单控联锁功能通常是由受控的间隔层[1]设备来完成的。例如,牵引变电站直流馈线开关的合闸,是由安装于直流开关柜内的保护测控单元来实现的。合闸出口继电器动作以前,必须进行一系列的联锁逻辑判断:首先检查开关是否处于分位,手车是否处于运行位;然后检查是否有合闸闭锁信号;最后进行线路测试,确认无短路后,方可进行合闸。若受控的间隔层设备无联锁功能,则可由变电站层[1]的通信控制器来完成。

　　程控功能按操作对象和联锁关系分为2个层次:

　　(1)操作对象和联锁关系均在同一变电站内,称为站内程控功能。例如,降压变电站的动力变压器的停电/恢复,需要对相邻的多个断路器进行操作。站内程控功能通常由变电站层的通信控制器来完成。

　　(2)操作对象或联锁关系涉及多个变电站,称为站间程控功能。例如,接触网/接触轨的越区供电,需要对多个牵引变电站的多个直流断路器以及分段隔离开关进行操作。站间程控功能可由某一变电站的通信控制器来完成,也可由运行控制中心(OCC)电调主站来完成。前者需将邻站纳入采集和监控的范围,增加了硬件投资,但可脱离OCC电调运行;后者只能由OCC电调进行操作,对主站的依赖性太高,不利于紧急情况的处理。所以前一个方案更可取。

　　值得一提的是,程控并不是简单的多个单控的组合,因为受控的多个对象之间可能存在复杂的联锁或闭锁的关系。而单控仅存在受控对象与其他非受控对象之间的联锁逻辑关系。IEC61850-5中,单控属于控制和分布式联锁功能的组合,而程控属于分布式顺控和分布式联锁功能的组合。

　　2.2 网络通信功能

　　GB/T13729-2002提出了一些选配功能,其中的网络通信功能也应作为地铁变电站自动化系统的基本功能要求,而不是选配功能。其理由如下:

　　(1)GB/T13729-2002仅是远动终端设备的标准,而地铁变电站自动化系统不仅包括远动终端设备的功能。网络通信功能是现代意义的变电站自动化系统区别于传统RTU(远动终端设备)的本质特征之一。

　　(2)网络通信是今后变电站自动化系统的发展方向。在IEC61850中,网络通信是根本,是整个IEC61850思想体系的核心和基础。在IEC61850-5对功能的分类中,网络通信不再是独立的功能,因为它已是所有功能的基础。

　　(3)网络通信已在地铁变电站自动化系统中得到了大量的应用。如本世纪投入运行的上海、广州地铁,正在实施的南京、武汉、重庆等地铁(或轻轨)变电站项目,无一例外的具备了网络通信的功能。

　　事实上,地铁变电站自动化系统不仅是已具备了网络通信功能,而且还在同一个站内具备了五花八门的通信硬件和软件协议,这与大电网变电站有很大的区别,因为大电网变电站自动化系统的网络通信已经统一到IEC60870-5-103的标准上,而地铁变电站(尤其是牵引变电站)自动化系统间隔层设备的网络通信由于诸多原因尚无法统一。

　　在通信网络短时间内不能统一的前提下,地铁变电站自动化系统要能支持各种通信硬件和网络协议。从长远看,地铁变电站自动化系统的通信网络也要统一到IEC61850上来。

　　2.3 继电保护功能

　　继电保护设备与远动终端设备一样,是现代变电站自动化系统的核心设备。自从IEC60870-5-103诞生以来,二者就已经是一个有机的整体,而不再是2个孤立的子系统。

　　对于地铁供电领域来说,除了牵引变电站外,其他类型变电站(如主变电站、降压变电站)的继电保护功能与大电网交流变电站的继电保护功能是完全相同的。而牵引变电站采用直流馈线,使其继电保护功能具有显著的差异。

　　目前,国内尚无任何标准对直流牵引变电站的继电保护功能作出完整的描述,笔者通过对国外保护设备的研究,认为应该具备以下功能:

　　(1)所有直流断路器本体必须安装大电流脱扣保护;

　　(2)直流馈线以di/dt及ΔI保护为主保护,定时限过流保护、Imax保护或其他类型的保护为后备保护,同时必须具有自动重合闸的功能,采用双边供电的还必须具备联跳邻站断路器的功能;

　　(3)直流进线则必须有逆流保护;

　　(4)框架保护。

　　其他的保护功能可根据实际需要选配。

　　3 自动化系统的实现

　　地铁变电站自动化系统的实现没有统一的标准或模式,只要满足系统的所有功能和性能的要求即可。本方案是结合工程实践提出的,由于牵引变电站

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