39
设备
监控求
轨道电位限制装置
接动作元件状态
轨道电位
接动作元件动作次数
35 技术指标
系统技术指标指系统建设完成应性指标指标系统建设时作系统招标限制性指标系统集成商软硬件配置需满足指标求
容工程设计时设计文件中应该包含技术指标指标应该作系统验收时验证性指标检测系统集成商提供产品否合格产品
技术指标具体数值根工程系统软硬件复杂程度系统规模工程设计时系统技术指标设定参考铁设计规范(GB50157—2003)城市轨道交通直流牵引供电系统(GBl0411—2005)等规范标准确定计算机网络技术断发展系统指标应该结合前动化系统技术水确定
351 控制中心站系统技术指标
电力监控系统集成综合监控系统时电力监控系统控制中心技术指标求提供综合监控系统综合监控系统设计时必须满足指标求
① 模拟量测量总误差≤1．5％
② 站事件序记录分辨率≤10 ms
③ 站间事件序记录分辨率≤20 ms
④ 系统均障工作时间(含网络连接设备)>10 000 h
⑤ 控制中心遥控命令响应时间(处指控制中心遥控命令发智测控装置出口响应时间)≤3 s
⑥ 控制中心遥信变位响应时间(处指变电智测控装置入口控制中心画面刷新响应时间) ≤3 s
⑦ 画面调响应时间≤3 s
⑧ 冗余设备切换时间≤30 s
⑨ 远动数传输速率≥9．6 kbps
⑩ 系统容量：控制中心系统容量应系统包含变电综合动化系统容量
⑪ 系统预留容量：系统容量基础增加定例预留容量方面扩容弓方面利提高系统整体运行效率般预留容量30％～50％
⑫ 系统误码率<000001
352 变电综合动化系统技术指标
① 模拟量测量总误差≤1．5％
② 站事件序记录分辨率≤lO ms
③ 系统均障工作时间(含网络连接设备)>10 000 h
④ 遥控命令响应时间(处指变电机界面遥控命令发智测控装置出口响应时间)≤3 s
⑤ 遥信变位响应时间(处指变电智测控装置入口变电机界面刷新响应时间)≤3 s
⑥ 画面调响应时间≤3 s
⑦ 冗余设备切换时间≤30 S
⑧ 远动数传输速率≥9．6 kbps
⑨ 系统容量：变电综合动化系统容量根变电包含具体监控象
⑩ 系统预留容量：变电综合动化系统容量预留原控制中心系统容量预留原致
36 中央监控系统
361 中央监控系统功
中央监控系统电力调度中心站系统简称电力调度中心功控制数采集处理显示报警查询等
工程设计时系统功限定容根工程实际情况户求进行调整
3611 控制操作功
1）遥控功
系统遥控功电力调度中心接入系统遥控象进行合分遥控遥控操作执行严格权限理执行遥控必须操作权限授权工作员
避免误操作时刻控制象系统允许遥控操作进行时遥控操作必须保存系统日志中
遥控分单控程控根户求定义控制设备操作序述控制方式根电力调度员求设置手动确认功时间工作站设备进行遥控操作时根户权限确定遥控优先级
（1）单独控制
控制程分两步进行
第步首先调出控站接线图选择控制象果选择成功时弹出选中象确认画面选象分工作站显示器闪烁果选择失败显示器提示时工作站显示器恢复原状态显示选择成功方进行续操作
第二步选中象确认画面执行键系统动执行返校果返校失败系统出提示信息果返校成功系统发出执行命令果遥控成功工作站显示器开关状态刷新停闪果执行失败工作站显示器开关恢复原状态显示
执行成功失败操作记录容包括操作员标识控制象命令发出时间遥控性质执行结果等事件印机印成功操作印颜色黑色失败操作印颜色红色
述操作程选择倒计时执行倒计时限时失效功
(2)程序控制
程序控制定序条件执行系列遥控操作程控种类分：标准控制序列定义控制序列
①标准控制序列
变电变电受控象定安全联锁关系定义序操作序列操作员通序控制画面选择需序控制序列受控象进行操作
序操作旦启动执行动序控制序列步步执行执行程中系统检查出安全联锁关系满足继续执行条件时等段时间（时间调整）重新检查该条件否满足条件满足继续执行否弹出否继续进行选择话框操作员进行选择否继续执行计划务单中续控制命令常序控制少包括列四种序列：
直流牵引网送电序列
直流牵引网停电序列
直流牵引网区间停电序列序列控制某事区间直流牵引网停电便区间出现事员疏散电气隔离停电序列根事区间涉范围进行单者双停电
选线控制序列选线控制序列应直流牵引网全线停电送电序列控制选线控制实现方式调牵引变电直流牵引网送电／停电标准控制序列便较短时间完成直流牵弓I网天停／送电操作
②定义控制序列定义控制序列日常时系统倒闸操作站倒闸操作
定义控制序列具该功权限操作员根完成工作务定操作序填写控制命令集合填写完成操作员保存重复
操作员根需启动执行某定义控制序列系统根该序列中控制命令逐项执行执行程标准控制序列执行程相
已执行定义控制序列立保存修改删系统理员定时间(半年年)删
定义控制序列务单中含工作点初始创建创建时间终修改修改时间工作容执行情况执行时间执行等容
2)断路器障跳闸远方复功
变电开关保护装置检测障电流发出跳闸指令开关跳闸时保护装置闭锁该开关操作障排电力调度员需闭锁开关保护装置进行远方复位操作解开关操作闭锁方该开关进行遥控操作够重新投入运行
复象车站开关保护装置进行单开关保护复操作进行成组复整站复操作整站复操作次系统图进行执行整站复操作该站保护信号事总信号均复
3)保护定值组理功
电力调度员开关保护装置保护定值组进行统理包括保护定值召唤显示保存切换印等选择站名装置种类装置名称
保护定值组理画面示例图31：
图31 保护定值组理画面示意图
4)保护投退功
电力调度员根系统运行方式需供电设备保护软压板进行投退操作软压板投退操作专界面进行投退操作记录日志中电力调度员投入软压板时车站权解压板投退画面示例图32示
图32 保护投退画面示意图
5）控制闭锁功
现场供电设备出现障时引起相应开关跳闸开关控制命令操作动闭锁控象定义时编辑输入相关闭锁条件满足闭锁条件时执行命令应动屏蔽出提示信息例现场供电开关设备接刀闸接时操作员接线画面开关符号处设置接标志接标志供电升天设备系统动闭锁相关控制命令操作控制闭锁功工投退户定义
6）遥控屏蔽功
电力调度员供电系统受控设备进行屏敝遥控操作屏蔽解恢复遥控功设备屏蔽车站权设备进行控制
屏蔽操作解均须通手动方式实现
① 全站屏蔽
② 电压等级全线全站屏蔽
③ 单开关屏蔽
屏蔽供电系统图接线图界面均出标识
方式屏蔽操作重复执行时解
解操作屏蔽设置高级操作权限员执行某解屏蔽操作应某屏蔽操作方式
7）工置数功
具操作权限员手工系统采集数进行置数工置数数须明显标志示正常数区工设置状态量动列表显示
8)远方维护功
控制中心变电综合动化系统进行远方维护维护容包括：基础设备采集量修改机界面更改硬件参数配置
利远程维护工具完成机界面调阅进行系统软件模块启停修改维护数库图形编辑修改软件配置系统障远方处理等操作
9)遥调功
变压器载调压开关分接头位置进行升降停控制
3612 数采集处理功
1) 遥信功
控制中心变电综合动化系统采集种遥信信息包括位置遥信保护遥信位置遥信分单位置遥信双位置遥信保护遥信单位置遥信遥信信息机界面实时刷新便操作员时解现场设备运行状态
位置遥信包括种断路器隔离开关接触器等设备合分状态开关手车工作试验位置状态温度检测设备限否等
保护遥信包括类保护动作重合闸动作启动出口失败等分事遥信预告遥信事遥信指设备停电停运事信号预告遥信指设备问题维持运行障信号
系统定义出系统计算机节点工作状态网络运行状态通道运行状态等虚拟遥信点
系统开关保护信号等遥信量具分合次数检修分合次数事分合次数统计功
系统遥信状态应反映系统接线图等画面图33：
图33 系统接线画面示意图
2）遥测功
系统应具列遥测量处理功
(1) 具变电种电气量采集功
包括测量象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功功率功功率功率数变压器温度等
(2) 完成种数格式转换
二进制数格式BcD码格式浮点数格式等种格式模拟量统转换实时数库支持数格式
(3) 具种计算功
实时数库遥测量配置工程值换算系数偏移量完成实际工程值计算法直接子站采集数实时数库中编辑公式计算
(4) 具种统计功
遥测量进行1分钟15分钟1时4时日值日值日均值日值出现时间日值出现时间统计采集点类型电压时进行电压
合格率统计提供种综合量计算
电度量统计分峰谷时段进行统计电度量包括车站进线牵引变压器配电变压器电度量日电量零点清零进行电度表零换表电度量统计
处理
遥测信号采周期方式进行采集采集周期1秒
(5) 超量程检查
系统遥测信号进行量程检查超量程报警
控制中心接收遥测量模拟量指定限值进行较判断否越限检查出越限检查象进行标志户定义限值死区避免定义限值边界抖动时产生必告警限值户行定义系统应具零点嵌位功
3)数处理印功
控制中心接收变电综合动化系统传送数信息种算术逻辑处理数存储系统实时数库历史数库中事件日志形式供查询调阅时间点设备报警等级定义字符串等进行查询分类印
数处理容：
① 种开关操作信息(包括站名象性质发生时间等印颜色黑色)记录事件日志中
② 种障信息(包括站名象性质发生时间等印颜色红色)记录报警列表中
③ 统计报表记录进行印(需时)存盘印颜色黑色
④ 电流电压曲线(包括站名时间)进行印(需时)存盘印颜色黑色
⑤ 遥测量超限监视电流电压量超极限值时发出超限报警(显示画面改变显示颜色闪烁)进行印(需时)存盘印颜色红色
⑥ 负荷发生时间持续时间监视进行印(需时)存盘印颜色红色
⑦ 日负荷峰谷值值高电压电流低电压电流出现时间统计进行印(需时)存盘印颜色黑色
⑧ 电流电压电度量等曲线显示根时间求进行时间分割显示便观察电流电压电度量时间变化情况
⑨ 开关动作次数统计(区分操作事情况)达规定次数时警告方式通知户
⑩ 开闭进线谐波检测感性功容性功测量
⑪ 双重越限检验点均设置限限限限限值超限值时产生越限报警
4)SOE事件记录功
SOE(事件序)记录分辨事件发生先序(障跳闸序)系统种方式(时间事源象等)查询分析印SOE记录
系统应配置事件序记录功模块模块站开关继电保护节点动作序时间记录供事分析事件序记录指标动作时间分辨率分两类站动作时间分辨率站间动作时间分辨率前者远方终端保证者远方终端外涉全部系统时
5)障录波数读取功
供电系统发生障保护装置启动障线路开关事跳闸时保护装置动进行障录波次障单位障录波文件存放保护装置中
户站号序号保护装置障录波数召唤显示存储服务器磁盘文件中文件名站号序号障时间命名文件保存时间数量受硬盘容量限制系统种方式(时间象类型等)查询分析印障录波数
6)统计报表功
户利种实时数报表组态工具数进行选择组合累积统计等加工处理生成种报表报表户设定定期(日月年)定时(Ht指定时间)召唤(户指定时间范围)方式印Microsoft Excel格式保存
统计报表容分两类：模拟量统计数字量统计模拟量统计象类开关功电量功电量计算功率数负荷统计电流电压越限值越限次数时间统计数字量统计象开关动作障跳闸次数统计开关遥控操作实际动作次数统计计算出遥控操作成功率
3613 显示功
(1)机界面显示
机界面电力调度员日常监控操作界面运行监控程序辅助模块组成功：
① 调度画面显示电力调度员常操作等
② 窗口理画面显示操作等
③ 相关程序启动退出操作
④ 显示供电系统图牵引网系统图变电接线图停送电程控画面报警／预告画面画面等
具体画面包括限容：
1) 工程线路示意图
2) 供电系统示意图
变电供电设备分布示意图：见图34
图34 变电供电设备分布示意图
3) 变电综合动化构成示意图
4) 变电接线接触网线路图
5) 程控选择画面
6) 遥测曲线画面
7) 电度量直方图
8) 日报报表
9) 月报报表
10) 年报报表
11) 越限统计报表
12) 操作记录报表
13) 报警／预告信息画面
14) 变电综合动化系统网络拓扑图
15) 全线直流供电状态图
16) SOE列表画面：
17) 障录波列表画面
18) 事报表列表画面
19) 定值查询画面
20) 事追忆选择画面
21) 禁止／强制列表画面
22) 设备列表画面
述画面需时通屏幕画面显示工作站机界面显示类画面显示风格规根工程需确定
(2)接状态显示
现场供电设备接刀闸处接位置者现场工挂接线时操作员接线画面设置接挂牌标志时动闭锁相关控制命令操作
系统接收变电综合动化系统接刀闸信息动画面做出明显标记(接标志挂接牌)时闭锁合闸操作时果挂接牌组件进行合闸送电时发出警告拒合果检修组件没隔离停电挂接牌时发出警告拒挂
果变电综合动化系统提供接刀闸信息求变电操作员画面采手工挂刀方法样闭锁合闸操作保证系统安全
(3)趋势显示
遥测量(电压电流功率等)定义周期保存历史数库中曲线浏览程序根模拟量保存数点求通曲线方式显示出
系统显示实时历史模拟量趋势曲线(包括均值值值等)
实时趋势曲线显示曲线定周期动刷新
操作员选择曲线进行移级缩放等操作
趋势曲线画面中时显示曲线数量曲线颜色显示例户行定义
(4)变电综合动化系统运行状况显示
系统实时显示变电综合动化系统运行状况果发现系统设备发生障动报警提示维护员设备名称设备车站障发生时间恢复／更换时间进行动记录系统画面图35：
图35 变电综合动化系统图
3614 报警功
(1)事报警功
供电系统切非正常状态均产生报警信息报警信息包括：模拟量越限数字量状态改变监控设备非正常运行状态监控系统身备电源障
报警方式包含声音报警文字报警印报警推画面报警灯光报警等种方式单独组合报警方式电力调度工作站实现工作站实现根工作站职责范围选择性报警
报警等级分干级(5级)级含义颜色声音数库中定义
(2)报警事件印功
系统通印机实时印供电系统发生报警事件印容：
① 事件类
② 事件发生站点
③ 事件发生间隔位置
④ 事件发生时间
实时印报警类电力调度员行定义I级报警动印Ⅱ级报警召唤印
(3)报警列表查询筛选功
电力调度员系统产生报警进行查询筛选印报警发生时间点设备类设备编号报警等级定义字符串等
3615 系统权限理功
(1) 权限理
系统权限级：处顶层系统理员级运行维护员分检修理员级检修员级控制中心员分中心调度理员级电力调度员级车站员分车站理员级车站值班员级权限低显示级
系统中系统理员具权限外级权限系统理员通组态方式分配
(2) 功权限理
系统功系统理员系统功权限理界面级进行分配种功分配级画面显示功分配级数库修改功分配检修级
(3) 控制权限理
目前动化系统般级控制权控制中心控制级车站控制级设备控制级系统中出现位置均某受控象进行控制操作现象
针种情况控制权理方式分：控制中心备控制中心控制权互斥中心控制车站控制控制权互斥控制远方控制(中心车站)控制权互斥
户通系统控制权限理界面进行控制权移交查询强制解应突发事件系统理员强制解控制权限时中心调度理员车站理员站受控象进行遥控操作
权限理画面图36：
图36 权限理画面示意图
3616 历史数备份复原
历史数动备份功指动手动历史库中数备份成文件删历史库中已备份数历史库始终保持固定时间数
历史数通光盘者硬盘进行备份备份时间动进行操作员手动操作历史数备份应专门理程序备份操作完成服务器提示信息框储存空间足时提示信息框提示信息框确认操作关闭
果系统历史数丢失损坏通备份数进行历史数复原
362 中央监控系统网络配置方案
系统设计时根工程需技术发展济条件等选择配置方案
目前城市轨道交通工程中系统网络配置基方案三种类型
(1)双冗余网络配置
双冗余网络配置方案需设两套列运行太网交换机备方式运行时运行该方案系统运行性高相应建设投资高适建设标准较高工程网络配置示意图37：
图37 双冗余网络配置示意图
(2)单网配置
单网配置方案设套太网交换机果交换机出现障整系统法运行该方案系统运行性低相应建设投资低适建设标准较低工程网络配置示意图38：
图38 单网配置示意图
（3）数采集网应网分配置
方案数采集网应网分开设置采集网专控制中心变电间数交换应网控制中心服务器工作站间通信该方案减少数采集程应网络影响适控制中心变电采点点方式通信工程适数采集量较控制中心服务器等设备配置等级较低工程时该方案系统运行性低设备硬件配置求相较低相应建设投资低适建设标准较低工程网络配置示意图39：
图39 数采集网应网分配置示意图
363 中央监控系统硬件配置方案
（1） 局域网络设备
控制中心局域网络结构根第 362 节容选择交换机配置数交换机端口数量需根工程实际情况选择预留定数量端口交换机应量选择标准配置
（2） 系统服务器
控制中心设沉余高端服务器作全线信息中心全线站车辆段必信息汇集实时数库中支持工作站监功支持全线SCADA功
服务器数量根工程投资条件性求选择单台双台果采双台服务器双台服务器形成双机热备两台服务器存储数进行定时校保证系统数致性
根工程历史数存储求工程投资条件控制中心系统服务器兼作历史服务器配置专历史服务器历史数存储
（3）维护工作站调度员工作站等
控制中心应配置维护工作站负责全线计算机设备组态维护理支持系统维护工程师功设调度员工作站实现电力调度员操作功视户求工程投资条件设模拟培训工作站网工作站等实现员工模拟培训全线网络进行 做性理配置理障理
外果系统存数接口宜设接口工作站采取软件硬件网络隔离措施保证系统安全
（4）印机
电力调度系统维护需求控制中心少需配置两台印机
印机配置网络印机者普通印机网络印机直接网络工作站连接普通印机需通某台工作站实现印机享
364 系统软件配置方案
（1）系统应软件
系统应软件应开放性户遵循操作规前提应根运营求修改增扩系统监控象应画面
工作站采通性强简便易界面友实时务操作系统采Windows者Linux均
软件应配置综合测试诊断软件包诊断变电综合动化系统种设备障障标志模块级
变电综合动化系统软件控制中心进行远程维护控制中心变电综合动化系统数图形界面进行修改更新
应软件应该具友中文界面
系统应软件少包括模块：
① 机界面模块
② 实时数库模块
③ 历史数库模块
④ 数统计模块
⑤ 事件浏览模块
⑥ 曲线浏览模块
⑦ 报警理模块
⑧ 通讯模块
（2）维护软件
维护软件应具良开放性支持户二次开发
维护软件应包括图形界面维护工具视化程控流程工具灵活系统配置工具丰富组态工具远程诊断工具等提供机交互式界面维护软件应运行
37 供电复示系统
供电复示系统设置供电检修车间供电检修员供电系统实时监视通系统获取相关检修信息开关跳闸次数设备类型设备生产厂家等供电复示系统具供电系统设备控制权限
371 系统功
（1）设备信息理功
设备图形方式直观显示属变电接线图画面该设备理信息方便录入修改查询统计印理信息中包括设备数库信息设备制造厂家信息生产日期保修期额定电压电流等户需解模板信息包括操作记录缺陷记录修试记录巡视记录事异常记录运行记事簿开关跳闸记录保护工作记录等设备运行记录
（2）运行记录功
供电复示系统够设备种运行情况进行记录具体：
① 操作记录包括操作日期操作操作容户登录设权限普通户添加权限理户具添加删修改项权限
② 缺陷记录包括日期缺陷容缺陷编号缺陷类发现报告时间接受报告消时间工作负责验收缺陷编号系统生成缺陷类根理制度分IIIIII类消时间工作负责验收容登录修试记录时动生成缺陷容登录运行规程中专术语名称
③ 事异常记录包括日期时间事件容现象症状保护动装置动作情况调度员关领导值班员处理情况
④ 巡视记录包括日期巡视类巡视类容发现问题结巡视
⑤ 修试记录包括日期工作票号修试性质设备名属单元工作负责修试类容存问题结验收意见验收技术负责
⑥ 开关跳闸记录包括跳闸时间开关号跳闸原跳闸次数累计跳闸重合闸动作情况记录
（3）预防性维修提示功
系统应允许具相应权限户设置维修提示功提示条件户行定义运行时间开关动作次数系统发现设备前累计运行时间超设定安全运行时间者开关动作次数超设定开关动作次数产生条设备维修报警提醒维修员应该该设备进行设备维修更换
（4）工作票理功
系统应该具开票（维修工程师）审核签发（维修调度）状态踪（工作票实时状态：计划签发开工许完工延期废票）作废印统计查询（合格率统计）功
工作票旦完结仅进行查询统计修改
系统应该提供工作票模板维修工程师通编辑修改操作票模板生成新工作票类工作票通工作票号加区分
工作票应该设备象进行存储理查询条件设备象设备处车站设备维修时间等
372 系统构成
果电力监控系统集成综合监控系统供电复示系统综合监控系统统考虑综合监控系统维修理系统单独引出显示终端显示终端专门供电维修车间综合监控系统通权限理功限制供电复示系统工作站浏览权限
果电力监控系统独立建设供电复示工作站应配置印机UPS工作台相应通信接口设备等
373 通道方案
电力监控系统独立建设模式根工程实际情况供电复示工作站采通信网络直接连接者通电话拨号方式实现通信功
果供电检修基处位置附件通信专业传输系统节点电力监控系统供电复示工作站直接传输系统连接
果供电检修基处位置法通信专业连接通电话拨号方案控制中心供电复示工作站两位置均设调制解调器
38 通道
381 电力监控系统独立设置时通道求
电力监控系统作独立系统建设时控制中心变电间通信通道般通信系统统建设采享型太网者中心变电进行点点通信串口通信方式电力监控系统通信系统提出通信通道求变电接入正线变电者直接接入正线车站通信系统
通信系统法提供通信通道时电力监控系统组建独立通信网络连接控制中心站变电综合动化系统供电复示系统
采种通信方式通信速率必须满足系统技术指标求
382 电力监控系统集成综合监控系统时通道求
电力监控系统集成综合监控系统时电力调度中心供电复示工作站综合监控系统统考虑电力监控系统需变电综合动化系统数传送车站级综合监控系统车站综合监控系统通信系统提出通道求单独组建通信网络变电接入正线变电者直接接入正线车站综合监控系统
需注意车辆段果设综合监控系统时车辆段变电综合动化系统通通信通道直接接入控制中心
39 电力监控系统综合监控系统关系接口
目前城市轨道交通工程中包含动化系统系统集成便资源享电力监控系统必集成综合监控系统中时处理电力监控系统综合监控系统关系接口十分重
391 系统间硬件关系接口分界
电力监控系统集成综合监控系统电力监控系统负责变电综合动化系统硬件设计综合监控系统负责提供硬件台完成电力调度中心供电复示系统功
两系统间接口分界位变电综合动化系统动化控制屏通信端子处接口分界图310：
图310 电力监控系统综合监控系统硬件接口分界示意图
392 系统间软件关系
电力监控系统负责完成变电综合动化系统软件体系软件功设计综合监控系统负责电力调度中心通信通道供电复示系统软件体系软件功设计两系统完成接口软件设计
然综合监控系统进行电力调度中心供电复示系统软件功设计功设计前提满足电力监控系统需求电力调度中心供电复示系统功需求电力监控系统提出
393 电力监控系统综合监控系统关系综述
电力监控系统集成综合监控系统综合监控系统设计应该电力监控系统需求作硬件软件设计输入资料两系统密分相辅相成
电力监控系统作综合监控系统集成象综合监控系统提供受监控象底层监控数综合监控系统电力监控系统提供电力调度电力维护员机操作台时综合监控系统软件硬件配置必须满足电力监控系统提出性指标功求
两系统设计分工：
①电力监控系统电力调度中心站系统通信通道均占综合监控系统提供功设计然电力监控系统完成综合监控系统需满足电力监控系统提出韵功求系统性指标求
②变电综合动化系统电力监控系统完成软件硬件设计变电综合动化系统综合监控系统物理接口界面变电综合动化系统通信端子出口端
③供电复示系统工作站等设备综合监控系统提供功设计电力监控系统完成
310 章结
章中介绍电力监控系统系统技术系统建设模式等城轨供电系统变电牵引变电降压变电等类变电高压66~110KV设备中压10~35kv设备直流750V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象进行监控实现种设备控制信息采集数分析处理远方维护统计报表事报警画面调阅历史数查询设计方案设计求介绍中央监控系统供电复示系统通道接口设计
结
毕业文科学阶段次非常难理实际相结合机会通次较完整轨道交通供电系统设计摆脱单纯理知识学状态实际设计结合锻炼综合运学专业基础知识解决实际工程问题力时提高查阅文献资料设计手册设计规范电脑制图等专业力水通整体掌控局部取舍细节斟酌处理力锻炼验丰富意志品质力抗压力耐力程度提升
次轨道交通供电系统设计中清晰整理出电系统组成部分系统设计求系统监控象数容电力监控系统负责设计容：1控制中心电力监控系统功求2供电复示工作站电力监控系统功求3电力监控系统技术指标相关容根求技术指标搭建电力监控系统轨道交通够安全运营民服务
然毕业设计容繁程繁琐收获更加丰富种系统适条件种设备选标准种道安装方式着设计断深入断熟悉学会应老师沟通交流更济角度设计新认识提出新求工作更牢固基础
参考文献
1 民建筑电气设计规范JGJT1692北京：中国计划出版社1993
2 宗华城市轻轨交通工程设计指南北京：中国建筑工业出版社1993
3 松伟城市轨道交通供电系统设计原理应成：西南交通出版社2008
4 西安交通学编电力工程北京：电力工业出版社1981
5 水利电力部西北电力设计院电力工程电气设计手册（1）北京：水利电力出版社1989
6 电力工程设计手册海：海科学技术出版社1981
7 电力系统继电保护（册）北京：水利电力出版社1981
8 电力装置继电保护动装置设计规范GB50053—94北京：中国计划出版社1992
致谢
三月时间利完成次毕业设计总体说成果较满意基达老师求段时间翻阅许书籍变电站生疏解深入研究第次完成件实际应设计历阅历实际操作力限难免存意方请位老师指点
通次设计仅丰富专业知识深深体会认识事物程题目查阅资料题目进行设计证修改设计完成体现理联系实际重性更重次设计学会独立完成件事情参加工作做基础设计利完成付出许劳动XXX老师细心指教分开程中体现出X老师渊博专业知识更体现出X老师宽厚品质设计程中学会勤奋求实工作精神更懂品质切工作生涯中起着重作表示衷心谢意
程中特感谢予帮助学朋友鼓励支持会天成绩
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题 目：轨道交通供电系统SCADA 系统应
年 级：2018
专 业：电气工程动化
学 号：20180383
姓 名：张永俊
指导教师：张天沛
教学点（函授站）： 郑州函授站
西 南 交 通 学
远 程 继 续 教 育 学 院
年 月 日
题 目：轨道交通供电系统SCADA 系统应
年 级：2018
专 业：电气工程动化
学 号：20180383
姓 名：张永俊
指导教师：张天沛
教学点（函授站）：郑州函授站
西 南 交 通 学
远 程 继 续 教 育 学 院
年 月 日
轨道交通供电系统SCADA系统应文
年 级：轨道交通供电系统SCADA
系统应
专 业：电气工程动化
学 号：20180383
姓 名：张永俊
指导教师：张天沛
教学点（函授站）：郑州函授站
西南交通学成教育毕业设计(文)
学院 专 业
年级 学 号 姓 名
教学点（函授站） 指导教师
题目
指导教师
评 语
指导教师 (签章)
评 阅
评 语
阅 (签章)
成 绩
答辩组组长 (签章)
年 月 日
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毕 业 设 计 （ 文 ） 务 书
班 级 学生姓名 学 号
开题日期： 年 月 日 完成日期： 年 月 日
题 目
1 设计（文）目意义
2 学生应完成务
3 设计（文）部分容时间分配：（ 周）
第部分 ( 周)
第二部分 ( 周)
第三部分 ( 周)
第 部分 ( 周)
第 部分 ( 周)
评阅答辩 ( 周)
备 注
指导教师： 年 月 日
审 批 ： 年 月 日
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诚信承诺
1 设计（文）独立完成
2 设计（文）没抄袭行
三实查出请答辩委员会取消
答辩（评阅）资格
承诺（钢笔填写）：
年 月 日
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目录
目录 5
摘 7
第章 概述 9
11 国城市轨道交通发展 9
12 轨道交通供电系统重性求 10
121 系统总体功 10
122 系统基求 11
13 供电系统构成 12
14 SCADA系统角色意义 13
15 设计工作 14
第二章 轨道交通供电系统介绍 15
21 设备分类 15
22 设备功型式 15
221 高压开关设备 15
222 中压开关设备 15
223 低压开关设备 17
224 直流开关柜 19
225 微机保护装置 19
23 章结 21
第三章 SCADA系统设计 22
31 概述 22
32 般求 22
33 系统构成 23
34 监控象 25
341 66~110KV设备 25
342 变压器 26
343 10~35KV设备 26
344 直流750V直流1500V设备 28
345 400V设备 30
346 配电变压器 31
347 交直流电源屏 31
348 排流柜 31
349 轨道电位限制装置 31
35 技术指标 32
351 控制中心站系统技术指标 32
352 变电综合动化系统技术指标 32
36 中央监控系统 33
361 中央监控系统功 33
362 中央监控系统网络配置方案 48
363 中央监控系统硬件配置方案 50
364 系统软件配置方案 51
37 供电复示系统 51
371 系统功 51
372 系统构成 53
373 通道方案 53
38 通道 53
381 电力监控系统独立设置时通道求 53
382 电力监控系统集成综合监控系统时通道求 53
39 电力监控系统综合监控系统关系接口 53
391 系统间硬件关系接口分界 54
392 系统间软件关系 54
393 电力监控系统综合监控系统关系综述 55
310 章结 55
结 56
参考文献 57
致谢 58
西南交通学成教育毕业设计(文)
摘
城市轨道交通供电系统城市轨道交通工程中重机电设备系统担负着电动列车种运营设备提供电重务牵引供电技术车辆技术发展史城市轨道交通技术发展史紧密相关直接相连城轨供电系统性安全性直接影响城市轨道交通安全运营服务水城轨供电方案科学性设备选型合理性直接影响城轨交通节效果
电力监控系统（SCADA）城轨供电系统变电牵引变电降压变电等类变电高压66~110KV设备中压10~35kv设备直流750V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象进行监控实现种设备控制信息采集数分析处理远方维护统计报表事报警画面调阅历史数查询等功实时设备进行监控监测保证轨道交通正常运作
关键词：城市轨道交通供电系统电力监控系统监控监测
第章 概述
11 国城市轨道交通发展
国城市轨道交通开始20世纪50年代北京铁建设北京铁期工程1965年开工1969年建成通车直20世纪80年代中国城市仅北京铁40KM天津铁76KM
着国国民济持续发展城市化进程逐步加快城市口机动车数量急剧增长 截止2007年底全国（包括台湾区香港澳门特行政区）已开通城市轨道交通城市：北京天津海广州长春连重庆武汉深圳南京10城市30条线线路总长度已超700km
进入21世纪着城市交通问题日益突出力发展城市轨道交通已成识城市轨道交通建设进入新高潮期发展态势更迅猛全国48百万口城市中已30城市开展城市轨道交通建设筹建工作关课题组初步统计期规划建设55条线路长约1700km总投资道6000亿元远期线网总长超3000km
国城市轨道交通队未发展中趋势前景集中方面：（1）城市轨道交通网络化
北京海广州等特城市已建成条线路未5~10年逐步形成城市轨道交通网络构建尘世轨道交通骨干公交通系统例根北京市城市快速轨道交通建设规划（2015年）调整方案北京2015年前建成城市轨道交通线路18条线路总长度约468km样海2010年前建成城市轨道交通线路11条线路总长度约416km城市面网络化发展开展系列网络化专题研究车辆段综合基变电站控制中心线通信AFC等资源享研究
（2）交通制式元化
目前10城市投入运行30条线路数传统铁制式出现样化趋势长春建设现代化轻轨交通重庆轨道交通2号线跨座式单轨交通广州轨道交通4号线北京机场线直线电机系统海市区通浦东机场建成高速磁悬浮线路外100kmh120kmh等级市域快线等
（3）车辆点设备国产化
国家城市轨道交通设备国产化政策推动通建立合资企业引进消化吸收新技开展种形式技术合作国断提高尘世轨道交通车辆设备制造技术水国产化率逐步形成城市轨道交通车辆机电设备产业化
12 轨道交通供电系统重性求
城轨供电系统城市轨道交通运营动力源泉负责电供应传输电动列车牵引供电提供车站区间车辆段控制中心等建筑物需动力明电供电系统应具安全性性保障供电
121 系统总体功
城轨供电系统应具备安全济适调度方便特点总体功：
（1） 供电服务功
供电系统城市轨道交通安全运营服务职责保证电气户安全电城市轨道交通庞电群体中电设备电压等级电压制式固定风机水泵时刻运动着列车供电系统满足电设备电源求电设备发挥功作保证城市轨道交通安全运营
（2） 障救功
系统安全性性供电系统首素供电系统构成采什样设备安全供电第位系统中发生种障系统身应备措施（接触网外）保证城市轨道交通正常运行受影响双电源构成供电系统原路电源障时路电源应保证正常供电变电牵引变电降压变电双电源双机组动力明级负荷采双电源双回路供电牵引网馈电区采双边供电形式系统障救功体现
（3）保护功
系统应完整协调保护措施供电系统级继电保护应相互配合协调系统发生障时应切障设备障范围缩系统级保护应满足性选择性灵敏性速度性求分散式供电系统中压交流侧保护应城市电网保护相配合协调保护选择性会受定制约
（4）防误操作功
系统中环节操作应具相应联锁条件允许误操作发生障防止误操作联锁条件机械电气电气设备身具备操作规程规定防止误操作保证系统安全运行缺少环节
（5）便调度功
供电系统应控制中心进行远程控制监视测量应根运行需方便灵活进行调度变更运行方式分配负荷潮流系统运行更加济合理
（6）控制显示计量功
系统应进行距离控制方便进行操作转换时系统环节运行状态应明确显示运行员目然种电量测量电计量应准确便运行员查证分析牵引电动力明电应分计量利电指标进行考核分析
（7）电磁兼容功
城市轨道交通处强电弱电系统存电磁环境种设备系统环境中正常工作该环境中设备装置系统构成承受电磁干扰种电气电子设备系统部系统间电磁兼容显尤重供电系统设备城市轨道交通电磁环境中首先作电磁干扰源存敏感设备城市轨道交通电磁环境中供电系统设备装置系统应电磁兼容技术采取措施抑制干扰源消减弱电磁耦合提高敏感设备抗干扰力
122 系统基求
城轨供电系统应满足安全性性适性济性先进行基求
（1）安全性
城轨供电系统安全性指城市轨道交通工程运营程中安全程度
供电系统安全性关系着客安全运营员安全行车安全设备安全等方面种安全性相互联系分割
供电系统设计时般系统安全性设备安全性两方面进行分析研究系统安全性分析般包括联锁关系继电保护牵引网直流牵引系统综合接系统应急明电源等方面设备安全性分析般包括变压器牵引整流器断路器隔离开关接开关电缆等方面
（2）性
城轨供电系统性指城市轨道交通供电系统列车种动力明负荷持续供电力
供电系统性正常运营事处理灾害救援等方面前提条件供电系统性涉规划设计运行理等方面渗透供电变电配电等环节环节性包括电气原理性包括电气设备性例构成变电性包括变电接线性组成接线断路器变压器母线等设备性
供电系统设计时应环节着手分析系统障现象研究定性定量评定指标提出提高性措施双电源供电方式供电系统性实施重手段
根城市轨道交通性求供电系统应满足N1准称单障安全准准供电系统N元件中独立元件（发电机输电线路变压器等）发生障切元件负荷电压频率均允许范围供电系统应保持稳定运行正常供电
城市轨道交通电源网络说电源推出时电源应保证系统正常供电保证列车正常运行电源点（变电电源开闭）两电源推出时应相邻电源点引入两路应急电源提供定运输力必动力明维持城市轨道交通继续运行
（3） 适性
城轨供电系统适性指城轨供电系统建设应满足业建设目性求
设计实现业建设需求首环节供电系统设计应根业需求进行供电系统建设标准技术水设备档次工期求投资控制等应城市特点线功定位特殊求相适应
（4） 济性
城轨供电系统济性里指项目全生命周期角度实现供电系统费济合理
满足供电系统安全性性适性前提重视供电系统济性济性求节省工程投资时求降低运营成争取佳技术济效果
供电系统设计应优化电源网络结构实现外部电源资源享外应采成熟设备新型材料做济合理简便实
（5）先进行
城轨供电系统先进性体现先进设计理念先进系统方案现金设备工艺先进理手段等方面
供电系统应具定先进性兼顾系统基功投资规模运营成环保求操作灵活性技术发展等素合理选择
供电系统设计应采先进理念充分认识环境保护节约源重性采取必措施进行环境保护降低耗解决电磁辐射噪音温室气体易分解废料等问题
13 供电系统构成
便设计务分割设计界面清晰城市轨道交通供电系统划分成设计单元：变电全线系统牵引变电降压变电接触网电力监控系统杂散电流腐蚀防护系统动力明设备属车站等建筑物附属设备般划土建工点单位连建筑结构起进行设计供电系统设计单位进行设计
(1)变电
变电设计容包括：接线二次接线设备选择设备布置土建设计等变电城市电网设计界面城网变电110 kV(66 kV)高压出线间隔电源外线般变电设计单位时设计变电全线系统设计界面变电中压馈线开关电缆接线端变电馈出电缆般全线系统设计单位设计
(2)全线系统
全线系统设计容包括：供电系统方案中压网络牵引变电布点系统运行方式潮流分析谐波计算综合接系统生量吸收装置UPS电源整合等全线系统牵引变电降压变电设计界面中压进线开关引入端
(3)牵引变电
牵引变电设计容包括：接线二次接线电设备面布置电缆敷设等牵引变电接触网设计界面接触网隔离开关电源端回流箱电源端网电缆回流电缆牵引变电负责设计
(4)降压变电
降压变电设计容包括：接线二次接线电低压功补偿设备面布置电缆敷设等降压变电动力明设计界面降压变电低压开关柜馈出端子低压馈出电缆动力明负责设计
(5)接触网
接触网设计容包括：接触悬挂支持结构基础附加导线防雷接面布置等接触网隔离开关回流箱尾线接触网设计
(6)电力监控系统
电力监控系统变电设计界面变电综合动化屏通信端口变电综合动化变电设计电力监控系统需通信通道通信专业设计果采综合监控系统电力监控系统集成综合监控系统中作综合监控系统部分进行统设计
(7)杂散电流腐蚀防护系统
杂散电流腐蚀防护系统设计容包括：排流柜设置排流钢筋设置监测系统设置等
14 SCADA系统角色意义
电力监控系统称电力SCADA系统者远动系统简称SCADA系统时称PSCADA系统城轨供电系统变电牵引变电降压变电等类变电高压66~110KV设备中压10~35KV设备直流750V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象进行监控实现种设备控制信息采集数分析处理远方维护统计报表事报警画面调阅历史数查询等功
早期城轨供电系统技术局限没条件设立电力监控系统监控理工辅调度电话方式实现供电系统运行理种监控方式求变电设置报警设备系统发生障时值班员够时发现报调度部门
20世纪末着计算机技术网络技术快速发展分立动化系统逐步走综合集成城市轨道交通专业动化系统采统计算机网络台统软件体系构成综合监控系统实现动化系统集成目前技术水典型综合监控系统般集成电力监控系统环境设备监控系统等动化系统种方式利系统间数信息互通软硬件资源享综合监控系统运行赖底层基础然原先分立系统远程终端数采集处理系统者设备电力监控系统集成综合监控系统电力监控系统设计范围包括电力调度中心站系统供电复示系统功设计变电综合动化系统软硬件设计电力调度中心站系统供电复示系统硬件软件综合监控系统统建设双方硬件接口般位变电综合动化系统综合监控系统通信连接装置通信端子
15 设计工作
次设计针轨道交通供电系统组成部分高压设备中压设备低压设备进行介绍介绍设备选择具备作参数针设备参数状态监测监控设计电力监控系统（SCADA）SCADA系统组成方案选择监控监测象分析设计够轨道交通安全运行服务电力监控系统设计容：1控制中心电力监控系统功求2供电复示工作站电力监控系统功求3电力监控系统技术指标相关容
第二章 轨道交通供电系统介绍
21 设备分类
电压等级划分高压设备中压设备低压设备高压设备包括高压开关设备变压器中压设备包括中压开关设备配电变压器牵引变压器1500V直流开关设备低压设备包括低压开关设备整流器750V直流开关设备继电保护类设备设备位置划分变电设备牵引变电设备降压变电设备变电设备包括高压开关设备变压器接变压器变压器中压开关设备牵引变电设备包括中压开关设备直流开关设备牵引变压器整流器降压变电设备包括中压开关设备低压开关设备配电变压器等
22 设备功型式
221 高压开关设备
高压开关设备应城轨工程变电作高压配电设备接受城网电源分配变压器高压开关设备户式安装般采高压GIS全封闭组合电器设备
高压SF6全封闭组合电器SF6断路器隔离开关接开关互感器避雷器母线连接件出线终端等组合起设备部件全部封闭已接金属外壳中部充定压力SF6绝缘气体该设备简称GIS（gas isolate system）GIS高压电器元件机组合起具结构紧凑元器件受污染气环境素影响安装方便利缩短安装工期等特点
高压sF6全封闭组合电器仅电气绝缘介质采sF6气体灭弧介质sF6气体然SF6气体身极稳定高绝缘强度灭弧力SF6气体环境中断路器电器设备稳定性性完全取决sF6气体纯洁度果纯洁度受破坏例混入量水分杂质加工余屑金属粉末等稳定性会受破坏时绝缘强度灭弧力会降低时受弧光温度作影响分解出害分解物严重情况甚会产生体害物质
222 中压开关设备
（1）功
中压开关设备应城轨工程变电电源开闭牵引变电降压变电接受分配中压电
变电中压开关设备进线电源引变压器馈出线引变电供电范围牵引变电降压变电
电源开闭中压开关设备接受城网变电中压电源开闭供电范围牵引变电降压变电提供中压电源
中压网络设计牵引变电中压开关设备变电电源开闭相邻牵引变电降压变电引入中压电源供牵引变压器降压变电中压开关设备变电电源开闭相邻牵引变电降压变电引入中压电源供配电变压器
（2）开关柜型式
电气绝缘介质分空气绝缘开关柜复合绝缘开关柜SF6气体绝缘开关柜开关柜安装开关设备分断路器柜负荷开关柜隔离开关柜熔断器柜
空气绝缘复合绝缘开关柜结构形式金属铠装封闭式部设功隔室手车落式中置式SF6气体绝缘开关柜分全密封充气(SF6)环网开关柜C·GIS(Cubicle Type—GIS)开关柜
电气绝缘介质开关柜外形尺寸影响采空气绝缘开关柜体积采复合绝缘次采SF气体绝缘时开关柜体积10 kV开关柜空气绝缘开关柜宽度800 1000 mm采复合绝缘650 mm采SF6气体绝缘时400~600 mm35 kV开关柜空气绝缘开关柜宽度1 400 mm采sF6气体绝缘时800 mm左右采空气绝缘复合绝缘开关柜外壳防护等级IP20
35 kv开关柜采C．GIS开关柜减变电土建规模20 kV开关柜应采
空气绝缘金属铠装开关柜避免温室气体SF6环境影响
金属铠装封闭手车式开关柜C．GIS开关柜变电牵引变电降压变电全密封充气sF6)环网开关柜负荷开关柜般式降压变电
(3)断路器类型
断开速度分低速断路器高速断路器般断开时间0．02 s分界灭弧介质分油断路器真空断路器sF6断路器压缩空气断路器产气断路器磁吹断路器等目前油断路器城网少量采断路器已真空断路器sF6断路器取代
油断路器分油式断路器少油式断路器区：少油式断路器触头灭弧装置绝缘支撑绝缘子瓷套机绝缘部件实现油式触头灭弧装置绝缘触头间绝缘油实现油量体积断流容量少油式油量体积断流容量技术油式先进
SF6断路器sF6气体灭弧介质灭弧性灭弧性空气100倍灭弧变质重复sF6气体优良绝缘灭弧性sF6断路器具优点：开断力强断口耐受电压较高燃弧时间短会产生重燃电压
正常情况sF6种燃臭毒惰性气体密度约空气2倍sF6气体电弧作部分会分解生成毒低氟化物sOF2sF4sOF4s02F2等身体健康影响金属部件腐蚀劣化作sF6断路器加工精度求高需具备非常良密封性sF6气体温室效应气体环保角度出发建议采SF6断路器
目前城轨工程般采真空断路器真空断路器部件真空灭弧室灭弧室高度真空玻璃泡矾土陶瓷置动静触头利真空绝缘性强迫灭弧灭弧时没游离气体产生电弧容易熄灭触头会烧损真空绝缘性动静触头开距较适合频繁操作
真空断路器灭弧原理断路器跳闸动静触头分开瞬间真空灭弧室触头间形成高温液态金属桥金属桥拉断时金属桥蒸发产生金属蒸气触头间隙击穿产生电弧电弧电流流触头时产生磁场驱电弧电流零点时熄灭零点前强迫熄灭熄灭瞬间金属蒸气离子磁场作迅速扩散吸附触头金属屏蔽罩金属离子密度迅速降低触头间恢复真空间隙较高恢复电压击穿电弧熄灭实现断路器开断功
223 低压开关设备
（1）功
低压开关设备降压变电中动力明供电系统核心容接受配电变压器提供低压电车站区间车辆段停车场控制中心低压动力明设备提供电源低压开关设备般设置安装断路器体脱扣器作保护设备
（2）低压开关柜型式
城轨工程降压变电低压开关柜采金属封闭间隔式开关柜开关柜电气绝缘开关设备灭弧介质均空气开关柜外壳防护等级IP20开关柜柜体模块化框架结构基分三功隔室：水母线室功单元隔室电缆室功单元某隔室产生障电弧时影响相邻隔室开关前接线接线接线端子规格固定牢性满足连接电缆需
开关柜类型低压电器安装方式分固定式抽出式混合式混合式低压开关柜中低压电器固定式安装抽出式安装抽出式断路器插拔式固定安装开关柜抽屉中低压电气设备种安装方式低压开关柜安装单元间均采金属绝缘板分隔避免某安装单元障时安装单元产生影响扩障范围
低压电器安装低压开关柜般分配电电器控制电器配电电器包括低压断路器熔断器低压负荷开关低压隔离开关等控制电器包括接触器启动器令电器种控制继电器等低压开关柜电器低压断路器
(3)低压断路器类型
低压断路器配电线路电气设备载失压短路保护IEc国际电工词汇中断路器定义：断路器接通承载分断正常电路条件电流规定非正常电路条件(短路)接通承载定时间分断电流开关电器
断路器南极数分单极双极三极四极断路器否具隔离功分具隔离功具隔离功断路器动作速度分般型快速型(快速型断路器通常限流型分断时间短足电流未达预期值前分断)结构分框架式(万式)断路器塑壳断路器途分配电断路器保护电动机断路器剩余电流断路器等低压断路器分类见表2．1
表2．1 低压断路器分类(途分类)
断路器类型
保 护 特 性
途
二段保护
瞬时短延时
进线开关变
选择型
三段保护
瞬时短延时长延时
压器端支路开关
配电断路器
非选择型
限流型
瞬时长延时
变压器端
支路开关
般型
支路末端开关
电动机保护
直接启动
般型
电流脱扣器瞬
时整定时间脱扣器额定电流8～15倍
保护鼠笼型电动机
断路器
限流型
电流脱扣器瞬时整定时间脱扣器额定电流12倍
变压器端电动机
间接启动
电流脱扣器瞬时整定时间脱扣器额定电流3～8倍
保护鼠笼型绕线型电动机
明微型断路器
瞬时长延时
明信号二次回路
剩余电流断路器
电磁式
动作电流mA级
动作电流mA级
接障保护
接障保护
电子式
224 直流开关柜
直流开关设备直流牵引供电系统中承担接受分配直流电作接受牵引整流机组提供直流电分配行牵引网电动列车提供直流电
直流开关设备包括牵引变电直流开关柜般设牵引变电外网开关柜
直流开关柜包括正极开关柜负极开关柜馈出开关柜正极开关柜采直流快速断路器电动隔离开关负极开关柜设电动隔离开关手动隔离开关馈出开关柜采直流快速断路器网开关柜(包括联络开关设备)采电动隔离开关短轨供电采直流接触器直流快速断路器网开关柜牵引网断电检修形成双边越区供电
目前城轨工程采直流开关柜均金属铠装落手车式直流快速断路器安装手车电动手动隔离开关开关柜固定安装
直流开关柜标称电压750 V1 500 V电气绝缘介质断路器灭弧介质空气
225 微机保护装置
供电系统运行程中避免会出现障常见种形式短路频率降等障基特征导致电流突增电压降电流电压间相角变化继电保护装置障正常工作状态会动发出障报警跳闸信号实现电气设备保护满足供电系统运行求
继电保护装置采集电流互感器电压互感器二次侧实时电流电压数值继电保护装置中预先设定门槛值进行较超限定值装置发出报警信号驱动开关操作机构分闸线圈断路器跳闸
继电保护通种电磁继电器实现利电流继电器判断线路电流否越限利电压继电器判断线路电压否正常利中间继电器驱动指示灯开关操作机构合闸分闸线圈等
微机保护装置实现继电保护种设备基功包括继电保护测量计量装置诊断功通信功中通信功实现微机保护装置种信息传
微机保护装置述基功外PLC功实现控制联锁等逻辑编程功微机保护装置般会保护功集身价格装置影响产品适性目前微机保护装置城轨工程中已广泛应交流高压中压系统直流牵引供电系统继电保护采微机保护装置
微机保护装置特点灵活方便远方调整功障录波功编程功等采微机保护装置减少二次控制电缆数量提高继电保护性
226 牵引整流机组
牵引整流机组牵引变压器整流器构成李引变压器接受中压开关设备提供中压电压降压整流器提供适合低压交流电源整流器交流电源整流电动列车需直流电源
牵引整流机组牵引变电核心设备列车高速安全济节电运行保证牵引整流机组需牵引变压器整流器两种完全设备相互匹配实现牵引整流机组整体性
牵引变压器绝缘类型分树脂浇注浸绝缘漆杜邦纸绝缘城轨工程采树脂浇注绝缘方式整流器中整流元件功率二极控硅晶闸采控硅晶闸控制整流桥臂导通关闭直流输出纹波系数更负载情况直流输出电压进行调节直流输出电压恒定输出城轨工程采二极作整流元件
中压系统直流牵引供电系统标称电压目前国牵引变压器采网侧电压35 kV33 kV10 kV阀侧电压750 V系统0．59 kV0．61 kv1 500 v系统1．18 kV1．22 kV
牵引整流机组VI类重牵引负荷等级额定负荷够长期运行i1．5倍载时够运行2 h3．0倍载时够运行1 min
227 变压器
变压器城轨工程中设变电配电变压器城网引入高压电源转换成中压电源满足容量求变压器网侧阀侧电压等级供电系统设计确定目前变压器110／35 kV110／33 kV110／10 kV三种
减少城网电压波动负荷变化城轨中压系统电压质量影响变压器采载调压型电力变压器载调压开关具远方操作功
1lO kV级变压器绝缘介质分复合油绝缘式油浸式SF6气体绝缘式(简称GIT)树脂浇注干式变压器(Resin—casting Dry．type Transformer简称RCDT)油浸式变压器价格低应成熟目前均采冷油浸式变压器
228 配电变压器
配电变压器中压电源降压成适合动力明负荷低压电源满足容量求根中压网络电压等级配电变压器电压分35(33)／0．4 kv10／0．4 kv两种绝缘材质采绝缘油环氧树脂杜邦纸相应配电变压器分油浸式变压器环氧树脂浇注干式变压器杜邦纸绝缘干式变压器
油浸式变压器环氧树脂浇注干式变压器杜邦纸绝缘干式变压器城网量采防火求城轨工程配电变压器已采油浸式变压器采环氧树脂浇注干式变压器杜邦纸绝缘产品承受热击力强负载力难燃防火性高湿度灰尘敏感回收等优势具广泛适应性适防火求高负荷波动污秽潮湿恶劣环境中杜邦纸绝缘干式变压器良性环保特点越越受关注
23 章结
章介绍电力系统组成部分高压设备中压设备低压设备高压设备包括高压开关设备变压器中压设备包括中压开关设备配电变压器牵引变压器1500V直流开关设备低压设备包括低压开关设备整流器750V直流开关设备继电保护类设备介绍设备功容
第三章 SCADA系统设计
31 概述
电力监控系统称电力SCADA系统者运动系统简称SCADA系统时称PSCADA系统城轨供电系统变电牵引变电降压变电等类变电高压66~110KV设备中压10~35kv设备直流750V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象进行监控实现种设备控制信息采集数分析处理远方维护统计报表事报警画面调阅历史数查询等功
32 般求
（1）电力监控系统控制中心应该设电力调度中心果采电力监控系统集成综合监控系统建设模式电力调度中心综合监控系统统设计果电力监控系统独立建设模式中心须设置套中央监控系统采集变电三遥信息实现全线供电系统远程监控功
（2）中央监控系统构成方式应该保证系统运行性系统中关键设备系统服务器前置数处理机交换机等进行沉余配置系统计算机访问模式网络配置形式等根时技术条件选择适合工程实际方案该求适电力监控系统独立建设模式
（3）满足电力调度中心变电值班维护员通信需求电力调度中心须设置电力调度电话总机变电设电力调度电话分机变电根电力部门求装设级电力理部门联系调度电话
（4）电力监控系统通信通道必须沉余配置备通信通道应支持手动切换功通信接口类型选择串口者太网口等通信速率低相关规范求电力监控系统独立建设时处通信通道指电力调度中心变电综合动化系统间通道
（5）全线变电设置变电综合动化系统变电综合动化系统均脱离控制中心独立运行
（6）变电综合动化系统分层分散式结构根设备功动化系统分三层：间隔设备层网络通信层站级理层
（7）果变电值守理模式济条件许变电设备房间设置闭路电视监控装置电力调度中心设置图监视终端实时监视变电情况
（8）电力监控系统软硬件属国成熟产品应该优先选技术成熟功完善性优越国领先产品
（9）电力监控系统设备选型应立足国产化设备
（10）级监控网络系统设备应满足电磁兼容项标准求
（11）果建设工程远期延伸规划系统设计时应适度预留远期扩展裕量
33 系统构成
采综合监控系统建设模式时系统构成
容适电力监控系统集成监控系统建设模式
目前正广泛采综合监控系统控制中心车站集成电力监控系统环境设备监控系统等系统综合监控系统系统提供综合信息台系统硬件软件均综合监控系统统构建综合监控系统实现系统中心级车站级系统功
综合监控系统集成电力监控系统电力监控系统原先包含电力调度中心站系统通信通道变电综合动化系统供电复示系统四部门中电力调度中心站系统通信通道供电复示系统均综合监控系统完成
综合监控系统构成图30：
图30 综合监控系统构
34 监控象
电力监控系统实现遥控遥测遥信等功应监控象基础进行系统构建系统设计时首先应该明确供电系统需监控范围具体象然根象具体运行方式控制模式等情况进行系统功软硬件设计
电力监控系统监控象区外电源电网现状类型供电系统建设形式监控象需供电系统具体容定
类容城轨供电系统典型监控象设备监控点表包括变电牵引降压混合变电降压变电设备监控点仅参考具体某工程时应根该工程供电系统实际设计情况电力调度部门具体需求进行修改补充满足电力调度需
341 66~110KV设备
66~110KV设备监控点见表31：
表31
设备
监控求
进线开关柜
断路器合闸分闸控制保护复控制
断路器合分状态
断路器手车工作试验抽出位置
隔离开关闭合开接位置
带电显示信号
断路器障跳闸
转换开关位置
接隔离开关位置
进线电压
回路电流
进线功率素
频率
避雷器动作次数
避雷器动作状态
SF6气体底
脱口电路状态
谐波电流
变压器馈出柜
断路器合闸分闸控制保护复控制
断路器合分状态
断路器手车工作试验抽出位置
隔离开关闭合开接位置
带电显示信号
断路器障跳闸
转换开关位置
接隔离开关位置
回路电流
SF6气体底
脱口电路状态
功功率
功功率
功电度
功电度
342 变压器
变压器监控点见表32：
表32
设备
监控求
变压器
油 温
载调压开关分接头位置
变压器载调压开关分接头位置升降停
343 10~35KV设备
10~35KV设备监控点见表33：
表33
设备
监控求
进线开关柜
断路器合闸分闸控制保护复控制
断路器合分状态
断路器手车工作试验抽出位置
PT手车工作试验抽出位置
PT断线信号
隔离开关闭合开接位置
带电显示信号
断路器障跳闸
转换开关位置
接隔离开关位置
进线电压
回路电流
回路功功率
回路功功率
进线功率数
回路电度计量
避雷器动作次数
避雷器动作状态
SF6气体低
脱口电路状态
谐波电流（仅限电源开闭）
馈线开关柜
断路器合闸分闸控制保护复控制
断路器合分状态
断路器手车工作试验抽出位置
隔离开关闭合开接位置
带电显示信号
断路器障跳闸
转换开关位置
接隔离开关位置
回路电流
避雷器动作次数
避雷器动作状态
SF6气体底
脱口电路状态
牵引变压器馈出柜
断路器合闸分闸控制保护复控制
断路器合分状态
断路器手车工作试验抽出位置
隔离开关闭合开接位置
带电显示信号
断路器障跳闸
转换开关位置
接隔离开关位置
回路电流
回路功功率
回路功功率
回路电度计量
SF6气体低
脱口电路状态
配电变压器馈出柜
断路器合闸分闸控制保护复控制
断路器合分状态
断路器手车工作试验抽出位置
隔离开关闭合开接位置
带电显示信号
断路器障跳闸
转换开关位置
接隔离开关位置
回路电流
SF6气体低
脱口电路状态
母线分段开关柜
断路器合闸分闸控制保护复控制
断路器合分状态
断路器手车工作试验抽出位置
隔离开关闭合开接位置
带电显示信号
断路器障跳闸
转换开关位置
接隔离开关位置
回路电流
SF6气体低
脱口电路状态
母联分段隔离柜
接隔离开关位置
隔离开关闭合开接位置
带电显示信号
344 直流750V直流1500V设备
直流750V直流1500V设备监控点见表34：
表34
设备
监控求
牵引整流机组
牵引变压器温报警
牵引变压器超温跳闸
硅整流器跳闸障信号
硅整流器温度高
硅整流器单导通装置障
直流进线柜
直流断路器合闸分闸控制保护复控制
直流断路器合分状态
直流断路器手车工作试验抽出位置
断路器障跳闸信号
直流母线电压
装换开关位置
直流总闸电流
脱口电路状态
正负母线避雷器动作次数
正负母线避雷器动作状态
母线避雷器动作次数
母线避雷器动作状态
直流负极柜
隔离开关合分状态
直流设备框架保护动作
直流馈线柜
直流断路器合闸分闸控制保护复控制
直流断路器合分状态
直流断路器手车工作试验抽出位置
断路器障跳闸信号
直流分闸电流
转换开关位置
脱口电路状态
车辆段维修库紧急钮跳闸（仅限车辆段牵引变电）
动重合闸失败
断路器闭锁信号
直流隔离开关设备
电动隔离开关合闸分闸控制
电动隔离开关合分状态
转换开关位置
联电动隔离开关合分状态
联电动隔离开关合闸分闸控制
转换开关位置
避雷器动作次数（仅限面者高架工程）
避雷器动作状态（仅限面者高架工程）
手动隔离开关状态
345 400V设备
400V设备监控点见表35：
表35
设备
监控求
进线柜
进线断路器合闸分闸控制
断路器合分状态
断路器工作试验断开位
断路器障跳闸信号
装换开关位置
进线电流
进线线电压
进线相电压
进线功功率
进线功功率
进线电度计量
进线功率素
馈线柜
馈线断路器合闸分闸控制
馈线断路器合分状态
馈线断路器工作试验分闸位置
装换开关位置
三级负荷总开关合闸分闸控制
三级负荷总开关合分闸状态
三级负荷总开关工作断开位置
三级负荷总开关转换开关位置
母联分段柜
母联分段断路器合闸分闸
母联分段断路器合分状态
母联分段断路器工作试验断开位置
断路器障跳闸信号
装换开关位置
母线分段断路器电流
346 配电变压器
配电变压器监控点见表36：
表36
设备
监控求
配电变压器
变压器温报警
变压器超温跳闸
347 交直流电源屏
交直流电源屏监控点见表37：
表37
设备
监控求
交直流电源屏
直流输出欠压
直流输出压
直流绝缘
交流进线开关状态
浮充失败
直流屏进线断路器合分状态
馈出断路器合分状态
馈线电压
电源屏障总信号
348 排流柜
排流柜监控点见表38：
表38
设备
监控求
排流柜
排流动作元件状态
排流电流
参电极电压
349 轨道电位限制装置
轨道电位限制装置监控点见表39：
表39
设备
监控求
轨道电位限制装置
接动作元件状态
轨道电位
接动作元件动作次数
35 技术指标
系统技术指标指系统建设完成应性指标指标系统建设时作系统招标限制性指标系统集成商软硬件配置需满足指标求
容工程设计时设计文件中应该包含技术指标指标应该作系统验收时验证性指标检测系统集成商提供产品否合格产品
技术指标具体数值根工程系统软硬件复杂程度系统规模工程设计时系统技术指标设定参考铁设计规范(GB50157—2003)城市轨道交通直流牵引供电系统(GBl0411—2005)等规范标准确定计算机网络技术断发展系统指标应该结合前动化系统技术水确定
351 控制中心站系统技术指标
电力监控系统集成综合监控系统时电力监控系统控制中心技术指标求提供综合监控系统综合监控系统设计时必须满足指标求
① 模拟量测量总误差≤1．5％
② 站事件序记录分辨率≤10 ms
③ 站间事件序记录分辨率≤20 ms
④ 系统均障工作时间(含网络连接设备)>10 000 h
⑤ 控制中心遥控命令响应时间(处指控制中心遥控命令发智测控装置出口响应时间)≤3 s
⑥ 控制中心遥信变位响应时间(处指变电智测控装置入口控制中心画面刷新响应时间) ≤3 s
⑦ 画面调响应时间≤3 s
⑧ 冗余设备切换时间≤30 s
⑨ 远动数传输速率≥9．6 kbps
⑩ 系统容量：控制中心系统容量应系统包含变电综合动化系统容量
⑪ 系统预留容量：系统容量基础增加定例预留容量方面扩容弓方面利提高系统整体运行效率般预留容量30％～50％
⑫ 系统误码率<000001
352 变电综合动化系统技术指标
① 模拟量测量总误差≤1．5％
② 站事件序记录分辨率≤lO ms
③ 系统均障工作时间(含网络连接设备)>10 000 h
④ 遥控命令响应时间(处指变电机界面遥控命令发智测控装置出口响应时间)≤3 s
⑤ 遥信变位响应时间(处指变电智测控装置入口变电机界面刷新响应时间)≤3 s
⑥ 画面调响应时间≤3 s
⑦ 冗余设备切换时间≤30 S
⑧ 远动数传输速率≥9．6 kbps
⑨ 系统容量：变电综合动化系统容量根变电包含具体监控象
⑩ 系统预留容量：变电综合动化系统容量预留原控制中心系统容量预留原致
36 中央监控系统
361 中央监控系统功
中央监控系统电力调度中心站系统简称电力调度中心功控制数采集处理显示报警查询等
工程设计时系统功限定容根工程实际情况户求进行调整
3611 控制操作功
1）遥控功
系统遥控功电力调度中心接入系统遥控象进行合分遥控遥控操作执行严格权限理执行遥控必须操作权限授权工作员
避免误操作时刻控制象系统允许遥控操作进行时遥控操作必须保存系统日志中
遥控分单控程控根户求定义控制设备操作序述控制方式根电力调度员求设置手动确认功时间工作站设备进行遥控操作时根户权限确定遥控优先级
（1）单独控制
控制程分两步进行
第步首先调出控站接线图选择控制象果选择成功时弹出选中象确认画面选象分工作站显示器闪烁果选择失败显示器提示时工作站显示器恢复原状态显示选择成功方进行续操作
第二步选中象确认画面执行键系统动执行返校果返校失败系统出提示信息果返校成功系统发出执行命令果遥控成功工作站显示器开关状态刷新停闪果执行失败工作站显示器开关恢复原状态显示
执行成功失败操作记录容包括操作员标识控制象命令发出时间遥控性质执行结果等事件印机印成功操作印颜色黑色失败操作印颜色红色
述操作程选择倒计时执行倒计时限时失效功
(2)程序控制
程序控制定序条件执行系列遥控操作程控种类分：标准控制序列定义控制序列
①标准控制序列
变电变电受控象定安全联锁关系定义序操作序列操作员通序控制画面选择需序控制序列受控象进行操作
序操作旦启动执行动序控制序列步步执行执行程中系统检查出安全联锁关系满足继续执行条件时等段时间（时间调整）重新检查该条件否满足条件满足继续执行否弹出否继续进行选择话框操作员进行选择否继续执行计划务单中续控制命令常序控制少包括列四种序列：
直流牵引网送电序列
直流牵引网停电序列
直流牵引网区间停电序列序列控制某事区间直流牵引网停电便区间出现事员疏散电气隔离停电序列根事区间涉范围进行单者双停电
选线控制序列选线控制序列应直流牵引网全线停电送电序列控制选线控制实现方式调牵引变电直流牵引网送电／停电标准控制序列便较短时间完成直流牵弓I网天停／送电操作
②定义控制序列定义控制序列日常时系统倒闸操作站倒闸操作
定义控制序列具该功权限操作员根完成工作务定操作序填写控制命令集合填写完成操作员保存重复
操作员根需启动执行某定义控制序列系统根该序列中控制命令逐项执行执行程标准控制序列执行程相
已执行定义控制序列立保存修改删系统理员定时间(半年年)删
定义控制序列务单中含工作点初始创建创建时间终修改修改时间工作容执行情况执行时间执行等容
2)断路器障跳闸远方复功
变电开关保护装置检测障电流发出跳闸指令开关跳闸时保护装置闭锁该开关操作障排电力调度员需闭锁开关保护装置进行远方复位操作解开关操作闭锁方该开关进行遥控操作够重新投入运行
复象车站开关保护装置进行单开关保护复操作进行成组复整站复操作整站复操作次系统图进行执行整站复操作该站保护信号事总信号均复
3)保护定值组理功
电力调度员开关保护装置保护定值组进行统理包括保护定值召唤显示保存切换印等选择站名装置种类装置名称
保护定值组理画面示例图31：
图31 保护定值组理画面示意图
4)保护投退功
电力调度员根系统运行方式需供电设备保护软压板进行投退操作软压板投退操作专界面进行投退操作记录日志中电力调度员投入软压板时车站权解压板投退画面示例图32示
图32 保护投退画面示意图
5）控制闭锁功
现场供电设备出现障时引起相应开关跳闸开关控制命令操作动闭锁控象定义时编辑输入相关闭锁条件满足闭锁条件时执行命令应动屏蔽出提示信息例现场供电开关设备接刀闸接时操作员接线画面开关符号处设置接标志接标志供电升天设备系统动闭锁相关控制命令操作控制闭锁功工投退户定义
6）遥控屏蔽功
电力调度员供电系统受控设备进行屏敝遥控操作屏蔽解恢复遥控功设备屏蔽车站权设备进行控制
屏蔽操作解均须通手动方式实现
① 全站屏蔽
② 电压等级全线全站屏蔽
③ 单开关屏蔽
屏蔽供电系统图接线图界面均出标识
方式屏蔽操作重复执行时解
解操作屏蔽设置高级操作权限员执行某解屏蔽操作应某屏蔽操作方式
7）工置数功
具操作权限员手工系统采集数进行置数工置数数须明显标志示正常数区工设置状态量动列表显示
8)远方维护功
控制中心变电综合动化系统进行远方维护维护容包括：基础设备采集量修改机界面更改硬件参数配置
利远程维护工具完成机界面调阅进行系统软件模块启停修改维护数库图形编辑修改软件配置系统障远方处理等操作
9)遥调功
变压器载调压开关分接头位置进行升降停控制
3612 数采集处理功
1) 遥信功
控制中心变电综合动化系统采集种遥信信息包括位置遥信保护遥信位置遥信分单位置遥信双位置遥信保护遥信单位置遥信遥信信息机界面实时刷新便操作员时解现场设备运行状态
位置遥信包括种断路器隔离开关接触器等设备合分状态开关手车工作试验位置状态温度检测设备限否等
保护遥信包括类保护动作重合闸动作启动出口失败等分事遥信预告遥信事遥信指设备停电停运事信号预告遥信指设备问题维持运行障信号
系统定义出系统计算机节点工作状态网络运行状态通道运行状态等虚拟遥信点
系统开关保护信号等遥信量具分合次数检修分合次数事分合次数统计功
系统遥信状态应反映系统接线图等画面图33：
图33 系统接线画面示意图
2）遥测功
系统应具列遥测量处理功
(1) 具变电种电气量采集功
包括测量象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功功率功功率功率数变压器温度等
(2) 完成种数格式转换
二进制数格式BcD码格式浮点数格式等种格式模拟量统转换实时数库支持数格式
(3) 具种计算功
实时数库遥测量配置工程值换算系数偏移量完成实际工程值计算法直接子站采集数实时数库中编辑公式计算
(4) 具种统计功
遥测量进行1分钟15分钟1时4时日值日值日均值日值出现时间日值出现时间统计采集点类型电压时进行电压
合格率统计提供种综合量计算
电度量统计分峰谷时段进行统计电度量包括车站进线牵引变压器配电变压器电度量日电量零点清零进行电度表零换表电度量统计
处理
遥测信号采周期方式进行采集采集周期1秒
(5) 超量程检查
系统遥测信号进行量程检查超量程报警
控制中心接收遥测量模拟量指定限值进行较判断否越限检查出越限检查象进行标志户定义限值死区避免定义限值边界抖动时产生必告警限值户行定义系统应具零点嵌位功
3)数处理印功
控制中心接收变电综合动化系统传送数信息种算术逻辑处理数存储系统实时数库历史数库中事件日志形式供查询调阅时间点设备报警等级定义字符串等进行查询分类印
数处理容：
① 种开关操作信息(包括站名象性质发生时间等印颜色黑色)记录事件日志中
② 种障信息(包括站名象性质发生时间等印颜色红色)记录报警列表中
③ 统计报表记录进行印(需时)存盘印颜色黑色
④ 电流电压曲线(包括站名时间)进行印(需时)存盘印颜色黑色
⑤ 遥测量超限监视电流电压量超极限值时发出超限报警(显示画面改变显示颜色闪烁)进行印(需时)存盘印颜色红色
⑥ 负荷发生时间持续时间监视进行印(需时)存盘印颜色红色
⑦ 日负荷峰谷值值高电压电流低电压电流出现时间统计进行印(需时)存盘印颜色黑色
⑧ 电流电压电度量等曲线显示根时间求进行时间分割显示便观察电流电压电度量时间变化情况
⑨ 开关动作次数统计(区分操作事情况)达规定次数时警告方式通知户
⑩ 开闭进线谐波检测感性功容性功测量
⑪ 双重越限检验点均设置限限限限限值超限值时产生越限报警
4)SOE事件记录功
SOE(事件序)记录分辨事件发生先序(障跳闸序)系统种方式(时间事源象等)查询分析印SOE记录
系统应配置事件序记录功模块模块站开关继电保护节点动作序时间记录供事分析事件序记录指标动作时间分辨率分两类站动作时间分辨率站间动作时间分辨率前者远方终端保证者远方终端外涉全部系统时
5)障录波数读取功
供电系统发生障保护装置启动障线路开关事跳闸时保护装置动进行障录波次障单位障录波文件存放保护装置中
户站号序号保护装置障录波数召唤显示存储服务器磁盘文件中文件名站号序号障时间命名文件保存时间数量受硬盘容量限制系统种方式(时间象类型等)查询分析印障录波数
6)统计报表功
户利种实时数报表组态工具数进行选择组合累积统计等加工处理生成种报表报表户设定定期(日月年)定时(Ht指定时间)召唤(户指定时间范围)方式印Microsoft Excel格式保存
统计报表容分两类：模拟量统计数字量统计模拟量统计象类开关功电量功电量计算功率数负荷统计电流电压越限值越限次数时间统计数字量统计象开关动作障跳闸次数统计开关遥控操作实际动作次数统计计算出遥控操作成功率
3613 显示功
(1)机界面显示
机界面电力调度员日常监控操作界面运行监控程序辅助模块组成功：
① 调度画面显示电力调度员常操作等
② 窗口理画面显示操作等
③ 相关程序启动退出操作
④ 显示供电系统图牵引网系统图变电接线图停送电程控画面报警／预告画面画面等
具体画面包括限容：
1) 工程线路示意图
2) 供电系统示意图
变电供电设备分布示意图：见图34
图34 变电供电设备分布示意图
3) 变电综合动化构成示意图
4) 变电接线接触网线路图
5) 程控选择画面
6) 遥测曲线画面
7) 电度量直方图
8) 日报报表
9) 月报报表
10) 年报报表
11) 越限统计报表
12) 操作记录报表
13) 报警／预告信息画面
14) 变电综合动化系统网络拓扑图
15) 全线直流供电状态图
16) SOE列表画面：
17) 障录波列表画面
18) 事报表列表画面
19) 定值查询画面
20) 事追忆选择画面
21) 禁止／强制列表画面
22) 设备列表画面
述画面需时通屏幕画面显示工作站机界面显示类画面显示风格规根工程需确定
(2)接状态显示
现场供电设备接刀闸处接位置者现场工挂接线时操作员接线画面设置接挂牌标志时动闭锁相关控制命令操作
系统接收变电综合动化系统接刀闸信息动画面做出明显标记(接标志挂接牌)时闭锁合闸操作时果挂接牌组件进行合闸送电时发出警告拒合果检修组件没隔离停电挂接牌时发出警告拒挂
果变电综合动化系统提供接刀闸信息求变电操作员画面采手工挂刀方法样闭锁合闸操作保证系统安全
(3)趋势显示
遥测量(电压电流功率等)定义周期保存历史数库中曲线浏览程序根模拟量保存数点求通曲线方式显示出
系统显示实时历史模拟量趋势曲线(包括均值值值等)
实时趋势曲线显示曲线定周期动刷新
操作员选择曲线进行移级缩放等操作
趋势曲线画面中时显示曲线数量曲线颜色显示例户行定义
(4)变电综合动化系统运行状况显示
系统实时显示变电综合动化系统运行状况果发现系统设备发生障动报警提示维护员设备名称设备车站障发生时间恢复／更换时间进行动记录系统画面图35：
图35 变电综合动化系统图
3614 报警功
(1)事报警功
供电系统切非正常状态均产生报警信息报警信息包括：模拟量越限数字量状态改变监控设备非正常运行状态监控系统身备电源障
报警方式包含声音报警文字报警印报警推画面报警灯光报警等种方式单独组合报警方式电力调度工作站实现工作站实现根工作站职责范围选择性报警
报警等级分干级(5级)级含义颜色声音数库中定义
(2)报警事件印功
系统通印机实时印供电系统发生报警事件印容：
① 事件类
② 事件发生站点
③ 事件发生间隔位置
④ 事件发生时间
实时印报警类电力调度员行定义I级报警动印Ⅱ级报警召唤印
(3)报警列表查询筛选功
电力调度员系统产生报警进行查询筛选印报警发生时间点设备类设备编号报警等级定义字符串等
3615 系统权限理功
(1) 权限理
系统权限级：处顶层系统理员级运行维护员分检修理员级检修员级控制中心员分中心调度理员级电力调度员级车站员分车站理员级车站值班员级权限低显示级
系统中系统理员具权限外级权限系统理员通组态方式分配
(2) 功权限理
系统功系统理员系统功权限理界面级进行分配种功分配级画面显示功分配级数库修改功分配检修级
(3) 控制权限理
目前动化系统般级控制权控制中心控制级车站控制级设备控制级系统中出现位置均某受控象进行控制操作现象
针种情况控制权理方式分：控制中心备控制中心控制权互斥中心控制车站控制控制权互斥控制远方控制(中心车站)控制权互斥
户通系统控制权限理界面进行控制权移交查询强制解应突发事件系统理员强制解控制权限时中心调度理员车站理员站受控象进行遥控操作
权限理画面图36：
图36 权限理画面示意图
3616 历史数备份复原
历史数动备份功指动手动历史库中数备份成文件删历史库中已备份数历史库始终保持固定时间数
历史数通光盘者硬盘进行备份备份时间动进行操作员手动操作历史数备份应专门理程序备份操作完成服务器提示信息框储存空间足时提示信息框提示信息框确认操作关闭
果系统历史数丢失损坏通备份数进行历史数复原
362 中央监控系统网络配置方案
系统设计时根工程需技术发展济条件等选择配置方案
目前城市轨道交通工程中系统网络配置基方案三种类型
(1)双冗余网络配置
双冗余网络配置方案需设两套列运行太网交换机备方式运行时运行该方案系统运行性高相应建设投资高适建设标准较高工程网络配置示意图37：
图37 双冗余网络配置示意图
(2)单网配置
单网配置方案设套太网交换机果交换机出现障整系统法运行该方案系统运行性低相应建设投资低适建设标准较低工程网络配置示意图38：
图38 单网配置示意图
（3）数采集网应网分配置
方案数采集网应网分开设置采集网专控制中心变电间数交换应网控制中心服务器工作站间通信该方案减少数采集程应网络影响适控制中心变电采点点方式通信工程适数采集量较控制中心服务器等设备配置等级较低工程时该方案系统运行性低设备硬件配置求相较低相应建设投资低适建设标准较低工程网络配置示意图39：
图39 数采集网应网分配置示意图
363 中央监控系统硬件配置方案
（1） 局域网络设备
控制中心局域网络结构根第 362 节容选择交换机配置数交换机端口数量需根工程实际情况选择预留定数量端口交换机应量选择标准配置
（2） 系统服务器
控制中心设沉余高端服务器作全线信息中心全线站车辆段必信息汇集实时数库中支持工作站监功支持全线SCADA功
服务器数量根工程投资条件性求选择单台双台果采双台服务器双台服务器形成双机热备两台服务器存储数进行定时校保证系统数致性
根工程历史数存储求工程投资条件控制中心系统服务器兼作历史服务器配置专历史服务器历史数存储
（3）维护工作站调度员工作站等
控制中心应配置维护工作站负责全线计算机设备组态维护理支持系统维护工程师功设调度员工作站实现电力调度员操作功视户求工程投资条件设模拟培训工作站网工作站等实现员工模拟培训全线网络进行 做性理配置理障理
外果系统存数接口宜设接口工作站采取软件硬件网络隔离措施保证系统安全
（4）印机
电力调度系统维护需求控制中心少需配置两台印机
印机配置网络印机者普通印机网络印机直接网络工作站连接普通印机需通某台工作站实现印机享
364 系统软件配置方案
（1）系统应软件
系统应软件应开放性户遵循操作规前提应根运营求修改增扩系统监控象应画面
工作站采通性强简便易界面友实时务操作系统采Windows者Linux均
软件应配置综合测试诊断软件包诊断变电综合动化系统种设备障障标志模块级
变电综合动化系统软件控制中心进行远程维护控制中心变电综合动化系统数图形界面进行修改更新
应软件应该具友中文界面
系统应软件少包括模块：
① 机界面模块
② 实时数库模块
③ 历史数库模块
④ 数统计模块
⑤ 事件浏览模块
⑥ 曲线浏览模块
⑦ 报警理模块
⑧ 通讯模块
（2）维护软件
维护软件应具良开放性支持户二次开发
维护软件应包括图形界面维护工具视化程控流程工具灵活系统配置工具丰富组态工具远程诊断工具等提供机交互式界面维护软件应运行
37 供电复示系统
供电复示系统设置供电检修车间供电检修员供电系统实时监视通系统获取相关检修信息开关跳闸次数设备类型设备生产厂家等供电复示系统具供电系统设备控制权限
371 系统功
（1）设备信息理功
设备图形方式直观显示属变电接线图画面该设备理信息方便录入修改查询统计印理信息中包括设备数库信息设备制造厂家信息生产日期保修期额定电压电流等户需解模板信息包括操作记录缺陷记录修试记录巡视记录事异常记录运行记事簿开关跳闸记录保护工作记录等设备运行记录
（2）运行记录功
供电复示系统够设备种运行情况进行记录具体：
① 操作记录包括操作日期操作操作容户登录设权限普通户添加权限理户具添加删修改项权限
② 缺陷记录包括日期缺陷容缺陷编号缺陷类发现报告时间接受报告消时间工作负责验收缺陷编号系统生成缺陷类根理制度分IIIIII类消时间工作负责验收容登录修试记录时动生成缺陷容登录运行规程中专术语名称
③ 事异常记录包括日期时间事件容现象症状保护动装置动作情况调度员关领导值班员处理情况
④ 巡视记录包括日期巡视类巡视类容发现问题结巡视
⑤ 修试记录包括日期工作票号修试性质设备名属单元工作负责修试类容存问题结验收意见验收技术负责
⑥ 开关跳闸记录包括跳闸时间开关号跳闸原跳闸次数累计跳闸重合闸动作情况记录
（3）预防性维修提示功
系统应允许具相应权限户设置维修提示功提示条件户行定义运行时间开关动作次数系统发现设备前累计运行时间超设定安全运行时间者开关动作次数超设定开关动作次数产生条设备维修报警提醒维修员应该该设备进行设备维修更换
（4）工作票理功
系统应该具开票（维修工程师）审核签发（维修调度）状态踪（工作票实时状态：计划签发开工许完工延期废票）作废印统计查询（合格率统计）功
工作票旦完结仅进行查询统计修改
系统应该提供工作票模板维修工程师通编辑修改操作票模板生成新工作票类工作票通工作票号加区分
工作票应该设备象进行存储理查询条件设备象设备处车站设备维修时间等
372 系统构成
果电力监控系统集成综合监控系统供电复示系统综合监控系统统考虑综合监控系统维修理系统单独引出显示终端显示终端专门供电维修车间综合监控系统通权限理功限制供电复示系统工作站浏览权限
果电力监控系统独立建设供电复示工作站应配置印机UPS工作台相应通信接口设备等
373 通道方案
电力监控系统独立建设模式根工程实际情况供电复示工作站采通信网络直接连接者通电话拨号方式实现通信功
果供电检修基处位置附件通信专业传输系统节点电力监控系统供电复示工作站直接传输系统连接
果供电检修基处位置法通信专业连接通电话拨号方案控制中心供电复示工作站两位置均设调制解调器
38 通道
381 电力监控系统独立设置时通道求
电力监控系统作独立系统建设时控制中心变电间通信通道般通信系统统建设采享型太网者中心变电进行点点通信串口通信方式电力监控系统通信系统提出通信通道求变电接入正线变电者直接接入正线车站通信系统
通信系统法提供通信通道时电力监控系统组建独立通信网络连接控制中心站变电综合动化系统供电复示系统
采种通信方式通信速率必须满足系统技术指标求
382 电力监控系统集成综合监控系统时通道求
电力监控系统集成综合监控系统时电力调度中心供电复示工作站综合监控系统统考虑电力监控系统需变电综合动化系统数传送车站级综合监控系统车站综合监控系统通信系统提出通道求单独组建通信网络变电接入正线变电者直接接入正线车站综合监控系统
需注意车辆段果设综合监控系统时车辆段变电综合动化系统通通信通道直接接入控制中心
39 电力监控系统综合监控系统关系接口
目前城市轨道交通工程中包含动化系统系统集成便资源享电力监控系统必集成综合监控系统中时处理电力监控系统综合监控系统关系接口十分重
391 系统间硬件关系接口分界
电力监控系统集成综合监控系统电力监控系统负责变电综合动化系统硬件设计综合监控系统负责提供硬件台完成电力调度中心供电复示系统功
两系统间接口分界位变电综合动化系统动化控制屏通信端子处接口分界图310：
图310 电力监控系统综合监控系统硬件接口分界示意图
392 系统间软件关系
电力监控系统负责完成变电综合动化系统软件体系软件功设计综合监控系统负责电力调度中心通信通道供电复示系统软件体系软件功设计两系统完成接口软件设计
然综合监控系统进行电力调度中心供电复示系统软件功设计功设计前提满足电力监控系统需求电力调度中心供电复示系统功需求电力监控系统提出
393 电力监控系统综合监控系统关系综述
电力监控系统集成综合监控系统综合监控系统设计应该电力监控系统需求作硬件软件设计输入资料两系统密分相辅相成
电力监控系统作综合监控系统集成象综合监控系统提供受监控象底层监控数综合监控系统电力监控系统提供电力调度电力维护员机操作台时综合监控系统软件硬件配置必须满足电力监控系统提出性指标功求
两系统设计分工：
①电力监控系统电力调度中心站系统通信通道均占综合监控系统提供功设计然电力监控系统完成综合监控系统需满足电力监控系统提出韵功求系统性指标求
②变电综合动化系统电力监控系统完成软件硬件设计变电综合动化系统综合监控系统物理接口界面变电综合动化系统通信端子出口端
③供电复示系统工作站等设备综合监控系统提供功设计电力监控系统完成
310 章结
章中介绍电力监控系统系统技术系统建设模式等城轨供电系统变电牵引变电降压变电等类变电高压66~110KV设备中压10~35kv设备直流750V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象进行监控实现种设备控制信息采集数分析处理远方维护统计报表事报警画面调阅历史数查询设计方案设计求介绍中央监控系统供电复示系统通道接口设计
结
毕业文科学阶段次非常难理实际相结合机会通次较完整轨道交通供电系统设计摆脱单纯理知识学状态实际设计结合锻炼综合运学专业基础知识解决实际工程问题力时提高查阅文献资料设计手册设计规范电脑制图等专业力水通整体掌控局部取舍细节斟酌处理力锻炼验丰富意志品质力抗压力耐力程度提升
次轨道交通供电系统设计中清晰整理出电系统组成部分系统设计求系统监控象数容电力监控系统负责设计容：1控制中心电力监控系统功求2供电复示工作站电力监控系统功求3电力监控系统技术指标相关容根求技术指标搭建电力监控系统轨道交通够安全运营民服务
然毕业设计容繁程繁琐收获更加丰富种系统适条件种设备选标准种道安装方式着设计断深入断熟悉学会应老师沟通交流更济角度设计新认识提出新求工作更牢固基础
参考文献
1 民建筑电气设计规范JGJT1692北京：中国计划出版社1993
2 宗华城市轻轨交通工程设计指南北京：中国建筑工业出版社1993
3 松伟城市轨道交通供电系统设计原理应成：西南交通出版社2008
4 西安交通学编电力工程北京：电力工业出版社1981
5 水利电力部西北电力设计院电力工程电气设计手册（1）北京：水利电力出版社1989
6 电力工程设计手册海：海科学技术出版社1981
7 电力系统继电保护（册）北京：水利电力出版社1981
8 电力装置继电保护动装置设计规范GB50053—94北京：中国计划出版社1992
致谢
三月时间利完成次毕业设计总体说成果较满意基达老师求段时间翻阅许书籍变电站生疏解深入研究第次完成件实际应设计历阅历实际操作力限难免存意方请位老师指点
通次设计仅丰富专业知识深深体会认识事物程题目查阅资料题目进行设计证修改设计完成体现理联系实际重性更重次设计学会独立完成件事情参加工作做基础设计利完成付出许劳动XXX老师细心指教分开程中体现出X老师渊博专业知识更体现出X老师宽厚品质设计程中学会勤奋求实工作精神更懂品质切工作生涯中起着重作表示衷心谢意
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