电气化铁路牵引供电变电站综合自动化系统(精)

铁路牵引变电所综合自动化系统的应用摘要：随着交通网络日益完善，电气化铁路建设规模日益扩大，其具有环境污染小、承载能力强、高速等特点，是铁路发展的重要方向。

牵引变电所综合自动化系统，作为电气化铁路的关键部分，确保其可靠性与稳定性，是铁路牵引变电所的重要研究课题。

为此，通过综合自动化系统，对牵引变电所内的设备进行监控、调试，可促进设备正常运行，有利于保障铁路可靠运营。

本文主要分析综合自动化系统在铁路牵引变电所中的运用。

关键词：铁路牵引变电所；综合自动化系统；应用引言：近年来，随着科技水平不断发展，信息化、自动化技术被运用于各行业、各领域，铁路供电系统也正在逐渐创新、发展。

针对铁路供电系统中的综合自动化系统，有利于提升铁路运行质量，保障铁路供电效率，并集成了多种一次设备和二次设备。

通过综合自动化系统，可实现铁路牵引变电所供电设备监控智能化，促进应急处置的快速化。

为了满足智能电网的发展，在铁路牵引变电所运行中，运用综合自动化系统，已是电力系统运行中的重点研究课题。

笔者根据自身多年的电力系统运维管理经验，主要分析综合自动化系统在铁路牵引变电所中的运用。

一．自动化系统的发展首先，分立原件的自动化装置。

20世纪七十年代以前，诸如晶体管和其他离散元件构成的模拟电路等设备被开发并应用于电力系统，例如自动重合闸、备用电源自投等，使电力系统的整体性能得到了极大的改善。

但各个设备都是独立的，缺乏自我诊断的功能，整体的操作水平仍然十分有限。

其次，智能自动装置。

上世纪70年代，微机保护、远动装置逐步被集成电路、微机取代。

该设备具有较强的运算能力，具有较高的智能化程度和自诊断能力，使测量精度、监控可靠性及电力系统的自动化程度得到了进一步的改善。

但是，目前还存在着许多设备独立操作、资源无法共享等问题，需要进一步完善。

第三，综合自动化系统。

70年代中期和晚期，欧、意、美等发达国家相继研制出一套完整的自动控制系统。

然而，日本在1975年完成了首个数字控制系统SDCS-1,1980年开始商业化。

变电站综合自动化系统在电力系统中，变电站是连接输电网和配电网的重要环节，是电能转换、分配和控制的关键组成部分。

为了提高变电站的运行效率和安全性，变电站综合自动化系统应运而生。

一、系统架构1. 主控系统主控系统是变电站综合自动化系统的核心，负责整体的监控、管理和控制。

通常由人机界面、数据采集与处理、远程通信等模块组成，能够实时监测变电站各种设备的状态并调度控制。

2. 保护系统保护系统是变电站综合自动化系统的重要组成部分，用于实时监测电力系统的运行状态，及时发现故障并采取相应的保护措施，确保电网的稳定运行。

3. 辅助设备系统辅助设备系统包括通风、照明、消防等设备，为变电站的安全运行提供支持。

二、功能特点1. 实时监控变电站综合自动化系统能够实时监测各种设备的运行状态，及时发现问题并作出相应处理，有效减少事故发生的可能性。

2. 自动化控制系统能够根据预设的逻辑和参数实现自动化控制，提高变电站的运行效率和精度。

3. 远程通信通过网络通信技术，可以实现对变电站的远程监控和操作，方便操作人员进行远程调度。

三、发展趋势随着信息技术的不断发展，变电站综合自动化系统也在不断完善和智能化。

未来，随着物联网、云计算等技术的广泛应用，变电站综合自动化系统将更趋于智能和自动化，实现更高效、安全、可靠的电力系统运行。

四、结语变电站综合自动化系统作为电力系统的重要组成部分，发挥着关键作用。

通过不断完善和创新，可以更好地适应电力系统的发展需求，提升变电站的运行效率和安全性。

希望在未来的发展中，变电站综合自动化系统可以发挥更大的作用，推动电力系统的可持续发展。

变电站综合自动化技术近几年来，随着计算机技术、通讯技术、控制技术以及系统集成技术的迅速发展，铁路监控系统也得到迅速发展。

对于铁路监控系统，技术上发展有两大趋势：一是调度端（控制中心）实现综合监控，即调度综合自动化；二是变电所实现自动化。

这里我们讨论变电站综合自动化技术。

一、概述变电站综合自动化技术的研究和应用，首先是在电力系统中。

随着电气化铁路的发展，对牵引变电站的综合自动化也提出了迫切的需求并逐步开始得到应用，并发展成为必然趋势。

变电站综合自动化之所以成为研究热点，引起了电力、电牵行业各有关部门，如设计、研究、运行、基建等单位的注意，其主要原因有：（1）随着电网复杂程度的增加，各级调度中心要求更多的信息，以便及时掌握电网及变电站的运行情况；（2）提高变电站的可控性要求更多地采用远方集中控制、操作、反事故措施等；（3）采用无人值班管理模式，提高劳动生产率，减少人为误操作的可能，提高运行可靠性；（4）利用当代计算机技术，通信技术等提供的先进技术装备，改变传统二次设备模式，简化系统，信息共享，减少电缆，减少占地面积，减少施工难度和工程造价，使变电站面貌得到全新改变。

采用常规控制设备加上完备的四遥远动装置，也可实现上面前三项的要求，但要全面满足上述要求，则必须采用变电站综合自动化技术。

国外从20世纪80年代开始进行研究开发，到目前为止，各大电力设备公司都陆续推出了系列化的变电站综合自动化系统产品。

20 世纪90年代以来世界各国新建变电站大部分采用了全数字化的二次设备。

我国开展变电站综合自动化的研究与开发，有两个方面的内容：其一，中低压变电站采用自动化系统，以便更好地实施无人值班，达到减耗增效的目的；其二，对高压变电站（220kv 及以上）的建设和设计来说，要采用新的控制方式，解决各专业在技术上保持相对独立而造成的各行其是，重复投资，甚至影响运行可靠性的弊端。

这些问题主要是：（1）计量、远动和当地监测系统所用的变送器各自设置，加大了CT和PT的负担，投资增加，还造成数据测量的不一致性；（2）远动装置和微机监测系统功能重复，一个是受制于调度所，一个是服务于当地监测，没有做到资源共享，增加了投资且使现场接线复杂化，影响可靠性；（3）传统二次控制系统和当地微机监测系统功能重复，在某种程度上影响了运行人员对当地微机监测系统的重视程度，认为可有可无，造成监控系统在变电站投入率不高。

什么是电气化铁路?电气化铁道是由电力机车和牵引供电装置组成的，牵引供电装置一般分成牵引变电所和接触网两部分，所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的“三大元件”。

铁道部1993年发布的《铁路技术政策》牵引动力与供电一节中做了如下阐述：积极进行牵引动力改革。

大力发展电力牵引，合理发展内燃牵引，提高电力牵引承担换算周转量的比重。

管好用好蒸汽机车。

合理安排牵引动力的布局。

在主要繁忙干线，高速铁路煤运专线及长大坡道，长隧道地区等线路上，应采用电力牵引，其它线路逐步采用燃牵引。

大力提高电气化铁道的运行可靠性，提高接触网的结构稳定性和抗实能力，采用高强度，耐腐蚀，少维修，无维修的导线及接触网零部件。

加强接触网的等电压保护，优化机构与接触网的绝缘匹配，改善引网关系。

逐步实现牵引供电系统控制自动化、远动化及运行管理智能化。

发展牵引供电系统的实时检测技术，实现故障检测现代化，并逐步建立检测及维修的专家系统。

牵引供电系统组成我国电气化铁路采用工频单相交流制。

向电气化铁路供电的牵引供电系统由分布在铁路沿线的牵引变电所及沿铁路架设的牵引网组成。

为了保证供电的可靠性，由电力系统送到牵引变电所的高压输电线路均为双回路。

一、牵引变电所和供电臂牵引变电所的功能是将三相的110KV高压交流电变换为两个单相27.5KV的交流电，然后向铁路上、下行两个方向的接触网（额定电压为25KV）供电，牵引变电所每一侧的接触网都称做供电臂。

该两臂的接触网电压相位是不同相的，一般是用耐磨的分相绝缘器。

相邻牵引变电所间的接触网电压一般为同相的，其间除用分相绝缘器隔离外，还设置了分区亭，通过分区亭断路器（或负荷开关）的操作，实行双边（或单边）供电。

二、牵引网牵引供电回路的构成是：牵引变电所、馈电线、接触网、电力机车、钢轨与大地、回流线。

在这个闭合回路中，通常将馈电线、接触网、钢轨与大地、回流线统称为牵引网。

牵引供电方式分类接触网、钢轨与大地、回流线统称为牵引网。

浅谈电气化铁路牵引变电所综合自动化系统的应用作者：吴旭峰来源：《城市建设理论研究》2014年第07期摘要：随着自动化技术、计算机技术和通信技术的发展，铁路牵引变电所综合自动化系统技术得到迅速发展。

有很多按新概念、新原理设计的变电所综合自动化系统投入运行，展现了其极强的生命力，并成为我国牵引工业推行技术的重点之一。

牵引变电所综合自动化系统对于我国铁路供电事业的发展具有非常重要的作用。

必须把我国铁路牵引变电所综合自动化系统按照标准化、智能化、规范化的方向发展。

同时，各个相关的研发机构和设备、器材供应商也要加强联系和沟通，一起形成标准化的牵引变电综合自动化系统的市场。

此外，，国家要大力培养在牵引变电领域里的技术人才，使我国的牵引变电综合自动化系统得到不断的发展。

关键词：电气化铁路牵引变电所综合自动化系统应用中图分类号:F407.6 文献标识码：A在新科技革命浪潮的指引下，铁路的电气化发展也呈现出欣欣向荣的发展态势。

而铁路牵引变电所综合自动化操作技术对于铁路供电系统的发展来说，是一个巨大的飞跃。

也是目前在供电系统领域里的一个前沿课题。

十余年来，国内外都对牵引变电所综合自动化系统开展了广泛的讨论、研究。

随着自动化技术、计算机技术和通信技术的发展，牵引变电所综合自动化操作技术得到迅速发展。

一．牵引变电所综合自动化操作系统的概念及特点（1）.牵引变电所综合自动化操作系统的概念牵引变电所综合自动化操作系统是集自动化技术、计算机技术和通信技术等高科技在变电所领域的综合应用。

变电所综合自动化系统可以采集到比较齐全的数据和信息，同时，利用计算机的高速计算能力和逻辑判断能力，可以更快捷、更方便的监视和控制变电所内各种设备的运行和操作。

牵引变电所综合自动化系统是将变电所的二次设备经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术等，实现对全变电所的主要设备的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。

电气化铁道牵引变电所综合自动化装置作者：王天夫来源：《中国新技术新产品》2017年第14期摘要：牵引变电所传统监控是铁道控制系统的重要组成部分，主要依靠监控与信号电路的各种元件，对设备在不同运行状态时显示出来的数据进行监控，从而完成铁道自动化控制。

该系统是一个分层分布式微机系统，本文对电气化铁道牵引变电所综合自动化装置设计方案进行分析和探讨。

关键词：牵引变电所；综合自动化；电气控制中图分类号：U224 文献标识码：A关于变电所综合自动化的研究时间较长，主要集中在西方发达国家，20世纪70年代末，日本研制出世界上第一套综合数字式保护控制系统SDCS-1，与此同时，其他国家也积极加强对变电所的自动化研究，而且在很多领域中都有十分广泛的应用。

从20世纪开始，我国已经开始着手对变电所自动化技术的研究，并且取得了很多成就，当前变电所自动化技术在我国的应用领域正在不断拓展，电力系统、冶金行业等领域已经开始广泛应用变电所自动化技术，自动控制技术可以提高系统控制效率，通过电力系统调度自动化以及配网自动化技术，可以促进我国社会经济建设水平的快速提升。

一、牵引变电所监控与保护从20世纪90年代开始，我国已经对电气化铁道牵引变电所的继电保护装置进行改进，从微机保护转变为电磁型继电保护，在新的系统中，可以通过数据采集系统对各种模拟信号进行采集，并且能够对模拟信号进行转变，将其转换成为数字信号，再输入到中央处理单元中。

在中央控制单元经过计算以及逻辑判断，再通过输出/输入开关输出相应的控制信号，从而实现对继电装置的保护。

传统的继电保护装置采用电磁型保护，其稳定性相对于微机保护而言稍逊一些。

微机保护都是通过各种程序实现控制的，尤其是能够对电磁保护中的各种复杂问题进行解决。

需要注意的是，牵引变电所的保护是一个独立的单元，在开关的选择过程中，应该要采用KK操作把手，对于控制室中的各种设备，应该要采用分立式设备。

就当前我国实际情况而言，我国针对微机技术在牵引变电所监控系统中的研究还不够深入，在技术上还存在一些问题，例如在控制室内，有各种复杂的设备，控制室内的设备的重复率较高，设备的占地面积也比较大，设施设备的电线电缆较多，而且各种设施设备的智能化程度较低，所以在系统运行过程中，现场控制单元以及保护单元无法及时将各种信息传输到远程控制中心，导致远程控制中心不能及时做出应对。

概述牵引变电所综合自动化系统及发展电气化铁路具有高速、重载、对环境污染小等特点，已成为铁路发展的必然选择。

作为电气化铁路“心脏”的牵引变电所综合自动化系统，在保证供电系统的稳定性、可靠性等方面，有着不可替代的作用。

因此，探讨这一课题，具有十分重要的意义。

1 自动化系统的发展1.1 分立原件的自动化装置阶段20世纪70年代前，以晶体管等分立原件组成的模拟电路等装置被研制出来，运用到了供电系统中，比如自动重合闸、备用电源自投等装置，提高了供电系统的综合运行水平。

但是各装置独立运行，不具备故障自诊断能力，综合运行水平还很有限。

1.2 智能自动装置阶段70年代，集成电路和微处理器逐渐代替了分立元件装置，出现了微机保护、远动装置。

这类装置计算能力强，有一定的智能水平和故障自诊断能力，进一步提高了测量的准确性、监控的可靠性和供电系统自动化水平。

但仍存在多数装置独立运行，资源不能共享等有待改进的缺点。

1.3 综合自动化系统阶段70年代中后期，英、法、意等欧美发达国家陆续开发出了一系列综合自动化系统。

但日本后来居上，于1975年研制出了第一套用于配变电所的数字式控制系统SDCS-1，并于1980年商品化生产。

至此以后，越来越多的国家和公司开始研究这一系统，例如西门子、ABB、GE、AGE、西屋以及阿尔斯通等行业领军企业。

我国在这方面的研究起步较晚，始于上世纪80年代中期。

首次引进的德国西门子公司的LSA综合自动化系统，应用在了京郑线的丰台变电所，实现了全所自动化。

1998年3月，该系统通过了西门子公司的检查和调试，标志着我国在牵引变电所综合自动化领域迈出了重要的一步。

到目前，我国的综合自动化系统的发展阶段可以用如下的四个典型结构形式图来表示。

图1所示系统未涉及继电保护，还保留了传统的控制屏台。

图2和图3所示系统，其核心就是在变电所控制室内设置的计算机系统，对数据进行采集、处理，实现自动控制的功能。

图4所示系统是现在广泛应用的，它将整个变电所设备分为了三层：变电所层、单元层和设备层，该系统又分为集中组屏模式和分散安装模式。

电气化铁路牵引供电变电站综合自动化系统铁路牵引供电变电站是电气化铁路电力机车供电的专用变电站，变电站的“综合自动化系统"（本项目是变电站安全可靠运行的核心设备.铁路运输有极高的时效要求，综合自动化系统是变电站运行的关键设备，设备选型时必须对厂家的生产资质、历史业绩、技术能力均须进行全面的考量，入选厂家通过公开招标，有针对性地为标的变电站拟定系统配置方案,制定承揽工程的内容和价格,参与相对公开应标竞争，因此,本项目对应的市场门槛较高。

本项目——-—牵引变电站综合自动化设备,同样适用于城市地铁、轻轨配备的变电站。

牵引变电站综合自动化系统在组成结构上类似电力行业的高等级变电站的综合自动化设备，但使用要求和技术特性差异很大。

牵引变电站综合自动化设备是铁路行业内的高端自动化设备，其延伸产品众多,是为铁路行业供货和服务的厂家技术竞争的制高点。

牵引变电站综合自动化系统是计算机测控技术、信息处理技术、通讯技术合一的高技术产品,通常由以下主要设备组成:∙馈线保护装置—----——----—-———--—用于电力机车供电线路的保护装置∙变压器保护装置—--—-—----——---—用于电力牵引专用变压器的保护装置∙补偿电容保护装置————--—-—----用于补偿电容的保护和自动投切装置∙变电站站内自动化设备——--—-—用于测量、控制、通讯的设备∙分区站自动化设备——---————---—用于两变电站之间分区站的专用设备∙常规电力设备保护装置-———--—类似电力行业的自动化设备∙高可靠的计算机系统---———--—-用于信息处理牵引变电站综合自动化系统延伸或关联自动化系统主要有：∙变电站安防系统∙变电站视频监控系统∙供电段、路局指挥调度系统∙其他现存在技术难关的自动化系统，如：过分相自动控制装置、自动无功补偿装置等等社会效益我国将进入电气化铁路和城市地铁的建设高潮，牵引变电站综合自动化设备全套依靠引进的状况必将逐步被更为适用并价格低廉的国产设备取代.国产设备单纯依靠价格优势取代进口设备的状况必将被保持价格优势的一流性能的先进设备所取代。

摘要：要提高变电站运行的可靠性及经济性,一个最基本的方法就是要提高变电站运行管理的自动化水平,实现变电站综合自动化。

所谓变电站综合自动化，就是广泛采用微机保护和微机远动技术，分别采集变电站的摹拟量、脉冲量、开关状态量及一些非电量信号，经过功能的重新组合，按照预定的程序和要求实现变电站监视、测量、协调和控制自动化的集合体和全过程，从而实现数据共享和资源共享，使变电站设计简捷、布局紧凑,使变电站的运行更加安全可靠。

本文主要介绍变电站综合自动化的概念、发展、结构、功能以及优缺点等方面的内容，并且结合实训时的内容介绍了 CSC2000 系统。

关键词：配网系统自动化；变电站综合自动化； CSC2000；变电站是电力系统中的一个重要环节 ,它的运行情况直接影响到电力系统的可靠、经济运行。

而一个变电站运行情况的优劣,在很大程度上取决于其二次设备的工作性能。

现有的变电站有三种运行形式 :一种是常规变电站;一种是部份实现微机管理、具有一定自动化水平的变电站；再有另一种就是全面微机化的综合自动化变电站。

在常规变电站中,其继电保护、中央信号系统、变送器、远动及故障录波装臵等所有二次设备都是采用传统的分立式设备，且站内配臵有大量控制、保护、计量用屏盘。

使设备设臵复杂、重复。

占地面积大, 日常维护管理工作繁重。

这种常规变电站的一个致命弱点是不具有自诊断能力，对二次系统本身的故障无法检测。

为了预防这种故障,需要频繁地定期进行各种试验和调试 ,而一旦浮现了所料未及的设备故障,便会给整个变电站的运行带来灾难性的后果。

所以变电站实现微机自动化是必然的选择。

变电站自动化是将变电站的二次设备(包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装臵和远动装臵等)经过功能的组合和优化设计。

利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术。

实现对全变电站的主要设备和输、配电路线的门动测量、监控和微机保护以及与调度控制中心通信等综合性的自动化功能。

·117·铁道技术监督第49卷第4期委托人名称：山东东盛达铁路电气化技术有限公司生产厂名称：山东东盛达铁路电气化技术有限公司制造地址：山东省济南市天桥区无影山中路57号1.证书编号：CRCC10220P12496R0SSYZ-001产品名称：电气化铁道接触网用分相绝缘器规格型号：XFXP-1.60T标准和技术要求：TB/T 3037—2002注销日期：2021年1月26日城市轨道交通装备产品认证（国推自愿目录）1认证证书01.变更及扩项001.其他委托人名称：广东国通克诺尔轨道车辆系统设备有限公司制造商名称：Knorr-Bremse Rail Systems （UK ）Ltd.制造商地址：Westinghouse way ，Hampton Park East ，Melk⁃sham ，Wiltshire ，SN126TL ，UK生产厂名称：广东国通克诺尔轨道车辆系统设备有限公司生产厂地址：广东省江门市新会区会城科韵路四路8号（销售过程）生产厂名称：Knorr-Bremse Rail Systems （UK ）Ltd.生产厂地址：Westinghouse way ，Hampton Park East ，Melk⁃sham ，Wiltshire ，SN126TL ，UK （除销售外过程）1.证书编号：CURC-CRCC-20-CL060200-002产品名称：城市轨道交通制动系统制动控制装置规格型号：EP2002（投标图纸：DE12512/GW ，DE12512/RIO ，DE12512/SM ）标准和技术要求：T/CAMET 04004.4—2018有效期：2021年1月28日至2025年3月9日委托人名称：克诺尔车辆设备（苏州）有限公司制造商名称：Knorr-Bremse Rail Systems （UK ）Ltd.制造商地址：Westinghouse way ，Hampton Park East ，Melk⁃sham ，Wiltshire ，SN126TL ，UK生产厂名称：克诺尔车辆设备（苏州）有限公司生产厂地址：江苏省苏州高新区石阳路69号（销售过程）生产厂名称：Knorr-Bremse Rail Systems （UK ）Ltd.生产厂地址：Westinghouse way ，Hampton Park East ，Melk⁃sham ，Wiltshire ，SN126TL ，UK （除销售外过程）1.证书编号：CURC-CRCC-20-CL060200-001产品名称：城市轨道交通制动系统制动控制装置规格型号：EP2002（投标图纸：DE12512/GW ，DE12512/RIO ，DE12512/SM ）标准和技术要求：T/CAMET 04004.4—2018有效期：2021年1月28日至2022年10月18日城市轨道交通装备产品认证（机构自愿目录）1认证证书01.其他001.延续证书委托人名称：保定朝雄电气化电力器材有限公司生产厂名称：保定朝雄电气化电力器材有限公司制造地址：河北省保定市雄县金三角开发区1.证书编号：CRCC10219P22147R0M-001产品名称：汇流排及附件规格型号：汇流排（HL 2213-12），汇流排终端（DL 2213-6/7.5），中间接头（JL 2320-400）标准和技术要求：TB/T 3252—2010有效期：至疫情解除后3个月，最长不超过6个月CRCC 地址：北京市海淀区大柳树路2号邮编：100081电话：************，51849324传真：************（编辑范庆平）CRCC 完成电气化铁路牵引变电所综合自动化系统装置测试平台升级近日，CRCC 完成了电气化铁路牵引变电所综合自动化系统装置测试平台（以下简称“测试平台”）升级，成为轨道交通行业唯一一家开展牵引变电所综合自动化系统装置产品检验检测的技术机构。