1.项目概况

中车成都机车车辆有限公司（以下简称：中车成都机车）为中国中车股份有限公司与其下属的中车青岛四方机车车辆股份有限公司的合资公司。该公司主营业务为铁路客车检修、城轨地铁车辆研制生产与高级检修等，现为国家级高新技术企业，拥有四川省级技术中心。公司在客车及主要零部件造修方面，拥有较为雄厚的检修经验和技术实力，业务市场已遍及全国18个铁路局(公司)和众多地方铁路。

中车成都机车110kV供配电系统负责供应各厂房车间变配电所和牵引变电所，为车间、动车组、地铁车辆试验及中车电机公司供电。包括1座110kV总降压变电站和10座10kV配电房，其中110kV主变压器容量为2×16MVA+1×6.3MVA，一次侧电压为110kV，二次侧电压为10kV；110kV屋内GIS配电装置终期出线2回，已投运1回；10kV屋内配电装置出线45回；10kV并联电容器组无功补偿容量5×2400kVar。

中车成都机车110kV供配电集控系统是钛能科技股份有限公司集多年电力系统自动化产品的研发与工程经验，根据用户需求，结合变电站自动化最新技术和发展方向，采用最新的计算机技术、嵌入式微处理器技术、DSP数字信号处理技术、以太网技术，为中车成都机车项目提供了高度集成、结构紧凑、功能强劲并充分优化的集控系统，该系统具备测量、控制、监视、保护、录波、通信、报表、电压无功自动补偿、五防、故障分析、用电安全预警及可视化服务等功能，通过对用电数据进行深度分析，帮助客户提升用电的安全性和经济性，为供配电设备运行监视和变电站维护管理提供统一的一站式支撑，实现变电站“可观测、可控制、可管理”的目标。

2. 系统结构

中车成都机车110kV供配电集控系统采用分层分布式计算机网络结构，包含站控层、通信层和间隔层组成，如图1系统结构图所示。

图1  系统结构图

2.1 站控层

站控层TalentView自动化系统软件，适用于变电站监视、控制、数据分析与存储、事件顺序记录等管理人员与计算机进行人机交互的直接窗口，对采集的现场各类数据信息计算、分析与处理，并以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况，是系统的最上层部分。站控层包括操作员工作站、工程师工作站、Web工作站、GPS卫星对时系统，各工作站应用软件接口、网络通讯接口、和用户操作接口均符合开放系统的接口标准。

站控层所反映的信息主要有：110kV总降变配电设备测量信息（遥测、遥信、遥控、遥调）、故障和保护动作信息（定值、保护事件）、运行分析信息（故障录波文件、报文）、电能质量监测信息（电能质量数据）、10kV配电房高低压设备测量信息（遥测、遥信、遥控、遥调）、视频监控信息、环境监测信息（温湿度）。

2.2 通信层

通信层是数据信息交换的桥梁，负责对现场设备回送的数据信息进行采集、分类和传送等工作的同时，转达上位机对现场设备的各种控制命令。整个供配电集控系统采用自愈式光纤环网作为通信主干网，110kV总降变、各个10kV配电房内部则由网线、屏蔽双绞线、以太网交换机、通信管理机组网，系统开放性好，组网灵活。

由于各个10kV配电房分布于全厂各个区域，同时考虑能源管理系统平台搭建要求，以自愈式光纤环网作为通信主干网，将每个10kV配电房作为一个网络节点，在满足本10kV配电房电力信息接入的基础上，考虑附近的智能水表、智能气表、智能冷热表、压风机压力等重要设备信息接入本网络节点，共用光纤通道，汇入光纤主干网。

2.3 间隔层

间隔层设备以一次设备为对象，采用单元式配置，实现对相应的电气间隔的测量、监视、控制、保护及其他一些辅助功能。各装置独立性强，维护简单方便，配置灵活，具有高可靠性、高扩展性。该项目间隔层设备主要包括：保护测控装置、电能质量在线监测装置、多功能电度表、低压多功能网络仪表等。

l 保护测控装置：110kV变压器，10kV出线、进线、电容器、分段、接地变等均配置钛能科技TDR930系列微机保护测控装置，实时监控高压供电系统的运行状况，通过告警信号或直接切除严重故障点，做到对故障快速的反应，避免事故发生和已发生的事故范围扩大。具体配置详见表1。

表1 间隔层保护测控装置配置表

l 电能质量在线监测装置：配置电能质量在线监测装置，实时监测主变高低压侧电能质量关键指标，当系统功率因数降低、电压电流波动闪变等情况发生时，可以实时预警。

l 多功能电度表、低压多功能网络仪表：配置多功能电度表、低压多功能网络仪表若干台，主要采集各用电回路电压、电流、功率因数、有功电度、无功电度、低压开关状态等数据，实现用电数据的实时监测、数据存储、数据挖掘功能，为用户用电管理提供数据支撑。

3. 系统功能

3.1 运行监视

包括索引图、主接线图、间隔分图、光字牌图、电压无功、功率控制等。实现对采集数据的分析、处理，实时显示各支路的电能使用状况，负载越限弹出报警对话框及报警声音提示。

图2 系统主接线图

3.2 自动调节与操作控制

l 自动调节：电压/无功自动调节，由站内操作员设定其投入/退出。站控层监控系统根据控制策略自动对电容器或电抗器断路器发出投入或切除的指令，实现对控制目标值——电网电压和无功的自动调节和闭环控制，使其在允许的范围内变化。

l 操作控制：操作员可对需要控制的电气设备进行控制操作，为防止误操作，在任何控制方式下都需采用分步操作，即选择、返校、执行，并在站级层设置操作员、监护员口令，以确保操作的安全性和正确性。

3.3.  用能安全预警与可视化

采用先进的通信及可视化技术，自动、集中、定时地记录用户端水、电、气、热等数据，以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示用能情况，实现企业用能过程的数字化管理。以设备当前的用电数据为依据，通过在线监测，对设备进行纵向、横向比较分析，识别故障的早期征兆，并对故障部位与程度以及发展做出趋势性判断，作为电力设备检修的基础依据。

图3 统计分析（分时）

图3通过某对象某段时间内逐日、逐月、逐年的数据可视化，帮助用户实时掌握用电情况和变化趋势，可以追溯到哪一天什么时刻发生了突变，结合当时的生产判断此突变是否正常，帮助用户发现隐藏的影响安全经济的因素。

图4 用电曲线对比

图4的用电曲线对比，将某对象的工况参数进行曲线对比，如电流相与相的对比、无功和电压的对比等，帮助客户更细致地发现问题。

3.4.  辅助监控

包含交直流电源、消弧控制柜电源、消防电源、电气火灾、GPS卫星时钟等辅助监控信息。

3.5.  统计报表

实现电力用能指标的持续监测，用户可以自定义设置要查询的报表日期，查询该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。

3.6.  网络通信

通信状态界面，能够完整的显示整个系统网络结构，可在线诊断系统网络通讯状态，发生网络异常时能自动在屏幕上显示故障单元，从而方便系统维护人员实时掌握现场各设备的通讯状态。

4. 客户价值

• l 过去全厂供配电系统需要配备多组值班操作人员，改为集中监控之后，操作执行通过集控系统远程执行，无人值班，少人值守，减少了值班操作人员配备。
• l 整合变电站监控系统、自动抄表系统、电能质量在线监测、视频监控系统，统一站内信息格式，标准化新建模块，形成一套独立的集中式监控系统，可靠性高，容量大，降低了经费投入。
• l 集控系统接入设备多、信息量大，遥控操作频繁，需要值班人员关注设备运行状态，系统注重功能的分布和责任区域的划分，对所有操作有权限控制，对运行监视与管理有权限控制，对数据库的维护有权限控制。
• l 采用先进的通信及可视化技术，自动、集中、定时地抄录用户端电、水、气、热等数据，管理人员或决策层通过Web页面可以看到直观的用能数据和图表，克服了传统人工抄表数据不准确、操作不规范、耗费人力等弊端，帮助客户提升用电的安全性和经济性。
• l 系统具有良好的扩展性、兼容性和开放性，可为系统后期扩展升级，向其他相关平台系统提供数据共享服务提供规范性的接口。