王瑞鵬

摘要：在科學技術不斷升級優(yōu)化的背景下，我國充分重視基礎設施建設中的鐵路交通發(fā)展。為促進鐵路交通建設發(fā)展，牽引變電站自動化技術開始被應用到智能鐵路建設中?，F(xiàn)階段，我國鐵路牽引變電站自動化發(fā)展還存在一定不足，仍然需要不斷創(chuàng)新和改革。為此，本文從促進智能鐵路建設出發(fā)，探討鐵路智能牽引變電站自動化關鍵技術。

關鍵詞：鐵路;智能牽引變電站;自動化;關鍵技術

引言

隨著供電技術飛速發(fā)展，智能牽引變電站自動化技術受到人們廣泛關注。針對鐵路智能牽引變電站自動化，分析智能牽引變電站結構，探討各層配置方案，介紹智能牽引變電站自動化關鍵技術，分析應用方案，以期促進鐵路智能建設與發(fā)展。

一、智能牽引變電站自動化關鍵技術

1電子式互感器的可靠性

鐵路智能牽引變電站自動化技術中，電子式互感器的可靠性極其重要。在過程層配置中，電子式互感器突顯出了其環(huán)保、安全及輸配電系統(tǒng)智能化的優(yōu)勢，保證電子式互感器功能發(fā)揮的關鍵在于提高可靠性。為此，電子互感器的配置環(huán)節(jié)應該堅持以下原則。（1）電能計量設備、自動裝置設備和繼電保護設備必須達到最低要求，從而確?；A數(shù)據(jù)準確度。（2）采用2路獨立采樣系統(tǒng)進行配置，結合合并單元實現(xiàn)雙重化保護。（3）使用羅氏線圈電流互感器進行配置，充分保障測量精確度。（4）采取輔助措施，避免受到溫度、外磁場因素干擾。電子互感器技術主要采用有源式非光學電壓互感器進行電壓量的采集和傳輸。電子互感器的配置主要分為電流互感器和電壓互感器?？傮w來說，都采用電容分壓型電子式電壓互感器進行配置，配置過程中根據(jù)不同電壓，有35kV、220kV和500kV幾種母線線路配置方式。電子互感器工作狀態(tài)應該采用雙重化配置，在高壓側的CT上選擇合并單元MU1和MU2完成配置。針對低電壓等級，現(xiàn)階段采用電子式互感器技術的優(yōu)勢尚未突顯，而且間隔層設備電流和電壓信號無需共享操作，因此數(shù)字化后的電流、電壓傳輸則不必完全按IEC61850標準進行。同時，低電壓等級可使用常規(guī)互感器進行傳輸[1]。

2系統(tǒng)的網絡實時性要求

系統(tǒng)的網絡實時性對智能牽引變電站自動化影響較大，為此，IEC61850標準針對變電站自動化系統(tǒng)通信傳輸時間提出了要求，需結合鐵路智能牽引變電站自動化系統(tǒng)中的通信服務規(guī)定。系統(tǒng)的網絡實時性要求主要包括通信報文的7種類別，并根據(jù)通信報文性能劃分了相應級別。例如，快速報文類型，結合其跳閘及閉鎖操作，將其劃分為極快速和快速。明確變電站通信傳輸時間相關規(guī)定，能更加高效地制定鐵路牽引變電站通信網絡實時性能目標，設計出相應的分析評價量化標準，以此提高變電站自動化系統(tǒng)的實時性能。

3系統(tǒng)的網絡選型

針對間隔層為27.5kV的設備，選取傳輸方式時應該結合實際情況選擇電纜傳輸模擬信號的方式，以此滿足互感器與開關信息交換的需要。數(shù)據(jù)之間的相互干擾與影響是牽引變電站自動化技術中的關鍵問題，為此可以采用三網分離的策略避免數(shù)據(jù)之間的相互影響，包括監(jiān)控層、過程層以及模擬數(shù)據(jù)傳送網絡。其中監(jiān)控層網絡表現(xiàn)出數(shù)據(jù)量大、突發(fā)性強的特點，但在牽引變電站系統(tǒng)的實際應用中，該網絡實時數(shù)據(jù)傳輸標準不高，因此是三網分離的重要選擇之一。過程層主要采用GOOSE網絡進行設計，GOOSE網絡與監(jiān)控層網絡數(shù)據(jù)相比，具有突發(fā)性強的相同點，同時也存在較為明顯的區(qū)別，如傳輸量、傳輸要求都與監(jiān)控層網絡相反。過程層GOOSE網絡數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出周期性特點，且網絡數(shù)據(jù)傳輸要求安全、可靠、穩(wěn)定且實時。因此，三網分離策略的使用能提高牽引變電站自動化系統(tǒng)穩(wěn)定性及安全性能[2]。

4插值同步，不依賴于對時網絡

牽引變電站自動化系統(tǒng)中，存在插值同步，不需要依賴合并器的同步狀態(tài)。當間隔層設備采樣數(shù)據(jù)來源不同時，存在一定差別。當數(shù)據(jù)來源于多個電子式互感器合并器的情況下，應該采用IEC60044-8的傳輸延時固定協(xié)議。如果采樣值來自一個合并器，則采用IEC61850-0-1協(xié)議，利用插值同步的優(yōu)勢，達到同步多個合并器采樣值的目的。當牽引變電站自動化系統(tǒng)采用光纖傳輸網絡方式時，則應該以IEC60044-8協(xié)議作為點對點傳輸?shù)臉藴剩源藵M足傳輸延時的需要。當規(guī)約較為簡單時，再結合FPGA實現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄?？傮w來說，插值同步是各種方案配置的基礎，這種方式在保證變電站自動化運行可靠性的基礎上，不依賴于對時網絡，極大程度提高了鐵路智能牽引變電站自動化程度。

5智能變電站對時系統(tǒng)關鍵技術

通過變電站時鐘同步，可為故障分析、監(jiān)視控制及運行提供準確的時間依據(jù)。在智能變電站中，精確時鐘同步是電子式電流/電壓互感器、智能斷路器、合并單元、繼電保護、測控單元等智能設備正確工作的關鍵。智能變電站采用分布式采集，合并單元輸出的數(shù)字采樣信號中必須包含有時間信息。各合并單元輸出的電壓、電流信號必須嚴格同步，否則將直接影響保護動作的準確性，甚至失去同步時要推出相應保護，從整體來看，可以說時鐘同步是全智能變電站系統(tǒng)中的關鍵環(huán)節(jié)。

結束語

由此看來，鐵路智能牽引變電站自動化設計具有重要意義，要想促進鐵路建設，就應該將智能變電站引入到電氣化鐵路發(fā)展中去。深入了解智能變電站結構原理，以構建適合鐵路智能牽引變電站的構架為目的，科學利用智能牽引變電站自動化關鍵技術，合理配置方案，促進鐵路智能牽引變電站自動化發(fā)展。

參考文獻：

[1]王淼，熊列彬，陸艮峰.牽引供電系統(tǒng)繼電保護整定計算軟件研究[J].電氣化鐵道，2009（04）：12～14.

[2]周揚.鐵路智能牽引變電站自動化關鍵技術研究[J].設備管理與維修，2021（Z1）：145-146.

[3]趙英彬.高速鐵路智能牽引變電站自動化關鍵技術研究[J].通訊世界，2018（03）：251-252.

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