3WL智能斷路器在地鐵低壓配電中的應用

當在一Modbus網(wǎng)絡(luò )上通信時(shí),此協(xié)議決定了每個(gè)控制器須要知道它們的設備地址,識別按地址發(fā)來(lái)的消息,決定要產(chǎn)生何種行動(dòng)。如果需要回應,控制器將生成反饋信息并用Modbus協(xié)議發(fā)出。在其它網(wǎng)絡(luò )上,包含了Modbus協(xié)議的消息轉換為在此網(wǎng)絡(luò )上使用的幀或包結構。這種轉換也擴展了根據具體的網(wǎng)絡(luò )解決節地址、路由路徑及錯誤檢測的方法。

控制器通信使用主-從技術(shù),主設備可單獨和從設備通信,也能以廣播方式和所有從設備通信。如果單獨通信,從設備返回一消息作為回應,如果是以廣播方式查詢(xún)的,則不作任何回應。Modbus通信有2種模式:ASCII和RTU模式。一個(gè)Modbus通信系統中只能選擇一種模式,不允許2種模式混合使用。本文采用RTU模式,整個(gè)消息幀作為一連續的流傳輸,傳輸速率較ASCII模式高。

3.2地鐵工程通訊網(wǎng)絡(luò )

圖2為地鐵智能低壓配電系統通訊網(wǎng)絡(luò )結構示意圖。在此網(wǎng)絡(luò )中,處于低壓配電室的進(jìn)線(xiàn)柜、聯(lián)絡(luò )柜中的3WL斷路器將采集到如電壓、電流、功率因數、斷路器狀態(tài)等各種參數,通過(guò)和它相連接的RS485送至本變電室光電接口,在光電轉換器處將電氣信號轉換為可以在光纖網(wǎng)絡(luò )上進(jìn)行遠傳的光信號。從遠端傳輸來(lái)的光信號經(jīng)過(guò)NSC100轉換為RS232電氣標準信號,再由NPort5610轉換為適用于以太網(wǎng)的協(xié)議語(yǔ)言。

在中央控制室,值班人員就可在PC機上看到所有配電室的設備運行狀況,隨時(shí)處理發(fā)生的緊急狀況,從而避免出現問(wèn)題后由于信息閉塞而帶來(lái)設備損毀的可能。技術(shù)工程師可在此時(shí)對各開(kāi)關(guān)進(jìn)行參數設置、組態(tài)、診斷、測試、維護等。

3.3 3WL智能斷路器的遠程控制設計

地鐵智能低壓配電系統中3WL智能斷路器通訊協(xié)議模塊采用COM15,與CubicleBUS相連的BSS和測量功能單元分別采集斷路器的開(kāi)關(guān)量和電氣參數,并提供給CubicleBUS內部總線(xiàn),并通過(guò)COM15轉換為外部網(wǎng)絡(luò )可識別的Modbus協(xié)議。其電氣連接協(xié)議為RS485串行接口。3WL斷路器通過(guò)BSS、測量功能單元、通訊協(xié)議模塊的幾個(gè)關(guān)鍵組成部件來(lái)傳輸配電系統所有電氣參數。

通過(guò)COM15模塊智能斷路器可以支持工業(yè)標準Modbus協(xié)議。而進(jìn)行通訊連接的是在斷路器COM15模塊前面的9針RS485接口。地鐵智能低壓配電系統的通訊連接是被安裝在配電室內的西門(mén)子8PT開(kāi)關(guān)柜里,每個(gè)3WL智能斷路器作為通訊網(wǎng)絡(luò )的一個(gè)終端,變電室用戶(hù)可通過(guò)RS485標準的屏蔽雙絞線(xiàn)將其連接到上位機,組成控制網(wǎng)絡(luò )。COM15模塊相當于一個(gè)數據中轉站,其中以數據集的形式來(lái)組織數據。每數據集包含一組通用寄存器。COM15共有28個(gè)數據集。這樣的數據結構有利于總線(xiàn)的讀取和訪(fǎng)問(wèn),可在一條消息中包含一個(gè)數據塊。這種存取有利于整個(gè)Modbus快捷有效的工作,網(wǎng)絡(luò )可通過(guò)COM15模塊而實(shí)現遠程分合閘。地鐵智能低壓配電系統主電路方案如圖3所示,其根本思想即通過(guò)3個(gè)斷路器中的任意2個(gè)合閘來(lái)保證整段設備持續供電,這其中包括3個(gè)斷路器之間的連鎖控制。

智能低壓控制系統采用的是單總線(xiàn)結構?？紤]到系統可靠性要求,對于設備較多可靠性要求較高時(shí)采用多條單總線(xiàn)形式[5]。如:一個(gè)車(chē)站環(huán)控電控室選用3條現場(chǎng)總線(xiàn);區間及車(chē)站變電所選用1條現場(chǎng)總線(xiàn)。對于3號線(xiàn),SCADA供貨商選用設備本身具有3個(gè)通信可掛3條現場(chǎng)總線(xiàn)。智能低壓控制系統示意圖如圖4所示。

4結語(yǔ)

智能低壓系統的采用不僅完善了環(huán)控設備的保護功能、提高了系統的可靠性,簡(jiǎn)化了低壓配電系統與EMCS的接口。實(shí)現了地鐵運營(yíng)管理的實(shí)時(shí)、可靠、快速的要求。設置在環(huán)控電控室的設備人機操作界面,便于就地進(jìn)行各個(gè)智能模塊的參數設定和查詢(xún)。同時(shí)由于現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的應用,系統中智能化元件可不依賴(lài)計算機網(wǎng)絡(luò )而獨立運行,具有強抗干擾能力。新型智能低壓系統避免了廣州地鐵一、二號線(xiàn)采用傳統的低壓配電系統和傳統的繼電器、接觸器控制方式的不足。由于系統功能提高和控制接線(xiàn)的簡(jiǎn)化,提高了系統可靠性和自動(dòng)化程度,大為縮短了系統的安裝調試時(shí)間,同時(shí)提高了系統的可維護性。