淺談鐵路牽引變電所自動(dòng)化操作

　　自動(dòng)化論文發(fā)表期刊推薦《中國(guó)工程科學(xué)》是中國(guó)工程院創(chuàng)辦并主管的學(xué)術(shù)期刊，全國(guó)政協(xié)副主席、中國(guó)工程院院長(zhǎng)、兩院院士宋健教授任編委會(huì)主任。《中國(guó)工程科學(xué)》辦刊的指導(dǎo)思想是 充分發(fā)揮中國(guó)工程院各學(xué)部全體院士和全國(guó)工程科技專家的積極性，面向中國(guó)和世界工程科技界，努力使之成為我國(guó)工程科技界最高水平的綜合性學(xué)術(shù)刊物�！吨袊�(guó) 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(duì)象。貫徹科教興國(guó)和科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力的根本方針；加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，發(fā)展高科技，推動(dòng)我國(guó)工程技術(shù)的發(fā)展，加強(qiáng)與國(guó)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(yáng)學(xué)術(shù)民主，繁榮科學(xué)技術(shù)，開(kāi)發(fā)利用信息資源，進(jìn)一步發(fā)揮中國(guó)工程院的咨詢作用。

　　摘要：隨著電氣化鐵路規(guī)模的擴(kuò)大和現(xiàn)代化水平的提高,對(duì)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(jì)性和可用性的要求越來(lái)越高。近年來(lái)，我國(guó)在鐵路牽引變電所的自動(dòng)化操作系統(tǒng)的理論研究和實(shí)際應(yīng)用方面有了很大的發(fā)展。加之引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)的鐵路牽引變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)我國(guó)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(dòng)化系統(tǒng)的概念、特點(diǎn)、不足以及相應(yīng)的對(duì)策措施等方面來(lái)談對(duì)于鐵路牽引變電所自動(dòng)化操作的一些思考。

　　關(guān)鍵詞：鐵路,牽引變電所,自動(dòng)化操作,綜合自動(dòng)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(shì)。而鐵路牽引變電所綜合自動(dòng)化操作技術(shù)對(duì)于鐵路供電系統(tǒng)的發(fā)展來(lái)說(shuō)，是一個(gè)巨大的飛躍。也是目前在供電系統(tǒng)領(lǐng)域里的一個(gè)前沿課題。十余年來(lái)，國(guó)內(nèi)外都對(duì)牽引變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)展了廣泛的討論、研究。隨著自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，牽引變電所綜合自動(dòng)化操作技術(shù)得到迅速發(fā)展。

　　一．牽引變電所綜合自動(dòng)化操作系統(tǒng)的概念及特點(diǎn)

　�。�1）.牽引變電所綜合自動(dòng)化操作系統(tǒng)的概念

　　牽引變電所綜合自動(dòng)化操作系統(tǒng)是集自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(dòng)化系統(tǒng)可以采集到比較齊全的數(shù)據(jù)和信息，同時(shí)，利用計(jì)算機(jī)的高速計(jì)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(yùn)行和操作。

　　牽引變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是將變電所的二次設(shè)備經(jīng)過(guò)功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)全變電所的主要設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、自動(dòng)控制和微機(jī)保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動(dòng)化功能。

　�。�2）.牽引變電所綜合自動(dòng)化操作系統(tǒng)的特點(diǎn)

　　1.綜合功能性強(qiáng)

　　牽引變電所綜合自動(dòng)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(jī)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(lái)構(gòu)建一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，使整個(gè)牽引變電所的監(jiān)測(cè)、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(dòng)化系統(tǒng)中，微機(jī)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(hào)系統(tǒng)等功能。遠(yuǎn)動(dòng)的RTU功能及電壓和無(wú)功補(bǔ)償自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。微機(jī)保護(hù)綜合了故障錄波、故障測(cè)距、小電流接地選線、自動(dòng)按頻率減負(fù)荷、自動(dòng)重合閘等自動(dòng)裝置功能。

　　2.運(yùn)行管理智能化

　　常規(guī)二次系統(tǒng)只能監(jiān)測(cè)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(dòng)化系統(tǒng)不僅監(jiān)測(cè)一次設(shè)備，還每時(shí)每刻檢測(cè)自己是否有故障，這當(dāng)充分體現(xiàn)了其職能化，實(shí)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(shí)掌控供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，及時(shí)快速的對(duì)遠(yuǎn)程故障做出迅速的反應(yīng)與判斷，并及時(shí)對(duì)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(dòng)化系統(tǒng)中的子系統(tǒng)都是按分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，每個(gè)子系統(tǒng)可能有多個(gè)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(gè)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(lái)組成，呈層層遞進(jìn)的布局模式。

　　二.牽引變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的不足

　　由于牽引變電所綜合自動(dòng)化操作技術(shù)在目前還屬于一項(xiàng)比較新的前沿課題，其理論研究和實(shí)際操作還不是十分成熟，特別是在國(guó)內(nèi)，對(duì)于這項(xiàng)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(dòng)化系統(tǒng)還存在一些缺點(diǎn)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(dòng)化系統(tǒng)的功能是應(yīng)該包括智能化的分析和預(yù)測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)、及時(shí)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(guó)的鐵路牽引變電所的自動(dòng)化系統(tǒng)在遠(yuǎn)程故障的預(yù)測(cè)、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(guó)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(dòng)化系統(tǒng)的研發(fā)上，不能把相關(guān)技術(shù)與實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，使得我國(guó)的變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在對(duì)遠(yuǎn)程終端和變電所的主控設(shè)備的自檢以及對(duì)系統(tǒng)運(yùn)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(dòng)化系統(tǒng)研發(fā)的前沿性和保密性，導(dǎo)致各個(gè)牽引變電綜合自動(dòng)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(dú)立和封閉的狀態(tài)。各個(gè)生產(chǎn)廠家相互之間缺乏應(yīng)有的信息溝通和交流。同時(shí)，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(jì)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(dú)立的系統(tǒng)

　　由于各個(gè)研發(fā)單位和生產(chǎn)廠家在系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)和制造上的相互獨(dú)立性和封閉性，導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備在技術(shù)上的不開(kāi)放性。而鐵路由于地域的封閉性導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)獨(dú)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(chǎng)上的設(shè)備沒(méi)有一個(gè)規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)，不利于牽引變電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品投入市場(chǎng)。

　　三．對(duì)牽引變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的建議

　　（1）.加強(qiáng)創(chuàng)新，推動(dòng)新的技術(shù)研發(fā)

　　改變過(guò)去獨(dú)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(qiáng)相關(guān)數(shù)據(jù)的共享，完善各個(gè)系統(tǒng)之間的配合，加強(qiáng)對(duì)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(yùn)用。有效利用專家系統(tǒng)等各種新技術(shù)來(lái)模擬各種可能的運(yùn)行狀態(tài)，并拓寬研發(fā)思路，開(kāi)發(fā)與之對(duì)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(shì)最顯著的運(yùn)行方式和最有效的故障確定和判斷方法。加強(qiáng)對(duì)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(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用。

　　（2）.加強(qiáng)系統(tǒng)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)

　　要改變現(xiàn)有的相對(duì)封閉和獨(dú)立的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，各個(gè)生產(chǎn)廠家要加強(qiáng)相互之間的交流與溝通，爭(zhēng)取早日達(dá)成一致，改變目前牽引變電綜合自動(dòng)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(gè)方面制約了鐵路牽引變電所綜合自動(dòng)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(dòng)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(chǎng)前景更廣闊。

　　結(jié)語(yǔ)：

　　總之，隨著自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，鐵路牽引變電所綜合自動(dòng)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(jì)的變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)投入運(yùn)行，展現(xiàn)了其極強(qiáng)的生命力，并成為我國(guó)牽引工業(yè)推行技術(shù)的重點(diǎn)之一。牽引變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)于我國(guó)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(guó)鐵路牽引變電所綜合自動(dòng)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(shí)，各個(gè)相關(guān)的研發(fā)機(jī)構(gòu)和設(shè)備、器材供應(yīng)商也要加強(qiáng)聯(lián)系和溝通，一起形成標(biāo)準(zhǔn)化的牽引變電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的市場(chǎng)。此外，，國(guó)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(guó)的牽引變電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)得到不斷的發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]譚秀炳.鐵路電力與牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2007

　　[2]張平、趙興東.我國(guó)高速鐵路牽引供電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)分析[J].鐵路技術(shù)創(chuàng)新,2011（1）：31-34

　　[3]安美霞.對(duì)鐵路牽引變電所自動(dòng)化操作的理性思考[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2010（5）：18-19

　　[4]邢紅霞.鐵路變配電所自動(dòng)化技術(shù)存在問(wèn)題的探討[J].貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008.02：240-242

　　[5]于紅.鐵路牽引供電系統(tǒng)綜合自動(dòng)化控制探析[J].中國(guó)集體經(jīng)濟(jì),2009,08：179