牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)探討

雍枝銳　洪宇

摘要：文章闡述了牽引變電所自動化系統(tǒng)的發(fā)展、典型結(jié)構(gòu)形式，分析了現(xiàn)代綜合自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)及功能，并與傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)做了比較。最后展望了其發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：牽引變電所；綜合自動化系統(tǒng)；特點(diǎn)功能

中圖分類號：U223 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）12-0110-03

電氣化鐵路具有高速、重載、對環(huán)境污染小等特點(diǎn)，已成為鐵路發(fā)展的必然選擇。作為電氣化鐵路“心臟”的牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)，在保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性等方面，有著不可替代的作用。因此，探討這一課題，具有十分重要的意義。

1 自動化系統(tǒng)的發(fā)展

1.1 分立原件的自動化裝置階段

20世紀(jì)70年代前，以晶體管等分立原件組成的模擬電路等裝置被研制出來，運(yùn)用到了供電系統(tǒng)中，比如自動重合閘、備用電源自投等裝置，提高了供電系統(tǒng)的綜合運(yùn)行水平。但是各裝置獨(dú)立運(yùn)行，不具備故障自診斷能力，綜合運(yùn)行水平還很有限。

1.2 智能自動裝置階段

70年代，集成電路和微處理器逐漸代替了分立元件裝置，出現(xiàn)了微機(jī)保護(hù)、遠(yuǎn)動裝置。這類裝置計算能力強(qiáng)，有一定的智能水平和故障自診斷能力，進(jìn)一步提高了測量的準(zhǔn)確性、監(jiān)控的可靠性和供電系統(tǒng)自動化水平。但仍存在多數(shù)裝置獨(dú)立運(yùn)行，資源不能共享等有待改進(jìn)的缺點(diǎn)。

1.3 綜合自動化系統(tǒng)階段

70年代中后期，英、法、意等歐美發(fā)達(dá)國家陸續(xù)開發(fā)出了一系列綜合自動化系統(tǒng)。但日本后來居上，于1975年研制出了第一套用于配變電所的數(shù)字式控制系統(tǒng)SDCS-1，并于1980年商品化生產(chǎn)。至此以后，越來越多的國家和公司開始研究這一系統(tǒng)，例如西門子、ABB、GE、AGE、西屋以及阿爾斯通等行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)。

我國在這方面的研究起步較晚，始于上世紀(jì)80年代中期。首次引進(jìn)的德國西門子公司的LSA綜合自動化系統(tǒng)，應(yīng)用在了京鄭線的豐臺變電所，實(shí)現(xiàn)了全所自動化。1998年3月，該系統(tǒng)通過了西門子公司的檢查和調(diào)試，標(biāo)志著我國在牽引變電所綜合自動化領(lǐng)域邁出了重要的一步。

到目前，我國的綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展階段可以用如下的四個典型結(jié)構(gòu)形式圖來表示。

圖1所示系統(tǒng)未涉及繼電保護(hù)，還保留了傳統(tǒng)的控制屏臺。圖2和圖3所示系統(tǒng)，其核心就是在變電所控制室內(nèi)設(shè)置的計算機(jī)系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理，實(shí)現(xiàn)自動控制的功能。圖4所示系統(tǒng)是現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的，它將整個變電所設(shè)備分為了三層：變電所層、單元層和設(shè)備層，該系統(tǒng)又分為集中組屏模式和分散安裝模式。

2 綜合自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)及功能

牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)是利用現(xiàn)代電子、通信、信號處理及計算機(jī)技術(shù)，經(jīng)過優(yōu)化組合和設(shè)計，對變電所全所自動監(jiān)測、測量控制和協(xié)調(diào)的綜合性自動化系統(tǒng)。它通過遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、遙視等五大功能，保證了供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性及自動化水平，為實(shí)現(xiàn)無人值班、無人值守提供了技術(shù)支持。

我國電氣化鐵路標(biāo)準(zhǔn)比較統(tǒng)一，無論是大秦、侯月這樣的貨運(yùn)干線，還是京滬、武廣這樣的高鐵，牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)的主要特點(diǎn)及功能都比較固定。

主要特點(diǎn)：

（1）由間隔層、設(shè)備和電纜共同實(shí)現(xiàn)五遙功能；

（2）所有的間隔單元集保護(hù)、控制、測量于一體；

（3）具有視頻監(jiān)視功能的，應(yīng)滿足無人值班、無人值守的要求。

主要子系統(tǒng)的主要功能：

（1）監(jiān)控子系統(tǒng)：數(shù)據(jù)采集、事件順序記錄、故障記錄、故障錄波和測距、操作控制、安全監(jiān)視、人機(jī)聯(lián)系、實(shí)時打印遠(yuǎn)方各類報表、數(shù)據(jù)處理與記錄、諧波分析與監(jiān)視等功能。

（2）微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)：這是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，應(yīng)滿足快速性、選擇性、靈敏性和可靠性要求。具備故障記錄、存儲多種保護(hù)整定值、統(tǒng)一時鐘對時、當(dāng)?shù)睾瓦h(yuǎn)方顯示保護(hù)整定值、修改整定值、授權(quán)對各保護(hù)單元的管理、通信自診斷、自閉鎖和自恢復(fù)等功能。

（3）備用電源自投子系統(tǒng)：當(dāng)備用回路有壓、工作回路失壓和斷開后，自動投入備用回路功能。但在手動斷開工作回路時，不應(yīng)動作，且備自投裝置只應(yīng)動作一次。

（4）通信子系統(tǒng)：滿足系統(tǒng)內(nèi)部和上級調(diào)度的通信需求。采集實(shí)時運(yùn)行信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動功能。

（5）視頻監(jiān)控等其他子系統(tǒng)：視頻監(jiān)控對全所實(shí)時監(jiān)控，滿足無人值班、無人值守要求。其他子系統(tǒng)的應(yīng)用，使整個系統(tǒng)更安全可靠、抗干擾性更強(qiáng)，其開放性和使用便利性都得到了提高。

3 與傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)的比較

從最初的自動化系統(tǒng)到如今的分層分布式綜合自動化系統(tǒng)，經(jīng)過長時間的改進(jìn)、研究，其綜合性能得到了極大提高，具備了通信便捷、資源共享、故障自診等多方面的功能。與傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)比較，優(yōu)勢明顯。

4 綜合自動化系統(tǒng)發(fā)展方向

綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展，大大提升了牽引變電所的現(xiàn)代化水平。尤其是在這幾年快速發(fā)展的高速鐵路中，確保了牽引變電所供電系統(tǒng)的安全性、可靠性、穩(wěn)

定性。

但技術(shù)的發(fā)展永無止境，隨著計算機(jī)智能技術(shù)、高速網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展，我認(rèn)為，綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展方向就是數(shù)字化的自動化系統(tǒng)，未來這一系統(tǒng)將至少具備如下的“六化”功能。

（1）一次設(shè)備智能化。微處理器和光電技術(shù)廣泛應(yīng)用到一次設(shè)備的各回路中，簡化了傳統(tǒng)機(jī)電式繼電器和控制回路結(jié)構(gòu)。

（2）二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化。先進(jìn)的、抗干擾信號網(wǎng)絡(luò)將很大程度取代傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接，所內(nèi)電纜數(shù)量減少，便于網(wǎng)絡(luò)共享、資源共享。

（3）控制技術(shù)遠(yuǎn)程化。故障遠(yuǎn)程診斷、處理，遠(yuǎn)程修改定值和檢修，控制更精準(zhǔn)、高效。

（4）占地面積微型化。高壓組合電器、高壓柜式裝置、成套設(shè)備廣泛應(yīng)用，控制室組屏數(shù)量減少，值班室、值守室變小甚至沒有。

（5）人員配置縮減化。無人值班、無人值守變電所將成為發(fā)展方向，從而降低運(yùn)營成本，提升鐵路在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的競爭力。

（6）整所運(yùn)行自動化?！跋到y(tǒng)的判斷”取代“人的判斷”，系統(tǒng)自動發(fā)出常規(guī)檢修報告、記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)、分析故障原因、給出處理意見。同時，為正在研發(fā)的行車指揮自動化系統(tǒng)提供技術(shù)支持。

5 結(jié)語

在我國，國土跨度大、人口眾多，導(dǎo)致了運(yùn)輸壓力很大，在未來一段時間，鐵路還將是緩解這一壓力的首要選擇。近幾年，電氣化鐵路取得很大發(fā)展，但人均里程還很低，這就決定了電氣化鐵路還有很大的發(fā)展空間。通過以上的分析探討，旨在希望我們抓住這難得的實(shí)踐機(jī)遇，加快技術(shù)研發(fā)、加快研發(fā)向應(yīng)用的轉(zhuǎn)換，在牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)的未來發(fā)展中確立領(lǐng)先

地位。

參考文獻(xiàn)

[1] 賀威俊，高仕斌，張淑琴，王勛.電力牽引供變電技術(shù)[D].成都：西南交通大學(xué)，2005.

[2] 西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院.牽引供電專業(yè)培訓(xùn)教材[D].成都：西南交通大學(xué)，2008.

[3] 蔣年德，魏育成.變電站綜合自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2003，（10）：48-51.

[4] 鄧武，楊鑫華，趙慧敏.牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].鐵道工程學(xué)報，2006，（8）.

[5] 柯迪民.牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)功能探討[J].繼電器，2006，（16）.

作者簡介：雍枝銳（1982—），男，四川綿陽人，中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司工程師，碩士，研究方向：牽引變電的綜合自動化。

摘要：文章闡述了牽引變電所自動化系統(tǒng)的發(fā)展、典型結(jié)構(gòu)形式，分析了現(xiàn)代綜合自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)及功能，并與傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)做了比較。最后展望了其發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：牽引變電所；綜合自動化系統(tǒng)；特點(diǎn)功能

中圖分類號：U223 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）12-0110-03

電氣化鐵路具有高速、重載、對環(huán)境污染小等特點(diǎn)，已成為鐵路發(fā)展的必然選擇。作為電氣化鐵路“心臟”的牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)，在保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性等方面，有著不可替代的作用。因此，探討這一課題，具有十分重要的意義。

1 自動化系統(tǒng)的發(fā)展

1.1 分立原件的自動化裝置階段

20世紀(jì)70年代前，以晶體管等分立原件組成的模擬電路等裝置被研制出來，運(yùn)用到了供電系統(tǒng)中，比如自動重合閘、備用電源自投等裝置，提高了供電系統(tǒng)的綜合運(yùn)行水平。但是各裝置獨(dú)立運(yùn)行，不具備故障自診斷能力，綜合運(yùn)行水平還很有限。

1.2 智能自動裝置階段

70年代，集成電路和微處理器逐漸代替了分立元件裝置，出現(xiàn)了微機(jī)保護(hù)、遠(yuǎn)動裝置。這類裝置計算能力強(qiáng)，有一定的智能水平和故障自診斷能力，進(jìn)一步提高了測量的準(zhǔn)確性、監(jiān)控的可靠性和供電系統(tǒng)自動化水平。但仍存在多數(shù)裝置獨(dú)立運(yùn)行，資源不能共享等有待改進(jìn)的缺點(diǎn)。

1.3 綜合自動化系統(tǒng)階段

70年代中后期，英、法、意等歐美發(fā)達(dá)國家陸續(xù)開發(fā)出了一系列綜合自動化系統(tǒng)。但日本后來居上，于1975年研制出了第一套用于配變電所的數(shù)字式控制系統(tǒng)SDCS-1，并于1980年商品化生產(chǎn)。至此以后，越來越多的國家和公司開始研究這一系統(tǒng)，例如西門子、ABB、GE、AGE、西屋以及阿爾斯通等行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)。

我國在這方面的研究起步較晚，始于上世紀(jì)80年代中期。首次引進(jìn)的德國西門子公司的LSA綜合自動化系統(tǒng)，應(yīng)用在了京鄭線的豐臺變電所，實(shí)現(xiàn)了全所自動化。1998年3月，該系統(tǒng)通過了西門子公司的檢查和調(diào)試，標(biāo)志著我國在牽引變電所綜合自動化領(lǐng)域邁出了重要的一步。

到目前，我國的綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展階段可以用如下的四個典型結(jié)構(gòu)形式圖來表示。

圖1所示系統(tǒng)未涉及繼電保護(hù)，還保留了傳統(tǒng)的控制屏臺。圖2和圖3所示系統(tǒng)，其核心就是在變電所控制室內(nèi)設(shè)置的計算機(jī)系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理，實(shí)現(xiàn)自動控制的功能。圖4所示系統(tǒng)是現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的，它將整個變電所設(shè)備分為了三層：變電所層、單元層和設(shè)備層，該系統(tǒng)又分為集中組屏模式和分散安裝模式。

2 綜合自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)及功能

牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)是利用現(xiàn)代電子、通信、信號處理及計算機(jī)技術(shù)，經(jīng)過優(yōu)化組合和設(shè)計，對變電所全所自動監(jiān)測、測量控制和協(xié)調(diào)的綜合性自動化系統(tǒng)。它通過遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、遙視等五大功能，保證了供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性及自動化水平，為實(shí)現(xiàn)無人值班、無人值守提供了技術(shù)支持。

我國電氣化鐵路標(biāo)準(zhǔn)比較統(tǒng)一，無論是大秦、侯月這樣的貨運(yùn)干線，還是京滬、武廣這樣的高鐵，牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)的主要特點(diǎn)及功能都比較固定。

主要特點(diǎn)：

（1）由間隔層、設(shè)備和電纜共同實(shí)現(xiàn)五遙功能；

（2）所有的間隔單元集保護(hù)、控制、測量于一體；

（3）具有視頻監(jiān)視功能的，應(yīng)滿足無人值班、無人值守的要求。

主要子系統(tǒng)的主要功能：

（1）監(jiān)控子系統(tǒng)：數(shù)據(jù)采集、事件順序記錄、故障記錄、故障錄波和測距、操作控制、安全監(jiān)視、人機(jī)聯(lián)系、實(shí)時打印遠(yuǎn)方各類報表、數(shù)據(jù)處理與記錄、諧波分析與監(jiān)視等功能。

（2）微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)：這是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，應(yīng)滿足快速性、選擇性、靈敏性和可靠性要求。具備故障記錄、存儲多種保護(hù)整定值、統(tǒng)一時鐘對時、當(dāng)?shù)睾瓦h(yuǎn)方顯示保護(hù)整定值、修改整定值、授權(quán)對各保護(hù)單元的管理、通信自診斷、自閉鎖和自恢復(fù)等功能。

（3）備用電源自投子系統(tǒng)：當(dāng)備用回路有壓、工作回路失壓和斷開后，自動投入備用回路功能。但在手動斷開工作回路時，不應(yīng)動作，且備自投裝置只應(yīng)動作一次。

（4）通信子系統(tǒng)：滿足系統(tǒng)內(nèi)部和上級調(diào)度的通信需求。采集實(shí)時運(yùn)行信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動功能。

（5）視頻監(jiān)控等其他子系統(tǒng)：視頻監(jiān)控對全所實(shí)時監(jiān)控，滿足無人值班、無人值守要求。其他子系統(tǒng)的應(yīng)用，使整個系統(tǒng)更安全可靠、抗干擾性更強(qiáng)，其開放性和使用便利性都得到了提高。

3 與傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)的比較

從最初的自動化系統(tǒng)到如今的分層分布式綜合自動化系統(tǒng)，經(jīng)過長時間的改進(jìn)、研究，其綜合性能得到了極大提高，具備了通信便捷、資源共享、故障自診等多方面的功能。與傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)比較，優(yōu)勢明顯。

4 綜合自動化系統(tǒng)發(fā)展方向

綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展，大大提升了牽引變電所的現(xiàn)代化水平。尤其是在這幾年快速發(fā)展的高速鐵路中，確保了牽引變電所供電系統(tǒng)的安全性、可靠性、穩(wěn)

定性。

但技術(shù)的發(fā)展永無止境，隨著計算機(jī)智能技術(shù)、高速網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展，我認(rèn)為，綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展方向就是數(shù)字化的自動化系統(tǒng)，未來這一系統(tǒng)將至少具備如下的“六化”功能。

（1）一次設(shè)備智能化。微處理器和光電技術(shù)廣泛應(yīng)用到一次設(shè)備的各回路中，簡化了傳統(tǒng)機(jī)電式繼電器和控制回路結(jié)構(gòu)。

（2）二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化。先進(jìn)的、抗干擾信號網(wǎng)絡(luò)將很大程度取代傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接，所內(nèi)電纜數(shù)量減少，便于網(wǎng)絡(luò)共享、資源共享。

（3）控制技術(shù)遠(yuǎn)程化。故障遠(yuǎn)程診斷、處理，遠(yuǎn)程修改定值和檢修，控制更精準(zhǔn)、高效。

（4）占地面積微型化。高壓組合電器、高壓柜式裝置、成套設(shè)備廣泛應(yīng)用，控制室組屏數(shù)量減少，值班室、值守室變小甚至沒有。

（5）人員配置縮減化。無人值班、無人值守變電所將成為發(fā)展方向，從而降低運(yùn)營成本，提升鐵路在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的競爭力。

（6）整所運(yùn)行自動化。“系統(tǒng)的判斷”取代“人的判斷”，系統(tǒng)自動發(fā)出常規(guī)檢修報告、記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)、分析故障原因、給出處理意見。同時，為正在研發(fā)的行車指揮自動化系統(tǒng)提供技術(shù)支持。

5 結(jié)語

在我國，國土跨度大、人口眾多，導(dǎo)致了運(yùn)輸壓力很大，在未來一段時間，鐵路還將是緩解這一壓力的首要選擇。近幾年，電氣化鐵路取得很大發(fā)展，但人均里程還很低，這就決定了電氣化鐵路還有很大的發(fā)展空間。通過以上的分析探討，旨在希望我們抓住這難得的實(shí)踐機(jī)遇，加快技術(shù)研發(fā)、加快研發(fā)向應(yīng)用的轉(zhuǎn)換，在牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)的未來發(fā)展中確立領(lǐng)先

地位。

參考文獻(xiàn)

[1] 賀威俊，高仕斌，張淑琴，王勛.電力牽引供變電技術(shù)[D].成都：西南交通大學(xué)，2005.

[2] 西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院.牽引供電專業(yè)培訓(xùn)教材[D].成都：西南交通大學(xué)，2008.

[3] 蔣年德，魏育成.變電站綜合自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2003，（10）：48-51.

[4] 鄧武，楊鑫華，趙慧敏.牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].鐵道工程學(xué)報，2006，（8）.

[5] 柯迪民.牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)功能探討[J].繼電器，2006，（16）.

作者簡介：雍枝銳（1982—），男，四川綿陽人，中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司工程師，碩士，研究方向：牽引變電的綜合自動化。

摘要：文章闡述了牽引變電所自動化系統(tǒng)的發(fā)展、典型結(jié)構(gòu)形式，分析了現(xiàn)代綜合自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)及功能，并與傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)做了比較。最后展望了其發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：牽引變電所；綜合自動化系統(tǒng)；特點(diǎn)功能

中圖分類號：U223 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）12-0110-03

電氣化鐵路具有高速、重載、對環(huán)境污染小等特點(diǎn)，已成為鐵路發(fā)展的必然選擇。作為電氣化鐵路“心臟”的牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)，在保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性等方面，有著不可替代的作用。因此，探討這一課題，具有十分重要的意義。

1 自動化系統(tǒng)的發(fā)展

1.1 分立原件的自動化裝置階段

20世紀(jì)70年代前，以晶體管等分立原件組成的模擬電路等裝置被研制出來，運(yùn)用到了供電系統(tǒng)中，比如自動重合閘、備用電源自投等裝置，提高了供電系統(tǒng)的綜合運(yùn)行水平。但是各裝置獨(dú)立運(yùn)行，不具備故障自診斷能力，綜合運(yùn)行水平還很有限。

1.2 智能自動裝置階段

70年代，集成電路和微處理器逐漸代替了分立元件裝置，出現(xiàn)了微機(jī)保護(hù)、遠(yuǎn)動裝置。這類裝置計算能力強(qiáng)，有一定的智能水平和故障自診斷能力，進(jìn)一步提高了測量的準(zhǔn)確性、監(jiān)控的可靠性和供電系統(tǒng)自動化水平。但仍存在多數(shù)裝置獨(dú)立運(yùn)行，資源不能共享等有待改進(jìn)的缺點(diǎn)。

1.3 綜合自動化系統(tǒng)階段

70年代中后期，英、法、意等歐美發(fā)達(dá)國家陸續(xù)開發(fā)出了一系列綜合自動化系統(tǒng)。但日本后來居上，于1975年研制出了第一套用于配變電所的數(shù)字式控制系統(tǒng)SDCS-1，并于1980年商品化生產(chǎn)。至此以后，越來越多的國家和公司開始研究這一系統(tǒng)，例如西門子、ABB、GE、AGE、西屋以及阿爾斯通等行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)。

我國在這方面的研究起步較晚，始于上世紀(jì)80年代中期。首次引進(jìn)的德國西門子公司的LSA綜合自動化系統(tǒng)，應(yīng)用在了京鄭線的豐臺變電所，實(shí)現(xiàn)了全所自動化。1998年3月，該系統(tǒng)通過了西門子公司的檢查和調(diào)試，標(biāo)志著我國在牽引變電所綜合自動化領(lǐng)域邁出了重要的一步。

到目前，我國的綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展階段可以用如下的四個典型結(jié)構(gòu)形式圖來表示。

圖1所示系統(tǒng)未涉及繼電保護(hù)，還保留了傳統(tǒng)的控制屏臺。圖2和圖3所示系統(tǒng)，其核心就是在變電所控制室內(nèi)設(shè)置的計算機(jī)系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理，實(shí)現(xiàn)自動控制的功能。圖4所示系統(tǒng)是現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的，它將整個變電所設(shè)備分為了三層：變電所層、單元層和設(shè)備層，該系統(tǒng)又分為集中組屏模式和分散安裝模式。

2 綜合自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)及功能

牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)是利用現(xiàn)代電子、通信、信號處理及計算機(jī)技術(shù)，經(jīng)過優(yōu)化組合和設(shè)計，對變電所全所自動監(jiān)測、測量控制和協(xié)調(diào)的綜合性自動化系統(tǒng)。它通過遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、遙視等五大功能，保證了供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性及自動化水平，為實(shí)現(xiàn)無人值班、無人值守提供了技術(shù)支持。

我國電氣化鐵路標(biāo)準(zhǔn)比較統(tǒng)一，無論是大秦、侯月這樣的貨運(yùn)干線，還是京滬、武廣這樣的高鐵，牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)的主要特點(diǎn)及功能都比較固定。

主要特點(diǎn)：

（1）由間隔層、設(shè)備和電纜共同實(shí)現(xiàn)五遙功能；

（2）所有的間隔單元集保護(hù)、控制、測量于一體；

（3）具有視頻監(jiān)視功能的，應(yīng)滿足無人值班、無人值守的要求。

主要子系統(tǒng)的主要功能：

（1）監(jiān)控子系統(tǒng)：數(shù)據(jù)采集、事件順序記錄、故障記錄、故障錄波和測距、操作控制、安全監(jiān)視、人機(jī)聯(lián)系、實(shí)時打印遠(yuǎn)方各類報表、數(shù)據(jù)處理與記錄、諧波分析與監(jiān)視等功能。

（2）微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)：這是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，應(yīng)滿足快速性、選擇性、靈敏性和可靠性要求。具備故障記錄、存儲多種保護(hù)整定值、統(tǒng)一時鐘對時、當(dāng)?shù)睾瓦h(yuǎn)方顯示保護(hù)整定值、修改整定值、授權(quán)對各保護(hù)單元的管理、通信自診斷、自閉鎖和自恢復(fù)等功能。

（3）備用電源自投子系統(tǒng)：當(dāng)備用回路有壓、工作回路失壓和斷開后，自動投入備用回路功能。但在手動斷開工作回路時，不應(yīng)動作，且備自投裝置只應(yīng)動作一次。

（4）通信子系統(tǒng)：滿足系統(tǒng)內(nèi)部和上級調(diào)度的通信需求。采集實(shí)時運(yùn)行信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動功能。

（5）視頻監(jiān)控等其他子系統(tǒng)：視頻監(jiān)控對全所實(shí)時監(jiān)控，滿足無人值班、無人值守要求。其他子系統(tǒng)的應(yīng)用，使整個系統(tǒng)更安全可靠、抗干擾性更強(qiáng)，其開放性和使用便利性都得到了提高。

3 與傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)的比較

從最初的自動化系統(tǒng)到如今的分層分布式綜合自動化系統(tǒng)，經(jīng)過長時間的改進(jìn)、研究，其綜合性能得到了極大提高，具備了通信便捷、資源共享、故障自診等多方面的功能。與傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)比較，優(yōu)勢明顯。

4 綜合自動化系統(tǒng)發(fā)展方向

綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展，大大提升了牽引變電所的現(xiàn)代化水平。尤其是在這幾年快速發(fā)展的高速鐵路中，確保了牽引變電所供電系統(tǒng)的安全性、可靠性、穩(wěn)

定性。

但技術(shù)的發(fā)展永無止境，隨著計算機(jī)智能技術(shù)、高速網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展，我認(rèn)為，綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展方向就是數(shù)字化的自動化系統(tǒng)，未來這一系統(tǒng)將至少具備如下的“六化”功能。

（1）一次設(shè)備智能化。微處理器和光電技術(shù)廣泛應(yīng)用到一次設(shè)備的各回路中，簡化了傳統(tǒng)機(jī)電式繼電器和控制回路結(jié)構(gòu)。

（2）二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化。先進(jìn)的、抗干擾信號網(wǎng)絡(luò)將很大程度取代傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接，所內(nèi)電纜數(shù)量減少，便于網(wǎng)絡(luò)共享、資源共享。

（3）控制技術(shù)遠(yuǎn)程化。故障遠(yuǎn)程診斷、處理，遠(yuǎn)程修改定值和檢修，控制更精準(zhǔn)、高效。

（4）占地面積微型化。高壓組合電器、高壓柜式裝置、成套設(shè)備廣泛應(yīng)用，控制室組屏數(shù)量減少，值班室、值守室變小甚至沒有。

（5）人員配置縮減化。無人值班、無人值守變電所將成為發(fā)展方向，從而降低運(yùn)營成本，提升鐵路在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的競爭力。

（6）整所運(yùn)行自動化?！跋到y(tǒng)的判斷”取代“人的判斷”，系統(tǒng)自動發(fā)出常規(guī)檢修報告、記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)、分析故障原因、給出處理意見。同時，為正在研發(fā)的行車指揮自動化系統(tǒng)提供技術(shù)支持。

5 結(jié)語

在我國，國土跨度大、人口眾多，導(dǎo)致了運(yùn)輸壓力很大，在未來一段時間，鐵路還將是緩解這一壓力的首要選擇。近幾年，電氣化鐵路取得很大發(fā)展，但人均里程還很低，這就決定了電氣化鐵路還有很大的發(fā)展空間。通過以上的分析探討，旨在希望我們抓住這難得的實(shí)踐機(jī)遇，加快技術(shù)研發(fā)、加快研發(fā)向應(yīng)用的轉(zhuǎn)換，在牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)的未來發(fā)展中確立領(lǐng)先

地位。

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作者簡介：雍枝銳（1982—），男，四川綿陽人，中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司工程師，碩士，研究方向：牽引變電的綜合自動化。