论文部分内容阅读
摘要：本文通过对广州地铁一号线全线综自设备更新改造提出了四种改造方案，并通过系统网络图清晰的展现了各种方案的改造思路，同时结合四种方案的可行性、安全性、经济性提出了改造解决建议。
关键词：广州地铁;更新改造;综自设备;方案;系统结构
Key wordsIn this paper， four renovation schemes are put forward through the renovation and transformation of comprehensive self-contained equipment of Guangzhou Metro Line 1， and the ideas of various renovation schemes are clearly shown through the system network diagram. At the same time， the suggestions for renovation and solution are put forward in combination with the feasibility， safety and economy of the four schemes.
1 项目概况
广州地铁一号线是广州市第一条建成运营的城市轨道交通线路，全线于1999年6月28日正式运营。一号线变电所综合自动化系统（含控制、保护、测量、远动的软硬件等）设备，全部由上个世纪90年代德国西门子公司集成、供货，其软件完全围绕着硬件开发。原设备停产、备件采购困难、新旧设备不兼容成为更新改造亟需解决的问题。
更新改造难度极大，既要应用当今主流的技术和设备，又不能地铁正常运营造成丝毫影响，这对改造方案提出了严格的筛选要求。
2 更新改造原则
为了进一步提高广州地铁一号线供电系统的安全运行能力，弥补现行保护及综合自动化产品存在的不足，保证改造期间供电设备安全运行，改造原则围绕三个重点：
有利于优化更新改造施工流程，缩短更新改造时间。
有利于减少现场施工难度，降低调试及运行风险。
有利于及时处理突发事件，提高运营质量，减少经济损失。
3 改造方案介绍
3.1方案1——中央级和站级新、旧两套系统各自独立运行，互不影响
新增电力调度系统与站级新增控制信号屏进行数据传输，旧西门子电力调度系统与旧站级信号屏进行数据传输。待车站变电所新增控制信号屏与控制中心新增电力调度系统通信连接正常后，根据施工计划按电压等级逐一安排各间隔层二次设备停电改造。对于改造后的间隔层设备，接入变电所内新控制信号屏，控制中心通过新电力调度系统对其进行监控;对于未改造的间隔层设备，则仍旧通过原有西门子系统进行监控。变电所内所有间隔层设备改造完成后，撤除西门子中央信号屏和远程控制屏，整个变电所完全由新系统实现监控功能。
3.2方案2——中央级新系统替代旧系统，站级新旧系统并列运行
第一阶段（规约测试阶段），公园前控制中心新增一套电力调度系统，与原西门子电力调度系统并列运行。利用变电所检修天窗进行新调度系统与变电所内西门子远传设备的通信规约测试及信号核对测试，当新电力调度系统稳定运行一段时间后，西门子电力调度系统退出运行，各车站变电所通过新增电力调度系统实现监控。该阶段系统的网络结构如下图：
第二阶段，根据施工计划，开始各车站变电所综合自动化系统改造。改造期间，变电所内新控制信号屏与原西门子屏柜并列运行。新电力调度系统将有两个数据源，分别通过公有协议（如101协议）与新控制信号屏通信，以及西门子私有8FW协议与原西门子远传设备通信。常规变电所及AB所改造的网络结构如下：
3.3方案3——中央级新系统代替旧系统，站级旧系统增加西门子规约转换设备，站级新旧系统并列运行
第一阶段，在控制中心新增电力调度系统，规约测试合格后替代原西门子电力调度系统，各车站变电所通过新增电力调度系统实现监控。规约测试阶段系统的网络结构如下图：
第二阶段，根据施工计划，开始各车站变电所综合自动化系统改造。改造期间，变电所内新控制信号屏与原西门子屏柜并列运行。变电所内西门子新增规约转换设备以101等公有协议接入新控制信号屏主控单元，经过主控单元转换为公有协议上送至控制中心。
3.4方案4——中央级增加西门子通道接口设备，站级新旧系统并列运行
第一阶段，在控制中心新增电力调度系统和西门子通道接口设备，与各变电所内西门子原有远传设備通过8FW协议建立通信连接，再将数据转换为公有协议（如101、104等）上送至新增电力调度系统。新、旧电力调度系统数据比对，验证新系统遥测及部分次要遥信的正确性。所有变电所信号核对完成，新电力调度系统稳定运行一段时间后，西门子电力调度系统退出运行，各车站变电所通过新增电力调度系统实现监控。该阶段系统的网络结构如下图：
第二阶段，根据施工计划，开始各车站变电所综合自动化系统改造。改造期间，变电所内新控制信号屏与原西门子屏柜并列运行。整个改造期间，对同一变电所，新电力调度系统将有两个数据源。常规所和AB所的系统网络结构如下图：
4改造方案对比及建议
对以上四种方案的经济性、安全性、可实施性进行评估，各方案优缺点如下：
对照“稳妥、全面、经济、实用”的改造目标，推荐按照方案一实施广州地铁一号线综合自动化大修更新改造。
参考文献：
[1]《地铁设计规范》GB_50157-2013
[2]杨新民，《电力系统综合自动化》.中国电力出版社.2002
[3]丁书文，《变电站综合自动化技术》.中国电力出版社.2005
关键词：广州地铁;更新改造;综自设备;方案;系统结构
Key wordsIn this paper， four renovation schemes are put forward through the renovation and transformation of comprehensive self-contained equipment of Guangzhou Metro Line 1， and the ideas of various renovation schemes are clearly shown through the system network diagram. At the same time， the suggestions for renovation and solution are put forward in combination with the feasibility， safety and economy of the four schemes.
1 项目概况
广州地铁一号线是广州市第一条建成运营的城市轨道交通线路，全线于1999年6月28日正式运营。一号线变电所综合自动化系统（含控制、保护、测量、远动的软硬件等）设备，全部由上个世纪90年代德国西门子公司集成、供货，其软件完全围绕着硬件开发。原设备停产、备件采购困难、新旧设备不兼容成为更新改造亟需解决的问题。
更新改造难度极大，既要应用当今主流的技术和设备，又不能地铁正常运营造成丝毫影响，这对改造方案提出了严格的筛选要求。
2 更新改造原则
为了进一步提高广州地铁一号线供电系统的安全运行能力，弥补现行保护及综合自动化产品存在的不足，保证改造期间供电设备安全运行，改造原则围绕三个重点：
有利于优化更新改造施工流程，缩短更新改造时间。
有利于减少现场施工难度，降低调试及运行风险。
有利于及时处理突发事件，提高运营质量，减少经济损失。
3 改造方案介绍
3.1方案1——中央级和站级新、旧两套系统各自独立运行，互不影响
新增电力调度系统与站级新增控制信号屏进行数据传输，旧西门子电力调度系统与旧站级信号屏进行数据传输。待车站变电所新增控制信号屏与控制中心新增电力调度系统通信连接正常后，根据施工计划按电压等级逐一安排各间隔层二次设备停电改造。对于改造后的间隔层设备，接入变电所内新控制信号屏，控制中心通过新电力调度系统对其进行监控;对于未改造的间隔层设备，则仍旧通过原有西门子系统进行监控。变电所内所有间隔层设备改造完成后，撤除西门子中央信号屏和远程控制屏，整个变电所完全由新系统实现监控功能。
3.2方案2——中央级新系统替代旧系统，站级新旧系统并列运行
第一阶段（规约测试阶段），公园前控制中心新增一套电力调度系统，与原西门子电力调度系统并列运行。利用变电所检修天窗进行新调度系统与变电所内西门子远传设备的通信规约测试及信号核对测试，当新电力调度系统稳定运行一段时间后，西门子电力调度系统退出运行，各车站变电所通过新增电力调度系统实现监控。该阶段系统的网络结构如下图：
第二阶段，根据施工计划，开始各车站变电所综合自动化系统改造。改造期间，变电所内新控制信号屏与原西门子屏柜并列运行。新电力调度系统将有两个数据源，分别通过公有协议（如101协议）与新控制信号屏通信，以及西门子私有8FW协议与原西门子远传设备通信。常规变电所及AB所改造的网络结构如下：
3.3方案3——中央级新系统代替旧系统，站级旧系统增加西门子规约转换设备，站级新旧系统并列运行
第一阶段，在控制中心新增电力调度系统，规约测试合格后替代原西门子电力调度系统，各车站变电所通过新增电力调度系统实现监控。规约测试阶段系统的网络结构如下图：
第二阶段，根据施工计划，开始各车站变电所综合自动化系统改造。改造期间，变电所内新控制信号屏与原西门子屏柜并列运行。变电所内西门子新增规约转换设备以101等公有协议接入新控制信号屏主控单元，经过主控单元转换为公有协议上送至控制中心。
3.4方案4——中央级增加西门子通道接口设备，站级新旧系统并列运行
第一阶段，在控制中心新增电力调度系统和西门子通道接口设备，与各变电所内西门子原有远传设備通过8FW协议建立通信连接，再将数据转换为公有协议（如101、104等）上送至新增电力调度系统。新、旧电力调度系统数据比对，验证新系统遥测及部分次要遥信的正确性。所有变电所信号核对完成，新电力调度系统稳定运行一段时间后，西门子电力调度系统退出运行，各车站变电所通过新增电力调度系统实现监控。该阶段系统的网络结构如下图：
第二阶段，根据施工计划，开始各车站变电所综合自动化系统改造。改造期间，变电所内新控制信号屏与原西门子屏柜并列运行。整个改造期间，对同一变电所，新电力调度系统将有两个数据源。常规所和AB所的系统网络结构如下图：
4改造方案对比及建议
对以上四种方案的经济性、安全性、可实施性进行评估，各方案优缺点如下：
对照“稳妥、全面、经济、实用”的改造目标，推荐按照方案一实施广州地铁一号线综合自动化大修更新改造。
参考文献：
[1]《地铁设计规范》GB_50157-2013
[2]杨新民，《电力系统综合自动化》.中国电力出版社.2002
[3]丁书文，《变电站综合自动化技术》.中国电力出版社.2005