高翔

摘要：隨著科技水平的快速發(fā)展，要建立智能運維和安全保障體系，穩(wěn)步提升運維智能化和安全運行水平。軌道交通變電所的日常巡檢內(nèi)容包含設(shè)備的外觀（異響、異味、放電）、環(huán)境（溫濕度、異物進入、滲漏水）、設(shè)備運行方式、裝置運行情況、異常及故障信息等，其對軌道交通的供電安全意義重大。目前，變電所的巡視模式仍是傳統(tǒng)的人工巡視，工作量大且瑣碎，容易出現(xiàn)錯誤及遺漏，需巡檢設(shè)備的龐大規(guī)模與運維人員數(shù)量及能力嚴重不足的矛盾日益突出。因此有必要結(jié)合新型傳感、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，研究軌道交通變電所巡檢的數(shù)字化、智能化、遠程化、可視化相關(guān)技術(shù)，實現(xiàn)變電所的智能運維，提升變電所巡檢的質(zhì)量與效率，減少運維人員工作量。

關(guān)鍵詞：智能運維;全面感知;智能巡視;全景監(jiān)視

1城市軌道交通無功補償?shù)默F(xiàn)狀

城市軌道交通工程供電系統(tǒng)大多采用集中兩級供電系統(tǒng)，主要是110kV主變電所、沿線35kV牽引、降壓混合變電所組成，對其組成及負荷構(gòu)成進行分析，其無功補償需求主要由牽引負荷、變壓器及電纜、動力照明負荷組成。著重分析下動力及照明負荷：①需得到多個用電系統(tǒng)的協(xié)同支持，較典型的有通信系統(tǒng)、信號系統(tǒng)及照明系統(tǒng)等;②各用電系統(tǒng)的運行特性具有差異化的特點，開啟時間不盡相同，并且各自具備的功率因數(shù)也有所不同，跨度區(qū)間普遍為0.5～0.8，由此加大了控制難度，不利于精細化控制工作的開展;③動力照明中壓供電網(wǎng)絡(luò)存在較大的充電無功，用電低谷時期可能出現(xiàn)無功反送現(xiàn)象;④由于牽引供電系統(tǒng)與動力照明供電系統(tǒng)相對獨立，因此暫不設(shè)置無功補償裝置;⑤主變電所無功補償應(yīng)針對動力照明負荷供電系統(tǒng)采取無功補償措施。

2城市軌道交通變電所智能運維關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用

2.1智能巡視與聯(lián)動技術(shù)

聯(lián)合高清視頻攝像機、紅外熱成像攝像機、巡檢機器人等前端采集設(shè)備，實現(xiàn)變電站全天候全覆蓋遠程智能巡視。當(dāng)遙控開關(guān)預(yù)置時、發(fā)生變位信號時、遙測越限告警時、保護動作時、發(fā)生火警時等各種情況下，都可以觸發(fā)聯(lián)動，自動執(zhí)行巡視任務(wù)，由機器人或視頻進行復(fù)核。具體實現(xiàn)方式是，當(dāng)智能聯(lián)動微服務(wù)程序檢測到觸發(fā)聯(lián)動邏輯的信號時，自動執(zhí)行預(yù)設(shè)聯(lián)動策略，比如，檢測到火警信號時，可啟動火警特殊巡視任務(wù)，對發(fā)生火警的區(qū)域進行攝像頭監(jiān)控掃描，通過AI技術(shù)判斷是否真的發(fā)生了火情。對任務(wù)配置不同的觸發(fā)信號，即可實現(xiàn)對該任務(wù)的聯(lián)動觸發(fā)。

2.2光纖環(huán)網(wǎng)接線

城市軌道交通變電所自動化組網(wǎng)中，系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)采用光纖環(huán)網(wǎng)接線的目的，是為預(yù)防網(wǎng)絡(luò)體系中光纖網(wǎng)絡(luò)連接線斷裂時，對變電所內(nèi)部區(qū)域造成的安全隱患。此種組網(wǎng)結(jié)構(gòu)可有效防治某處故障對城市軌道交通整體電網(wǎng)的影響，有助于將網(wǎng)絡(luò)故障控制在冗余模式中。再者，光纖環(huán)網(wǎng)接線結(jié)構(gòu)，可幫助變電所通信系統(tǒng)核查光纜中的故障位置。具體指變電所光纜產(chǎn)生故障后，相關(guān)人員能夠利用環(huán)網(wǎng)交換機、冗余配置獲取相關(guān)運行數(shù)據(jù)，并且針對性排查故障點，保證變電所網(wǎng)絡(luò)運行的可靠性。另外，光纖環(huán)網(wǎng)接線這一組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，可將原有的自動實現(xiàn)拓撲改變，轉(zhuǎn)換到總線型，以維護電網(wǎng)穩(wěn)定性。變電站報文延時不能大于4ms，在現(xiàn)有自動化組網(wǎng)中，僅有少數(shù)品牌電網(wǎng)設(shè)備滿足該標(biāo)準(zhǔn)，進而導(dǎo)致環(huán)網(wǎng)接線成本較高。

2.3變電所中SVG的適應(yīng)性

需將考核點的PCC信號接入控制系統(tǒng)，SVG具備極為顯著的高效響應(yīng)特性，可實時跟蹤沖擊性負荷，掌握其在各時間段的具體波動情況，以便在此基礎(chǔ)上快速跟蹤補償，并且不會過補償。當(dāng)SVG裝置投入以后，所有的負荷無功都由SVG裝置提供，這時系統(tǒng)提供的無功為0，最大限度滿足功率因數(shù)補償要求，在補償容量足夠的情況下，110kV母線經(jīng)補償后其月平均功率因數(shù)大于等于0.95，且不過補償，完全達到快速補償負荷功率因數(shù)的目的。SVG裝置有恒無功控制方式、系統(tǒng)無功控制方式、負荷補償控制方式、電壓無功綜合控制方式及暫態(tài)電壓控制方式共5種運行方式，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況靈活選用補償方式來控制系統(tǒng)的功率因數(shù)。（1）恒無功控制方式：控制裝置輸出無功，可測量裝置跟蹤無功的階躍響應(yīng)速度，與此同時還可對其準(zhǔn)確性做出判斷。（2）系統(tǒng)無功控制方式：能夠全方位地控制系統(tǒng)側(cè)無功與系統(tǒng)側(cè)功率因數(shù)，可精確控制設(shè)定的系統(tǒng)無功或系統(tǒng)功率因數(shù)上限、下限或目標(biāo)值;對功率因數(shù)進行控制時，能夠控制其上限、下限及目標(biāo)值。（3）負荷補償控制方式：系統(tǒng)側(cè)電流自動調(diào)節(jié)裝置電流輸出，在該調(diào)控機制下，有助于提高電流的電能品質(zhì);并且，補基波無功、補負序和補諧波3項配置的可選擇機會較多，可根據(jù)實際情況任意做出選擇，以滿足需求。

2.4變壓器的容量選擇及確定

對于供電系統(tǒng)來講，變壓器的容量越大，那么在實際運行過程中，因變壓器運行所產(chǎn)生的能量損耗也就會越大。在供電系統(tǒng)運行時，本質(zhì)上變壓器的容量只需要滿足供電系統(tǒng)的正常運行就可以，并不需要安裝容量過大的變壓器。所以在進行變壓器容量確定的過程中，需要對整個供電系統(tǒng)的實際運行需求進行了解，然后在確定變電所位置以及使用途徑時，將變壓器的容量選擇進行科學(xué)的計算，保證既能夠滿足供電系統(tǒng)的實際運行需求，同時又不會產(chǎn)生額外的能源損耗。同時針對變壓器的節(jié)能降耗，還可以通過降壓變電所將變壓器當(dāng)中的電能變?yōu)榈蛪弘娔?，然后再面向該區(qū)域內(nèi)的所有低壓用電負荷進行電源的提供，對于降壓變電所的位置來講，基于節(jié)能和節(jié)省投資的考慮，要盡可能地與負荷中心進行靠近，降低線路上所產(chǎn)生的損耗以及線路鋪設(shè)所帶來的經(jīng)濟損失。

結(jié)語

確保在信息安全的前提下，推進變電所運維的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級，設(shè)備類型的多樣化特點，以及設(shè)備監(jiān)管需求的差異性，在變電所綜合自動化系統(tǒng)建立中需合理選擇實際組網(wǎng)方式，以保證組網(wǎng)設(shè)計后，設(shè)備能夠在分層控制中更為可靠、安全地運行，滿足系統(tǒng)穩(wěn)定運行要求。但是在城市軌道交通變電綜合自動化組網(wǎng)中，相關(guān)人員還應(yīng)針對性考察組網(wǎng)設(shè)備運用中的能耗問題，以完善城市軌道交通變電所運營管理體系。

參考文獻

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