安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

 

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

 

【關(guān)鍵詞】牽引變電所；智能運(yùn)維；云平臺(tái)；二次設(shè)備；

 

       近幾年，我國(guó)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(yùn)營(yíng)里程、運(yùn)營(yíng)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(duì)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(dòng)車組運(yùn)行的動(dòng)力源，其供電系統(tǒng)的可靠對(duì)整個(gè)高鐵系統(tǒng)的可靠運(yùn)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(yùn)行，包括：繼電保護(hù)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(hù)、測(cè)量、 監(jiān)測(cè)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(yùn)行情況時(shí)，二次設(shè)備保護(hù)一次設(shè)備的運(yùn)行，并迅速或隔離故障。如果無法及時(shí)監(jiān)測(cè)到二次設(shè)備的故障，一次系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)將無法及時(shí)有效地對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，給一次設(shè)備的運(yùn)行帶來威脅，影響牽引供電系統(tǒng)運(yùn)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(hù)誤動(dòng)作等問題，中斷一次設(shè)備的正常運(yùn)行，也將影響整個(gè)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(duì)智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維的研究成果，運(yùn)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(yùn)維研究已勢(shì)在必行。對(duì)于智能牽引變電所，獨(dú)立的運(yùn)維管理平臺(tái)的設(shè)置不能缺少。對(duì)于智能二次設(shè)備，可采用在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，通過在線監(jiān)測(cè)設(shè)備采集二次設(shè)備的運(yùn)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(cè)對(duì)象包括現(xiàn)場(chǎng)采集網(wǎng)絡(luò)配置和設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)是在二次設(shè)備運(yùn)行過程中實(shí)時(shí)采集獲得的數(shù)據(jù)。智能網(wǎng)關(guān)即可實(shí)現(xiàn)上述功能。在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)，若二次設(shè)備的某項(xiàng)運(yùn)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(yùn)行狀態(tài)，由于二次設(shè)備的冗余設(shè)計(jì)，設(shè)備未出現(xiàn)故障情況，但在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)仍會(huì)發(fā)出告警。若工作人員能夠及時(shí)對(duì)告警設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，將大大降低二次系統(tǒng)設(shè)備的故障率。通過在線監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)二次系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估，針對(duì)非健康運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，不僅能夠提高二次系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，也將提高工作人員的檢修效率。 除了現(xiàn)場(chǎng)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(bào)文解析、臺(tái)賬檔案管理等，這些基于數(shù)字化變電站的二次回路運(yùn)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(yùn)維云平臺(tái)，利用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、云計(jì)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(yùn)維監(jiān)控服務(wù)。

       平臺(tái)使用高算力邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)將智能儀表與傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)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(chǔ)。通過平臺(tái)提供的電能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、用能情況分析、設(shè)備精益管理、任務(wù)運(yùn)維調(diào)度、月度報(bào)表展示、環(huán)境視頻監(jiān)控等功能，可協(xié)助用戶達(dá)到分析變電所運(yùn)行環(huán)境、減少故障停電時(shí)間、保障電網(wǎng)穩(wěn)定供電與設(shè)備運(yùn)行的目的。

       AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：