在線絕緣監(jiān)測技術(shù)在電氣化鐵路牽引變電所中的應(yīng)用分析

韓瑞強

中國鐵建電氣化局集團北方工程有限公司 山西太原 030000

1 在線絕緣監(jiān)測系統(tǒng)的功能

1.1 設(shè)備監(jiān)測層的功能

在設(shè)備監(jiān)測層之中，智能監(jiān)測單元得到了科學(xué)的應(yīng)用，進(jìn)而和被監(jiān)測的設(shè)備之間實現(xiàn)了有效的融合，可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集以及處理。監(jiān)測單元之中所應(yīng)用的是16位A/D的轉(zhuǎn)換、32位的數(shù)字信號處理器、自動程控放大技術(shù)以及FPGA自動同步控制技術(shù)等，通過單匝穿芯形式的傳感器和主設(shè)備之間進(jìn)行連接[1]。智能監(jiān)測單元的應(yīng)用不僅可以讓相位絕對誤差的情況得以顯著降低，同時也可以讓溫度的變化得以顯著降低，進(jìn)而有效避免由于溫度的變化所造成的相位漂移現(xiàn)象。在智能監(jiān)測單元之中，傳感器、CPU、信號調(diào)整電路以及通信實現(xiàn)了全面的集中，進(jìn)而在設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測的過程中，可以對監(jiān)測的數(shù)據(jù)實現(xiàn)實時的信號轉(zhuǎn)換、實時采集以及實時處理，讓監(jiān)測參數(shù)實現(xiàn)數(shù)字化。

1.2 站端監(jiān)測層的功能

站端監(jiān)測層通常是在電氣化鐵路牽引變電所的監(jiān)控室之中進(jìn)行設(shè)置，借助現(xiàn)場總線和設(shè)備監(jiān)測層之中各個單元的通信來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集以及分析，并進(jìn)行實時數(shù)據(jù)庫的建立，按照時序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行存盤。同時，也可以借助網(wǎng)線或者是光纖來實現(xiàn)與遠(yuǎn)方監(jiān)測層之間的通信。站端監(jiān)測層可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的管理、打印、顯示、查詢，同時也可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析和傳輸。

1.3 遠(yuǎn)方監(jiān)測層的功能

遠(yuǎn)方監(jiān)測層通常是在電氣化鐵路牽引供電調(diào)度的一端進(jìn)行設(shè)置，在電氣化鐵路的牽引電路調(diào)度臺所管轄的范圍之中，遠(yuǎn)方監(jiān)測層屬于高壓電氣設(shè)備的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)的中心，同時也可以作為平臺來發(fā)布設(shè)備的狀態(tài)信息[2]。通過這樣的方式，就使得原本靜止孤立的實驗性在線絕緣監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了到智能化、網(wǎng)絡(luò)化以及全局性的過渡，同時也實現(xiàn)了到服務(wù)、診斷以及管理等系統(tǒng)的過渡。遠(yuǎn)方監(jiān)測系統(tǒng)的功能有對絕緣情況實時的監(jiān)測、圖形的瀏覽、對設(shè)備預(yù)案以及設(shè)備報警的管理、對設(shè)備的評估、對歷史曲線的分析和查詢、對設(shè)備狀態(tài)的對比和分析、對設(shè)備對象的全景監(jiān)測、對設(shè)備故障的診斷以及對設(shè)備狀態(tài)的檢修[3]。

2 在線絕緣監(jiān)測技術(shù)在電氣化鐵路牽引變電所之中的應(yīng)用

2.1 電壓監(jiān)測單元接線技術(shù)的應(yīng)用

在電氣化鐵路的牽引變電所之中，首先要從PT端子箱之中進(jìn)行一組PT二次側(cè)信號的引出，然后采用空氣開關(guān)將其在電壓監(jiān)測單元之中接入。這樣就實現(xiàn)了電壓監(jiān)測單元在系統(tǒng)之中的良好連接。

2.2 電壓互感單元接線技術(shù)的應(yīng)用

在電壓互感器的末端應(yīng)用橫截面積為10平方毫米的電纜引出，從穿芯形式的單匝傳感器中穿過之后，使其與電壓互感器原來接地的位置進(jìn)行連接，這樣就可以實現(xiàn)對末屏接地電壓信號的獲取，然后再將其在電壓的互感監(jiān)測單元之中接入。這樣就讓電壓互感單元有效連接到在線絕緣監(jiān)測系統(tǒng)之中。

2.3 電流互感監(jiān)測單元接線技術(shù)的應(yīng)用

在電流互感器的末端應(yīng)用橫截面積為10平方毫米的電纜引出，從穿芯形式的單匝傳感器穿過之后，使其與電流互感器原接地的位置進(jìn)行連接，這樣就可以實現(xiàn)對末屏接地電流信號的獲取，然后將其在電流的互感監(jiān)測單元之中接入。通過這樣的方法，就實現(xiàn)了電流互感監(jiān)測單元在系統(tǒng)之中的良好連接。

2.4 避雷器監(jiān)測單元接線技術(shù)的應(yīng)用

在避雷器下端的引線穿過穿芯形式的單匝傳感器之后，將其接在避雷器原來進(jìn)行接地的位置，并放在避雷器的接地一端和計數(shù)器這兩者中間，把傳感器輸出信號的線接到避雷器的監(jiān)測單元之中。這樣就把避雷器有效連接到了在線絕緣監(jiān)測的系統(tǒng)之中。

2.5 變壓器監(jiān)測單元接線技術(shù)的應(yīng)用

在變壓器鐵芯與大地連接的一端用橫截面積為50平方毫米的電纜引出，在穿芯形式的單匝傳感器之中穿過去之后，將其與電流互感器原來接地的位置進(jìn)行連接，這樣就可以讓傳感器輸出的信號連接到變壓器的監(jiān)測單元之中。在高壓套管的末屏應(yīng)用橫截面積為10平方毫米的電纜引出，將其在穿芯形式的單匝傳感器之中穿過之后，再將其接在套管末屏原來接地的位置，將傳感器輸出信號的線與變壓器的監(jiān)測單元進(jìn)行連接。通過這一接線技術(shù)的應(yīng)用，就可以讓變壓器監(jiān)測單元有效接入到在線絕緣監(jiān)測系統(tǒng)之中。

2.6 斷路器監(jiān)測單元接線技術(shù)的應(yīng)用

將穿芯形式的單匝傳感器安裝在CT之中的A、B、C三項二次回路之中，對高壓一側(cè)的電流信號進(jìn)行測量，并且將穿芯形式的單匝傳感器安裝在控制回路合閘以及分閘的回路上。將斷路器的監(jiān)測單元從現(xiàn)場斷路器的輔助接點信號進(jìn)行引入，然后將傳感器之中所輸出的信號在斷路器的監(jiān)測單元之中接入。

2.7 環(huán)境監(jiān)測單元接線技術(shù)的應(yīng)用

在電氣化鐵路的牽引變電所之中，應(yīng)該將專用的百葉窗安裝在高壓設(shè)備的現(xiàn)場，并且在其中進(jìn)行溫度傳感器、濕度傳感器以及環(huán)境監(jiān)測單元的設(shè)置，這樣才能對現(xiàn)場環(huán)境做到實時的監(jiān)測，有效避免環(huán)境因素對電氣化鐵路運行的不利影響。

2.8 遠(yuǎn)程通信以及試驗調(diào)試技術(shù)的應(yīng)用

每一個監(jiān)測單元之中的監(jiān)測數(shù)據(jù)都經(jīng)過通信的線路傳遞給站端監(jiān)測控制的主機，站端的監(jiān)測層可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，并且可以進(jìn)行遠(yuǎn)程的通信。同時，站端的監(jiān)測控制主機也可以對每一個監(jiān)測單元進(jìn)行調(diào)試，使其全部的功能都處于正常運行的狀態(tài)之中。

3 結(jié)語

在當(dāng)今的經(jīng)濟與科技發(fā)展之中，高速鐵路的牽引供電源已經(jīng)接入了220KV的國家電網(wǎng)之中，這就使得在線絕緣監(jiān)測技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并且在電氣化鐵路的牽引變電所正常運行之中發(fā)揮出自身強大的優(yōu)勢，這一技術(shù)的應(yīng)用給供電段的運營以及管理都提供了極大的便利條件。本文對這一技術(shù)在電氣化鐵路牽引變電所之中的應(yīng)用進(jìn)行分析，相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在線絕緣監(jiān)測技術(shù)將會得到進(jìn)一步的發(fā)展，為保障電氣化鐵路運輸?shù)恼?、穩(wěn)定、安全運行提供更大的價值。