智能牵引变电所一次设备智能化技术

王尧

摘要

牵引变电所一次设备智能化技术承载供电设备运行、检测、保护，及时发现危险隐患，有着重要作用。一次设备智能化技术包含断路器、互感器、电源开关等，全面分析智能牵引变电站设计与采样算法有助于推动智能牵引变电所一次设备智能化技术。鉴于此，笔者结合实践研究，就智能牵引变电所一次设备智能化技术展开分析。

【关键词】智能牵引变电所 一次设备 智能化技术

在过去，变电所内传感器符合绝缘、电磁饱、电磁共振等缺少系统的信息模型，严重影响着变电站与保护系统完善。现阶段，智能牵引变电所一次设备智能化技术的出现有效解决了这一问题，对供电安全性、稳定性有着重要影响，同时也为牵引变电站运营管理提供了便利条件。

1 智能牵引变电所

智能牵引变电所通过数据信息搜集完成牵引变电所数据分享与操作控制，实现了线上监督控制。变电所数字化一次设备分为间隔层（保护设备、故障录波器、系统测控）、站控层（主机、工作站、远动通信设备）、过程层（互感器、断路器）。智能牵引变电所有着全过程线上控制、故障诊断、数据共享优势。牵引变电所成分布式，属于本地网络化智能牵引变电所。但是，智能牵引变电所怎样用于供电系统中成为重要研究内容。牵引变电所的出现促进了变电站保护与自动化技术水平提升，光电技术传感器检测电压与电流、光纤网络通讯等智能化技术进一步推动了智能化变电站的继电保护与自动化技术，这对供电系统保护控制有着重要作用。现阶段，智能牵引变电所得到了大范围推广应用，不过在一些细则问题上值得进一步优化。首先，尽管互感器已经被广泛应用在保护自动化设备的电流与电压信号，不过变电站保护大数据处理系统仍然有待提升。相对于发达国家，我国智能牵引变电站技术仍然处于落后水平，部分设备与系统兼容性有待进一步优化。总而言之，智能牵引变电站保护与自动化系统需要引进先进技术提升自动化信息技术与计算机技术稳定性，制定信息共享备份保护单元与信息共享的信号备份措施。

2 电流互感器

现阶段，工程场地很多设备能够借助现场总线实现连接，而后通过通讯协议完成数据通讯的连接。但是根据现阶段工程基础条件看，通讯机电一体化、芯片嵌入、标准等实现了不同程度的变化，将现场设备层中测量和控制实现了分化。而整个系统控制中，通过拓扑结构我们可以知道通讯媒介现场总线包括内容只有现场控制器、人机界面管理。目前，已有少数现场总线组织能够对总线通讯协议进行制定。这样一来，如果现场嵌入式控制设备、控制器、仪表等和协议相吻合，那么就能够利用现场总线的连接完成系统控制。第一，电子式互感器。电子式互感器包含ECT与EVT，有源与无源，有着测量准确度高、暂态相应迅速的优势，值得在牵引供电系统中扩大推广应用。不过，目前我国在无源电子式互感器动态性与稳定性上处于研究阶段，有源式互感器应用较多。电子式电流互感器是通过Rogowski罗氏线圈进行传感以及电气设备高压部分的电势相等，传感器转为数字信号，合并单元接收并处理电子模块的数据，进行电流、电压信号协同处理，根据要求把检测数据输出为二次设备应用。载流导体穿过线圈中间，导体中通过电流会有一个感应电动势存在线圈两侧，计算输出电流积分获得感应电动势，也就是Rogowski罗氏线圈感应信号和监测电流变化率为正向比。合并单元信号接收是借助电子式电流互感器的数字输出信号。但是，合并单元采样频率有着稳定性特点。按照FFT计算方法，采样数变化性并不适合智能变电所三相电流、电压信号同步。对此，额选择相位差优化计算能够实现三相电流、电压信号采样同步。

3 智能断路器与智能终端及其应用

一次设备智能化设计方法包含2种：第一，断路器和智能控制单元嵌套生成一体化智能断路器，接口兼容TCP/IP网路通讯协议。第二，智能控制单元作为单独系统生成智能终端，安装于隔离开关、断路器周围并与智能终端连接完成一次设备智能化。实时监督控制一次设备运行并搜集信息展开操作控制，一个间隔中可以达到智能保护与控制功能。过程层内经过智能终端作为非智能一次设备提供了标准化智能接口，添加TCP/IP协议的智能控制单元展开通讯监督控制。同时，借助光纤网络保证信息的快速传递，利用该方案取缔了间隔层和过程层的电缆。现阶段，我国智能化牵引变电所是常见方案为断路器和智能終端融合。

现阶段我国配电覆盖面积较广：乡镇电网、城市电网。其中农村电网选择架空线方法;城市电网为电缆网。其中一次设备包含：配电变压器、配电开关等。它们具有自动控制、通讯、测量功能。现阶段，我国使用的二次设备包含：TTU、FTU、DTU等系统。一次设备和二次测流、通讯功能，实现了配电终端和配电设备的有效结合。其中包含：远程控制、环网控制、保护动作等运用。设备有现场总线、网络通讯、光纤通讯效果完成了子站之间、子站对现场单元、主站对现场单元、主站对子站等连接。另一方面，电力主站通讯的实现包含：GIS线上管理、SCADA控制、电网经济运行分析等功能，打破了以往电气自动化系统模式弊端，有效实现了更为完善的调度。选择一体化构架方式，将分布式的网络综合集成系统达到了管理控制一体化效果，软件平台和计算机技术体现了开放式性能，并且实现了系统跨平台接口供应，与CIS、MIS负控等自动化系统实现了有效的集成。

4 结语

综合分析，牵引变电所作为电气化铁路核心，智能牵引变电所打破了传统运行模式，探索了新的技术发展。笔者分别从：智能牵引变电所电、流互感器、智能断路器与智能终端及其应用，三方面展开分析，希望对智能牵引变电所一次设备智能化技术发展起到帮助性作用。

参考文献

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