智能化牽引變電所的技術與應用

彭強

摘要：本文結合智能電網和鐵路牽引變電所的發展現狀，深入分析智能化牽引變電所的關鍵技術，明確智能化牽引變電所的推廣與應用是一個復雜的系統工程，需要一系列的新技術、新設備的支撐。

關鍵詞：智能化；牽引變電所；技術；應用

引言

近年來隨著我國電氣化鐵路的飛速發展，特別是高鐵、城際、市域鐵路規劃建設的全面推進，一大批牽引變電所應運而生，結合著新技術、新工藝、新材料、新設備的發展與應用，牽引變電所的整體技術水平得以提升。然而相對于我國電力系統變電站的發展，鐵路牽引變電所的各項工作還比較滯后，結構布置不合理、智能化水平不高、運營維護復雜等問題日益凸顯，為適應智能電網的發展，開展智能化牽引變電所的技術推廣與應用已迫在眉睫。

1 牽引變電所發展現狀

雖然牽引變電所綜合自動化系統經過十多年的發展，提高了變電所的整體運行可靠性，但由于保護裝置是“一對一”獨立配置，存在著二次接線復雜、硬件配置冗余、信息共享不實時、通信標準不統一、設備系統不兼容、整體聯動性不足、投資造價大、運營維護成本高等問題。隨著信息化技術、計算機技術、通信技術、電力電子技術、傳感器技術的不斷發展以及IEC61850標準的頒布實施，智能化變電所技術日益成熟，在標準制定、技術研發、工程設計、裝備制造、施工建設、運營維護等方面取得重大突破，智能化牽引變電所將引領未來鐵路牽引供電系統發展的趨勢。

2 智能化牽引變電所技術

智能化變電所是由智能化一次設備（電子式互感器、智能化開關等）和網絡化二次設備分層（過程層、間隔層、所控層）構建，建立在IEC61850標準和通信規范基礎上，能夠實現所內智能電氣設備間信息共享和互操作的現代化變電所。在此基礎上實現變電所運行操作自動化、變電所信息共享化、變電所分區統一管理、利用計算機仿真技術實現智能化電網調度和控制的基礎單元。

通過學習借鑒國內外電力行業的相關規范和標準，結合電氣化鐵路牽引變電所的特點，智能化鐵路牽引變電所技術主要表現在以下4各方面：

2.1 智能化設備

電子式互感器是由傳感元件和數據處理單元組成的，根據羅哥夫斯基線圈原理，通過光纖供能的方式，對導線的電壓/電流進行測量，二次輸出為小電壓數字信號，無需二次轉換，可方便與數字式儀表和微機保護控制設備接口，實現計量、控制、測量、保護和數據傳輸的功能，且消除了傳統電磁式電流互感器因二次開路、電壓互感器二次短路給設備和人身安全帶來的故障隱患。目前這方面技術比較成熟，優點越來越突出，實際應用較多。

對于變壓器、隔離開關、斷路器、高壓組合電器、避雷器等其它高壓設備的智能化而言，可以采用在傳統高壓設備上配置傳感器和智能組件的方式來實現，在線自我監測、實時狀態預報、故障自我診斷、信息交流互動、綜合系統評估等高級應用功能都能得以展現。

2.2 集中式保護

集中式保護即采用一臺服務器設備來完成全所主變保護、饋線保護等其它保護裝置的工作，對所有的信息進行收集、分析、處理，解決保護動作不協調、失靈、誤判、誤動等常規保護缺陷，有效保證繼電保護的靈敏性、選擇性、高可靠性。從建設和運營的角度來看，既節約投資成本又便于日常維護和功能擴展。

2.3 系統性網絡通信

智能化牽引變電所應配置層次分明、布局合理的通信網絡，使其具備極高的可靠性安全性、電磁兼容性，實現設備運行信息（采樣值和事件）的快速、準確、高效傳遞，從而保證變電所的安全、穩定運行。

2.4 通用型測試平臺

智能化牽引變電所二次系統測試已從單一專業向多專業相互融合的方向發展，逐步拓展至通信、網絡信息等方面，主要包括數字仿真建模、動態模擬、通信規約測試、網絡信息安全、綜合自動化等系統。我們可以通過物理設備、配置文件構建通用型系統級測試平臺，實現智能化變電所在系統環境下多專業的閉環測試，在工程測試和運行事故反演與分析種都能得到應用，并逐步推廣至各種類型的智能化牽引變電所。

3 智能化牽引變電所應用

在智慧電網的大背景下，隨著我國高速鐵路的全面發展，對牽引供電系統提出更高要求，新建智能化牽引變電所或既有牽引變電所智能化改造會加速推進，需要一批專業化的建設與管理隊伍，從體制機制、規范標準、基礎管理、運行實踐等方面創新，來保證智能化牽引變電所的推廣應用。

4 結語

智能化牽引變電所不可能一蹴而就，我們必須循序漸進的推進，需要在設備生產、施工建設、運營管理等各階段勇于創新、總結優化，構建各種系統的配置方案，突出安全性、可靠性、穩定性、實用性。

參考文獻

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