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摘 要：在电气化铁路110 kV牵引变电所中应用电气自动化技术显著提升了牵引变电运行的经济性、可靠性和安全性，具有较高的推广应用价值。本文介绍了电气化铁路110 kV牵引变电所电气自动化系统的应用及发展趋势。
关键词：电气化铁路110 kV牵引变电所；电气自动化技术；应用
近年来，随着经济的发展和科技的进步，电气化铁路110 kV牵引变电所电气自动化控制技术也得到了快速的发展和进步，而且110KV牵引变电所的综合自动化控制系统已基本上取代了原来的110KV牵引变电所二次系统，实现了无人值班的目标。
一、电气化铁路110 kV牵引变电所电气自动化技术
1、监控系统。监控系统主要目的是對110KV牵引变电所的设备进行监控，以便及时的发现设备故障，对设备进行修复，降低损失。110 kV变电所的监控系统由设备层、上位机、PLC三部分组成。监控系统对变电所的实时监控，也能反应设备的运行状态。监控系统采用计算机进行监控，可达到无须工作人员值班的要求。其主要目的归为降低造价，保证电网安全及让电网高效运行。其总体的原则是：1）监控系统的各项性能指标要满足相应的规范要求2）监控范围主要包括报警系统、隔离开关、主变分接头的调整、电压断路器、自流UPS系统等11个节点。3）网路分布结构。网路主要以光纤为媒介，站控层采用TCP/IP协议，间隔层多采用以太网。4）监控系统的功能是对设备进行监控，并进行数据的采集和数据的处理，不同的信号采用不同的采集方式。同时，监控系统还可防误锁及和其他网线相接的智能接口。
2、二次设备布置。110 kV牵引变电所自动化的二次设备大部分采用集中的布置模式，通常，继电器与监控设备会放在同一间测控屏内。另外，二次设备所有的相关设施都置于主控制室中，较大程度地方便了对二次设备的控制与管理。110 kV牵引变电所所有的二次设备颜色样式统一设计，继电保护装置室内都会放置备用屏位，占用面积约为控制室的十分之一。变电所内设有交直流系统测控屏，不停电电源系统，以保证设备在停电后能正常工作。
3、直流系统。直流系统额定电压采用220V或110V，单母线分段接线，设一组阀控式铅酸蓄电池组和双套冗余配置的高频开关电源充电装置，设置一套微机型直流接地自动检测装置。规模较大的或半地下的110 kV牵引变电所，也可设置两组阀控式铅酸蓄电池组。蓄电池容量按2h事故放电时间考虑，蓄电池容量一般为100～200Ah（110V为200Ah）。每组蓄电池由103～104只（110V为52只）阀控式密封铅酸蓄电池组成，不设端电池。蓄电池与其他二次设备共同布置在控制室，不单独设置蓄电池室。蓄电池组的容量、电池个数等参数，在具体工程实施中，可根据实际情况计算确定。
4、图像监视与安全预警系统。现阶段中，设备调动中心和控制中心无法保证24h有人值班，因此，安装图像监视系统和安全预警系统进行远程监控，对变电所进行远程无人操控，一旦变电所内部或附近出现安全事故，便可借助图像监视系统和安全预警系统来掌握事故发生的原因、地点、状况，以便更好地采取措施解决问题。
二、电气化铁路110 kV牵引变电所自动化的特点
1、信息采集更加便捷。自动化系统将常规的信号、控制、远动和测量模式取消，采用同期、控制、防误闭锁、信号报警、计量、设备信号监视机SOE测量等手段，实现对变电所的管理、监控和远动。
2、安全的自动化调整。由于直接调度完成电压调节、负荷调整和电量报表等工作。改变了过去执行操作的繁琐环节，降低了变电运行误操作事故的发生。
3、经济可靠。分布式结构，每一间隔的一次设备与其对应二次设备的连接电缆一一对应。这样，每一间隔间除了通讯媒介的联系，没有其他的连接，间隔间互不影响，局部故障不会影响系统的运行，提高系统可靠性。由于采集系统分布合理，缩短了传输距离和传输密度，同时节省、简化了二次电缆。
4、相对独立的继电保护功能。自动化牵引变电所系统继电保护按被保护的电力设备单元独立设置，独立运行，直接由相关的PT，CT输入电气量，动作后通过输出接点作用于跳闸线圈。保护装置设有通讯接口，接入站内通讯网，保证保护信息与监控系统的有效畅通，而保护功能与监控系统、通讯网无关。
三、电气化铁路110 kV牵引变电所电气自动化应用
110 kv牵引变电所电气自动化技术不仅能节约资源、还能节省人力，实现无人值班的工作状态。该技术所具备的优势，使该项技术的应用也越来越广泛。
1、在共享网络传输技术中的应用。电子形式的互相感应器在运行的过程中，主要是通过IEC组成的网络方式与间隔层形成最终的通信效果，这样的形式可更加有效的分析出共享网络的传输模式对特性保护所产生的影响，其运行的主要目标是让同步方面的技术具有实用化的功能和有效的对通信方面的保护得以实现。将测量控制方面的I/O连接端口与保护操作装置相互组合为一体，形成一个智能化的安装端口，并将其置于开关的端子箱内部，通过相关的功能对变压器中的跳闸功能进行长期有效的保护，进一步的简化相关网络中的整体配置结构，实现优化型的设备设施。
2、电子互感器的应用。电气化铁路110 kV牵引变电所的电压保护等级通常是按110 kv牵引变电所的电压等级进行配置。在110 kv牵引变电所电气自动化系统中，将电子互感器的合并单元与运输模块，设计成为相互独立的两套采样的回路设备，同时重点对纯光纤、电子式及常规互感器进行研究，可有效实现在110 kv牵引变电所电气自动化系统的双套保护方案。
3、对计算机保护功能的应用。110 kV牵引变电所电气自动化技术的目的是保护变电所运行过程中，使用到的自动装置、母线、线路、变压器等所有的电器设备的保护。在牵引变电所运行过程中，详细记录相应的故障和问题，并存储多套定值，显示自身修改定值，接受监控系统的命令并对工作步骤和相应的故障或错误信息进行发送，诊断并处理变电所运行中出现的问题。在110 kV牵引变电所运行中，采用统一的标准规约，目的是为了实现保障系统的控制功能和保护功能，同时对时间进行校对。
四、未来发展趋势
计算机领域的各项技术和电气技术相结合，被众多控制系统的厂商所接受，计算机发挥着重要的作用。Intemet和以太网技术带动电气自动化的全面革命。这是市场、科技和社会等众多方面的需求，而电子商务的发展和普及也必将加速这样的过程。网络和多媒体技术同样在电气自动化领域有比较光明的前景。虚拟现实技术及视频处理技术，会直接影响将来自动化产品设备的设计和产生，同时软件开发飞速发展，其重要性持续提高，因此电气自动化控制系统的发展趋势，正在从单一设备的发展转变成为向集成化、多元化、系统化的发展。
五、结语
总之，电气化铁路110 kv牵引变电是我国电气化铁路供电电网建设的核心，是电力机车电力输送与配置的关键环节。随着牵引变电所综合技术水平的不断提高与完善，将会完全取代或变更传统牵引所的二次系统，进而实现“无人值班”的工作目标。对电气化铁路110 kV牵引变电所电气自动化技术及其应用进行研究，有着十分重要的意义与作用。
参考文献
[1]陈坚.11O kv变电站电气自动化技术应用探究[J].华东科技，2013（05）.
[2]程福顺.有关11O kv变电站电气自动化应用探究[J].电子世界，2014（08）.
（作者单位：国家能源集团准能集团公司）
关键词：电气化铁路110 kV牵引变电所；电气自动化技术；应用
近年来，随着经济的发展和科技的进步，电气化铁路110 kV牵引变电所电气自动化控制技术也得到了快速的发展和进步，而且110KV牵引变电所的综合自动化控制系统已基本上取代了原来的110KV牵引变电所二次系统，实现了无人值班的目标。
一、电气化铁路110 kV牵引变电所电气自动化技术
1、监控系统。监控系统主要目的是對110KV牵引变电所的设备进行监控，以便及时的发现设备故障，对设备进行修复，降低损失。110 kV变电所的监控系统由设备层、上位机、PLC三部分组成。监控系统对变电所的实时监控，也能反应设备的运行状态。监控系统采用计算机进行监控，可达到无须工作人员值班的要求。其主要目的归为降低造价，保证电网安全及让电网高效运行。其总体的原则是：1）监控系统的各项性能指标要满足相应的规范要求2）监控范围主要包括报警系统、隔离开关、主变分接头的调整、电压断路器、自流UPS系统等11个节点。3）网路分布结构。网路主要以光纤为媒介，站控层采用TCP/IP协议，间隔层多采用以太网。4）监控系统的功能是对设备进行监控，并进行数据的采集和数据的处理，不同的信号采用不同的采集方式。同时，监控系统还可防误锁及和其他网线相接的智能接口。
2、二次设备布置。110 kV牵引变电所自动化的二次设备大部分采用集中的布置模式，通常，继电器与监控设备会放在同一间测控屏内。另外，二次设备所有的相关设施都置于主控制室中，较大程度地方便了对二次设备的控制与管理。110 kV牵引变电所所有的二次设备颜色样式统一设计，继电保护装置室内都会放置备用屏位，占用面积约为控制室的十分之一。变电所内设有交直流系统测控屏，不停电电源系统，以保证设备在停电后能正常工作。
3、直流系统。直流系统额定电压采用220V或110V，单母线分段接线，设一组阀控式铅酸蓄电池组和双套冗余配置的高频开关电源充电装置，设置一套微机型直流接地自动检测装置。规模较大的或半地下的110 kV牵引变电所，也可设置两组阀控式铅酸蓄电池组。蓄电池容量按2h事故放电时间考虑，蓄电池容量一般为100～200Ah（110V为200Ah）。每组蓄电池由103～104只（110V为52只）阀控式密封铅酸蓄电池组成，不设端电池。蓄电池与其他二次设备共同布置在控制室，不单独设置蓄电池室。蓄电池组的容量、电池个数等参数，在具体工程实施中，可根据实际情况计算确定。
4、图像监视与安全预警系统。现阶段中，设备调动中心和控制中心无法保证24h有人值班，因此，安装图像监视系统和安全预警系统进行远程监控，对变电所进行远程无人操控，一旦变电所内部或附近出现安全事故，便可借助图像监视系统和安全预警系统来掌握事故发生的原因、地点、状况，以便更好地采取措施解决问题。
二、电气化铁路110 kV牵引变电所自动化的特点
1、信息采集更加便捷。自动化系统将常规的信号、控制、远动和测量模式取消，采用同期、控制、防误闭锁、信号报警、计量、设备信号监视机SOE测量等手段，实现对变电所的管理、监控和远动。
2、安全的自动化调整。由于直接调度完成电压调节、负荷调整和电量报表等工作。改变了过去执行操作的繁琐环节，降低了变电运行误操作事故的发生。
3、经济可靠。分布式结构，每一间隔的一次设备与其对应二次设备的连接电缆一一对应。这样，每一间隔间除了通讯媒介的联系，没有其他的连接，间隔间互不影响，局部故障不会影响系统的运行，提高系统可靠性。由于采集系统分布合理，缩短了传输距离和传输密度，同时节省、简化了二次电缆。
4、相对独立的继电保护功能。自动化牵引变电所系统继电保护按被保护的电力设备单元独立设置，独立运行，直接由相关的PT，CT输入电气量，动作后通过输出接点作用于跳闸线圈。保护装置设有通讯接口，接入站内通讯网，保证保护信息与监控系统的有效畅通，而保护功能与监控系统、通讯网无关。
三、电气化铁路110 kV牵引变电所电气自动化应用
110 kv牵引变电所电气自动化技术不仅能节约资源、还能节省人力，实现无人值班的工作状态。该技术所具备的优势，使该项技术的应用也越来越广泛。
1、在共享网络传输技术中的应用。电子形式的互相感应器在运行的过程中，主要是通过IEC组成的网络方式与间隔层形成最终的通信效果，这样的形式可更加有效的分析出共享网络的传输模式对特性保护所产生的影响，其运行的主要目标是让同步方面的技术具有实用化的功能和有效的对通信方面的保护得以实现。将测量控制方面的I/O连接端口与保护操作装置相互组合为一体，形成一个智能化的安装端口，并将其置于开关的端子箱内部，通过相关的功能对变压器中的跳闸功能进行长期有效的保护，进一步的简化相关网络中的整体配置结构，实现优化型的设备设施。
2、电子互感器的应用。电气化铁路110 kV牵引变电所的电压保护等级通常是按110 kv牵引变电所的电压等级进行配置。在110 kv牵引变电所电气自动化系统中，将电子互感器的合并单元与运输模块，设计成为相互独立的两套采样的回路设备，同时重点对纯光纤、电子式及常规互感器进行研究，可有效实现在110 kv牵引变电所电气自动化系统的双套保护方案。
3、对计算机保护功能的应用。110 kV牵引变电所电气自动化技术的目的是保护变电所运行过程中，使用到的自动装置、母线、线路、变压器等所有的电器设备的保护。在牵引变电所运行过程中，详细记录相应的故障和问题，并存储多套定值，显示自身修改定值，接受监控系统的命令并对工作步骤和相应的故障或错误信息进行发送，诊断并处理变电所运行中出现的问题。在110 kV牵引变电所运行中，采用统一的标准规约，目的是为了实现保障系统的控制功能和保护功能，同时对时间进行校对。
四、未来发展趋势
计算机领域的各项技术和电气技术相结合，被众多控制系统的厂商所接受，计算机发挥着重要的作用。Intemet和以太网技术带动电气自动化的全面革命。这是市场、科技和社会等众多方面的需求，而电子商务的发展和普及也必将加速这样的过程。网络和多媒体技术同样在电气自动化领域有比较光明的前景。虚拟现实技术及视频处理技术，会直接影响将来自动化产品设备的设计和产生，同时软件开发飞速发展，其重要性持续提高，因此电气自动化控制系统的发展趋势，正在从单一设备的发展转变成为向集成化、多元化、系统化的发展。
五、结语
总之，电气化铁路110 kv牵引变电是我国电气化铁路供电电网建设的核心，是电力机车电力输送与配置的关键环节。随着牵引变电所综合技术水平的不断提高与完善，将会完全取代或变更传统牵引所的二次系统，进而实现“无人值班”的工作目标。对电气化铁路110 kV牵引变电所电气自动化技术及其应用进行研究，有着十分重要的意义与作用。
参考文献
[1]陈坚.11O kv变电站电气自动化技术应用探究[J].华东科技，2013（05）.
[2]程福顺.有关11O kv变电站电气自动化应用探究[J].电子世界，2014（08）.
（作者单位：国家能源集团准能集团公司）