基于SCADA系統(tǒng)的鐵路電力箱變智能化管理方式研究

段天云 梅杰

摘要：高速鐵路新時代到來帶來著巨大的發(fā)展與變遷，新技術(shù)、新設(shè)備大量融入到生產(chǎn)作業(yè)中，從工區(qū)日常運(yùn)行維護(hù)的角度出發(fā)，探索和思考智能化箱變進(jìn)一步發(fā)展和完善，為電力設(shè)備管理提供有效支持。

關(guān)鍵詞：箱式變電站;智能化

引言

回望十余年的時間里，我國的高速鐵路發(fā)展進(jìn)程正迅猛地前進(jìn)。在高鐵發(fā)展取得顯著成效的同時，對于高鐵電力系統(tǒng)也有更高的要求。這其中高鐵電力遠(yuǎn)動箱變承載著高鐵信號通信電源供應(yīng)的重要支柱，需要作為電力線路工我們一絲不茍的工作精神。

高鐵電力班組作為電力運(yùn)行、檢修的最前沿，通過結(jié)合日常生產(chǎn)作業(yè)和應(yīng)急處置中，發(fā)現(xiàn)箱變維護(hù)工作中存在的一些“彎路”，對維護(hù)保養(yǎng)工作的快速有效地開展作出思考和建議，供為運(yùn)行維護(hù)的參考。

1高鐵電力遠(yuǎn)動箱變構(gòu)造

1.1箱變主體構(gòu)造

箱變是鐵路電力系統(tǒng)中高壓環(huán)網(wǎng)開關(guān)設(shè)備、變壓器、低壓配電柜及遠(yuǎn)動系統(tǒng)集成一體的成套配電設(shè)備。各柜體氣室獨(dú)立并實(shí)現(xiàn)有效隔離，從而能夠使一貫、綜貫兩側(cè)設(shè)備獨(dú)立運(yùn)行。

1.2箱變運(yùn)行維護(hù)的重點(diǎn)工作分析

從整體上看，高鐵箱變維護(hù)工作量較小，從具體可能故障點(diǎn)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際分析，有利于我們把握好日常維護(hù)管理重點(diǎn)。

高壓環(huán)網(wǎng)柜、變壓器具有較好的可靠性，運(yùn)行維護(hù)工作相對簡單?，F(xiàn)今高速鐵路使用高壓柜一般都采用高壓母線及帶電設(shè)備全部封閉在SF6氣體柜內(nèi)，正常運(yùn)行條件下，抗外界環(huán)境因素干擾能力強(qiáng)。在工區(qū)日常運(yùn)行檢修過程中，在觀測檢查SF6氣壓表正常以確定無泄漏的情況下，高壓氣室免維護(hù)，在分合閘功能完好情況下基本實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。而變壓器多采用免維護(hù)、可靠性高的干式變壓器，在日常運(yùn)行檢修過程中，故障率較低。

低壓配電柜及遠(yuǎn)動系統(tǒng)模塊較多，例如低壓開關(guān)、儀表、UPS、雙電源切換裝置及RTU模塊等故障點(diǎn)。這其中RTU模塊、UPS為常發(fā)故障點(diǎn)，工區(qū)日常每月巡視工作都會針對RTU、UPS功能進(jìn)行觀測，確認(rèn)功能正常。在日常維護(hù)保養(yǎng)工作中，除了箱體本身模塊損壞的情況外，遙測越限報(bào)警的情況也經(jīng)常發(fā)生。

2高鐵電力遠(yuǎn)動箱變運(yùn)行維護(hù)及問題

2.1箱體內(nèi)部紙質(zhì)資料有限

箱變一般張貼設(shè)備資料為紙質(zhì)，資料往往顯示能力有限。一般箱變僅僅張貼箱變總體系統(tǒng)圖，對于低壓二次側(cè)接線圖紙常常缺少，即便存在也常有遺漏，資料保存和調(diào)閱存在困難。當(dāng)箱變遙信信息采集問題時尤為重要，例如發(fā)生雙電源行程開關(guān)接觸不良情況時，需要對二次遙信采集小線端子號進(jìn)行調(diào)閱，通過試驗(yàn)行程開關(guān)卡扣及端子線通斷，排查故障問題。

2.2箱變內(nèi)部UPS故障頻發(fā)

合杭高鐵管內(nèi)箱變使用UPS的48臺，開通一年內(nèi)已發(fā)生UPS故障8臺，占總數(shù)16.7%。高鐵UPS從結(jié)構(gòu)上看，主要有分體式和一體式兩種。其中一體式UPS故障多為內(nèi)部線路故障，需要進(jìn)行整體更換，而分體式UPS由于外接蓄電池，常常故障原因?yàn)樾铍姵亟M漏液造成。從UPS結(jié)構(gòu)不同分析來看，合杭高鐵箱變48臺UPS中有13臺一體式、35臺分體式，其中故障UPS分別為5臺和3臺。通過故障率比對，一體式UPS故障率明顯高于分體式。

2.3箱變作業(yè)涉及有限空間作業(yè)

目前巡視檢查作業(yè)可以目測，但是檢修作業(yè)必然涉及到有限空間作業(yè)。對于日常箱變內(nèi)部積水情況，可以采用延伸排水管進(jìn)行排水作業(yè)，但是在檢修作業(yè)時往往涉及到電纜井內(nèi)部作業(yè)。

3高鐵電力遠(yuǎn)動箱變在運(yùn)行維護(hù)過程中探索運(yùn)用新技術(shù)

3.1加入箱變基礎(chǔ)電力設(shè)備資料電子化

日前，高鐵電力工區(qū)普遍運(yùn)用地圖app自行記錄箱變位置，建議將位置信息開放導(dǎo)航功能。箱變二次接線圖紙復(fù)雜，建議在生產(chǎn)系統(tǒng)開通附件附屬功能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)履歷資料實(shí)時調(diào)閱。對于常用技術(shù)履歷資料、復(fù)試系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)等資料能夠保存，便于隨時調(diào)閱幫助應(yīng)急處置工作。

3.2建議采用“UPS換電”模式替代現(xiàn)場充放電

根據(jù)《箱變巡查巡視記錄》中巡視項(xiàng)點(diǎn)要求，RTU柜需每半年對UPS電池進(jìn)行一次放電（用電池工作2小時）。在日常巡視過程中，白天每月帶電巡視每一處箱變巡視時間大約為10-15分鐘，夜間每年結(jié)合檢修停電巡視每一處箱變檢修時間約為30分鐘。在結(jié)合日常生產(chǎn)作業(yè)中，現(xiàn)場對電池充放電效率低下，一個工作日可能只能完成3-4組UPS的充放電工作。

根據(jù)日常電池使用經(jīng)驗(yàn)和廠商宣傳，電池一般以額定容量80%為分界點(diǎn)，及時有效完成UPS充放電有利于延長電池壽命。建議配備UPS電池容量檢測裝置，在日常檢查中定期對檢查，排查電池容量低于額定值80%的，為UPS可靠供電提供保障性。

3.3實(shí)現(xiàn)有限空間氣體檢測與報(bào)警功能

目前箱變內(nèi)部安裝有溫度、濕度及煙霧報(bào)警器各類傳感報(bào)警裝置，建議增加有毒氣體傳感器，服務(wù)于有限空間作業(yè)把控。在箱變底部向下安裝有毒氣體及氧氣檢測傳感器，作業(yè)前能夠?yàn)樽鳂I(yè)人員提供安全風(fēng)險參考。日常檢修作業(yè)涉及有限空間作業(yè)，安全風(fēng)險可以增加一處從設(shè)備層面的安全把控。

3.4加入電力復(fù)試系統(tǒng)在手持端的應(yīng)用

在日常運(yùn)行維護(hù)和應(yīng)急處置中，現(xiàn)場作業(yè)人員在檢查過程中無法實(shí)時觀測到箱變遙信數(shù)據(jù)，希望能夠在通信手持端加入復(fù)視遙信數(shù)據(jù)?，F(xiàn)階段，通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋極為全面，無論是鐵路通信還是公網(wǎng)使用，都具有傳播速度快、信息傳遞準(zhǔn)確的特點(diǎn)。將箱變遙信信息加入到手持端，能夠更有效地滿足現(xiàn)場作業(yè)人員對于設(shè)備狀態(tài)的掌握，便于遠(yuǎn)方對設(shè)備的分析解決和準(zhǔn)備工作，提高設(shè)備問題處置和巡檢維護(hù)的效率。

4?結(jié)語

針對現(xiàn)階段高鐵電力遠(yuǎn)動箱變在一線班組層面的運(yùn)行維護(hù)管理，結(jié)合段成熟運(yùn)用的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，對生產(chǎn)作業(yè)便捷性和安全風(fēng)險控制進(jìn)行思考和探索。隨著高鐵新技術(shù)的不斷發(fā)展，在更完善的規(guī)則制度和更先進(jìn)的科技輔佐下，如何高效率的完成設(shè)備運(yùn)維和應(yīng)急處置，這是我作為一線生產(chǎn)作業(yè)人員需要不斷去探索和發(fā)現(xiàn)的。同時，提高自身業(yè)務(wù)技能水平，實(shí)現(xiàn)班組管內(nèi)設(shè)備質(zhì)量及管理水平不斷提升，也是高鐵電力工區(qū)應(yīng)有的責(zé)任擔(dān)當(dāng)。

參考文獻(xiàn)

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