淺談鐵路牽引變電所自動化操作

 淺談鐵路牽引變電所自動化操作

　　自動化論文發(fā)表期刊推薦《中國工程科學(xué)》是中國工程院創(chuàng)辦并主管的學(xué)術(shù)期刊，全國政協(xié)副主席、中國工程院院長、兩院院士宋健教授任編委會主任�！吨袊�工程科學(xué)》辦刊的指導(dǎo)思想是 充分發(fā)揮中國工程院各學(xué)部全體院士和全國工程科技專家的積極性，面向中國和世界工程科技界，努力使之成為我國工程科技界最高水平的綜合性學(xué)術(shù)刊物�！吨袊� 工程科學(xué)》是傳播當(dāng)代最新工程技術(shù)信息，薈萃專家、學(xué)者創(chuàng)新精華，融百花為一園，集綜合為一體的學(xué)術(shù)期刊。它不但面向兩院院士和工程技術(shù)專家，更以廣大中 青年科技人員和高校師生為讀者對象。貫徹科教興國和科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力的根本方針；加強技術(shù)創(chuàng)新，發(fā)展高科技，推動我國工程技術(shù)的發(fā)展，加強與國際工程 科技界的聯(lián)系，促進(jìn)科技成果的工程化與產(chǎn)業(yè)化；發(fā)揚學(xué)術(shù)民主，繁榮科學(xué)技術(shù)，開發(fā)利用信息資源，進(jìn)一步發(fā)揮中國工程院的咨詢作用。

　　摘要：隨著電氣化鐵路規(guī)模的擴大和現(xiàn)代化水平的提高,對牽引變電所監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)的可靠性、安全行、經(jīng)濟性和可用性的要求越來越高。近年來，我國在鐵路牽引變電所的自動化操作系統(tǒng)的理論研究和實際應(yīng)用方面有了很大的發(fā)展。加之引進(jìn)了國外先進(jìn)的鐵路牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)，對我國鐵路供電系統(tǒng)發(fā)展的貢獻(xiàn)很大。本文主要從牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)的概念、特點、不足以及相應(yīng)的對策措施等方面來談對于鐵路牽引變電所自動化操作的一些思考。

　　關(guān)鍵詞：鐵路,牽引變電所,自動化操作,綜合自動化系統(tǒng)

　　前言：

　　在新科技革命浪潮的指引下，鐵路的電氣化發(fā)展也呈現(xiàn)出欣欣向榮的發(fā)展態(tài)勢。而鐵路牽引變電所綜合自動化操作技術(shù)對于鐵路供電系統(tǒng)的發(fā)展來說，是一個巨大的飛躍。也是目前在供電系統(tǒng)領(lǐng)域里的一個前沿課題。十余年來，國內(nèi)外都對牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)開展了廣泛的討論、研究。隨著自動化技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，牽引變電所綜合自動化操作技術(shù)得到迅速發(fā)展。

　　一．牽引變電所綜合自動化操作系統(tǒng)的概念及特點

　�。�1）.牽引變電所綜合自動化操作系統(tǒng)的概念

　　牽引變電所綜合自動化操作系統(tǒng)是集自動化技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)等高科技在變電所領(lǐng)域的綜合應(yīng)用。變電所綜合自動化系統(tǒng)可以采集到比較齊全的數(shù)據(jù)和信息，同時，利用計算機的高速計算能力和邏輯判斷能力，可以更快捷、更方便的監(jiān)視和控制變電所內(nèi)各種設(shè)備的運行和操作。

　　牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)是將變電所的二次設(shè)備經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計，利用先進(jìn)的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)等，實現(xiàn)對全變電所的主要設(shè)備的自動監(jiān)視、測量、自動控制和微機保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。

　�。�2）.牽引變電所綜合自動化操作系統(tǒng)的特點

　　1.綜合功能性強

　　牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)是建立在RTU即遠(yuǎn)程終端裝置和相互分散的各套微機控制與保護(hù)裝置的基礎(chǔ)之上，再利用高傳輸速度和高可靠度的高速光纖網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)建一個完整的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，使整個牽引變電所的監(jiān)測、保護(hù)、通信以及控制能完成在同一套系統(tǒng)之中。在綜合自動化系統(tǒng)中，微機監(jiān)控系統(tǒng)綜合了變電所的儀表屏、操作屏、模擬屏、變送器屏、中央信號系統(tǒng)等功能。遠(yuǎn)動的RTU功能及電壓和無功補償自動調(diào)節(jié)功能。微機保護(hù)綜合了故障錄波、故障測距、小電流接地選線、自動按頻率減負(fù)荷、自動重合閘等自動裝置功能。

　　2.運行管理智能化

　　常規(guī)二次系統(tǒng)只能監(jiān)測一次設(shè)備，而本身的故障必須靠維護(hù)人員去檢查，去發(fā)現(xiàn)。綜合自動化系統(tǒng)不僅監(jiān)測一次設(shè)備，還每時每刻檢測自己是否有故障，這當(dāng)充分體現(xiàn)了其職能化，實現(xiàn)了常規(guī)保護(hù)裝置與調(diào)度中心的通信�？墒贡O(jiān)控指揮中心隨時掌控供電系統(tǒng)的運行狀況，及時快速的對遠(yuǎn)程故障做出迅速的反應(yīng)與判斷，并及時對故障予以解除。

　　3.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分布、分層化

　　牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)中的子系統(tǒng)都是按分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計的，每個子系統(tǒng)可能有多個CPU（中央處理器）分別完成不同的功能。此外，按照變電所物理位置和各個子系統(tǒng)功能分工的不同，其總體結(jié)構(gòu)又按分層原則來組成，呈層層遞進(jìn)的布局模式。

　　二.牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)的不足

　　由于牽引變電所綜合自動化操作技術(shù)在目前還屬于一項比較新的前沿課題，其理論研究和實際操作還不是十分成熟，特別是在國內(nèi)，對于這項技術(shù)的研究和使用還處在探索發(fā)展階段。因此，牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)還存在一些缺點是需要加以改進(jìn)的。

　�。�1）.系統(tǒng)功能的智能化和監(jiān)控不足

　　一套完整的牽引變電所自動化系統(tǒng)的功能是應(yīng)該包括智能化的分析和預(yù)測相關(guān)數(shù)據(jù)、及時的調(diào)度功能以及快速的智能反應(yīng)功能等。但是，當(dāng)前我國的鐵路牽引變電所的自動化系統(tǒng)在遠(yuǎn)程故障的預(yù)測、相關(guān)數(shù)據(jù)的分析、系統(tǒng)輔助以及優(yōu)化調(diào)度等功能上都還有所欠缺。而由于我國目前在牽引變電相關(guān)研究行業(yè)還缺乏足夠的技術(shù)人才，在鐵路牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)的研發(fā)上，不能把相關(guān)技術(shù)與實際操作經(jīng)驗相結(jié)合，使得我國的變電所綜合自動化系統(tǒng)在對遠(yuǎn)程終端和變電所的主控設(shè)備的自檢以及對系統(tǒng)運行狀態(tài)的監(jiān)視上還達(dá)不到世界先進(jìn)的技術(shù)水平。

　　（2）.系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化不足

　　而由于牽引變電所自動化系統(tǒng)研發(fā)的前沿性和保密性，導(dǎo)致各個牽引變電綜合自動化系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范上都處于各自獨立和封閉的狀態(tài)。各個生產(chǎn)廠家相互之間缺乏應(yīng)有的信息溝通和交流。同時，由于研發(fā)單位和廠家的差異，導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備在材料配件、電路設(shè)置、工藝流程以及主要軟件的設(shè)計上都有較大的差異，而由此導(dǎo)致設(shè)備的質(zhì)量也存在相應(yīng)的差異。

　�。�3）.封閉、獨立的系統(tǒng)

　　由于各個研發(fā)單位和生產(chǎn)廠家在系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計和制造上的相互獨立性和封閉性，導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備在技術(shù)上的不開放性。而鐵路由于地域的封閉性導(dǎo)致整個系統(tǒng)獨立且封閉。造成在通信協(xié)議、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)等方面的不一致。在市場上的設(shè)備沒有一個規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)，不利于牽引變電綜合自動化系統(tǒng)的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品投入市場。

　　三．對牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)的建議

　�。�1）.加強創(chuàng)新，推動新的技術(shù)研發(fā)

　　改變過去獨立、封閉的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，將網(wǎng)絡(luò)體系的格局?jǐn)U展，加強相關(guān)數(shù)據(jù)的共享，完善各個系統(tǒng)之間的配合，加強對多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及圖形編輯技術(shù)的運用。有效利用專家系統(tǒng)等各種新技術(shù)來模擬各種可能的運行狀態(tài)，并拓寬研發(fā)思路，開發(fā)與之對應(yīng)的輔助調(diào)度軟體，再輔之以有效的決策管理軟件，由專家系統(tǒng)和調(diào)度中心根據(jù)相應(yīng)的情況推理出優(yōu)勢最顯著的運行方式和最有效的故障確定和判斷方法。加強對象技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及操作技術(shù)在鐵路牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用。

　�。�2）.加強系統(tǒng)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)

　　要改變現(xiàn)有的相對封閉和獨立的競爭環(huán)境，各個生產(chǎn)廠家要加強相互之間的交流與溝通，爭取早日達(dá)成一致，改變目前牽引變電綜合自動化系統(tǒng)在技術(shù)上的封閉性、在相關(guān)功能要求上的不統(tǒng)一性、在通信協(xié)議以及設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)上的不一致性的等。而這些因素都從各個方面制約了鐵路牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)技術(shù)的良性發(fā)展。而只有按照一定的專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和達(dá)成一致性的技術(shù)規(guī)范，使?fàn)恳�變電綜合自動化系統(tǒng)的技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)品生產(chǎn)有了一致的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，才能使該產(chǎn)品的市場前景更廣闊。

　　結(jié)語：

　　總之，隨著自動化技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，鐵路牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)技術(shù)得到迅速發(fā)展。有很多按新概念、新原理設(shè)計的變電所綜合自動化系統(tǒng)投入運行，展現(xiàn)了其極強的生命力，并成為我國牽引工業(yè)推行技術(shù)的重點之一。牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)對于我國鐵路供電事業(yè)的發(fā)展具有非常重要的作用。必須把我國鐵路牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)按照標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、規(guī)范化的方向發(fā)展。同時，各個相關(guān)的研發(fā)機構(gòu)和設(shè)備、器材供應(yīng)商也要加強聯(lián)系和溝通，一起形成標(biāo)準(zhǔn)化的牽引變電綜合自動化系統(tǒng)的市場。此外，，國家要大力培養(yǎng)在牽引變電領(lǐng)域里的技術(shù)人才，使我國的牽引變電綜合自動化系統(tǒng)得到不斷的發(fā)展。

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