智能化牵引变电所的技术与应用

彭强

摘要：本文结合智能电网和铁路牵引变电所的发展现状，深入分析智能化牵引变电所的关键技术，明确智能化牵引变电所的推广与应用是一个复杂的系统工程，需要一系列的新技术、新设备的支撑。

关键词：智能化；牵引变电所；技术；应用

引言

近年来随着我国电气化铁路的飞速发展，特别是高铁、城际、市域铁路规划建设的全面推进，一大批牵引变电所应运而生，结合着新技术、新工艺、新材料、新设备的发展与应用，牵引变电所的整体技术水平得以提升。然而相对于我国电力系统变电站的发展，铁路牵引变电所的各项工作还比较滞后，结构布置不合理、智能化水平不高、运营维护复杂等问题日益凸显，为适应智能电网的发展，开展智能化牵引变电所的技术推广与应用已迫在眉睫。

1 牵引变电所发展现状

虽然牵引变电所综合自动化系统经过十多年的发展，提高了变电所的整体运行可靠性，但由于保护装置是“一对一”独立配置，存在着二次接线复杂、硬件配置冗余、信息共享不实时、通信标准不统一、设备系统不兼容、整体联动性不足、投资造价大、运营维护成本高等问题。随着信息化技术、计算机技术、通信技术、电力电子技术、传感器技术的不断发展以及IEC61850标准的颁布实施，智能化变电所技术日益成熟，在标准制定、技术研发、工程设计、装备制造、施工建设、运营维护等方面取得重大突破，智能化牵引变电所将引领未来铁路牵引供电系统发展的趋势。

2 智能化牵引变电所技术

智能化变电所是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、所控层）构建，建立在IEC61850标准和通信规范基础上，能够实现所内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电所。在此基础上实现变电所运行操作自动化、变电所信息共享化、变电所分区统一管理、利用计算机仿真技术实现智能化电网调度和控制的基础单元。

通過学习借鉴国内外电力行业的相关规范和标准，结合电气化铁路牵引变电所的特点，智能化铁路牵引变电所技术主要表现在以下4各方面：

2.1 智能化设备

电子式互感器是由传感元件和数据处理单元组成的，根据罗哥夫斯基线圈原理，通过光纤供能的方式，对导线的电压/电流进行测量，二次输出为小电压数字信号，无需二次转换，可方便与数字式仪表和微机保护控制设备接口，实现计量、控制、测量、保护和数据传输的功能，且消除了传统电磁式电流互感器因二次开路、电压互感器二次短路给设备和人身安全带来的故障隐患。目前这方面技术比较成熟，优点越来越突出，实际应用较多。

对于变压器、隔离开关、断路器、高压组合电器、避雷器等其它高压设备的智能化而言，可以采用在传统高压设备上配置传感器和智能组件的方式来实现，在线自我监测、实时状态预报、故障自我诊断、信息交流互动、综合系统评估等高级应用功能都能得以展现。

2.2 集中式保护

集中式保护即采用一台服务器设备来完成全所主变保护、馈线保护等其它保护装置的工作，对所有的信息进行收集、分析、处理，解决保护动作不协调、失灵、误判、误动等常规保护缺陷，有效保证继电保护的灵敏性、选择性、高可靠性。从建设和运营的角度来看，既节约投资成本又便于日常维护和功能扩展。

2.3 系统性网络通信

智能化牵引变电所应配置层次分明、布局合理的通信网络，使其具备极高的可靠性安全性、电磁兼容性，实现设备运行信息（采样值和事件）的快速、准确、高效传递，从而保证变电所的安全、稳定运行。

2.4 通用型测试平台

智能化牵引变电所二次系统测试已从单一专业向多专业相互融合的方向发展，逐步拓展至通信、网络信息等方面，主要包括数字仿真建模、动态模拟、通信规约测试、网络信息安全、综合自动化等系统。我们可以通过物理设备、配置文件构建通用型系统级测试平台，实现智能化变电所在系统环境下多专业的闭环测试，在工程测试和运行事故反演与分析种都能得到应用，并逐步推广至各种类型的智能化牵引变电所。

3 智能化牵引变电所应用

在智慧电网的大背景下，随着我国高速铁路的全面发展，对牵引供电系统提出更高要求，新建智能化牵引变电所或既有牵引变电所智能化改造会加速推进，需要一批专业化的建设与管理队伍，从体制机制、规范标准、基础管理、运行实践等方面创新，来保证智能化牵引变电所的推广应用。

4 结语

智能化牵引变电所不可能一蹴而就，我们必须循序渐进的推进，需要在设备生产、施工建设、运营管理等各阶段勇于创新、总结优化，构建各种系统的配置方案，突出安全性、可靠性、稳定性、实用性。

参考文献

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