基于SCADA系统的铁路电力箱变智能化管理方式研究

段天云 梅杰

摘要：高速铁路新时代到来带来着巨大的发展与变迁，新技术、新设备大量融入到生产作业中，从工区日常运行维护的角度出发，探索和思考智能化箱变进一步发展和完善，为电力设备管理提供有效支持。

关键词：箱式变电站;智能化

引言

回望十余年的时间里，我国的高速铁路发展进程正迅猛地前进。在高铁发展取得显著成效的同时，对于高铁电力系统也有更高的要求。这其中高铁电力远动箱变承载着高铁信号通信电源供应的重要支柱，需要作为电力线路工我们一丝不苟的工作精神。

高铁电力班组作为电力运行、检修的最前沿，通过结合日常生产作业和应急处置中，发现箱变维护工作中存在的一些“弯路”，对维护保养工作的快速有效地开展作出思考和建议，供为运行维护的参考。

1高铁电力远动箱变构造

1.1箱变主体构造

箱变是铁路电力系统中高压环网开关设备、变压器、低压配电柜及远动系统集成一体的成套配电设备。各柜体气室独立并实现有效隔离，从而能够使一贯、综贯两侧设备独立运行。

1.2箱变运行维护的重点工作分析

从整体上看，高铁箱变维护工作量较小，从具体可能故障点结合现场实际分析，有利于我们把握好日常维护管理重点。

高压环网柜、变压器具有较好的可靠性，运行维护工作相对简单。现今高速铁路使用高压柜一般都采用高压母线及带电设备全部封闭在SF6气体柜内，正常运行条件下，抗外界环境因素干扰能力强。在工区日常运行检修过程中，在观测检查SF6气压表正常以确定无泄漏的情况下，高压气室免维护，在分合闸功能完好情况下基本实现免维护。而变压器多采用免维护、可靠性高的干式变压器，在日常运行检修过程中，故障率较低。

低压配电柜及远动系统模块较多，例如低压开关、仪表、UPS、双电源切换装置及RTU模块等故障点。这其中RTU模块、UPS为常发故障点，工区日常每月巡视工作都会针对RTU、UPS功能进行观测，确认功能正常。在日常维护保养工作中，除了箱体本身模块损坏的情况外，遥测越限报警的情况也经常发生。

2高铁电力远动箱变运行维护及问题

2.1箱体内部纸质资料有限

箱变一般张贴设备资料为纸质，资料往往显示能力有限。一般箱变仅仅张贴箱变总体系统图，对于低压二次侧接线图纸常常缺少，即便存在也常有遗漏，资料保存和调阅存在困难。当箱变遥信信息采集问题时尤为重要，例如发生双电源行程开关接触不良情况时，需要对二次遥信采集小线端子号进行调阅，通过试验行程开关卡扣及端子线通断，排查故障问题。

2.2箱变内部UPS故障频发

合杭高铁管内箱变使用UPS的48台，开通一年内已发生UPS故障8台，占总数16.7%。高铁UPS从结构上看，主要有分体式和一体式两种。其中一体式UPS故障多为内部线路故障，需要进行整体更换，而分体式UPS由于外接蓄电池，常常故障原因为蓄电池组漏液造成。从UPS结构不同分析来看，合杭高铁箱变48台UPS中有13台一体式、35台分体式，其中故障UPS分别为5台和3台。通过故障率比对，一体式UPS故障率明显高于分体式。

2.3箱变作业涉及有限空间作业

目前巡视检查作业可以目测，但是检修作业必然涉及到有限空间作业。对于日常箱变内部积水情况，可以采用延伸排水管进行排水作业，但是在检修作业时往往涉及到电缆井内部作业。

3高铁电力远动箱变在运行维护过程中探索运用新技术

3.1加入箱变基础电力设备资料电子化

日前，高铁电力工区普遍运用地图app自行记录箱变位置，建议将位置信息开放导航功能。箱变二次接线图纸复杂，建议在生产系统开通附件附属功能，实现技术履历资料实时调阅。对于常用技术履历资料、复试系统正常运行状态等资料能够保存，便于随时调阅帮助应急处置工作。

3.2建议采用“UPS换电”模式替代现场充放电

根据《箱变巡查巡视记录》中巡视项点要求，RTU柜需每半年对UPS电池进行一次放电（用电池工作2小时）。在日常巡视过程中，白天每月带电巡视每一处箱变巡视时间大约为10-15分钟，夜间每年结合检修停电巡视每一处箱变检修时间约为30分钟。在结合日常生产作业中，现场对电池充放电效率低下，一个工作日可能只能完成3-4组UPS的充放电工作。

根据日常电池使用经验和厂商宣传，电池一般以额定容量80%为分界点，及时有效完成UPS充放电有利于延长电池寿命。建议配备UPS电池容量检测装置，在日常檢查中定期对检查，排查电池容量低于额定值80%的，为UPS可靠供电提供保障性。

3.3实现有限空间气体检测与报警功能

目前箱变内部安装有温度、湿度及烟雾报警器各类传感报警装置，建议增加有毒气体传感器，服务于有限空间作业把控。在箱变底部向下安装有毒气体及氧气检测传感器，作业前能够为作业人员提供安全风险参考。日常检修作业涉及有限空间作业，安全风险可以增加一处从设备层面的安全把控。

3.4加入电力复试系统在手持端的应用

在日常运行维护和应急处置中，现场作业人员在检查过程中无法实时观测到箱变遥信数据，希望能够在通信手持端加入复视遥信数据。现阶段，通信网络已经覆盖极为全面，无论是铁路通信还是公网使用，都具有传播速度快、信息传递准确的特点。将箱变遥信信息加入到手持端，能够更有效地满足现场作业人员对于设备状态的掌握，便于远方对设备的分析解决和准备工作，提高设备问题处置和巡检维护的效率。

4 结语

针对现阶段高铁电力远动箱变在一线班组层面的运行维护管理，结合段成熟运用的生产管理系统，对生产作业便捷性和安全风险控制进行思考和探索。随着高铁新技术的不断发展，在更完善的规则制度和更先进的科技辅佐下，如何高效率的完成设备运维和应急处置，这是我作为一线生产作业人员需要不断去探索和发现的。同时，提高自身业务技能水平，实现班组管内设备质量及管理水平不断提升，也是高铁电力工区应有的责任担当。

参考文献

[1]铁总运[2015]91号：《铁路电力远动箱式变电站暂行技术条件》-TJ/GD016-2015

[2]张延聪 .UPS 电源蓄电池的正确使用与维护[J].煤炭科技，2006（3）：31-32.