牵引变电所运行和检修

孙宝磊

1 概述

随着我国经济建设节奏的加快，对安全、可靠、经济的高速电气化铁道需求日益迫切。高速电气化铁道是一个系统工程，其中功能完备、配置合理、运作高效的高速电气化铁道牵引供电系统的运行检修体系将直接影响经济效益和运行效率。

2 牵引变电所运行和检修体系的构想

2.1 建立综合维护与维修管理体制

高速电气化铁道牵引变电所是一个专业性较强地系统工程，为保证其高效性，在维护维修过程中要切实做到有机地配合与协调，因此，综合维护、维修管理体制的建立是十分必要的。

2.2 运行和检修模式

根据牵引变电所的特点，其检修模式为监视、检查、测试、更换零部件，部分设备的中、小修。设备大修外委。根据多年的电气化运营经验，牵引变电所主变压器、电流互感器、电压互感器等一次设备故障率较低，而二次常动（如真空断路器、控制保护测量元件等）设备发生故障的概率就相对较高。而其运行质量的高低，直接影响着牵引变电所的安全供电。因此不断采用新工艺、新的检修试验方法，使其运行质量不断提高，对于牵引变电所的供电可靠性及高速电气化铁道运输有着非常重要的意义。

3 实现运行和检修的机械化与标准化

机械化与标准化在一定程度上就代表高效率，在牵引变电所的运行和检修中，充分实现机械化与标准化作业至关重要。检修流程优化，不仅仅是对检修工作过程进行梳理，而是对整个与检修工作有关的工作进行统一的分析，运用科学的方法与手段，保证检修质量，缩短整体工作时间，通过及时总结，不断更新和完善检修流程。检修流程优化包括检修计划的制定与审核、停电申请与审批、停送电操作、检修工作的准备、设备检修过程等方面。

4 运行和检修自动化联网配置

引进先进技术、利用先进的自动化配套设施，将牵引变电所的运行和检修自动化、合理地进行联网配置。

4. 1 重视信息化与自动化建设

随着电力体制改革的进一步深化，铁路供电企业得到了迅速发展，越来越多供电所正积极开展变电所无人值班的实践。变电所无人值班工作的实施，使供电部门提出的"减人增效"工作得以实现，取得了明显的经济效益和社会效益，提高了铁路供电企业劳动生产率，促进了供电接触网的安全稳定运行。对提高供电接触的安全，经济运行水平也起了积极的作用，从铁路供电企业内部发展情况看，要实现企业的"创一流"110KV及以下变配电所亭必须实现综合自动化变电所。无人值班变电所的实现可以加快推广状态检修，使状态检修早日能够代替现有的检修模式。达到科技增效、减员增效的目的。

常规的二次系统中，各设备按功能配置，彼此之间相关性甚少，相互之间协调困难，需要值班人员比较多的干预，难于适应现代电网的控制要求。另外需要对设备进行定期的试验和维修，即便如此，仍然存在设备故障很长时间不能发现，甚至这种定期检修也可能引起新的问题。发生和出现由试验人员过失引起的故障。

而无人值班变电所可以实现如下经济效益：1.提高运行可靠性，由集控中心直接进行分析判断并进行操作控制，可以统管全局，减少了人员误操作和事故处理不当所造成的经济损失。2.减少了运行值班人员，提高了劳动生产率，减少了运行的各项开支。3.降低了变电所的综合投资，实现自动化，可大大减少变电所的建筑面积，减少二次电缆。4.促进了电力工业的科技进步，提供了整体管理水平。

4. 2 遥视系统在无人值守牵引变电所安全运行中的应用

随着计算机技术、多媒体技术及通讯技术的迅猛发展，对于图像、声音等多媒体信号的数字化处理以及远距离传输的技术已相当成熟，为无人值守牵引变电所实现远程图像监控系统（俗称"遥视"）提供了技术支撑。铁路供电部门大多已经实现了对远程牵引变电所的遥测、遥信、遥控、遥调，即"四遥"功能，如果再将这一成熟的技术引入铁路供电自动化系统，将使牵引变电所运行和维护更加安全和可靠，并可逐步实现铁路供电系统的可视化监控和调度，使铁路供电系统运行更为安全、可靠，此举将成为铁路供电系统的发展的必然趋势。

牵引变电所的图像监控系统，实际上是一个以多媒体技术为核心，涵盖了工业控制、通讯、计算机网络技术的较为复杂的综合系统。主要用于牵引变电所的安全防范、环境状况和对付自然灾害等。将遥视系统用于无人值守的牵引变电所的另一个作用：就是对牵引变电所存在大量的常规表计和室内外设备，在调度端或集控站端可以对其进行直观监视。过去由于没有可视手段，对于表计的读数以及设备外观状况无法进行观测、比较以及校验，同时系统具备集中性和远程性（即一个监控中心至少同时管理十几个甚至上百个牵引变电所，并且不受距离的限制）。遥视系统的存在，将使上述工作成为可能。这些都有助于无人值守牵引变电所的安全生产工作。

4. 3 综合自动化技术在牵引变电所中运行中的应用

京郑线某变电所是北京局管内第一个进行综合自动化改造的牵引变电所，改造工程于2005年10月分完成，并陆续投入使用。它主要有以下特点：

1.1 整个系统采用分层分布式结构，按照IEC61850变电通讯网络和系统协议，变电所通信体系分为三层：变电所层、间隔层、设备层，变电所层主要包括通信管理机、当地监控机、显示器、打印机。间隔层主要包括各个保护单元、监视控制单元，设备层主要包括变压器、断路器、电流互感器、电压互感器等一次设备。

1.2 站级通信管理机和间隔单元之间采用光纤以太网总线型拓扑结构、点对点通信方式，为了解决网络媒体中数据包因碰撞而造成数据损毁的问题，采用CSMA/CD（载波监听多路存取和冲突检测）介质访问控制方式的局域网技术；其特点是：当节点有报文要发送时先要监视信道，只有在信道空闲时才能发报。在发报过程中，仍对信道进行监听，如发现有冲突，就发一个简短的干扰码，以加强冲突再停止发送，然后推迟一单位随机时间继续检测信道；发报过程中如无冲突，在规定的时间内受到对方的肯定性回答，就结束这次通信，否则再检测信道，重复以上过程。

1.3 通信管理机与后台机的通信规约为CDT，该标准规定电网数据采集与监控系统中循环式远动规约的功能、帧结构、信息字结构和传输规则等，适用于点对点的远动通道结构及循环字节同步方式传送信息的远动设备与系统。CDT方式的主要特点是发送端按预定规约周期性不断向调度端发送信息，主要缺点是完全不了解后台监控主机的接受情况

5 结束语

高速电气化铁道牵引变电所运行和检修体系的优良与否主要从以下三个方面来考虑：一是维修的可靠性，二是完成维修需要的时间，三是维修成本的高低，这三方面将直接关系到高速电气化铁道的运营效率和运营成本。因此在设计中应力争前瞻性、系统化综合考虑，通过借鉴国、内外有关高速电气化铁道运行和检修的成功经验，制定出适合我国国情的高速电气化铁道的运行和检修体系。