錢琪明

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

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摘 要：地鐵如今是我們?nèi)粘３鲂械闹饕煌üぞ咧?，作為城市的交通紐帶，地鐵的重要性毋容置疑，也正是因?yàn)槿绱耍罔F每天的人流量極大，在這種人流量大和人口密集度較高的地區(qū)，相應(yīng)的各種事故也會經(jīng)常發(fā)生，監(jiān)控系統(tǒng)的必要性也就顯現(xiàn)出來，在地鐵的監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中我們將會詳細(xì)的進(jìn)行相關(guān)的分析和探討研究，保證地鐵的出行安全，提升人們出行的體驗(yàn)。下文我們就將詳細(xì)的探究電力監(jiān)控系統(tǒng)（PSCADA）在地鐵當(dāng)中的應(yīng)用。

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關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控系統(tǒng)；地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)；具體應(yīng)用

1 引言

在地鐵的運(yùn)行當(dāng)中，地鐵的運(yùn)行安全以及地鐵內(nèi)部的人員安全都是十分重要的，為了最大程度上的為人民的生命安全以及財產(chǎn)安全負(fù)責(zé)，我們在地鐵當(dāng)中使用了電力監(jiān)控系統(tǒng)來提升整個地鐵的安全性，保證地鐵在運(yùn)行的過程中有專人進(jìn)行檢查，保證人們在乘坐地鐵時自身的財產(chǎn)安全，以及相應(yīng)的生命安全。在地鐵本身的安全問題當(dāng)中，現(xiàn)如今的政府已經(jīng)投入了較多的資金以及注意，所以在地鐵的監(jiān)控設(shè)備方面我們要進(jìn)行相應(yīng)的重視。

2 地鐵的電力監(jiān)控系統(tǒng)（PSCADA）

自從汽車的發(fā)明開始以來，人們對于交通工具的研發(fā)就一直沒有停下，隨著時代的不斷演變，人類的科技力量越來越強(qiáng)大，地鐵也應(yīng)運(yùn)而生。地鐵以其安全舒適、高效出行、噪聲小和污染近乎沒有的各種優(yōu)點(diǎn)，迅速的占據(jù)了大量人們在交通工具方面的使用比。并且，因?yàn)榻鼛啄陙砣藗兏咚侔l(fā)展科技而導(dǎo)致的環(huán)境問題，也使得人們開始倡導(dǎo)“綠色出行”，這使得對環(huán)境幾乎無消耗的地鐵走進(jìn)了人們的視野當(dāng)中，成為了人們在市內(nèi)交通出行的首選工具。而地鐵當(dāng)中的監(jiān)控系統(tǒng)重要性也就逐漸上升。

所以首先我們就需要研究的是，地鐵當(dāng)中所應(yīng)用的監(jiān)控系統(tǒng)（PSCADA），籠統(tǒng)的概括，地鐵以及輕軌當(dāng)中所使用的監(jiān)控系統(tǒng)都是同一類型的監(jiān)控系統(tǒng)，由多個獨(dú)立的系統(tǒng)聯(lián)結(jié)而成，這些獨(dú)立的系統(tǒng)都有各自的獨(dú)立的服務(wù)器以及操作站等等進(jìn)行操控，最終通過一定的整合進(jìn)行監(jiān)控效果的整合。在車站以及地鐵內(nèi)部當(dāng)中的監(jiān)控設(shè)備都是通過整個監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行單獨(dú)監(jiān)控的，所以在進(jìn)行使用的時候設(shè)備的維護(hù)以及監(jiān)控系統(tǒng)的熟練使用都是十分重要的?，F(xiàn)如今大多數(shù)地鐵當(dāng)中所使用的監(jiān)控系統(tǒng)是地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS），這個監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中包括了FAS和BAS兩個部分，F(xiàn)AS系統(tǒng)則是火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，在正常的使用過程中，如果地鐵中出現(xiàn)了火災(zāi)的情況，F(xiàn)AS系統(tǒng)就能夠直接檢測到地鐵的火災(zāi)發(fā)生位置，并且對火災(zāi)發(fā)生的位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?，以防火?zāi)蔓延到其他的車廂，導(dǎo)致火災(zāi)情況加大。我們需要知道的是消防設(shè)施對于一個地鐵而言也是十分重要的，消防設(shè)施的放置地點(diǎn)都是需要嚴(yán)格的考量的，一方面既需要每個消防裝置之間能夠互相連通，另一方面還需要保障消防設(shè)施能夠覆蓋整個地鐵，從而提升火災(zāi)發(fā)生后的抑制效果。BAS系統(tǒng)則是指環(huán)境及設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，為了能夠更好的保證我們地鐵的出行安全性，BAS系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)的是地鐵運(yùn)行的正常性，如果在地鐵運(yùn)行的過程中出現(xiàn)了安全故障的問題的話，BAS系統(tǒng)則能夠立刻對地鐵進(jìn)行一定的故障排修。而BAS和FAS兩個系統(tǒng)結(jié)合起來的時候，在地鐵出現(xiàn)火災(zāi)的情況時，地鐵中的BAS和FAS系統(tǒng)能夠有效的進(jìn)行自動化處理，并

而PSCADA監(jiān)控系統(tǒng)則是ISCS綜合監(jiān)控系統(tǒng)之下的一個監(jiān)控系統(tǒng)，PSCADA監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)就是安全并且持續(xù)運(yùn)行，在實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)上保證長時間的運(yùn)作。PSCADA（Power Super-visory Control And Data Acquisition）系統(tǒng)，這種系統(tǒng)通過字面意思進(jìn)行理解的話就是電力調(diào)度以及數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，這個系統(tǒng)主要的作用就是進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集，并且將所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的整合以及管理，然后呈現(xiàn)給相應(yīng)的監(jiān)控人員。在整個綜合監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，PSCADA系統(tǒng)的自主判斷以及進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示為整個系統(tǒng)的運(yùn)作帶來了極大的便利，一方面更好的保證了整個監(jiān)控系統(tǒng)的安全運(yùn)行，另一方面也減少了監(jiān)控系統(tǒng)的操作難度。

現(xiàn)如今針對PSCADA 監(jiān)控系統(tǒng)而言，這種系統(tǒng)為整個綜合監(jiān)控系統(tǒng)帶來了更多的可能性，我們需要主要分析的內(nèi)容就是關(guān)于這種系統(tǒng)的造價成本，而這種系統(tǒng)給整個監(jiān)控系統(tǒng)帶來的可能性就是全自動化管理。在地鐵當(dāng)中使用這種監(jiān)控系統(tǒng)來進(jìn)行監(jiān)控，一方面能夠有效的進(jìn)行所有信息的控制和收集，另一方面還能夠通過這種系統(tǒng)來達(dá)到全自動化監(jiān)控，實(shí)時全天監(jiān)控的目的，不僅僅能夠增加整個地鐵的運(yùn)作效率，另一方面還能夠最大程度上的避免安全事故的發(fā)生，還在一定程度上減少了人力的成本。

3 安科瑞Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

3.1 概述

針對用戶變電站（一般為35kV及以下電壓等級），通過微機(jī)保護(hù)裝置、開關(guān)柜綜合測控裝置、電氣接點(diǎn)無線測溫產(chǎn)品、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、配電室環(huán)境監(jiān)控設(shè)備、弧光保護(hù)裝置等設(shè)備組成綜合自動化的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了變電、配電、用電的安全運(yùn)行和全面管理。監(jiān)控范圍包括用戶變電站、開閉所、變電所及配電室等。

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)電力系統(tǒng)自動化及無人值守的要求，針對35kV及以下電壓等級研發(fā)出的一套分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是應(yīng)用電力自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息傳輸技術(shù)，集保護(hù)、監(jiān)測、控制、通信等功能于一體的開放式、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng)，適用于35kV及以下電壓等級的城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)變電站和用戶變電站，可實(shí)現(xiàn)對變電站全方位的控制和管理，滿足變電站無人或少人值守的需求，為變電站安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了堅實(shí)的保障。

3.2 應(yīng)用場所

適用于軌道交通，工業(yè)，建筑，學(xué)校，商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動化系統(tǒng)工程設(shè)計、施工和運(yùn)行維護(hù)。

3.3 系統(tǒng)架構(gòu)

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式設(shè)計，可分為三層：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場設(shè)備層，組網(wǎng)方式可為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，根據(jù)用戶用電規(guī)模、用電設(shè)備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網(wǎng)方式。

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3.4 系統(tǒng)功能

1）實(shí)時監(jiān)測：直觀顯示配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時監(jiān)測各回路電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路有關(guān)故障、告警等信號。

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2）電參量查詢：在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細(xì)電參量。

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3）曲線查詢：可以直接查看各電參量曲線。

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4）運(yùn)行報表：查詢各回路或設(shè)備指定時間的運(yùn)行參數(shù)。

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5）實(shí)時告警：具有實(shí)時告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈愤b信變位，保護(hù)動作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。

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6）歷史事件查詢：對事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

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7）電能統(tǒng)計報表：系統(tǒng)具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況。

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8）用戶權(quán)限管理：設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能，可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限。

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9）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D：支持實(shí)時監(jiān)視并診斷各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

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10）電能質(zhì)量監(jiān)測：可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測。

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11）遙控功能：可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。

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12）故障錄波：可在系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動準(zhǔn)確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況。

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13）事故追憶：可自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實(shí)時穩(wěn)態(tài)信息。

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14）Web訪問：展示頁面顯示變電站數(shù)量、變壓器數(shù)量、監(jiān)測點(diǎn)位數(shù)量等概況信息，設(shè)備通信狀態(tài)，用電分析和事件記錄。

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15）APP訪問：設(shè)備數(shù)據(jù)頁面顯示各設(shè)備的電參量數(shù)據(jù)以及曲線。

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3.5 系統(tǒng)硬件配置

應(yīng)用場合

型號

圖 片

保護(hù)功能

電力監(jiān)控系統(tǒng)

Acrel-

2000Z

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電力監(jiān)控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機(jī)保護(hù)裝置及多功能儀表進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數(shù)和用能情況，可實(shí)時監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關(guān)柜、變壓器微機(jī)保護(hù)測控裝置、發(fā)電機(jī)控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、事故報警及記錄等。

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網(wǎng)關(guān)

ANet-

2E8S1

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8路RS485串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC ?UA等協(xié)議的數(shù)據(jù)接入，ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT 等協(xié)議上傳，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳、XML、JSON進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、支持標(biāo)準(zhǔn)8GB SD卡（32GB）、支持不同協(xié)議向多平臺轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；每個設(shè)備的多個報警設(shè)置。輸入電源：AC/DC 220V，導(dǎo)軌式安裝。

35kV/10kV/6kV

微機(jī)保護(hù)裝置

AM6-* AM5SE-*

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適用于6-35kv配電線路、主變、配電變壓器、電動機(jī)、電容器、PT監(jiān)測/PT并列、母聯(lián)/備自投等中高壓柜微機(jī)保護(hù)

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35kV/10kV/6kV

弧光保護(hù)

ARB5-M

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主控單元，可接20路弧光信號或4個擴(kuò)展單元，配置弧光保護(hù)（8組）、失靈保護(hù)（4組）、TA斷線監(jiān)測（4組）、11個跳閘出口；

ARB5-E

擴(kuò)展單元，多可以插接6塊擴(kuò)展插件，每個擴(kuò)展插件可以采集5路弧光信號：

ARB5-S

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弧光探頭，可安裝于中壓開關(guān)柜的母線室、斷路器室或電纜室，也可于低壓柜?；」馓筋^的檢測范圍為180°，半徑0.5m的扇形區(qū)域；

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35kV/10kV/6kV

進(jìn)線柜電能質(zhì)量

在線監(jiān)測

APView500

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相電壓電流＋零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓/電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動/閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態(tài)、電壓中斷、1024點(diǎn)波形采樣、觸發(fā)及定時錄波，波形實(shí)時顯示及故障波形查看，PQDIF格式文件存儲，內(nèi)存32G，16D0＋22D1，通訊2RS485＋1RS232＋1GPS，3以太網(wǎng)接口（＋1維護(hù)網(wǎng)口）＋1USB接口支持U盤讀取數(shù)據(jù)，支持61850協(xié)議。

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35kV/100kV/6kV

高壓柜智能操控、

節(jié)點(diǎn)測溫

ASD500

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5寸大液晶彩屏動態(tài)顯示一次模擬圖及彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗(yàn)電、核相、3路溫溫度控制及顯示、遠(yuǎn)方/就地、分合閘、儲能旋鈕預(yù)分預(yù)合閃光指示、分合閘完好指示、分合閘回路電壓測量、人體感應(yīng)、柜內(nèi)照明控制、1路以太網(wǎng)、2路RS485、1路USB接口、GPS對時、高壓柜內(nèi)電氣接點(diǎn)無線測溫、全電參量測溫、脈沖輸出、4～20mA輸出；

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35kV/10kV/6kV

間隔電參量測量

APM830

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三相（1、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實(shí)時及需量，本月和上月值，電流、電壓不平衡度，66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴(kuò)展記錄，2-63次諧波，2D1＋2D0，RS485/Modbus，LCD顯示；

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35kV/10kV/6kV

高壓柜除凝露溫濕度控制器

WHD72面板式

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支持測量并顯示2路溫度，2路濕度。

WHD20R導(dǎo)軌式

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支持測量并顯示2路溫度，2路濕度。

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變壓器繞組

溫度檢測

ARTM-8

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8路溫度巡檢，預(yù)埋PT100，RS485接口，2路繼電器輸出；

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0.4KV低壓進(jìn)出線柜接頭測溫

ARTM-Pn-E

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無線測溫采集可接入60個無線測溫傳感器；U、I、P、Q等全電參量測量；2路告警輸出；1路RS485通訊；

ATE400

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合金片固定，CT感應(yīng)取電，啟動電流大于5A，測溫范圍-50-125C，測量精度±1℃；無線傳輸距離空曠150米；

0.4KV低壓柜內(nèi)環(huán)境溫濕度

AHE100

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無線溫濕度傳感器，溫度精度：±1℃，濕度精度：±3％RH，發(fā)射頻率：5min，傳輸距離：200m，電池壽命：≥3年（可更換）

ATC600

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兩種工作模式：終端、中繼。ATC600-Z做中繼透傳，ATC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m，ATC600-C可接收AHE傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，1路485,2路報警出口。

0.4KV低壓進(jìn)線柜多功能電力儀表

AEM96

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三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，總正反向有功電能統(tǒng)計，正反向無功電能統(tǒng)計；2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）；電流規(guī)格3×1.5(6)A，有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級；工作溫度：-10℃～+55℃；相對濕度：≤95不結(jié)露

0.4KV低壓出線柜多功能電力儀表

AEM72

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三相電參量U、1、P、Q、S、PF、F測量，總正反向有功電能統(tǒng)計，正反向無功電能統(tǒng)計；2-31次分次諧波及總諧波含量分析、低壓出線分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）；電流規(guī)格3x1.5(6)A,有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級

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4 結(jié)束語

地鐵在當(dāng)今社會無疑是有著相當(dāng)重要的地位，而且對于這種高科技的出行方式，人們都會出于一種特殊的心理而去盲目的追求，從而提升地鐵的使用頻率，而這也無疑是地鐵的高效性的一種體現(xiàn)。那么，如此高效并且方便的出行工具，其本身的安全問題自然也受到了人們的重視，對于地鐵本身的安全問題，人們一直都關(guān)注有加，為了確保在運(yùn)行的過程中地鐵不發(fā)生事故問題，我們上文中就詳細(xì)的研究了地鐵的監(jiān)控系統(tǒng)以及相應(yīng)的作用。

參考文獻(xiàn)：

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【3】王利兵.電力監(jiān)控系統(tǒng)(PSCADA)在地鐵中應(yīng)用

【4】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊 2022.05版.