|
|
摘 要：随着电力技术的不断进步，变配电所自动化系统在铁路电力系统中得到广泛的应用，在各新建铁路供配电系统中均采用远方集中监视、控制的铁路10kV变配电所，既有铁路也在进行供配电系统的改造，各铁路电力施工企业在施工中必然会遇到变配电所自动化系统的施工及调试，本文阐述了铁路10kV变配电所自动化系统的应用情况，并对自动化系统的施工和调试作了简要说明。
关键词：铁路10kV变配电所；自动化；应用；施工
1 引言
随着中国经济的飞速发展，铁路正处在建设高峰期，目前全国各地有多条客运专线、城际轨道及地方铁路正在进行建设。各车站、区间的10kV供配电系统大部分采用自动化系统。作为铁路电力施工企业必然会参与铁路10kV变配电所自动化系统的施工及调试，有必要对铁路自动化系统的应用及铁路电力施工企业如何进行自动化系统的施工特别是调试进行阐述。
2 铁路10kV变配电所自动化系统应用
2.1.常规变配电所与自动化系统变配电所的区别
常规变配电所的一次系统主要由继电保护、就地监控、远动装置、录波装置所组成，并按各装置对应功能组织，相应有保护屏、控制屏、录波屏、中央信号屏等。每个设备的电流互感器的一次侧、断路器的跳合闸操作回路，都需要分别引到对应的屏上。对同一个一次设备，与之相应的各一次设备之间，保护与远动设备之间都有许多连线，所内电缆线路复杂。
变配电所自动化系统是将变配电所的一次设备经过功能的组合和优化设计，采用分布式的微机综合保护器及后台监控主机，代替常规的继电保护装置、测量和监视仪表、控制屏、中央信号系统和远动屏，实现对全变配电所的主要设备和输配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护等综合性的自动化功能。
2.2.铁路10kV变配电所自动化系统的组成
铁路10kV变配电所自动化系统包含了四个主要环节：配电网络、远动系统、通信系统、主站网络。主要功能如下：SCADA系统；电压/无功控制；保护的协调和控制；馈线控制为馈线开关和馈线重组；故障检出、定位、隔离和恢复供电；自动读表；负荷管理；网络设备自动化，故障指示器，RTU，通讯。
2.2.1.配电网络及一次设备
铁路配电网络主要包括10kV电力贯通线和自闭线、线路开关设备、用电点三部分组成。线路开关设备包括运动负荷开关、隔离开关、真空断路器、SF6断路器等。
2.2.2.远动系统及二次设备
铁路10kV变配电所自动化系统的远动主要实现FTU、TTU对线路开关、配电台区的监控和远动控制，其可靠性功能主要包括保护动作、环网控制、远方控制、就地手动等四方面。
2.2.3.通信方案及设备
铁路10kV变配电所自动化系统的通信包括主站对子站、主站对现场单元、子站对现场单元、子站之间、现场单元之间的通信等，其通信通道基本上由铁路沿途通信光缆提供通道，实现自动化系统对线路开关的远动控制。
2.2.4.主站网络与软件功能
铁路10kV变配电所自动化系统的主站功能包括SCADA实时监控、在线管理等，主站框架以P-P-C/S-B/S一体化架构，充分体现分布式网络管控一体的综合集成系统特点，计算机网络与软件平台技术充分体现功能与开放，提供与异构系统跨平台接口，与调度、负控等子系统实现无缝集成。
2.3变配电所实现综合自动化的优点
变配电所综合自动化系统与常规变配电所一次系统相比有以下优点:
各子系统如微机保护装置具有故障自诊断功能，在线运行的可靠性高，维护调试方便。
监视、测量、记录等工作都由计算机自动进行，运行人员对变配电所主要设备和各输、配电线路的运行工况和参数一目了然；同时自动化系统将采集的数据即时传送至调度中心，使调度中心及时掌握全管段内电力配电系统的运行情况，并进行调节和控制，实现实时远程监测、远动控制，提高了运行管理的自动化水平高。
自动化系统完整的数据采集、处理能力使得一旦变配电所出现故障，可快速提供事件分析的结果以及参考意见，运行人员能很快发现问题并及时处理。
3 铁路10kV变配电所自动化系统施工
对于铁路10kV变配电所自动化系统施工，各通信、控制线路的施工以及设备的安装与电力、通信专业传统施工工艺基本相同，为保证施工质量，应严格按照铁路施工规范以及其他国家标准进行施工。在这里，重点说明铁路10kV变配电所自动化系统的调试。
变配电所自动化系统调试按时间大致分为前期准备阶段、调试阶段、试运行阶段、调试收尾阶段。
3.1.前期准备阶段
首先对整个自动化系统设备进行全面的了解，包括自动化装置的安装方式、控制保护屏、公用屏、电度表屏、交流屏、直流屏的数量和主要功能；了解一次主结线，各间隔实际位置及运行状态；进行二次设备外观检查，主要有装置外观是否损坏，屏内元件是否完好，接线有无折断、脱落等；检查各屏电源接法是否准确无误，无误后对装置逐一上电，注意观察装置反应是否正确，然后根据软件组态查看、设置装置地址；连好各设备之间通讯线，调试至所有装置通讯正常，在后台机可观察装置上送数据。
3.2.调试阶段
这个阶段包括一次、二次系统的电缆连接、保护、监控等功能的全面校验和调试。
首先检查调试一次、二次系统的电缆连接，主要有以下内容：给直流屏控制电源、储能电源或合闸电源，合上装置电源开关和控制回路开关，手动逐一分合断路器，检查控制回路、断路器位置指示灯显示是否正确，反应是否正常；断路器本身信号和操动机构信号在后台机上的反映信号及报警音响是否正确；逐一拉合一次侧断路器、刀闸，查看后台机SOE事件名称、时间是否正确，断路器、刀闸状态显示是否正确；主变压器本体瓦斯、温度、压力等信号在后台机上显示的SOE事件名称、时间是否正确，主变压器分接头档位和调节分接头过程在后台机显示是否正确，变压器温度在后台机显示是否正确；发现信号不正确应及时切断电源，查找故障原因并予以纠正。
其次进行二次交流部分的检查：用升流器在一次侧对A、B、C三相分别加单相电流，对二次电流回路进行完整性检查；用升压器在一次侧对A、B、C三相分别加单相或用调压器在PT二次侧A、B、C三相分别加单相电压57V，观察该母线段所有保护、测量、计量电压回路应都有电压，其它母线段设备无电压，相别反映正确；万用表量电度表屏计度电压，查看装置面板、后台机电压显示值是否正确；加三相电压，用相序表测计度、测量、保护电压相序；启动PT切换功能，本电压等级一二段母线均应有正确电压显示，而其它母线段二次侧无电压。
然后进行直流系统保护功能的调试：对保护装置做试验，检验装置精度及传动断路器，在后台机上应报保护动作信息、开关变位信息和显示动作时刻数据。
监控部分功能的调试：遥控功能的检查，后台遥控断路器、主变压器分接头、电动刀闸应正确无误；按最终完整一次系统图纸做好监控一次系统图，详细核对开关、刀闸编号，PT、CT变比，将模拟量、脉冲量系数设置正确。系统图、网络图、棒图、实时报表、历史报表等图表应按要求进行设计、组态，做到完整准确。
打印功能的调试：打印功能及时准确，完整美观，符合运行管理要求。
声音报警功能：对断路器、刀闸等开关量、保护动作信息加声音报警功能。
通信通道测试：与智能直流屏、智能电度表、五防等装置的通讯应正确，功能正常发挥。
在远动功能的调试中，投运远动首先要和调度端协调以下技术内容：通道为模拟或数字方式；通讯方式为同步或异步；准确的通讯速率；如通道为模拟方式，调制解调器中心频率；调度端和本站站址；帧功能码；遥测量数量、顺序及名称，频率数据采用格式；遥信量数量、顺序及名称；遥控量数量、顺序及名称；电度量数量、顺序及名称；向调度端提供遥测、遥信、遥控、遥脉信息表。以上各项协调内容应与调度端完全一致，否则数据传送有误，严重时就不能进行通讯。
在调试过程中，对变电所上行信息和下行信息分别进行调试。上行信息包括调度端反映遥信量应正确，SOE量、遥信变位能正确捕捉，模拟量反映正确，电度量正确。下行信息有调度端遥控断路器、刀闸正确，遥调主变档位正确；需要调度端校时，校时正确。
调试的最后阶段是对整个自动化系统进行防雷抗干扰处理，并且各屏上标签框完整准确，任一元件应有明显标识。
3.3.试运行阶段详细观察系统的运行状态，及时发现存在的隐患
差动保护极性校验：主变压器带一定负荷之后，在监控后台机上调主（差动）保护装置采样值，将能看到某一时刻主变电流采样数据，可参看采样数据中的差流相数据的大小判断差动极性，也可通过对各相电流的波形分析差动极性。
带方向保护的方向校验：线路带一定负荷之后，在后台机上调采样值，通过观察同一时刻相电压与同相电流之间的电压电流数据分析。后台机显示电压、电流是否准确；后台机显示线路、主变各侧功率是否准确；后台机显示开关刀闸位置是否正确；后台电度数据是否正确；调度端显示遥测、遥信、遥脉数据是否正确。
3.4.调试收尾阶段
试运行结束后，针对试运行期间反映出的问题进行消缺处理。做好计算机监控软件的数据备份和变电所资料的整理交接。
4 结束语
随着通信和计算机技术的迅猛发展，变配电所自动化技术正朝着网络化、综合智能化、多媒体化的方向发展。随着铁路第六次大提速，铁路运行对电力供应的质量和可靠性提出了更高的要求，各车站通信、信号供电质量直接影响铁路行车安全，为有效保证供电的质量和可靠性，铁路电力施工企业在施工期间必须保证自动化系统的施工质量以及各项功能全部实现并可靠运行，并在实际操作过程中不断总结经验，根据具体情况，遵循科学、严谨的工作原则，用发展的眼光来进行变配电所自动化系统的施工，确保施工质量，保证铁路供配电系统安全、经济、优质地运行，保障铁路行车安全。
参考文献：
[1]丁书文等.变电站综合自动化原理及应用.中国电力出版社配电自动化技术综述.2000.
[2]何国平.变电所综合自动化系统的应用.中国电工技术协会电气技术.2007-S1 |
|
发表于 2022-2-27 19:47:43