基于V B系統的牽引變電所智能模擬屏

趙慧利，李彥吉，劉天超

（北京鐵路局 石家莊供電段，河北石家莊050000）

基于V B系統的牽引變電所智能模擬屏

趙慧利，李彥吉，劉天超

（北京鐵路局 石家莊供電段，河北石家莊050000）

針對牽引變電所現有的模擬屏存在的故障率高、只能進行簡單形式模擬等問題，利用V B系統構建了牽引變電所智能模擬屏，簡述了其應用效果。

牽引變電所；模擬屏；V B；智能

中國鐵路總公司《牽引變電所運行檢修規程》［1］要求“牽引變電所控制室要有一次接線的模擬盤。模擬盤要能顯示斷路器和隔離開關的開、閉狀態”，“值班人員接受倒閘任務后，操作前要先在模擬盤上進行模擬操作，確認無誤后方可進行倒閘。”《鐵路電力安全工作規程》［2］也規定“倒閘作業前應按倒閘作業票記載的倒閘順序與模擬圖核對相符”。中國鐵路總公司《高速鐵路牽引變電所檢修規則》［3］也有類同普速鐵路的同樣條文。

從各類規程的要求可以看出，中國鐵路總公司對供電設備倒閘前進行模擬操作以確保設備運行安全是有嚴格規定的。也就是說，在牽引變電所、配電室必須配備所內設備一次接線模擬圖。

1　現狀調查

以北京鐵路局石家莊供電段為例，轄內牽引變電所配備的模擬盤有4種類型，數碼管結構、簡單開關結構、塑料膠條結構和馬賽克燈光結構。

京廣線（北京—廣州）牽引變電所普遍采用數碼管結構的模擬屏，該屏2009年10月投入使用、運行至今多個變電所出現數碼管不亮、位置開關失效等問題、甚至出現了黃粱夢等變電所全部停用模擬屏的現象，此類模擬屏造價3萬余元、現在完全恢復一臺正常使用的修理費用至少0.5萬元。

石太（石家莊—太原）線牽引變電所倒閘操作的模擬屏采用簡單的扳把開關結構，此類模擬屏結構簡單、造價低，并不能顯示母線的帶電狀態，僅作為形式上的模擬。

京廣線分區亭、開閉所使用的為工區用塑料膠條自行制作的模擬屏，用膠條的斷開與閉合模擬斷路器、隔離開關的分合，此類模擬屏往往使用很短的時間就會損壞。

邯長線（邯鄲—長治）牽引變電所采用馬賽克帶燈光顯示的結構、根據后臺機各開關的位置信號顯示具體的合分狀態，此類模擬屏僅具有顯示的功能、不能實現倒閘前的模擬功能，且造價高、一臺模擬盤約5萬元。京廣高速鐵路牽引變電所至今未配備模擬屏、不能滿足文獻［3］規程的要求，且值班人員在倒閘時只能在后臺機主接線圖上模擬、存在誤操作的安全隱患。

通過對北京、太原、鄭州鐵路局管內的各供電段的調查，發現情況類似，現階段使用的模擬屏均為上述結構，存在造價高、功能單一、維護困難等問題。

隨著計算機的普及，牽引變電所均配備計算機，本文就是研制可以在普通辦公上應用的基于V B系統的牽引變電所智能模擬屏，實現既有模擬盤的所有功能，同時增加根據開關分合時的閉鎖條件，在出現誤操作時、對操作人員進行警告提示等功能。

2　技術方案

按照我們熟知的電工設備圖形符號，勾畫牽引變電所主接線圖。隔離開關位置的合分以閉合或者打開標識。斷路器以紅色表示合位、白色表示分位、綠色表示強制狀態；母線以紅色表示帶電狀態、綠色表示停電狀態。對各線及各開關定義對象，設置兩個對應分與合的條件碼，掃描各開關狀態并將各開關狀態位置0（分位時）或置1（合位時），并將其保存為開關狀態碼。

根據各開關分合時連鎖條件、掃描用戶操作請求，當收到用戶對某開關操作請求時，將相應開關分合條件碼與狀態碼進行比較，條件滿足則將開關置相應位，并將相關線條置紅（帶電狀態）或置綠（不帶電狀態），不滿足條件則發出引起問題的提示信息并音響報警。

2.1閉鎖關系

將牽引變電所進線系統、主變壓器系統、饋線系統、并聯電容補償系統各斷路器、隔離開關的電氣閉鎖關系寫入各開關對象的分合閘條件中（見圖1）。出現違反閉鎖關系操作時、彈出窗口提示“非法操作，請檢查××開關位置”和相應的音響告警。例如，在1#饋線停送電時，2111隔離開關的分合閘條件是211斷路器處于分位，如若首先操作2111隔離開關，系統就會提示“非法操作，請檢查211開關位置”；2121D隔離開關的分合閘條件是212斷路器、2121隔離開關處于分位，操作2121D時若212斷路器處于合位，就會提示“非法操作，請檢查212開關位置”，此時分下212斷路器、但2121隔離開關處于合位，操作2121D時提示就會變為“非法操作，請檢查2121開關位置”；I回1#B直列運行時，101斷路器合位，此時要求102斷路器不能進行合閘、若操作102斷路器會提示“非法操作，請檢查101開關位置”。

圖1　程序流程圖

為了模擬設備檢修或者意外情況必須解除閉鎖的操作，專門設計了強制執行項、在彈出“是否強制執行”框時，選擇“是”后可將有閉鎖的開關強制分合閘（僅改變位置信號），選擇“否”返回到原狀態。

2.2母線顏色

母線帶電為紅色、不帶電為綠色，均以前方母線顏色和開關狀態為基礎進行推理；母線帶電顏色，必須保證其上級開關合位。單合某一開關、線條顏色不變。

為了符合值班人員的操作習慣，在進行進線隔離開關的地刀操作時，合1011D（1021D）時，彈出窗口“請確認進線已停電”，點擊“是”后合上1011D（1021D）、進線部分線段顯示停電狀態的綠色，點擊“否”返回原來狀態。

3　系統設計

3.1系統界面開發

（1）系統主窗體設計

在V B6.0開發軟件中新建一個標準窗體，利用軟件自帶的畫圖工具，在系統主窗口上畫出牽引變電所主接線圖。為模擬一次系統圖現場設備的分合狀態，把所有控件屬性顏色設置為不同狀態來表示。采用綠色（R G B00FF00）來表示不帶電狀態，采用紅色（R G B0000 FF）來表示帶電狀態，斷路器白色（R G B00000F）代表分閘狀態。在系統主界面的左上角添加了石家莊供電段企業標識。系統主窗體如圖2所示。

圖2　系統主窗體圖

（2）系統工具欄設計

系統工具欄設置為3塊：第1塊為文件菜單，功能有設置系統背景顏色和退出；第2塊為操作卡片選項；第3塊為幫助菜單，功能有系統的技術支持文件和版權。

文件菜單欄下面可以設置界面的背景顏色，考慮到與系統控件顏色的搭配情況，設計了4種顏色可以選擇，分別為淺綠、粉紅、灰色和黑色。系統打開界面默認背景顏色為黑色。

操作卡片包含有供電調度端保存的所有操作卡片，點擊某一個操作卡片就能顯示出開關的操作順序，做到邊核對、邊操作，省去了值班員拿操作卡片的麻煩。

技術支持文件菜單下有系統的幫助文件，主要是在模擬分合閘時各部分的閉鎖關系。版權所有菜單欄里包括了系統制作版本號、制作單位、應用范圍等內容。

（3）系統時間顯示模塊

系統設計時采用了軟件自帶的時間控件，加上標簽控件，可以在系統模擬運行時實時顯示系統當前時間。系統時間顯示模塊如圖2所示。

3.2后臺數據庫開發

（1）數據庫建立

為了實現智能模擬屏的記憶功能，對所操作的步驟進行保存，系統在后臺加了Access數據庫。模擬屏主要是操作開關，只要把所有開關狀態輸入到數據庫中，可以隨時讀寫，保存數據庫內容，就可以實現操作過程的保存，以便下次打開軟件時還是上次操作的結果。

在Access數據庫建立了一個名字為“開關狀態”的表，在表中建立了3個字段（列），第1個字段類型設置為數據型，存放所有開關的編號；第2個字段類型設置為布爾型，存放所有開關的狀態，閉合為“1”，斷開為“0”；第3個字段為文本型，存放備注。開關狀態表如圖3所示。

圖3　開關狀態表

（2）數據庫鏈接

為了使系統主界面里邊開關控件與后臺Access數據庫鏈接起來，在主界面里添加了V B6.0自帶的A dodc數據控件。在系統初始化時，添加訪問開關狀態數據表代碼。

4　結束語

牽引變電所智能模擬屏可以方便地安裝或者拷貝到變電所值班室電腦上。在倒閘操作前，值班員點擊屏幕上“牽引變電所智能模擬屏”圖標，即可對牽引變電所一次接線圖進行直觀的模擬操作，點擊相應開關就能實現開關的模擬分合閘，同時相應的母線也會隨之改變。

該應用軟件可在任何電腦上應用，完成了普通模擬屏的所有功能、又能防止誤操作倒閘。該模擬屏可作為《牽引變電所運行檢修規程》要求的“一次接線模擬盤”應用，日常可作為值班員熟悉倒閘操作、開關閉鎖關系的練習課件。

因牽引變電所運行方式的一致性，進線、主變壓器、饋線、電容等系統的閉鎖關系是一樣的，推廣應用時、可以方便地推廣到其他變、配電所應用。

2015年1月基于V B系統的牽引變電所智能模擬屏項目通過了北京鐵路局的技術驗收，并在京廣高速鐵路邯鄲東、邢臺東等4個牽引變電所推廣應用。

［1］ 鐵運〔1999〕101號.牽引變電所運行檢修規程［S］.北京：中國鐵道出版社，2012.

［2］ 鐵運〔1999〕103號.鐵路電力安全工作規程［S］.北京：中國鐵道出版社，2001.

［3］ 鐵總運〔2015〕50號.高速鐵路牽引變電所檢修規則［S］.

［4］ 喬平安.Visual Basic 6.0程序設計［M］.北京：人民郵電出版社，2013.

Traction Substation Intelligent Mimic Panel Based on V B

Z H A O H uili，LI Yanji，LIU Tianchao
（Shijiazhuang Section for Power Supply，Beijing Railway Bureau，Shijiazhuang 050000 H ebei，China）

A gainst the problems that the existing mimic panel of traction substation has high failure rate，high initialinvestment and high maintenance cost，can only take the form of analogue operation and so on，intelligent mimic panel based on V B system is established for traction substation，and the applied performances are described.

traction substation；mimic diagram；V B；intelligent

U224

A

10.3969/j.issn.1008-7842.2015.05.16

1008-7842（2015）05-0072-03

趙慧利（1971—）男，工程師（2015-04-01）