智能牽引供電系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)評(píng)估技術(shù)研究

楊斯泐，李 強(qiáng)，董文哲

(中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司機(jī)車(chē)車(chē)輛研究所，北京 100081)

基于IEC61850協(xié)議的智能化變電站已經(jīng)廣泛運(yùn)用于電力系統(tǒng)中，較為成熟的智能站技術(shù)能夠有效地幫助鐵路牽引供電系統(tǒng)完成智能化升級(jí)。智能牽引變電所對(duì)比傳統(tǒng)牽引變電所，具有數(shù)字化、信息化程度高，運(yùn)用維護(hù)成本低,故障排除快，節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，是未來(lái)高速鐵路牽引變電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)[1]。我國(guó)已在山西中南部鐵路通道首次應(yīng)用數(shù)字化牽引變電所。數(shù)字化牽引變電所是智能牽引供電系統(tǒng)的重要技術(shù)基礎(chǔ)，而鐵路牽引供電中還沒(méi)有真正意義上的全數(shù)字化變電所，研究中提出了智能牽引供電系統(tǒng)試驗(yàn)評(píng)估的概念，系統(tǒng)化的試驗(yàn)評(píng)估技術(shù)為牽引供電系統(tǒng)數(shù)字化、智能化建設(shè)積累技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。

我國(guó)高速鐵路多釆用全并聯(lián)AT方式的牽引供電模式，以滿足動(dòng)車(chē)組速度等級(jí)高、行車(chē)密度大、重聯(lián)運(yùn)行牽引功率成倍增加的需求。AT所、分區(qū)所作為供電單元的重要組成部分，牽引供電系統(tǒng)所亭之間需要智能互聯(lián)技術(shù)進(jìn)行溝通，達(dá)到信息的共享，通過(guò)智能化技術(shù)判定故障。

以智能牽引變電所為基礎(chǔ)的供電系統(tǒng)，模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的信號(hào)采樣方法，電纜轉(zhuǎn)化為光纜的數(shù)據(jù)傳遞介質(zhì)的改變，使得智能牽引變電所安裝調(diào)試和試驗(yàn)評(píng)估方法與傳統(tǒng)牽引變電所有了較大的差異。智能牽引變電站中，所有的控制、保護(hù)以及電流、電壓信號(hào)都是在網(wǎng)絡(luò)中以數(shù)字信號(hào)傳遞，傳統(tǒng)的模擬信號(hào)采集的測(cè)試手段不再適用。通信網(wǎng)絡(luò)的功能對(duì)變電所控制保護(hù)系統(tǒng)的功能起更大作用。目前，針對(duì)智能牽引變電所的測(cè)試設(shè)備尚不多見(jiàn)，其檢測(cè)手段相對(duì)于傳統(tǒng)方法還十分有限，有必要針對(duì)智能牽引供電系統(tǒng)的試驗(yàn)評(píng)估方法和理論進(jìn)行規(guī)范。從分系統(tǒng)的角度出發(fā)，探討適應(yīng)智能牽引變電系統(tǒng)的調(diào)試要點(diǎn)和方法，對(duì)推動(dòng)智能牽引供電系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展有積極的指導(dǎo)意義。

1 基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的智能牽引供電系統(tǒng)

1.1 智能牽引變電所模型

智能牽引變電所模型建立在先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議基礎(chǔ)之上。智能化設(shè)備模型可以映射到通信協(xié)議中，通過(guò)分層、分布的通信網(wǎng)絡(luò)體系，面向?qū)ο蠼?，提供?duì)象的自我描述和配置，模塊化的信息傳輸服務(wù)，實(shí)現(xiàn)智能牽引供電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)[2]。

智能牽引變電所網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建為過(guò)程層、間隔層和站控層的3層結(jié)構(gòu)。過(guò)程層是連接一次設(shè)備的通道，通過(guò)電子式互感器完成電壓和電流等電氣參數(shù)的檢測(cè)，以智能開(kāi)關(guān)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)檢測(cè)，通過(guò)過(guò)程層控制命令的發(fā)送和執(zhí)行；間隔層面向通用對(duì)象的變電站事件報(bào)文(GOOSE報(bào)文)、實(shí)時(shí)傳輸數(shù)字采樣信息的通信服務(wù)報(bào)文(SMV報(bào)文)等過(guò)程層傳輸?shù)膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，通過(guò)間隔層設(shè)備進(jìn)行保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量、錄波等功能，分析并完成一次設(shè)備保護(hù)控制，并把數(shù)據(jù)信息高速傳輸給站控層設(shè)備；站控層得到間隔層傳輸?shù)男畔?，完成?shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，實(shí)時(shí)完成智能所內(nèi)操作閉鎖控制、操作、打印、報(bào)警、圖像、聲音等多媒體功能。智能牽引供電系統(tǒng)試驗(yàn)評(píng)估的數(shù)據(jù)信息主要來(lái)源于過(guò)程層采樣信息數(shù)據(jù)和間隔層實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息[3]。

智能牽引供電系統(tǒng)的硬件，主要由一次設(shè)備、過(guò)程層設(shè)備、間隔層設(shè)備和站控層設(shè)備組成。一次設(shè)備包括電子式互感器、智能化開(kāi)關(guān)和主變本體智能終端等。過(guò)程層設(shè)備包括合并單元，智能開(kāi)關(guān)操作箱。間隔層設(shè)備包括智能化保護(hù)測(cè)控裝置、智能化計(jì)量?jī)x表，同步時(shí)鐘系統(tǒng)、工業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等。站控層設(shè)備包括監(jiān)控系統(tǒng)，故障信息系統(tǒng)和工程師工作站等。

其中智能高壓一次設(shè)備是獲取智能變電所數(shù)字化數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，從智能高壓設(shè)備及時(shí)獲取信息數(shù)據(jù)是整個(gè)試驗(yàn)評(píng)估技術(shù)的核心。

智能變壓器和智能高壓開(kāi)關(guān)能夠通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)把其運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通過(guò)過(guò)程層傳輸給間隔層控制系統(tǒng)，使?fàn)恳╇娤到y(tǒng)對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)和診斷。

1.2 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)在牽引供電系統(tǒng)中的運(yùn)用

IEC61850標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)之初是解決變電站內(nèi)相互通信。由于變電站內(nèi)、變電站與調(diào)度中心、調(diào)度中心之間存在各類協(xié)議的不兼容問(wèn)題，需要協(xié)議轉(zhuǎn)換才可連接，效率低下，穩(wěn)定性差。從而有必要從信息源，變電站的過(guò)程層到調(diào)度中心之間采用統(tǒng)一的通信協(xié)議，統(tǒng)一建模的數(shù)據(jù)對(duì)象和協(xié)調(diào)一致的標(biāo)準(zhǔn)，于是建立了IEC61850通信體系結(jié)構(gòu)[4-5]。

智能化牽引變電所的IEC 61850協(xié)議與傳統(tǒng)牽引變電所的SCADA協(xié)議僅定義傳輸方式意義不同。IEC61850協(xié)議規(guī)定了多層結(jié)構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)的定義、面向?qū)ο蟮慕＜夹g(shù)、系統(tǒng)的搭建和用戶管理系統(tǒng)的設(shè)置等多方面的規(guī)范和要求。系統(tǒng)集成商可以通過(guò)系統(tǒng)配置文件(SCD)配置整個(gè)智能牽引變電所的結(jié)構(gòu)和布局[6]。

2 智能牽引變電所的試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/h2>

2.1 智能牽引供電系統(tǒng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和方法

智能牽引供電系統(tǒng)仍處于發(fā)展階段，檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)和方法主要來(lái)自于變電所智能化改造的調(diào)試規(guī)范和智能化設(shè)備產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。驗(yàn)證功能性試驗(yàn)為主要內(nèi)容，缺少對(duì)牽引供電系統(tǒng)的整體考慮。主要參考以下技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

《變電站智能化改造技術(shù)規(guī)范》(Q/GDW Z 414—2010)適用于變電站階段性智能化改造，對(duì)于關(guān)鍵一次設(shè)備增設(shè)相應(yīng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能單元，完成一次設(shè)備狀態(tài)的綜合分析評(píng)價(jià)。二次系統(tǒng)主要由直采直跳模式逐步轉(zhuǎn)化為通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸電流、電壓采樣值及跳閘控制信號(hào)。

《智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試導(dǎo)則》(Q/GDW 431—2010)主要為智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試提供幫助，側(cè)重于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試計(jì)算機(jī)監(jiān)控、繼電保護(hù)，采樣值系統(tǒng)等內(nèi)容。

《智能牽引供電系統(tǒng)總體技術(shù)方案》(科技裝函[2016]73號(hào))、《智能牽引供電系統(tǒng)主要設(shè)備技術(shù)條件》(科技裝函[2016]180號(hào))主要為智能牽引供電系統(tǒng)建設(shè)的歸納性文件，指導(dǎo)智能牽引供電系統(tǒng)的搭建和提出的智能化設(shè)備技術(shù)條件。

根據(jù)目前智能牽引供電系統(tǒng)執(zhí)行的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，在試驗(yàn)期間，測(cè)量和監(jiān)視一次設(shè)備的電壓、電流互感器采集的數(shù)據(jù)完整，并能在過(guò)程層完成信息交互流程，要求信息交互功能正常、監(jiān)測(cè)參量的技術(shù)指標(biāo)準(zhǔn)確并符合要求。在整個(gè)試驗(yàn)周期內(nèi)，對(duì)智能牽引變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、GIS開(kāi)關(guān)柜等關(guān)鍵智能一次設(shè)備(包括智能柜)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)交換。通過(guò)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)獲取的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，是分析智能牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的核心。間隔層智能裝置功能的測(cè)試與傳統(tǒng)設(shè)備的測(cè)試的區(qū)別在于，間隔層智能裝置的輸入/輸出都是通過(guò)數(shù)字信號(hào)相互通信來(lái)實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)采用基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試儀器，對(duì)間隔層智能裝置進(jìn)行性能測(cè)試[7]。

同時(shí)，一些原有的檢測(cè)項(xiàng)目已經(jīng)不適用于檢測(cè)間隔層設(shè)備產(chǎn)品。智能化牽引變電所測(cè)試裝置，在過(guò)程層完成對(duì)符合IEC61850協(xié)議的相關(guān)報(bào)文解析，間隔層智能測(cè)控保護(hù)裝置將接收過(guò)程層傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)，而不是以前的模擬量交流采樣值，因此對(duì)采樣數(shù)據(jù)精度的考核將轉(zhuǎn)化為過(guò)程層的光信號(hào)準(zhǔn)確度。

除傳統(tǒng)的測(cè)試項(xiàng)目外，間隔層還需要增加對(duì)過(guò)程層信息的檢測(cè)功能，在線收集來(lái)自過(guò)程層的采樣值報(bào)文和過(guò)程層的GOOSE報(bào)文，對(duì)來(lái)自過(guò)程層的數(shù)據(jù)完備性進(jìn)行評(píng)估，對(duì)可能發(fā)生的丟包、積錯(cuò)、誤碼，延時(shí)、同步性等問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行告警和記錄，同時(shí)測(cè)試過(guò)程層數(shù)據(jù)異常時(shí)的動(dòng)作情況。

2.2 網(wǎng)絡(luò)報(bào)文解析技術(shù)

智能牽引供電系統(tǒng)試驗(yàn)評(píng)估技術(shù)的關(guān)鍵在于對(duì)SMV、GOOSE報(bào)文進(jìn)行實(shí)時(shí)采集捕獲和解析。在配置正確的SCL文件后，智能檢測(cè)設(shè)備應(yīng)實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)包的信息，并實(shí)時(shí)解析報(bào)文內(nèi)容；能夠?qū)崿F(xiàn)離線報(bào)文解析、異常報(bào)文告警；能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析功能；能夠?qū)崿F(xiàn)SMV離線波形圖的顯示；能夠?qū)崟r(shí)記錄存儲(chǔ)SMV和GOOSE數(shù)據(jù)報(bào)文。GOOSE和SMV報(bào)文進(jìn)行相應(yīng)的PCAP(通用數(shù)據(jù)格式)文件存儲(chǔ)，報(bào)文的解析放在解析模塊中實(shí)現(xiàn)[8-9]。

2.2.1 SMV報(bào)文解析

采樣值報(bào)文的獲取是根據(jù)以太網(wǎng)類型標(biāo)志位來(lái)實(shí)現(xiàn)的，采樣值報(bào)文擁有專用的以太網(wǎng)類型，通過(guò)此標(biāo)志位來(lái)對(duì)報(bào)文進(jìn)行過(guò)濾，就能得到所要解析的采樣值報(bào)文。目前主要采用IEC61850-9-2協(xié)議報(bào)文解析模塊[10-11]，用于接收SMV采樣值報(bào)文，以有效值、波形、序量、相量、諧波等多種方式顯示分析結(jié)果，還可進(jìn)行采樣值報(bào)文丟幀統(tǒng)計(jì)。

SMV功能模塊接收并分析IEC61850-9-1、IEC61850-9-2、FT3(IEC61850系列報(bào)文格式)的采樣值報(bào)文，可對(duì)報(bào)文進(jìn)行丟幀統(tǒng)計(jì)，遙測(cè)量可采用表格、波形、矢量圖、序量等方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)，也可以進(jìn)行互操作和數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)。圖1為SMV報(bào)文的傳輸通道示意[12]。

圖1 SMV報(bào)文傳輸通道示意

2.2.2 GOOSE報(bào)文解析

GOOSE報(bào)文用于智能設(shè)備之間通過(guò)協(xié)作完成某一自動(dòng)化功能，實(shí)現(xiàn)設(shè)備間可靠、實(shí)時(shí)通信是GOOSE報(bào)文的功能[7]。由于GOOSE傳輸保護(hù)跳閘等實(shí)時(shí)性報(bào)文，所以為了降低報(bào)文處理過(guò)程中的延時(shí)，IEC61850在定義GOOSE服務(wù)機(jī)制時(shí)，去掉了網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層，直接映射到數(shù)據(jù)鏈路層和物理層傳輸，在數(shù)據(jù)鏈路層獲取GOOSE報(bào)文之后對(duì)其進(jìn)行解析，報(bào)文解析模塊用于接收GOOSE報(bào)文，顯示GOOSE報(bào)文的變位情況。[13-14]

2.3 智能牽引供電系統(tǒng)試驗(yàn)評(píng)估原理

智能變電站評(píng)估試驗(yàn)主要針對(duì)過(guò)程層中的采樣值和間隔層實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)過(guò)程層、間隔層設(shè)備和系統(tǒng)功能進(jìn)行測(cè)試，具體針對(duì)智能供電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)和故障標(biāo)定的準(zhǔn)確性和智能化提出了更高的要求。

針對(duì)智能牽引變電所目前所采用的不同測(cè)試方法進(jìn)行分析比較，并根據(jù)實(shí)際情況和傳統(tǒng)變電所相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，滿足IEC61850相關(guān)設(shè)計(jì)要求。對(duì)智能牽引供電系統(tǒng)的功能分析，對(duì)不滿足應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)模型進(jìn)行了適當(dāng)擴(kuò)展，建立試驗(yàn)系統(tǒng)和體系牽引供電系統(tǒng)功能需求的IEC61850設(shè)備模型，設(shè)計(jì)了一套適應(yīng)牽引供電系統(tǒng)試驗(yàn)的評(píng)估方案。智能牽引變電所評(píng)估原理如圖2所示[15]。

圖2 智能牽引變電所評(píng)估原理框圖

智能變電站采用微處理器和光電技術(shù)結(jié)合設(shè)計(jì)采樣信號(hào)回路和操作控制驅(qū)動(dòng)回路，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)及數(shù)字公共信號(hào)網(wǎng)絡(luò)取代了傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接。通過(guò)解析過(guò)程層數(shù)字信號(hào)，正確配置間隔層智能電子設(shè)備(IED)，利用IEC 61850規(guī)約的特點(diǎn)，重構(gòu)和還原電參數(shù)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能牽引供電系統(tǒng)諧波、功率、正負(fù)序電壓等電能質(zhì)量參數(shù)的解析，保證通信信號(hào)的準(zhǔn)確快速傳輸，形成對(duì)智能設(shè)備的閉環(huán)反饋，從而完成對(duì)系統(tǒng)的評(píng)估工作[16]。

3 智能牽引供電系統(tǒng)的試驗(yàn)方法

3.1 智能牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)測(cè)試

3.1.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

研究智能牽引供電系統(tǒng)內(nèi)智能一次設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，并為牽引供電系統(tǒng)的運(yùn)行控制提供依據(jù)。因此，主要對(duì)智能變電所通過(guò)錄波和故障記錄系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集所內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的采樣值報(bào)文和GOOSE報(bào)文、MMS報(bào)文等網(wǎng)絡(luò)通信信息，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)智能設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估和記錄[17]。

3.1.2 試驗(yàn)內(nèi)容

智能牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)測(cè)試，試驗(yàn)內(nèi)容如下。

(1)在線收集來(lái)自過(guò)程層的采樣值報(bào)文，對(duì)來(lái)自過(guò)程層的數(shù)據(jù)完備性進(jìn)行評(píng)估。對(duì)可能發(fā)生的丟包、積錯(cuò)、誤碼、延時(shí)、同步性等問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行告警和記錄。

(2)在線收集來(lái)自過(guò)程層的GOOSE報(bào)文，對(duì)來(lái)自過(guò)程層的開(kāi)關(guān)量信息的完備性進(jìn)行評(píng)估和記錄。

(3)在線收集站內(nèi)IED所發(fā)出的GOOSE報(bào)文，并進(jìn)行記錄[18]。

(4)在線收集站內(nèi)IED所發(fā)出的MMS報(bào)文，并進(jìn)行記錄。

(5)對(duì)采樣值報(bào)文，GOOSE報(bào)文，MMS報(bào)文分類解析，形成對(duì)牽引變電所的主變壓器原、次邊同時(shí)連續(xù)記錄測(cè)試：220 kV側(cè)母線電壓；母線電流；2×27.5 kV側(cè)母線電壓；饋線電流。AT分區(qū)所記錄測(cè)試：分區(qū)所兩側(cè)接觸網(wǎng)末端27.5 kV電壓；供電臂上、下行穿越電流；AT分區(qū)所兩側(cè)AT吸上電流。AT所測(cè)試：接觸網(wǎng)27.5 kV電壓；供電臂上、下行穿越電流；AT吸上電流。圖3為智能變電所報(bào)文重構(gòu)后接觸網(wǎng)電壓及功率的波形[19]。

圖3 智能所報(bào)文重構(gòu)后接觸網(wǎng)電壓及功率

(6)對(duì)越區(qū)供電方式、分開(kāi)供電方式等應(yīng)急供電方式進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)估。

3.1.3 試驗(yàn)方法

采用光數(shù)字化采樣裝置，對(duì)滿足IEC61850規(guī)約報(bào)文進(jìn)行采樣分析。因保護(hù)裝置不再有模擬量輸入、AID等電路，間隔層智能測(cè)試設(shè)備直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)字信號(hào)。因此對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)間隔層智能裝置試驗(yàn)人員來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于二次回路已經(jīng)不復(fù)存在，只需測(cè)量數(shù)字信號(hào)的正確性[20-21]。

采樣裝置對(duì)智能變電站過(guò)程層和間隔層的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議(IEC61850-9-1、IEC61850-9-2、IEC60044-7/8[19]、GOOSE、IEEE1588)進(jìn)行實(shí)時(shí)解析和監(jiān)視，并分析其中傳輸?shù)臄?shù)字化信號(hào)?，F(xiàn)場(chǎng)顯示分析結(jié)果：如電壓電流的有效值、相角、諧波、功率等。對(duì)過(guò)程層采樣結(jié)果進(jìn)行DFT計(jì)算和相關(guān)分析，統(tǒng)計(jì)歸納得出各項(xiàng)被測(cè)項(xiàng)目的有效值、最大值、波形、各次諧波分量、變壓器原次邊輸入輸出功率、功率因數(shù)等內(nèi)容。

3.2 智能牽引供電系統(tǒng)短路試驗(yàn)

3.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

通過(guò)對(duì)接觸網(wǎng)進(jìn)行人工短路試驗(yàn)，能夠有效地對(duì)智能供電系統(tǒng)保護(hù)裝置的保護(hù)動(dòng)作正確性和故障測(cè)距的準(zhǔn)確性等方面進(jìn)行檢驗(yàn)。

傳統(tǒng)變電站背景下的測(cè)距裝置的信號(hào)采集，主要在常規(guī)的模擬量基礎(chǔ)上進(jìn)行，而智能變電所實(shí)現(xiàn)了信號(hào)采集數(shù)字化，測(cè)距裝置信號(hào)分析通過(guò)GOOSE報(bào)文解析。而變電站實(shí)現(xiàn)數(shù)字化背景下，消除了變電所與AT所之間的孤島化信息瓶頸，對(duì)信息暫態(tài)過(guò)程的分析更加實(shí)用，能夠利用測(cè)距原理更為準(zhǔn)確地完成故障測(cè)距工作[22]。

3.2.2 試驗(yàn)內(nèi)容

智能牽引供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)短路試驗(yàn)內(nèi)容如下。

(1)在線收集來(lái)自短路試驗(yàn)期間，過(guò)程層和間隔層的采樣值報(bào)文，對(duì)來(lái)自過(guò)程層的數(shù)據(jù)完備性進(jìn)行評(píng)估。對(duì)短路試驗(yàn)采樣時(shí)可能發(fā)生的丟包、積錯(cuò)、誤碼、延時(shí)、同步性等問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行告警和記錄。

(2)在線收集來(lái)自接觸網(wǎng)短路，過(guò)程層的GOOSE報(bào)文，分析保護(hù)動(dòng)作的正確性，及時(shí)性，保護(hù)定值是否滿足要求，圖4為短路試驗(yàn)報(bào)文重構(gòu)后的波形。

圖4 短路試驗(yàn)后報(bào)文重構(gòu)的波形

(3)在線收集站內(nèi)智能設(shè)備所發(fā)出的MMS報(bào)文，并對(duì)MMS報(bào)文的準(zhǔn)確性進(jìn)行確認(rèn)。

(4)分析智能牽引供電系統(tǒng)各所在短路試驗(yàn)過(guò)程中，信息傳輸和交流的穩(wěn)定性，準(zhǔn)確性問(wèn)題，信息孤島問(wèn)題的解決和相互信息的傳遞。

3.2.3 試驗(yàn)方法

在接觸網(wǎng)短路測(cè)試地點(diǎn)，將接觸網(wǎng)T線對(duì)地或F線對(duì)地經(jīng)斷路器短接(或T線對(duì)F線間短接)。通過(guò)在過(guò)程層和間隔層收集采樣值報(bào)文和GOOSE報(bào)文，解析報(bào)文后連續(xù)記錄短路電壓、電流波形；每一次短路測(cè)試后，及時(shí)分析變電所、AT所、分區(qū)所故障報(bào)告數(shù)據(jù)。

根據(jù)報(bào)文數(shù)據(jù)分析饋線電流、電壓，短路點(diǎn)位置，計(jì)算短路點(diǎn)所在供電臂線路阻抗，驗(yàn)證保護(hù)動(dòng)作，并記錄波形，定位短路故障位置及準(zhǔn)確度。

4 結(jié)論

通過(guò)研究智能牽引供電系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)評(píng)估技術(shù)，比較傳統(tǒng)牽引變電所的測(cè)試方法，以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，分析智能牽引供電系統(tǒng)的模型建立和試驗(yàn)測(cè)試原理，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化和工程實(shí)施規(guī)范等，明確了智能化牽引供電系統(tǒng)的試驗(yàn)?zāi)康?，分析了試?yàn)內(nèi)容，提出了試驗(yàn)方法。

目前國(guó)內(nèi)智能牽引供電系統(tǒng)仍在建立過(guò)程中，需從建設(shè)過(guò)程和試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)問(wèn)題不斷的匯總和交流，以新的思路和方案支持智能牽引供電試驗(yàn)，為智能牽引供電系統(tǒng)的發(fā)展提供參考。