智能牵引变电所五防系统设计论文_邓红梅

(中铁建电气化局集团南方工程有限公司 湖北武汉 430000)

摘要:中国目前的牵引变电所主要采用综合自动化系统(称为集成系统),变电站参数自动测量,数据采集,设备保护和监控。但是,传统的综合自助服务系统存在设备互操作性差,二次设备信息共享困难,建设周期长,成本高等缺点。IEC61850协议,高速以太网和在线监测技术的发展为智能数字化变电站的建设提供了技术支持。数字智能变电站是未来牵引变电站的发展方向,也是铁路智能化的重要组成部分。

关键词:五防系统设计;变电站;智能牵引

一、智能牵引变电所的结构设计

与传统的牵引变电站相比,智能牵引变电站主要由一次设备的智能组件和二次保护控制测量装置组成,具有数据采集,控制保护和执行控制功能。远程编程指令。智能牵引变电站使用单个智能设备和数字通信接口。设备之间的信息建模和互操作性通过IEC61850协议完成,并使用辅助网络设备代替电缆来完成控制。根据IEC61850系统,智能牵引变电站的结构可分为三层:站的控制层,机架层和过程层。系统网络如图1所示。

图1智能牵引变电站组网图

1、智能设计过程层

传统牵引变电所的主要和辅助设备通过电缆连接。牵引变电所过程层的智能化可以通过两种方式实现:一种是使用全智能主设备;另一种是改造传统的主要设备,采用“主设备主体+智能组件”的方式使设备具有数字接口,并使用光缆与保护和监控设备进行通信。主要设备智能组件主要包括牵引变压器智能组件,电流电压和电压互感器合并单元,以及断路器等智能开关设备智能单元。

过程层包括变压器,隔离开关,变压器,接地开关,车身组件,定影单元,智能终端,组合智能终端,多个电压单元(组合智能单元)和其他设备。高电压侧采用电子变压器,用传统的电磁变压器27.5千伏和智能组件来完成数字接口的功能的低电压侧,该组件体被用于采集和功率的控制牵引力,组合智能单元用于27.5kV的横向供电电压,电流采集和断路器。以及电气隔离开关的访问和控制;电压MU用于收集总线电压,通过将FT3发送到其他组合智能单元来完成电压共享;组合单元用于连接牵引变压器高压侧的电流和电压。该智能单元主要用于牵引变压器高压侧断路器,电气隔离开关和电气接地叶片的开关控制。处理层设备的智能连接如图2所示。图3是智能单元的示意图。智能单元在收集开关的开启量时完成开关控制。该DSP负责GOOSE通信,和补体智能输入收集信息切换主装置,诸如断路器和刀闸,然后将其发送到通过DSP监视装置的保护,并执行保护监控装置,将开启和关闭命令发送给智能开启控制器,并通过GOOSE进行补充退出继电器。

图2过程层设备智能化连接

图3智能单元原理

2、垫片设计

区间层主要完成变电站的保护,测量,控制和自动化功能。它是按时间间隔组织的,主要由主变压器的保护变压器控制和测量装置,馈线保护的控制和测量装置,辅助保护装置,故障控制和测量装置以及系统组成。视频监控过程层的网络连接智能主站和保护监控设备,并传输样本(SV)和GOOSE值等信息。处理层或组合智能单元的电子变压器按照IEC61850-9-2发送采样值,并且间隔层的保护装置接收采样值(SV)进行保护和测量,保护采用直接采矿“GOOSE”的“直线”模式。和shutdown命令。海湾网络采用双环光纤自恢复网络,支持点对点网络模式和网络模式,支持双环光纤自愈网络和双星网络。光纤环网具有自恢复功能。备份状态:当环网中某处发生故障时,相邻节点的主环和备份带自动成为环路,使通信网络保持解锁状态。一旦故障恢复,备份环路返回备份状态,大大提高了光纤通信的可靠性。

二、智能牵引变电所五大测试系统的设计

“国家电网公司在安全管理中避免误用电”的要求:任何可能导致故障的高压电气设备必须配备防故障装置和相应的电气环防丢锁;根据远程操作的功能,该层控制站是阻挡层和层间处理的间隔,而不管层的控制装置的,该装置的操作状态和所选择的开关的状态,应避免假锁,总功率应避免手动设备,包括断路器。隔离开关,接地片门和临时接地线,网门(柜)等;智能牵引变电站采用五级测试在线系统完成车站控制层,间隔层和过程层的电气控制,以及手动设备的防故障锁定。结构如图4所示。

图4智能牵引变电所的五个在线测试系统结构

1、防止站控制层的错误

在牵引变电站中,防止站的控制层被监控主机或五个测试的独立主机错误识别。五测在线系统在后台监控系统中集成了不正确的防操作阻塞模块,实时共享数据库,并收集网络控制层发送的信息和网络堆栈。该站和IED设备通过智能阻塞五个站在整个站间隔层的地面上收集。门锁信息执行逻辑错误防止操作,并将其与存储在数据库中的五个防锁逻辑进行比较。该站的控制层防止不正确的阻塞范围覆盖隔离开关,接地片门,网门和临时接地线,并执行完全防锁-车站控制层的操作不良。

监控主机具有基本的权限管理功能,可以灵活修改操作员和维护人员的操作权限,可以退出操作故障预防功能,编辑操作权限和编辑防止操作失败的规则。当获得操作票证的预览时,可以执行安全性阻止规则的验证。如果未满足验证要求,系统将完成操作并发出警报。基于“主接线+知识库+推理机”方法,该站的控制层完成了抗误差逻辑的推理和判断。

2、空间层防止错误

间隔层主要通过测量间隔层和控制装置来实现,以实现互锁的互锁和相关间隔的互锁。抗损耗层逻辑器件存储层范围收集的设备状态和实时的电压/电流的模拟信号信息,通过GOOSE协议以太网高速应用程序接收来自其它信号的信号并向其他间隔发送信号以防止设备被误识别。逻辑判断当GOOSE链断开且信号状态不确定时,错误测试验证将不会通过。间隔五防御主要通过逻辑表达式编辑器编辑阻塞逻辑,并通过阻塞逻辑生成XML文件,并将其下载到相关间隔监视和保护设备的CPU。工具软件配置用于确定所需模拟量和锁定状态量信息的SCD文件,该信息被导入CPU以共同实现托架层的防丢功能。

3、层错误预防过程

通常通过防丢失锁,装置的电气阻塞和装置的机械锁来实现对处理层的防止。其中,电气块和机组的机械块在间隔内执行设备操作的防故障锁定。牵引变电所的手动操作设备,临时接地线,网门等它们使用电磁防磁锁在线执行电磁阻塞,阻塞位置信号传输到监控系统并参与逻辑防误操作。在站控制层的后台控制中,安装相应的接地和监控功能,以保证相同的操作和监控状态。

接地柱通常由阻挡装置阻挡。当从从控制层接收到打开远程控制命令时,中继设备由间隔设备致动。继电器延迟后,接地线被阻断,电磁锁解锁。此时,您可以连接地线。当维护和其他操作完成时,遥控器锁定堆栈。为了确保地线阻塞信号的实时加载和站点控制层的功能,信号被激活以解除对地线的阻塞,并且硬件模块需要完成以下功能:打开,打开和通信信号,还必须配置电源模块和使用的芯片。工业级芯片必须处理现场复杂的电磁环境。

结束语:

金属氧化物避雷器主要用于限制雷电过电压和过电压,以及其他短期过电压,雷电流和过电压电流。影响的持续时间仅为几十微秒。单个输入电流限制了避雷针的功率损耗。破坏避雷针的热稳定性。另外,机车的谐波电流会使牵引网长时间频繁地影响过电压。谐波过电压导致机车避雷针在短时间内多次通过大电流,增加了宿舍的损坏,影响了宿舍的使用寿命。恒定的蓄热效应会导致热阻和对避雷针的损坏,从而导致电力设备的过电压保护。必须采取措施消除或消除谐波过电压的牵引网络。

参考文献:

[1]李群湛.谐波影响分析与算法研究[J].铁道学报,1991,10:59-68.

[2]李群湛.牵引变电所供电分析及综合补偿技术[M].北京:中国铁道出版社,2006:108-110.

论文作者:邓红梅

论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期

论文发表时间:2019/5/6

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