基于V B系统的牵引变电所智能模拟屏

赵慧利，李彦吉，刘天超

（北京铁路局 石家庄供电段，河北石家庄050000）

基于V B系统的牵引变电所智能模拟屏

赵慧利，李彦吉，刘天超

（北京铁路局 石家庄供电段，河北石家庄050000）

针对牵引变电所现有的模拟屏存在的故障率高、只能进行简单形式模拟等问题，利用V B系统构建了牵引变电所智能模拟屏，简述了其应用效果。

牵引变电所；模拟屏；V B；智能

中国铁路总公司《牵引变电所运行检修规程》［1］要求“牵引变电所控制室要有一次接线的模拟盘。模拟盘要能显示断路器和隔离开关的开、闭状态”，“值班人员接受倒闸任务后，操作前要先在模拟盘上进行模拟操作，确认无误后方可进行倒闸。”《铁路电力安全工作规程》［2］也规定“倒闸作业前应按倒闸作业票记载的倒闸顺序与模拟图核对相符”。中国铁路总公司《高速铁路牵引变电所检修规则》［3］也有类同普速铁路的同样条文。

从各类规程的要求可以看出，中国铁路总公司对供电设备倒闸前进行模拟操作以确保设备运行安全是有严格规定的。也就是说，在牵引变电所、配电室必须配备所内设备一次接线模拟图。

1　现状调查

以北京铁路局石家庄供电段为例，辖内牵引变电所配备的模拟盘有4种类型，数码管结构、简单开关结构、塑料胶条结构和马赛克灯光结构。

京广线（北京—广州）牵引变电所普遍采用数码管结构的模拟屏，该屏2009年10月投入使用、运行至今多个变电所出现数码管不亮、位置开关失效等问题、甚至出现了黄粱梦等变电所全部停用模拟屏的现象，此类模拟屏造价3万余元、现在完全恢复一台正常使用的修理费用至少0.5万元。

石太（石家庄—太原）线牵引变电所倒闸操作的模拟屏采用简单的扳把开关结构，此类模拟屏结构简单、造价低，并不能显示母线的带电状态，仅作为形式上的模拟。

京广线分区亭、开闭所使用的为工区用塑料胶条自行制作的模拟屏，用胶条的断开与闭合模拟断路器、隔离开关的分合，此类模拟屏往往使用很短的时间就会损坏。

邯长线（邯郸—长治）牵引变电所采用马赛克带灯光显示的结构、根据后台机各开关的位置信号显示具体的合分状态，此类模拟屏仅具有显示的功能、不能实现倒闸前的模拟功能，且造价高、一台模拟盘约5万元。京广高速铁路牵引变电所至今未配备模拟屏、不能满足文献［3］规程的要求，且值班人员在倒闸时只能在后台机主接线图上模拟、存在误操作的安全隐患。

通过对北京、太原、郑州铁路局管内的各供电段的调查，发现情况类似，现阶段使用的模拟屏均为上述结构，存在造价高、功能单一、维护困难等问题。

随着计算机的普及，牵引变电所均配备计算机，本文就是研制可以在普通办公上应用的基于V B系统的牵引变电所智能模拟屏，实现既有模拟盘的所有功能，同时增加根据开关分合时的闭锁条件，在出现误操作时、对操作人员进行警告提示等功能。

2　技术方案

按照我们熟知的电工设备图形符号，勾画牵引变电所主接线图。隔离开关位置的合分以闭合或者打开标识。断路器以红色表示合位、白色表示分位、绿色表示强制状态；母线以红色表示带电状态、绿色表示停电状态。对各线及各开关定义对象，设置两个对应分与合的条件码，扫描各开关状态并将各开关状态位置0（分位时）或置1（合位时），并将其保存为开关状态码。

根据各开关分合时连锁条件、扫描用户操作请求，当收到用户对某开关操作请求时，将相应开关分合条件码与状态码进行比较，条件满足则将开关置相应位，并将相关线条置红（带电状态）或置绿（不带电状态），不满足条件则发出引起问题的提示信息并音响报警。

2.1闭锁关系

将牵引变电所进线系统、主变压器系统、馈线系统、并联电容补偿系统各断路器、隔离开关的电气闭锁关系写入各开关对象的分合闸条件中（见图1）。出现违反闭锁关系操作时、弹出窗口提示“非法操作，请检查××开关位置”和相应的音响告警。例如，在1#馈线停送电时，2111隔离开关的分合闸条件是211断路器处于分位，如若首先操作2111隔离开关，系统就会提示“非法操作，请检查211开关位置”；2121D隔离开关的分合闸条件是212断路器、2121隔离开关处于分位，操作2121D时若212断路器处于合位，就会提示“非法操作，请检查212开关位置”，此时分下212断路器、但2121隔离开关处于合位，操作2121D时提示就会变为“非法操作，请检查2121开关位置”；I回1#B直列运行时，101断路器合位，此时要求102断路器不能进行合闸、若操作102断路器会提示“非法操作，请检查101开关位置”。

图1　程序流程图

为了模拟设备检修或者意外情况必须解除闭锁的操作，专门设计了强制执行项、在弹出“是否强制执行”框时，选择“是”后可将有闭锁的开关强制分合闸（仅改变位置信号），选择“否”返回到原状态。

2.2母线颜色

母线带电为红色、不带电为绿色，均以前方母线颜色和开关状态为基础进行推理；母线带电颜色，必须保证其上级开关合位。单合某一开关、线条颜色不变。

为了符合值班人员的操作习惯，在进行进线隔离开关的地刀操作时，合1011D（1021D）时，弹出窗口“请确认进线已停电”，点击“是”后合上1011D（1021D）、进线部分线段显示停电状态的绿色，点击“否”返回原来状态。

3　系统设计

3.1系统界面开发

（1）系统主窗体设计

在V B6.0开发软件中新建一个标准窗体，利用软件自带的画图工具，在系统主窗口上画出牵引变电所主接线图。为模拟一次系统图现场设备的分合状态，把所有控件属性颜色设置为不同状态来表示。采用绿色（R G B00FF00）来表示不带电状态，采用红色（R G B0000 FF）来表示带电状态，断路器白色（R G B00000F）代表分闸状态。在系统主界面的左上角添加了石家庄供电段企业标识。系统主窗体如图2所示。

图2　系统主窗体图

（2）系统工具栏设计

系统工具栏设置为3块：第1块为文件菜单，功能有设置系统背景颜色和退出；第2块为操作卡片选项；第3块为帮助菜单，功能有系统的技术支持文件和版权。

文件菜单栏下面可以设置界面的背景颜色，考虑到与系统控件颜色的搭配情况，设计了4种颜色可以选择，分别为浅绿、粉红、灰色和黑色。系统打开界面默认背景颜色为黑色。

操作卡片包含有供电调度端保存的所有操作卡片，点击某一个操作卡片就能显示出开关的操作顺序，做到边核对、边操作，省去了值班员拿操作卡片的麻烦。

技术支持文件菜单下有系统的帮助文件，主要是在模拟分合闸时各部分的闭锁关系。版权所有菜单栏里包括了系统制作版本号、制作单位、应用范围等内容。

（3）系统时间显示模块

系统设计时采用了软件自带的时间控件，加上标签控件，可以在系统模拟运行时实时显示系统当前时间。系统时间显示模块如图2所示。

3.2后台数据库开发

（1）数据库建立

为了实现智能模拟屏的记忆功能，对所操作的步骤进行保存，系统在后台加了Access数据库。模拟屏主要是操作开关，只要把所有开关状态输入到数据库中，可以随时读写，保存数据库内容，就可以实现操作过程的保存，以便下次打开软件时还是上次操作的结果。

在Access数据库建立了一个名字为“开关状态”的表，在表中建立了3个字段（列），第1个字段类型设置为数据型，存放所有开关的编号；第2个字段类型设置为布尔型，存放所有开关的状态，闭合为“1”，断开为“0”；第3个字段为文本型，存放备注。开关状态表如图3所示。

图3　开关状态表

（2）数据库链接

为了使系统主界面里边开关控件与后台Access数据库链接起来，在主界面里添加了V B6.0自带的A dodc数据控件。在系统初始化时，添加访问开关状态数据表代码。

4　结束语

牵引变电所智能模拟屏可以方便地安装或者拷贝到变电所值班室电脑上。在倒闸操作前，值班员点击屏幕上“牵引变电所智能模拟屏”图标，即可对牵引变电所一次接线图进行直观的模拟操作，点击相应开关就能实现开关的模拟分合闸，同时相应的母线也会随之改变。

该应用软件可在任何电脑上应用，完成了普通模拟屏的所有功能、又能防止误操作倒闸。该模拟屏可作为《牵引变电所运行检修规程》要求的“一次接线模拟盘”应用，日常可作为值班员熟悉倒闸操作、开关闭锁关系的练习课件。

因牵引变电所运行方式的一致性，进线、主变压器、馈线、电容等系统的闭锁关系是一样的，推广应用时、可以方便地推广到其他变、配电所应用。

2015年1月基于V B系统的牵引变电所智能模拟屏项目通过了北京铁路局的技术验收，并在京广高速铁路邯郸东、邢台东等4个牵引变电所推广应用。

［1］ 铁运〔1999〕101号.牵引变电所运行检修规程［S］.北京：中国铁道出版社，2012.

［2］ 铁运〔1999〕103号.铁路电力安全工作规程［S］.北京：中国铁道出版社，2001.

［3］ 铁总运〔2015〕50号.高速铁路牵引变电所检修规则［S］.

［4］ 乔平安.Visual Basic 6.0程序设计［M］.北京：人民邮电出版社，2013.

Traction Substation Intelligent Mimic Panel Based on V B

Z H A O H uili，LI Yanji，LIU Tianchao
（Shijiazhuang Section for Power Supply，Beijing Railway Bureau，Shijiazhuang 050000 H ebei，China）

A gainst the problems that the existing mimic panel of traction substation has high failure rate，high initialinvestment and high maintenance cost，can only take the form of analogue operation and so on，intelligent mimic panel based on V B system is established for traction substation，and the applied performances are described.

traction substation；mimic diagram；V B；intelligent

U224

A

10.3969/j.issn.1008-7842.2015.05.16

1008-7842（2015）05-0072-03

赵慧利（1971—）男，工程师（2015-04-01）