王明單
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：目前，高鐵牽引變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)維還處在“計(jì)劃修”“故障修”階段。文章研究傳統(tǒng)以及智能綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)維技術(shù)，提出針對(duì)性的智能運(yùn)維解決方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的故障智能分析、健康管理和壽命預(yù)測(cè)等功能，可以提高運(yùn)維效率，更好地保障高鐵運(yùn)營(yíng)安全。
關(guān)鍵詞：高鐵；綜合自動(dòng)化；智能運(yùn)維
0.引言
牽引變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是保障高鐵安全運(yùn)營(yíng)的重要設(shè)施，有效的運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作能夠很大限度地保障高鐵牽引供電安全性。目前，高鐵還未針對(duì)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)維護(hù)維修進(jìn)行信息化管理，依然停留在“計(jì)劃修”“故障修”階段，自動(dòng)化程度較低，維護(hù)顆粒度較粗。電力系統(tǒng)研究智能變電站的運(yùn)維，制定《智能變電站保護(hù)設(shè)備在線監(jiān)視與診斷裝置技術(shù)規(guī)范》（Q/GDW11361—2017）[1]標(biāo)準(zhǔn)。文章通過科研立項(xiàng)，針對(duì)傳統(tǒng)和智能牽引變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的智能運(yùn)維進(jìn)行深入研究，現(xiàn)場(chǎng)搭建運(yùn)維管理系統(tǒng)，可以提高綜合自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)維智能化水平，促進(jìn)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)維向“狀態(tài)修”轉(zhuǎn)變。
1.課題研究?jī)?nèi)容
1.1智能運(yùn)維管理平臺(tái)的搭建
研究搭建針對(duì)既有和智能高鐵變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的智能運(yùn)維管理平臺(tái)的系統(tǒng)構(gòu)成方案，作為實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維功能的硬件基礎(chǔ)。
1.2既有綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的智能運(yùn)維功能
針對(duì)既有綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究，以不改動(dòng)既有軟硬件、不影響既有線運(yùn)營(yíng)為原則，采用深度挖掘既有數(shù)據(jù)潛力的方法在監(jiān)控后臺(tái)以增加軟件模塊的方式實(shí)現(xiàn)功能。
（1）實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)履歷管理信息化與在線參數(shù)校核。
（2）利用綜合自動(dòng)化系統(tǒng)裝置自診斷信息和有邏輯管線的監(jiān)測(cè)信息，通過深挖數(shù)據(jù)潛力，實(shí)現(xiàn)既有綜合自動(dòng)化系統(tǒng)裝置的運(yùn)行狀態(tài)診斷。
1.3智能綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的智能運(yùn)維功能
針對(duì)未來綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究，以適度完善軟硬件設(shè)備、不降低系統(tǒng)可靠性為原則，對(duì)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)相關(guān)保護(hù)測(cè)控裝置進(jìn)行軟、硬件升級(jí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置的詳細(xì)自診斷。除了實(shí)現(xiàn)原有功能外，針對(duì)智能綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)增加功能。
（1）增加裝置箱內(nèi)溫度采集回路，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置內(nèi)部環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
（2）根據(jù)裝置MTBF時(shí)間與裝置運(yùn)行環(huán)境溫度計(jì)算裝置整體的預(yù)期剩余壽命，設(shè)置報(bào)警限值進(jìn)行預(yù)警。
（3）研究基于智能牽引變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的虛端子可視化、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)監(jiān)控與診斷。
2.智能運(yùn)維系統(tǒng)的搭建
2.1傳統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)智能運(yùn)維系統(tǒng)的搭建
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應(yīng)用場(chǎng)合 |
型號(hào) |
外觀圖 |
型號(hào)、規(guī)格 |
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變電所運(yùn)維云平臺(tái) |
AcrelCloud-1000 |
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AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通訊等技術(shù)開發(fā)的云端管理平臺(tái)，滿足用戶或運(yùn)維公司監(jiān)測(cè)眾多變電所回路運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線運(yùn)行溫度、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或環(huán)境視頻場(chǎng)景等需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一個(gè)中心，集中存儲(chǔ)、統(tǒng)一管理，方便使用，支持具有權(quán)限的用戶通過電腦、手機(jī)、PAD等各類終端鏈接訪問、接收?qǐng)?bào)警，并完成有關(guān)設(shè)備日常和定期巡檢和派單等管理工作。 |
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網(wǎng)關(guān) |
ANet-2E4SM |
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4路RS485串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC12V～36V。支持4G擴(kuò)展模塊，485擴(kuò)展模塊。 |
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擴(kuò)展模塊ANet-485 |
M485模塊：4路光耦隔離RS485 |
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擴(kuò)展模塊ANet-M4G |
M4G模塊：支持4G全網(wǎng)通 |
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中壓進(jìn)線 |
AM6-L |
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三段式過流保護(hù)（帶方向、低壓閉鎖）、過負(fù)荷保護(hù)、PT斷線告警、逆功率保護(hù)、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環(huán)保護(hù)、斷路器失靈保護(hù) |
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APM810 |
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三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In；四象限電能；實(shí)時(shí)及需量；電流、電壓不平衡度；負(fù)載電流柱狀圖顯示；66種報(bào)警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴(kuò)展記錄；2-63次諧波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD顯示； |
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中壓進(jìn)線 |
APView500 |
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相電壓電流＋零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓／電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動(dòng)／閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態(tài)、電壓中斷、1024點(diǎn)波形采樣、觸發(fā)及定時(shí)錄波，波形實(shí)時(shí)顯示及故障波形查看，PQDIF格式文件存儲(chǔ)，內(nèi)存32G,16D0+22D1,通訊 2RS485+1RS232+1GPS,3以太網(wǎng)接口（＋1維護(hù)網(wǎng)口）＋1USB接口，支持U盤讀取數(shù)據(jù)，支持61850協(xié)議。 |
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中壓饋線 |
AM6-L |
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三段式過流保護(hù)（帶方向、低壓閉鎖）、過負(fù)荷保護(hù)、PT斷線告警、逆功率保護(hù)、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環(huán)保護(hù)、斷路器失靈保護(hù) |
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APM810 |
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三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In；四象限電能；實(shí)時(shí)及需量；電流、電壓不平衡度；負(fù)載電流柱狀圖顯示；66種報(bào)警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴(kuò)展記錄；2-63次諧波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD顯示； |
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低壓進(jìn)線 |
AEM96 |
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三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量，總正反向有功電能統(tǒng)計(jì)，正反向無功電能統(tǒng)計(jì)；2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）；電流規(guī)格3×1.5(6)A，有功電能精度0.5S級(jí),無功電能精度2級(jí)；工作溫度：-10℃～+55℃；相對(duì)濕度：≤95不結(jié)露 |
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低壓出線 |
AEM72 |
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三相電參量U、1、P、Q、S、PF、F測(cè)量，總正反向有功電能統(tǒng)計(jì)，正反向無功電能統(tǒng)計(jì)；2-31次分次諧波及總諧波含量分析、低壓出線分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）；電流規(guī)格3x1.5(6)A,有功電能精度0.5S級(jí)，無功電能精度2級(jí) |
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ADW300 |
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三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量，有功電能計(jì)量（正、反向）、四象限無功電能、總諧波含量、分次諧波含量（2～31次）；A、B、C、N四路測(cè)溫；1路剩余電流測(cè)量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD顯示；有功電能精度：0.5S級(jí) |
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無線測(cè)溫 |
ATE-400 |
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合金片固定，CT感應(yīng)取電，啟動(dòng)電流大于5A,測(cè)溫范圍－50-125℃,測(cè)量精度±1℃;傳輸距離空曠150米 |
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ATC-600 |
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兩種工作模式：終端、中繼。ATC600-Z做中繼透?jìng)�，ATC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m,ATC600-C可接收ATE系列傳感器、 AHE等傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，1路485,2路報(bào)警出口。 |
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環(huán)境溫濕度 |
WHD |
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WHD溫濕度控制器產(chǎn)品主要用于中高壓開關(guān)柜、端子箱、環(huán)網(wǎng)柜、箱變等設(shè)備內(nèi)部溫度和濕度調(diào)節(jié)控制。工作電源：AC/DC85～265V工作溫度：-40.0℃～99.9℃工作濕度：0RH～99RH |
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水浸傳感器 |
RS-SJ-*-2 |
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接觸式水浸傳感器，監(jiān)測(cè)變電所、電纜溝、控制室等場(chǎng)所積水情況，工作電源：DC10-30V工作溫度：－20℃+60℃工作濕度：0%RH~80%RH響應(yīng)時(shí)間：1s繼電器輸出：常開觸點(diǎn)。 |
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攝像機(jī) |
CS-C5C-3B1WFR |
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支持720P高清圖像，*高支持分辨率可達(dá)到130萬像素（1280*960)內(nèi)置麥克風(fēng)與揚(yáng)聲器具有語音雙向?qū)χv功能，支持螢石云互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，通過手機(jī)、PC等終端實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程互動(dòng)和視頻觀看。 |
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煙霧傳感器 |
BRJ-307 |
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光電式煙霧傳感：電源正極（DC12V):+12V 繼電器輸出：常開觸點(diǎn) |
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門禁 |
MC-58(常開型） |
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常開型；感應(yīng)距離：30-50mm材質(zhì)：鋅合金，銀灰色電度，干接點(diǎn)輸出。 |
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配套附件 |
ARTU-K16 |
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常開型；感應(yīng)距離：30-50mm材質(zhì)：鋅合金，銀灰色電度干接點(diǎn)輸出 |
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KDYA-DG30-24K |
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輸出DC24V;24V電源 |
6.結(jié)語
通過研究與開發(fā)，在京滬高鐵現(xiàn)場(chǎng)搭建了綜合自動(dòng)化系統(tǒng)智能運(yùn)維管理平臺(tái)。該平臺(tái)通過近半年的掛網(wǎng)試運(yùn)行，初步實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)裝置的故障預(yù)警和壽命預(yù)測(cè)，填補(bǔ)高鐵運(yùn)維在該方面的空白。該智能運(yùn)維管理平臺(tái)也可以引入城市軌道交通領(lǐng)域，為智慧地鐵的建設(shè)提供參考。
參考文獻(xiàn)
[1]Q/GDW11361—2017，智能變電站保護(hù)設(shè)備在線監(jiān)視與診斷裝置技術(shù)規(guī)范[S].
[2]NB/T42015—2013，智能變電站網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄及分析裝置技術(shù)條件[S].
[3]王純偉，閆兆輝，侯日根.高鐵牽引變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)智能運(yùn)維研究.
[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用設(shè)計(jì),2022,05版.
作者簡(jiǎn)介
王明單，女，現(xiàn)任職安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向電力運(yùn)維系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，郵箱:2885026752@qq.com，手機(jī)：13636482524（微信同號(hào)），QQ:2885026752
