基于SCADA系統的鐵路電力箱變智能化管理方式研究

段天云 梅杰

摘要：高速鐵路新時代到來帶來著巨大的發展與變遷，新技術、新設備大量融入到生產作業中，從工區日常運行維護的角度出發，探索和思考智能化箱變進一步發展和完善，為電力設備管理提供有效支持。

關鍵詞：箱式變電站;智能化

引言

回望十余年的時間里，我國的高速鐵路發展進程正迅猛地前進。在高鐵發展取得顯著成效的同時，對于高鐵電力系統也有更高的要求。這其中高鐵電力遠動箱變承載著高鐵信號通信電源供應的重要支柱，需要作為電力線路工我們一絲不茍的工作精神。

高鐵電力班組作為電力運行、檢修的最前沿，通過結合日常生產作業和應急處置中，發現箱變維護工作中存在的一些“彎路”，對維護保養工作的快速有效地開展作出思考和建議，供為運行維護的參考。

1高鐵電力遠動箱變構造

1.1箱變主體構造

箱變是鐵路電力系統中高壓環網開關設備、變壓器、低壓配電柜及遠動系統集成一體的成套配電設備。各柜體氣室獨立并實現有效隔離，從而能夠使一貫、綜貫兩側設備獨立運行。

1.2箱變運行維護的重點工作分析

從整體上看，高鐵箱變維護工作量較小，從具體可能故障點結合現場實際分析，有利于我們把握好日常維護管理重點。

高壓環網柜、變壓器具有較好的可靠性，運行維護工作相對簡單。現今高速鐵路使用高壓柜一般都采用高壓母線及帶電設備全部封閉在SF6氣體柜內，正常運行條件下，抗外界環境因素干擾能力強。在工區日常運行檢修過程中，在觀測檢查SF6氣壓表正常以確定無泄漏的情況下，高壓氣室免維護，在分合閘功能完好情況下基本實現免維護。而變壓器多采用免維護、可靠性高的干式變壓器，在日常運行檢修過程中，故障率較低。

低壓配電柜及遠動系統模塊較多，例如低壓開關、儀表、UPS、雙電源切換裝置及RTU模塊等故障點。這其中RTU模塊、UPS為常發故障點，工區日常每月巡視工作都會針對RTU、UPS功能進行觀測，確認功能正常。在日常維護保養工作中，除了箱體本身模塊損壞的情況外，遙測越限報警的情況也經常發生。

2高鐵電力遠動箱變運行維護及問題

2.1箱體內部紙質資料有限

箱變一般張貼設備資料為紙質，資料往往顯示能力有限。一般箱變僅僅張貼箱變總體系統圖，對于低壓二次側接線圖紙常常缺少，即便存在也常有遺漏，資料保存和調閱存在困難。當箱變遙信信息采集問題時尤為重要，例如發生雙電源行程開關接觸不良情況時，需要對二次遙信采集小線端子號進行調閱，通過試驗行程開關卡扣及端子線通斷，排查故障問題。

2.2箱變內部UPS故障頻發

合杭高鐵管內箱變使用UPS的48臺，開通一年內已發生UPS故障8臺，占總數16.7%。高鐵UPS從結構上看，主要有分體式和一體式兩種。其中一體式UPS故障多為內部線路故障，需要進行整體更換，而分體式UPS由于外接蓄電池，常常故障原因為蓄電池組漏液造成。從UPS結構不同分析來看，合杭高鐵箱變48臺UPS中有13臺一體式、35臺分體式，其中故障UPS分別為5臺和3臺。通過故障率比對，一體式UPS故障率明顯高于分體式。

2.3箱變作業涉及有限空間作業

目前巡視檢查作業可以目測，但是檢修作業必然涉及到有限空間作業。對于日常箱變內部積水情況，可以采用延伸排水管進行排水作業，但是在檢修作業時往往涉及到電纜井內部作業。

3高鐵電力遠動箱變在運行維護過程中探索運用新技術

3.1加入箱變基礎電力設備資料電子化

日前，高鐵電力工區普遍運用地圖app自行記錄箱變位置，建議將位置信息開放導航功能。箱變二次接線圖紙復雜，建議在生產系統開通附件附屬功能，實現技術履歷資料實時調閱。對于常用技術履歷資料、復試系統正常運行狀態等資料能夠保存，便于隨時調閱幫助應急處置工作。

3.2建議采用“UPS換電”模式替代現場充放電

根據《箱變巡查巡視記錄》中巡視項點要求，RTU柜需每半年對UPS電池進行一次放電（用電池工作2小時）。在日常巡視過程中，白天每月帶電巡視每一處箱變巡視時間大約為10-15分鐘，夜間每年結合檢修停電巡視每一處箱變檢修時間約為30分鐘。在結合日常生產作業中，現場對電池充放電效率低下，一個工作日可能只能完成3-4組UPS的充放電工作。

根據日常電池使用經驗和廠商宣傳，電池一般以額定容量80%為分界點，及時有效完成UPS充放電有利于延長電池壽命。建議配備UPS電池容量檢測裝置，在日常檢查中定期對檢查，排查電池容量低于額定值80%的，為UPS可靠供電提供保障性。

3.3實現有限空間氣體檢測與報警功能

目前箱變內部安裝有溫度、濕度及煙霧報警器各類傳感報警裝置，建議增加有毒氣體傳感器，服務于有限空間作業把控。在箱變底部向下安裝有毒氣體及氧氣檢測傳感器，作業前能夠為作業人員提供安全風險參考。日常檢修作業涉及有限空間作業，安全風險可以增加一處從設備層面的安全把控。

3.4加入電力復試系統在手持端的應用

在日常運行維護和應急處置中，現場作業人員在檢查過程中無法實時觀測到箱變遙信數據，希望能夠在通信手持端加入復視遙信數據。現階段，通信網絡已經覆蓋極為全面，無論是鐵路通信還是公網使用，都具有傳播速度快、信息傳遞準確的特點。將箱變遙信信息加入到手持端，能夠更有效地滿足現場作業人員對于設備狀態的掌握，便于遠方對設備的分析解決和準備工作，提高設備問題處置和巡檢維護的效率。

4?結語

針對現階段高鐵電力遠動箱變在一線班組層面的運行維護管理，結合段成熟運用的生產管理系統，對生產作業便捷性和安全風險控制進行思考和探索。隨著高鐵新技術的不斷發展，在更完善的規則制度和更先進的科技輔佐下，如何高效率的完成設備運維和應急處置，這是我作為一線生產作業人員需要不斷去探索和發現的。同時，提高自身業務技能水平，實現班組管內設備質量及管理水平不斷提升，也是高鐵電力工區應有的責任擔當。

參考文獻

[1]鐵總運[2015]91號：《鐵路電力遠動箱式變電站暫行技術條件》-TJ/GD016-2015

[2]張延聰?.UPS?電源蓄電池的正確使用與維護[J].煤炭科技，2006（3）：31-32.