雷風(fēng)元

摘 要：配電所綜合自動化系統(tǒng)是個技術(shù)密集、多種專業(yè)技術(shù)相互交叉、相互配合的系統(tǒng)。它是建立在計算機(jī)硬件和軟件技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它綜合了配電所內(nèi)一次設(shè)備和交、直流電源及全部二次設(shè)備。

關(guān)鍵詞：鐵路配電所；綜合自動化；構(gòu)成；優(yōu)越性；結(jié)構(gòu)模式

電力是鐵路運輸生產(chǎn)的重要能源。它與提高運輸效率，保證行車安全有著密切關(guān)系。自動閉塞電線路、電力貫通線路及鐵路變、配電所、電源線路等設(shè)備構(gòu)成的供電網(wǎng)絡(luò)是鐵路重要的行車設(shè)備?，F(xiàn)在的鐵路配電所綜合自動化將鐵路配電所自動化推向了一個更高的階段，其功能包括配電所遠(yuǎn)動、繼電保護(hù)、開關(guān)操作、測量、故障錄波、事故順序記錄和運行參數(shù)自動打印記錄等。

1 配電所綜合自動化的構(gòu)成

配電所綜合自動化是將配電所的二次設(shè)備（包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動裝置和遠(yuǎn)動裝置等）經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計，利用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)，實現(xiàn)對全配電所的主要設(shè)備和配電線路的自動監(jiān)視、測量、自動控制和微機(jī)保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。配電所綜合自動化的內(nèi)容包括微機(jī)監(jiān)控和微機(jī)遠(yuǎn)動兩部分，具體功能如下。

1.1 監(jiān)控子系統(tǒng)的功能

1.1.1 數(shù)據(jù)采集

⑴模擬量的采集：電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等。

⑵開關(guān)量的采集。

⑶電能計量。

1.1.2 事件順序記錄（SOE）

斷路器跳合閘記錄、保護(hù)動作順序記錄。

1.1.3 故障記錄、故障錄波

微機(jī)保護(hù)裝置兼作故障記錄和故障錄波器，記錄繼電保護(hù)動作前后與故障有關(guān)的電流量和母線電壓。

1.1.4 操作控制功能

操作人員都可通過CRT屏幕對斷路器和隔離開關(guān)進(jìn)行分、合操作，對變壓器分接開關(guān)位置進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，對電容器進(jìn)行投、切控制，應(yīng)保留人工直接跳、合閘手段，斷路器操作應(yīng)有閉鎖功能。

1.1.5 安全監(jiān)視功能

越限監(jiān)視、監(jiān)視保護(hù)裝置是否失電、自控裝置工作是否正常等。

1.1.6 人機(jī)聯(lián)系功能

⑴人機(jī)聯(lián)系橋梁：CRT顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤。

⑵CRT顯示畫面的內(nèi)容：顯示采集和計算的實時運行參數(shù)、顯示實時主接線圖、事件順序記錄（SOE） 、越限報警、值班記錄、歷史數(shù)據(jù)、保護(hù)定值和自控裝置的設(shè)定值。

⑶輸入數(shù)據(jù)：變比、定值、密碼等。

1.1.7 打印功能

定時打印報表和運行日志、開關(guān)操作記錄打印、事件順序記錄打印、越限打印、召喚打印、抄屏打印、事故追憶打印。

1.1.8 數(shù)據(jù)處理與記錄功能

母線電壓每天定時記錄的最高值和最低值以及相應(yīng)的時間、統(tǒng)計斷路器動作次數(shù)、斷路器切除故障電流和跳閘次數(shù)的累計數(shù)、控制操作和修改定值記錄。

1.2 微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)的功能

1.2.1 保護(hù)功能

電源線的保護(hù)、調(diào)壓器的保護(hù)、電容的保護(hù)、自閉（貫通）線路的保護(hù)、普通饋出的保護(hù)、不完全接地系統(tǒng)的單相接地選線等。

1.2.2 輔助功能

⑴它的工作不受監(jiān)控系統(tǒng)和其他子系統(tǒng)的影響。

⑵具有故障記錄功能。

⑶具有與統(tǒng)一時鐘對時功能。

⑷存儲多種保護(hù)整定值。

⑸當(dāng)?shù)仫@示與多處觀察和授權(quán)修改保護(hù)整定值。

⑹設(shè)置保護(hù)管理機(jī)或通信控制機(jī)，負(fù)責(zé)對各保護(hù)單元的管理。

⑺通信功能。

⑻故障自診斷、自閉鎖和自恢復(fù)功能。

1.3 遠(yuǎn)動及數(shù)據(jù)通信功能

⑴系統(tǒng)內(nèi)部的現(xiàn)場級間的通信。

⑵自動化系統(tǒng)與上級調(diào)度的通信。

2 配電所綜合自動化的優(yōu)越性

2.1 提高供電質(zhì)量，提高電壓合格率

在配電所綜合自動化系統(tǒng)中包括有電壓、無功自動控制功能，故對于具備有載調(diào)壓變壓器和無功補償電容器的配電所，可以大大提高電壓合格率，保證電力系統(tǒng)主要設(shè)備和各種電器設(shè)備的安全，使功率因數(shù)提高，降低網(wǎng)損，節(jié)約電能損耗。

2.2 提高配電所的安全、可靠運行水平

配電所綜合自動化系統(tǒng)中的各子系統(tǒng)，絕大多數(shù)都是由微機(jī)組成的，它們多數(shù)具有故障診斷功能。除了微機(jī)保護(hù)能迅速發(fā)現(xiàn)被保護(hù)對象的故障并切除故障外，有的自控裝置并兼有監(jiān)視其控制對象工作是否正常的功能，發(fā)現(xiàn)其工作不正常及時發(fā)出告警信息。更為重要的是，微機(jī)保護(hù)裝置和微機(jī)型自動裝置具有故障自診斷功能，這是當(dāng)今的綜合自動化系統(tǒng)比其常規(guī)的自動裝置或四遙裝置突出的特點，這使得采用綜合自動化系統(tǒng)的配電所一、二次設(shè)備的可靠性大大提高。

2.3 提高電力系統(tǒng)的運行、管理水平

配電所實現(xiàn)自動化后，監(jiān)視、測量、記錄、抄表等工作都由計算機(jī)自動進(jìn)行，既提高了測量的精度，又避免了人為的主觀干預(yù)，運行人員只要通過觀看顯示器屏幕，對配電所主要設(shè)備和各進(jìn)、配電線路的運行工況和運行參數(shù)一目了然。綜合自動化系統(tǒng)具有與上級調(diào)度遙信功能，可將檢測到的數(shù)據(jù)及時送往調(diào)度中心，使調(diào)度員能及時掌握各配電所的運行情況，也能對它進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)與控制，且各種操作都有事件順序記錄可供查閱，大大提高運行管理水平。

2.4 減小配電所占地面積，降低造價，減少總投資

配電所綜合自動化系統(tǒng)，由于采用微計算機(jī)和通信技術(shù)，可以實現(xiàn)資源共享和信息共享，同時由于硬件電路多數(shù)采用大規(guī)模集成電路，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、功能強(qiáng)，與常規(guī)的二次設(shè)備相比，可以大大縮小配電所的占地面積，而且隨著微處理器和大規(guī)模集成電路的不斷降價，微計算機(jī)性能/價格比逐步上升，發(fā)展的趨勢是綜合自動化系統(tǒng)的造價會逐漸降低，而性能和功能會逐步提高，因而可以減少配電所的總投資。

2.5 減少維護(hù)工作量，減少值班員勞動，實現(xiàn)減員增效

由于綜合自動化系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)有故障自診斷功能，系統(tǒng)內(nèi)部有故障時能自檢出故障部位，縮短了維修時間。微機(jī)保護(hù)和自動裝置的定值又可在線讀出檢查，可節(jié)約定期核對定值的時間，而監(jiān)控系統(tǒng)的抄表、記錄自動化，值班員可不必定時抄表、記錄，可實現(xiàn)少人值班，與調(diào)度端的通信功能配合，能實現(xiàn)遙測、遙信、遙控、遙調(diào)，則完全可實現(xiàn)無人值班，達(dá)到減員增效的目的。

3 配電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式

配電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式多采用分層分布式結(jié)構(gòu)。分布（分散）是指系統(tǒng)是按照配電所的元件、斷路器間隔設(shè)計、也可理解為一對一保護(hù)控制模式。分層是指配電所綜合自動化系統(tǒng)按邏輯上劃分為三層，即站級管理層、通信層、間隔層。

⑴站級管理層。由一臺或多臺微機(jī)組成，這種微機(jī)操作簡單方便，界面漢化，使運行值班人員極易掌握，包括監(jiān)控計算機(jī)、打印機(jī)、人機(jī)接口設(shè)備。

⑵通信層。主要功能就是作為數(shù)據(jù)集中處理和保護(hù)管理，擔(dān)負(fù)著上傳下達(dá)的重要任務(wù)，包括通信處理裝置、遠(yuǎn)程通信設(shè)備、所內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)、通信切換裝置，如下圖所示。

⑶間隔層按一次設(shè)備組織，一般按斷路器的間隔劃分，具有測量、控制和繼電保護(hù)部分，它包括變壓器（調(diào)壓器）保護(hù)測控裝置、自閉（貫通）保護(hù)測控裝置、電容器保護(hù)測控裝置、 綜合測控裝置、進(jìn)線保護(hù)測控裝置、母聯(lián)保護(hù)測控裝置等。