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(lái)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(kāi)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(hù)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(chē)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(wú)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(wú)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(lái)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(wèn)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(guò)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(guò)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(guò)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(hù)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(wú)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(guò)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(hù)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：