孫寶磊

1 概述

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)節(jié)奏的加快，對(duì)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的高速電氣化鐵道需求日益迫切。高速電氣化鐵道是一個(gè)系統(tǒng)工程，其中功能完備、配置合理、運(yùn)作高效的高速電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)的運(yùn)行檢修體系將直接影響經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)行效率。

2 牽引變電所運(yùn)行和檢修體系的構(gòu)想

2.1 建立綜合維護(hù)與維修管理體制

高速電氣化鐵道牽引變電所是一個(gè)專業(yè)性較強(qiáng)地系統(tǒng)工程，為保證其高效性，在維護(hù)維修過程中要切實(shí)做到有機(jī)地配合與協(xié)調(diào)，因此，綜合維護(hù)、維修管理體制的建立是十分必要的。

2.2 運(yùn)行和檢修模式

根據(jù)牽引變電所的特點(diǎn)，其檢修模式為監(jiān)視、檢查、測(cè)試、更換零部件，部分設(shè)備的中、小修。設(shè)備大修外委。根據(jù)多年的電氣化運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，牽引變電所主變壓器、電流互感器、電壓互感器等一次設(shè)備故障率較低，而二次常動(dòng)（如真空斷路器、控制保護(hù)測(cè)量元件等）設(shè)備發(fā)生故障的概率就相對(duì)較高。而其運(yùn)行質(zhì)量的高低，直接影響著牽引變電所的安全供電。因此不斷采用新工藝、新的檢修試驗(yàn)方法，使其運(yùn)行質(zhì)量不斷提高，對(duì)于牽引變電所的供電可靠性及高速電氣化鐵道運(yùn)輸有著非常重要的意義。

3 實(shí)現(xiàn)運(yùn)行和檢修的機(jī)械化與標(biāo)準(zhǔn)化

機(jī)械化與標(biāo)準(zhǔn)化在一定程度上就代表高效率，在牽引變電所的運(yùn)行和檢修中，充分實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)至關(guān)重要。檢修流程優(yōu)化，不僅僅是對(duì)檢修工作過程進(jìn)行梳理，而是對(duì)整個(gè)與檢修工作有關(guān)的工作進(jìn)行統(tǒng)一的分析，運(yùn)用科學(xué)的方法與手段，保證檢修質(zhì)量，縮短整體工作時(shí)間，通過及時(shí)總結(jié)，不斷更新和完善檢修流程。檢修流程優(yōu)化包括檢修計(jì)劃的制定與審核、停電申請(qǐng)與審批、停送電操作、檢修工作的準(zhǔn)備、設(shè)備檢修過程等方面。

4 運(yùn)行和檢修自動(dòng)化聯(lián)網(wǎng)配置

引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)、利用先進(jìn)的自動(dòng)化配套設(shè)施，將牽引變電所的運(yùn)行和檢修自動(dòng)化、合理地進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)配置。

4. 1 重視信息化與自動(dòng)化建設(shè)

隨著電力體制改革的進(jìn)一步深化，鐵路供電企業(yè)得到了迅速發(fā)展，越來越多供電所正積極開展變電所無人值班的實(shí)踐。變電所無人值班工作的實(shí)施，使供電部門提出的"減人增效"工作得以實(shí)現(xiàn)，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，提高了鐵路供電企業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率，促進(jìn)了供電接觸網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)提高供電接觸的安全，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平也起了積極的作用，從鐵路供電企業(yè)內(nèi)部發(fā)展情況看，要實(shí)現(xiàn)企業(yè)的"創(chuàng)一流"110KV及以下變配電所亭必須實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化變電所。無人值班變電所的實(shí)現(xiàn)可以加快推廣狀態(tài)檢修，使?fàn)顟B(tài)檢修早日能夠代替現(xiàn)有的檢修模式。達(dá)到科技增效、減員增效的目的。

常規(guī)的二次系統(tǒng)中，各設(shè)備按功能配置，彼此之間相關(guān)性甚少，相互之間協(xié)調(diào)困難，需要值班人員比較多的干預(yù)，難于適應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)的控制要求。另外需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期的試驗(yàn)和維修，即便如此，仍然存在設(shè)備故障很長(zhǎng)時(shí)間不能發(fā)現(xiàn)，甚至這種定期檢修也可能引起新的問題。發(fā)生和出現(xiàn)由試驗(yàn)人員過失引起的故障。

而無人值班變電所可以實(shí)現(xiàn)如下經(jīng)濟(jì)效益：1.提高運(yùn)行可靠性，由集控中心直接進(jìn)行分析判斷并進(jìn)行操作控制，可以統(tǒng)管全局，減少了人員誤操作和事故處理不當(dāng)所造成的經(jīng)濟(jì)損失。2.減少了運(yùn)行值班人員，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少了運(yùn)行的各項(xiàng)開支。3.降低了變電所的綜合投資，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可大大減少變電所的建筑面積，減少二次電纜。4.促進(jìn)了電力工業(yè)的科技進(jìn)步，提供了整體管理水平。

4. 2 遙視系統(tǒng)在無人值守牽引變電所安全運(yùn)行中的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)及通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)于圖像、聲音等多媒體信號(hào)的數(shù)字化處理以及遠(yuǎn)距離傳輸?shù)募夹g(shù)已相當(dāng)成熟，為無人值守牽引變電所實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)（俗稱"遙視"）提供了技術(shù)支撐。鐵路供電部門大多已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)遠(yuǎn)程牽引變電所的遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)，即"四遙"功能，如果再將這一成熟的技術(shù)引入鐵路供電自動(dòng)化系統(tǒng)，將使?fàn)恳冸娝\(yùn)行和維護(hù)更加安全和可靠，并可逐步實(shí)現(xiàn)鐵路供電系統(tǒng)的可視化監(jiān)控和調(diào)度，使鐵路供電系統(tǒng)運(yùn)行更為安全、可靠，此舉將成為鐵路供電系統(tǒng)的發(fā)展的必然趨勢(shì)。

牽引變電所的圖像監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)際上是一個(gè)以多媒體技術(shù)為核心，涵蓋了工業(yè)控制、通訊、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的較為復(fù)雜的綜合系統(tǒng)。主要用于牽引變電所的安全防范、環(huán)境狀況和對(duì)付自然災(zāi)害等。將遙視系統(tǒng)用于無人值守的牽引變電所的另一個(gè)作用：就是對(duì)牽引變電所存在大量的常規(guī)表計(jì)和室內(nèi)外設(shè)備，在調(diào)度端或集控站端可以對(duì)其進(jìn)行直觀監(jiān)視。過去由于沒有可視手段，對(duì)于表計(jì)的讀數(shù)以及設(shè)備外觀狀況無法進(jìn)行觀測(cè)、比較以及校驗(yàn)，同時(shí)系統(tǒng)具備集中性和遠(yuǎn)程性（即一個(gè)監(jiān)控中心至少同時(shí)管理十幾個(gè)甚至上百個(gè)牽引變電所，并且不受距離的限制）。遙視系統(tǒng)的存在，將使上述工作成為可能。這些都有助于無人值守牽引變電所的安全生產(chǎn)工作。

4. 3 綜合自動(dòng)化技術(shù)在牽引變電所中運(yùn)行中的應(yīng)用

京鄭線某變電所是北京局管內(nèi)第一個(gè)進(jìn)行綜合自動(dòng)化改造的牽引變電所，改造工程于2005年10月分完成，并陸續(xù)投入使用。它主要有以下特點(diǎn)：

1.1 整個(gè)系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，按照IEC61850變電通訊網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)協(xié)議，變電所通信體系分為三層：變電所層、間隔層、設(shè)備層，變電所層主要包括通信管理機(jī)、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控機(jī)、顯示器、打印機(jī)。間隔層主要包括各個(gè)保護(hù)單元、監(jiān)視控制單元，設(shè)備層主要包括變壓器、斷路器、電流互感器、電壓互感器等一次設(shè)備。

1.2 站級(jí)通信管理機(jī)和間隔單元之間采用光纖以太網(wǎng)總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式，為了解決網(wǎng)絡(luò)媒體中數(shù)據(jù)包因碰撞而造成數(shù)據(jù)損毀的問題，采用CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路存取和沖突檢測(cè)）介質(zhì)訪問控制方式的局域網(wǎng)技術(shù)；其特點(diǎn)是：當(dāng)節(jié)點(diǎn)有報(bào)文要發(fā)送時(shí)先要監(jiān)視信道，只有在信道空閑時(shí)才能發(fā)報(bào)。在發(fā)報(bào)過程中，仍對(duì)信道進(jìn)行監(jiān)聽，如發(fā)現(xiàn)有沖突，就發(fā)一個(gè)簡(jiǎn)短的干擾碼，以加強(qiáng)沖突再停止發(fā)送，然后推遲一單位隨機(jī)時(shí)間繼續(xù)檢測(cè)信道；發(fā)報(bào)過程中如無沖突，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)受到對(duì)方的肯定性回答，就結(jié)束這次通信，否則再檢測(cè)信道，重復(fù)以上過程。

1.3 通信管理機(jī)與后臺(tái)機(jī)的通信規(guī)約為CDT，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)中循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約的功能、幀結(jié)構(gòu)、信息字結(jié)構(gòu)和傳輸規(guī)則等，適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的遠(yuǎn)動(dòng)通道結(jié)構(gòu)及循環(huán)字節(jié)同步方式傳送信息的遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備與系統(tǒng)。CDT方式的主要特點(diǎn)是發(fā)送端按預(yù)定規(guī)約周期性不斷向調(diào)度端發(fā)送信息，主要缺點(diǎn)是完全不了解后臺(tái)監(jiān)控主機(jī)的接受情況

5 結(jié)束語(yǔ)

高速電氣化鐵道牽引變電所運(yùn)行和檢修體系的優(yōu)良與否主要從以下三個(gè)方面來考慮：一是維修的可靠性，二是完成維修需要的時(shí)間，三是維修成本的高低，這三方面將直接關(guān)系到高速電氣化鐵道的運(yùn)營(yíng)效率和運(yùn)營(yíng)成本。因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)力爭(zhēng)前瞻性、系統(tǒng)化綜合考慮，通過借鑒國(guó)、內(nèi)外有關(guān)高速電氣化鐵道運(yùn)行和檢修的成功經(jīng)驗(yàn)，制定出適合我國(guó)國(guó)情的高速電氣化鐵道的運(yùn)行和檢修體系。