牵引变电所综合自动化试验方法、试验方案研究

刘建丽王璐曲唱

摘要：随着铁路行业的不断发展，运能运量持续增加，现有牵引变电所设备已经无法满足牵引负荷的需要，因此需要对牵引变电所设备进行自动化升级与改造。牵引变电所作为电气化铁路运输的基础，对保证牵引变电所供电的可靠性、稳定性和安全性负有不容推辞的责任。在牵引变电所综合自动化改造过程中,研究其试验方法与试验方案是需要重点解决的问题。基于此，本文对牵引变电所综合自动化试验方法、试验方案进行了详细地分析与探究。

关键词：牵引变电所；综合自动化；试验方法；试验方案

引言

关于变电所综合自动化的研究时间较长，主要集中在西方发达国家，20世纪70年代末，日本研制出世界上第一套综合数字式保护控制系统SDCS-1，同时，其他国家也积极加强对变电所的自动化研究，而且在很多领域中都有十分广泛的应用。从20世纪开始，我国已经开始着手对变电所自动化技术的研究，并且取得了很多成就，当前变电所自动化技术在我国的应用领域正在不断拓展，电力系统、冶金行业等领域已经开始广泛应用变电所自动化技术，自动控制技术可以提高系统控制效率，通过电力系统调度自动化以及配网自动化技术，可以促进我国社会经济建设水平的快速提升。

1、牵引变电所综合自动化系统的功能

从当前的研究来看，变电所综合自动化系统的功能在不断完善，其中最主要的两个功能是保护、监控，为了提高自动化系统的可靠性、灵敏性以及实时性，在牵引变电所综合自动化系统的设置过程中必须要对各种功能进行科学合理的设置，从而使得系统在运行的时候能够对牵引网运行及设备的运行状况进行实时监控，当故障发生的时候也能及时对故障进行判断，并且采取相应的措施对故障进行切除，使得故障能够控制在最小的范围之内，提高故障处理水平。在未来的发展过程中还应该要对牵引网的功能进行完善，例如实现在线计算、故障测距、滤波、信息远距离传输、智能控制等。在牵引变电所综合自动化系统中，监控部分是一个十分关键的部分，监控部分的系统构成及配置决定了系统的功能性。例如有的变电所采用前后台机模式，前台机主要负责各个测控单元、直流系统以及电度表装置的数据采集，并且要对这些数据进行传输，初步处理等，后台机则主要负责各种信息的存储、打印等功能。根据不同规模的变电所，其配置方式也不相同，前台机采用一台主控机装在屏幕上，从而实现与后台机的信息数据传输是一种最常见的方式。前台机在与后台机或者调度端进行串行通信的时候还要对物理层进行设置。

2、牵引变电所综合自动化试验方案分析

牵引变电所自动化控制系统是一种分层分布式系统，其中包括设备层、间隔层、站控层、调度层4个部分。

2.1调度层

调度层是最关键的部位，是对电气化铁道进行调度控制的中心，调度曾包括以计算机为主题的数据采集系统和监控系统，通过远程监控和遥控功能，可以实现对数据信息的采集以及传输，当数据被传输到调度中心之后，调度中心的工作人员会根据信息情况对牵引变电所的运行状态进行了解，一旦发现变电所运行过程中出现故障，则应该要及时对其进行解决。与传统的控制系统相比，综合自动化控制系统的远动中心功能更加强大，而且功能得到了很大的拓展，尤其是对传统系统的保护功能以及智能控制功能实现了远程监控，可以提高监控效率。例如保护定值远方监视、切换与修改、故障录入、故障间距测量等，而且在新系统中也增加了遥视功能，可以替代传统变电所运行时巡逻人员的巡视工作，直接对设备进行观察和监控，减少工作人员的工作量。例如在对变电所的运行情况进行监测的时候，工作人员不需要到现场，只需要通过自动控制系统就可以实现对变电所工作现场的观察，对刀闸的位置进行确定，看刀闸的位置是否出现改变，变压器中是否有漏油的现象出现，不用亲自到现场就可以实现度现场的监控管理。

2.2站控层

站控层包括几个部分，分别是后台监控机、通信管理机、GPS接受器，其中最核心的部分是通信管理机，通过多种类型的标准通信接口，对各个智能单元、后台之间的数据交换过程进行控制，一方面，通信管理机与数据采集装置以及保护装置之间可以进行通信，从而对牵引变电所运行过程中产生的各种信息进行传输，便于控制中心对变电所的各个设备的运行情况进行掌握。另一方面，通信管理机可以对监控系统中传出的各种操作指令进行接收以及转发，从而实现对变电所的遥控。为了实现同步控制，通信管理机还可以通过RS232标准接口与GPS对时系统进行通信，对系统进行采样的同时也可以进行同步传输、故障分析以及动态监测。后台监控机则主要负责人机交互功能控制、各种信息的汇总与处理、设备的运行管理以及优化控制等，后台监控机一般都安装于牵引变电所的主控室内。

2.3间隔层

间隔层包括保护测控单元模块、智能仪表两个部分，可以实现对各种测控装置的有效配置。在间隔层的设计过程中，应该要配备两套主变压器与主保护测控装置，能够实现对二次谐波制动的比率差动保护。另外，要根据主变压器的规格，采取不同的设置方式，如果主变压器为110kV，则应该要配备两套主变压器侧后备保护测控装置，从而实现对主变压器的保护。如果主变压器规格为27.5kV，则主变压器侧后备保护测控装置也要配置两套，应该要具备电压启动时的三相过流保护功能。

3、结束语

综上所述，电气化铁道牵引变电所自动化设置可以提高变电所的工作效率，实现智能化和自动化控制。在牵引变电所综合自动化方案设计过程中，应该要实现对分层系统的规范化设计，提高系统稳定性与可靠性。

参考文献：

[1]李学森,夏守谦,赵志震.牵引变电所远动系统研究(AT供电)[J].现代工业经济和信息化,2015,05:33-34+45.

[2]冯艳艳.变电所综合自动化系统初探[J].中华建设,2015,07:142-143.

[3]邓建峰.牵引变电所综合自动化系统DK1000防浪涌研究[A]..《今日轨道交通》经典版2015年01月[C].:,2015:6.

[4]乔垒,陈勇,冯红岩,葛华伟.高速铁路变电所综合自动化备自投装置动作优化方案探讨[J].科技创新与应用,2014,02:151.