安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

 

【摘要】本文針對電氣化鐵路牽引變電所二次設(shè)備運維現(xiàn)狀，分析了基于現(xiàn)狀可采取的運維智能化改進措施，對未來基于智能牽引變電所的二次設(shè)備智能運維發(fā)展方向進行展望，為牽引變電所二次設(shè)備智能運維研究提供思路。同時引入安科瑞變電所運維云平臺，平臺關(guān)注解決智能運維相關(guān)難題,運用物聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù),開發(fā)了一套對變配電站進行智能化運維管理的系統(tǒng),其對變配電站的電氣設(shè)備、環(huán)境狀況進行不間斷的智能監(jiān)控與故障預(yù)警,，實現(xiàn)在線監(jiān)測、遠程管理、用能分析、運維調(diào)度、聯(lián)動控制和月度報告等功能，為用戶提供變配電站智能化運維管理系統(tǒng)方案。

 

【關(guān)鍵詞】牽引變電所；智能運維；云平臺；二次設(shè)備；

 

       近幾年，我國高速鐵路發(fā)展迅速，在鐵路發(fā)展速度及在建規(guī)模、系統(tǒng)技術(shù)性、運營里程、運營速度等方面均在發(fā)展。高鐵的發(fā)展為人們的出行提供了便利，但如此大規(guī)模的高速鐵路網(wǎng)也對牽引供電系統(tǒng)及可靠性提出了更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。牽引變電所作為動車組運行的動力源，其供電系統(tǒng)的可靠對整個高鐵系統(tǒng)的可靠運行至關(guān)重要。牽引變電所的二次設(shè)備主要用于保障牽引供電系統(tǒng)可靠運行，包括：繼電保護裝置、變壓器二次回路、電流互感器二次回路、故障錄波系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、二次絕緣監(jiān)控等，其主要功能是保護、測量、 監(jiān)測和控制一次設(shè)備。在一次設(shè)備發(fā)生故障或其他異常運行情況時，二次設(shè)備保護一次設(shè)備的運行，并迅速或隔離故障。如果無法及時監(jiān)測到二次設(shè)備的故障，一次系統(tǒng)發(fā)生故障時將無法及時有效地對其進行保護，給一次設(shè)備的運行帶來威脅，影響牽引供電系統(tǒng)運行的可靠性。此外，如果二次設(shè)備本身出現(xiàn)故障，可能引起保護誤動作等問題，中斷一次設(shè)備的正常運行，也將影響整個牽引供電系統(tǒng)的可靠性。為此，電力行業(yè)在智能變電所方向不斷探究，漸漸推出很多針對智能變電站二次設(shè)備運維的研究成果，運維技術(shù)與建設(shè)方案。

 

       智能牽引變電所即將在高速鐵路普及，其二次設(shè)備的智能運維研究已勢在必行。對于智能牽引變電所，獨立的運維管理平臺的設(shè)置不能缺少。對于智能二次設(shè)備，可采用在線監(jiān)測設(shè)備，通過在線監(jiān)測設(shè)備采集二次設(shè)備的運行狀態(tài)信息，并將信息發(fā)送至變電所調(diào)度區(qū)。 智能牽引變電所二次系統(tǒng)監(jiān)測對象包括現(xiàn)場采集網(wǎng)絡(luò)配置和設(shè)備實時數(shù)據(jù)監(jiān)測，現(xiàn)場采集網(wǎng)絡(luò)配置信息包括智能電子設(shè)備配置信息及二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置信息等，設(shè)備實時數(shù)據(jù)監(jiān)測是在二次設(shè)備運行過程中實時采集獲得的數(shù)據(jù)。智能網(wǎng)關(guān)即可實現(xiàn)上述功能。在規(guī)定時間段內(nèi)，若二次設(shè)備的某項運行狀態(tài)指標(biāo)處于非正常范圍，則表明該設(shè)備處于不健康運行狀態(tài)，由于二次設(shè)備的冗余設(shè)計，設(shè)備未出現(xiàn)故障情況，但在線監(jiān)測系統(tǒng)仍會發(fā)出告警。若工作人員能夠及時對告警設(shè)備進行維護，將大大降低二次系統(tǒng)設(shè)備的故障率。通過在線監(jiān)測設(shè)備對二次系統(tǒng)設(shè)備進行狀態(tài)評估，針對非健康運行設(shè)備進行維護，不僅能夠提高二次系統(tǒng)運行的可靠性，也將提高工作人員的檢修效率。 除了現(xiàn)場配置配電環(huán)境的智能化， 軟件方面也可借鑒電力行業(yè)的研究成果，包括二次回路的可視化、網(wǎng)絡(luò)報文解析、臺賬檔案管理等，這些基于數(shù)字化變電站的二次回路運維手段已經(jīng)成熟，且與于同樣基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的智能牽引變電所通用。

 

       AcrelCloud-1000變電所運維云平臺，利用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、云計算、大數(shù)據(jù)分析等多種信息化手段和綜合管理策略為用戶提供的變電所線上線下運維監(jiān)控服務(wù)。

       平臺使用高算力邊緣計算網(wǎng)關(guān)將智能儀表與傳感器采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化處理后以有線/無線的網(wǎng)絡(luò)傳輸模式上傳到云服務(wù)器統(tǒng)一存儲。通過平臺提供的電能實時監(jiān)測、用能情況分析、設(shè)備精益管理、任務(wù)運維調(diào)度、月度報表展示、環(huán)境視頻監(jiān)控等功能，可協(xié)助用戶達到分析變電所運行環(huán)境、減少故障停電時間、保障電網(wǎng)穩(wěn)定供電與設(shè)備運行的目的。

       AcrelCloud-1000變電所運維平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)如下：