牵引数字化变电站系统简析

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1、牵引数字化变电站系统简析张勇(成绵乐铁路客运专线有限责任公司，四川成都610072)摘要：数字化变电站技术是变电站自动化技术发展中具有里程碑意义的一次变革。在支持IEc61850标准的基础上，本文介绍了牵引数字化变电站系统的结构、几个关键技术以及在铁路牵引变电所的应用，为牵引数字化变电站的发展提供了理论依据，具有重要的现实意义。关键词：牵引数字化变电站；站控层；间隔层；过程层：关键技术中图分类号：’IM922．4文献标识码：B文章编号：1672—40ll(2011)02一0182一03O前言传统牵引变电站自动化系统的屏柜对外接线非常繁杂

2、，电缆接线方面的问题占了所有责任事故中的很大部分。当前，嵌入式高速网络通信为变电站的下一步技术变革指明了方向。IEc制订了变电站网络通信的最新IEc61850国际标准，在此标准中，不仅运用了最新的网络通信和信息建模技术，而且给出了依靠通信来传输TA、TV采样值以及开入开出信息的智能一次设备接口。IEc将变电站设备依据所处地位划分为变电站层、间隔层和过程层三个层次，并在IEc61850标准中首次将以太网通信引入过程层¨J，整体描绘出了未来变电站从一次设备(主变、开关、TA、TV等)向上到整个变电站全面数字化的美好蓝图。在采用了网络通信技术

3、以后，牵引数字化变电站将彻底取消一、二次设备间大量的控制电缆，保护和测控等间隔层设备依靠网络获取一次电流电压数据，也依靠网络实现间隔间以及和变电站层的信息交换，光缆取代了电缆，数字代替了模拟，将大幅度简化各类装置结构和外部连接，解决现阶段电缆连接无法自检等不可靠问题，并能依托更好的信息化和自动化实现进一步的减人增效，预计牵引数字化变电站将引导未来铁路发展的趋势拉j。1牵引数字化变电站系统的研究内容牵引变电站数字化系统研究内容有站控层、间隔层、过程层以及IEC61850系统配置器、变电站专用以太网交换机等配套软件和设备。参考配置图如图1所

4、示：Ll站控层设备站控层设备包括监控系统(含监控、VQc和保护信息管理等功能)、远动通信服务器、规约转换器(接入其它厂家非也C61850设备)。站控层可完成站内监控功能，为变电站提供运行、管理、工程配置的界面，并记录站内所有相关作者简介：张勇(19r74一)．男，四川成都人，工程师。毕业于西南交通大学电气工程及其自动化专业，现工作于成绵乐铁路客运专线有限责任公司。信息。远动主机通过远动通道向调度端传送信息。监控主机可进行当地操作，并形成当地报表；还可与间隔层设备共同实现小电流接地选线和电压无功综合控制功能(VQc)。班C61850标准提

5、供了变电站自动化系统功能建模、数据建模、通信协议、通信系统的项目管理和一致性检测等一系列标准。IEc61850规范了数据的命名、数据定义、设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言，使不同智能电气设备间的信息共享和互操作成为可能。国内厂家研发的N肿650监控软件和通信管理机增加对IEc61850通信标准的支持，可无缝接人符合IEc61850标准的各种智能电子设备(IED)。监控软件和通信管理机可一体化配置站内数据库、程序化控制逻辑。规约转换器实现IEC61850和其它现有主流变电站通信规约之间的规约转换，使系统可接入非IEc61850标准

6、的lED。图l牵引数字化变电站配置图1．2闻隔层设备间隔层设备主要包括保护装置、测控装置、故障标定装置、备自投等自动装置。间隔层设备直接下放至各间隔智能控制柜及开关柜上，各间隔设备相对独立，仅通过通讯网互联，和站控层采用以太网通信。1．3过程层设备过程层包括光电式电子互感器(含合并器)、智能开关设备及过程层网络设备等。过程层使用100M光纤以太网，选用点到点或基于交换机的星型拓朴结构，传输介质选用光纤。现阶段尚无高电压等级的智能化断路器、隔离开关和变压器，因此需在这些非智能设备的端子箱内安装智能终端以实现智能化。智能终端用电缆连接非智能

7、设备的输入、输出，用光纤与控制室内的间隔层设备交换信息。同一间隔的断路器和隔离刀闸共用一个智能终端。变压器智能终端采集变压器的非电量、中性点刀闸位置、温度和档位等信息，控制变压器的档位、风扇和中性点刀闸。待光电互感器应用环境成熟后，采用光电互感器可直接输出数字光信号。1．4变电站层、间隔层和过程层之间的通信接口间隔层设备的站控／间隔层通信接口为100M以太网(可选装光纤接口或电口)，满足IEC61850对通信带宽的要求H“J。间隔层设备通过该接口与站控层设备交换信息。间隔层设备间的间隔联闭锁信息交换也通过该接口用G00SE报文实现。间隔

8、层设备配置2—3个相互独立的100M光纤以太网接口用于过程层通信。各通信口可分别设置为输入采样值或传输G00sE报文，也可设置为同时支持两种功能。变压器保护等设备配置多个IEc60044-8的F13协议的光