牽引變電所運行和檢修

孫寶磊

1 概述

隨著我國經濟建設節奏的加快，對安全、可靠、經濟的高速電氣化鐵道需求日益迫切。高速電氣化鐵道是一個系統工程，其中功能完備、配置合理、運作高效的高速電氣化鐵道牽引供電系統的運行檢修體系將直接影響經濟效益和運行效率。

2 牽引變電所運行和檢修體系的構想

2.1 建立綜合維護與維修管理體制

高速電氣化鐵道牽引變電所是一個專業性較強地系統工程，為保證其高效性，在維護維修過程中要切實做到有機地配合與協調，因此，綜合維護、維修管理體制的建立是十分必要的。

2.2 運行和檢修模式

根據牽引變電所的特點，其檢修模式為監視、檢查、測試、更換零部件，部分設備的中、小修。設備大修外委。根據多年的電氣化運營經驗，牽引變電所主變壓器、電流互感器、電壓互感器等一次設備故障率較低，而二次常動（如真空斷路器、控制保護測量元件等）設備發生故障的概率就相對較高。而其運行質量的高低，直接影響著牽引變電所的安全供電。因此不斷采用新工藝、新的檢修試驗方法，使其運行質量不斷提高，對于牽引變電所的供電可靠性及高速電氣化鐵道運輸有著非常重要的意義。

3 實現運行和檢修的機械化與標準化

機械化與標準化在一定程度上就代表高效率，在牽引變電所的運行和檢修中，充分實現機械化與標準化作業至關重要。檢修流程優化，不僅僅是對檢修工作過程進行梳理，而是對整個與檢修工作有關的工作進行統一的分析，運用科學的方法與手段，保證檢修質量，縮短整體工作時間，通過及時總結，不斷更新和完善檢修流程。檢修流程優化包括檢修計劃的制定與審核、停電申請與審批、停送電操作、檢修工作的準備、設備檢修過程等方面。

4 運行和檢修自動化聯網配置

引進先進技術、利用先進的自動化配套設施，將牽引變電所的運行和檢修自動化、合理地進行聯網配置。

4. 1 重視信息化與自動化建設

隨著電力體制改革的進一步深化，鐵路供電企業得到了迅速發展，越來越多供電所正積極開展變電所無人值班的實踐。變電所無人值班工作的實施，使供電部門提出的"減人增效"工作得以實現，取得了明顯的經濟效益和社會效益，提高了鐵路供電企業勞動生產率，促進了供電接觸網的安全穩定運行。對提高供電接觸的安全，經濟運行水平也起了積極的作用，從鐵路供電企業內部發展情況看，要實現企業的"創一流"110KV及以下變配電所亭必須實現綜合自動化變電所。無人值班變電所的實現可以加快推廣狀態檢修，使狀態檢修早日能夠代替現有的檢修模式。達到科技增效、減員增效的目的。

常規的二次系統中，各設備按功能配置，彼此之間相關性甚少，相互之間協調困難，需要值班人員比較多的干預，難于適應現代電網的控制要求。另外需要對設備進行定期的試驗和維修，即便如此，仍然存在設備故障很長時間不能發現，甚至這種定期檢修也可能引起新的問題。發生和出現由試驗人員過失引起的故障。

而無人值班變電所可以實現如下經濟效益：1.提高運行可靠性，由集控中心直接進行分析判斷并進行操作控制，可以統管全局，減少了人員誤操作和事故處理不當所造成的經濟損失。2.減少了運行值班人員，提高了勞動生產率，減少了運行的各項開支。3.降低了變電所的綜合投資，實現自動化，可大大減少變電所的建筑面積，減少二次電纜。4.促進了電力工業的科技進步，提供了整體管理水平。

4. 2 遙視系統在無人值守牽引變電所安全運行中的應用

隨著計算機技術、多媒體技術及通訊技術的迅猛發展，對于圖像、聲音等多媒體信號的數字化處理以及遠距離傳輸的技術已相當成熟，為無人值守牽引變電所實現遠程圖像監控系統（俗稱"遙視"）提供了技術支撐。鐵路供電部門大多已經實現了對遠程牽引變電所的遙測、遙信、遙控、遙調，即"四遙"功能，如果再將這一成熟的技術引入鐵路供電自動化系統，將使牽引變電所運行和維護更加安全和可靠，并可逐步實現鐵路供電系統的可視化監控和調度，使鐵路供電系統運行更為安全、可靠，此舉將成為鐵路供電系統的發展的必然趨勢。

牽引變電所的圖像監控系統，實際上是一個以多媒體技術為核心，涵蓋了工業控制、通訊、計算機網絡技術的較為復雜的綜合系統。主要用于牽引變電所的安全防范、環境狀況和對付自然災害等。將遙視系統用于無人值守的牽引變電所的另一個作用：就是對牽引變電所存在大量的常規表計和室內外設備，在調度端或集控站端可以對其進行直觀監視。過去由于沒有可視手段，對于表計的讀數以及設備外觀狀況無法進行觀測、比較以及校驗，同時系統具備集中性和遠程性（即一個監控中心至少同時管理十幾個甚至上百個牽引變電所，并且不受距離的限制）。遙視系統的存在，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工作。

4. 3 綜合自動化技術在牽引變電所中運行中的應用

京鄭線某變電所是北京局管內第一個進行綜合自動化改造的牽引變電所，改造工程于2005年10月分完成，并陸續投入使用。它主要有以下特點：

1.1 整個系統采用分層分布式結構，按照IEC61850變電通訊網絡和系統協議，變電所通信體系分為三層：變電所層、間隔層、設備層，變電所層主要包括通信管理機、當地監控機、顯示器、打印機。間隔層主要包括各個保護單元、監視控制單元，設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備。

1.2 站級通信管理機和間隔單元之間采用光纖以太網總線型拓撲結構、點對點通信方式，為了解決網絡媒體中數據包因碰撞而造成數據損毀的問題，采用CSMA/CD（載波監聽多路存取和沖突檢測）介質訪問控制方式的局域網技術；其特點是：當節點有報文要發送時先要監視信道，只有在信道空閑時才能發報。在發報過程中，仍對信道進行監聽，如發現有沖突，就發一個簡短的干擾碼，以加強沖突再停止發送，然后推遲一單位隨機時間繼續檢測信道；發報過程中如無沖突，在規定的時間內受到對方的肯定性回答，就結束這次通信，否則再檢測信道，重復以上過程。

1.3 通信管理機與后臺機的通信規約為CDT，該標準規定電網數據采集與監控系統中循環式遠動規約的功能、幀結構、信息字結構和傳輸規則等，適用于點對點的遠動通道結構及循環字節同步方式傳送信息的遠動設備與系統。CDT方式的主要特點是發送端按預定規約周期性不斷向調度端發送信息，主要缺點是完全不了解后臺監控主機的接受情況

5 結束語

高速電氣化鐵道牽引變電所運行和檢修體系的優良與否主要從以下三個方面來考慮：一是維修的可靠性，二是完成維修需要的時間，三是維修成本的高低，這三方面將直接關系到高速電氣化鐵道的運營效率和運營成本。因此在設計中應力爭前瞻性、系統化綜合考慮，通過借鑒國、內外有關高速電氣化鐵道運行和檢修的成功經驗，制定出適合我國國情的高速電氣化鐵道的運行和檢修體系。