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浅谈高铁牵引变电所辅助监控系统的重要性

发表时间：2020/8/18 来源：《中国电业》2020年3月8期作者：黎刚

[导读] 随着我国高铁的快速发展，高铁运营不仅追求快速、安全平稳，而且越来越向着智能化方向发展。

        摘要：随着我国高铁的快速发展，高铁运营不仅追求快速、安全平稳，而且越来越向着智能化方向发展。牵引变电所作为高铁安全运营的重要环节及心脏，担负着高铁沿线接触网区域的供电任务，并具有建设数量多，分布范围广的特点。牵引所的有效安全管理显得至关重要。牵引所配置辅监系统作为高铁牵引所智能化、安全生产必备的重要技术手段之一，为整个高铁的安全、稳定运行提供非常重要保障。随着智能化变电所、无人值班、值守以及变电所运行集中监控模式的推广，变电所辅监系统的重要性显得更加突出。
        关键词：安全；稳定；智能化；无人值守
        引言
        实现牵引变电所智能化和供电调度系统智能化，有利于牵引变电所修程修制改革和现场安全控制，由统一的软件平台汇集、分析、处理数据。将更加方便快捷的实现高铁牵引变电所的安全运行和调度指挥，减少人工日常巡视、大大降低运行成本。结合各铁路局集团日常维护检修的经验，广泛收集各条高铁运营数据分析，得出在一次设备选择上，断路器、电动隔离开关等关键设备在服役年限内须动作可靠，故障间隔时间大于检修周期。为满足应急单人操作需求，手动隔离开关应纳入本体电动控制。且有利于辅助监控系统在线监测、检测。减少电气设备故障率，提高高铁接触网线路的供电可靠性，提高应急处置水平。
一，总体方案
        辅助监控系统由布置在场坪的辅助设备和所内系统平台构成。系统平台通过标准接口，采集所内辅助设备信息，实现信息共享与告警联动功能，并将监控和报警信息上传至供电段。
        辅助监控系统包含视频监控及巡检、环境监测、安全防范、火灾报警、动力照明控制等子系统，通过对子系统的集中整合、统一管理，实现对变电站视频、安全报警信息、火灾报警信息、环境量、在线监测数据等辅助信息进行统一采集、编码、存储、上传，并由监控平台完成整个系统的全面监控、一体展示、统一管理和维护功能，并能通过系统预置的规则进行各个子系统间的智能联动。辅助监控系统可以和所内综合自动化系统交换信息，也可通过辅助监控通道将信息上送上一级系统。
二、系统配置要求
        （1）辅助监控系统应实现对全所视频监控、环境信息监测、安全防范、动力照明控制、设备巡检等功能的高度集成和一体化监控，支持采集接入、数据存储、告警处理、传输通信、联动和监控等功能。
        （2）辅助监控系统应能与其他系统进行信息交互，纵向上与供电调度系统、上级视频管理系统等进行信息交互，横向上应能与所内保护测控系统进行信息交换。
        （3）辅助监控系统应能支持所内在线监测信息（油色谱在线监测信息等）数据的接入、存储及传输等功能。
三、辅助监控子系统功能要求
        （1）视频监控及巡检子系统
        配置室内外摄像机及视频服务器等设备，完成视频显示、图像存储与回放、视频控制、视频巡检、图像识别、红外热成像监测等功能，其中红外热成像监测为可选功能，并可满足以下要求：
        a) 通过制高点布设全景拼接摄像机，可实现360度/180度监控，与球机关联，实现自动/手动联动。能对任一摄像机进行控制，实现对摄像机视角、方位、焦距、光圈、景深的调整，对于带预置点云台，操作人员能直接进行云台的预置和操作。可设置摄像机参数，包括设置预置位、区域名称、区域遮盖等；
        b) 能实现对牵引变电所的远程智能巡视，可以模拟和替代人工巡视；
        c) 能对牵引变压器油位刻度、开关运行状态、开关分合指示牌、开关指示灯及气压表等进行识别，实时判断设备状态，并在异常时进行报警；
        d) 应能对一次系统主导流设备进行红外温度监视，采集到红外图像后，采取表面温度判断法、同类比较判断法、图像特征判断法等方法，来判断设备的状态，如果达到警戒值则进行报警。

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        （2）安全防范及门禁管理子系统
        配置激光探测器、红外探测器、玻璃破碎探测器及门禁控制器等设备，并可满足以下要求：
        a) 通过各种探测和传感技术的综合应用，针对牵引变电所周界场所，实时展示安防设备的工作状态、告警状态，可对安防设备进行布防和撤防，实现在入侵破坏前的预警作用，并对非法侵入进行提示警告的功能；
        b) 门禁支持远方控制及音频、视频对话、权限设定等功能，并应能从内部手动解锁，并支持应急情况下的解锁功能。
        （3）环境监测子系统
        环境监测子系统由动力环境测控装置、温度传感器、湿度传感器、水浸传感器、 SF6探测器等组成。满足以下要求：
        a) 能对站内的温度、湿度、风力、水浸、SF6 浓度等环境信息进行实时采集、处理和上传；
        b) 支持环境量实时数据的可视化展示，可设置报警上下限阀值。
        （4）火灾报警子系统
        在各所主控制室、高压室、所用变室及电缆夹层分别设置火灾自动报警系统。火灾报警系统配置了火灾探测器，火灾探测器火警信号分别传至所内辅助监控系统。
        （5）动力照明控制子系统
        应配置对风机、水泵、灯光、空调等设备的控制回路及控制器，实现对风机、水泵、灯光、空调等设备的远程监视及控制。
        （6）报警功能配置
        对设备温度、表计温度、设备状态、人员行为等进行识别分析，并主动预警，确保设备及人员安全。
        四、辅助监控系统的报警功能配置：
        （1）报警类别：安防及门禁报警、环境信息报警、火灾报警。报警可根据需要进行分级，报警信号、报警内容可在任何画面自动显示。当发生报警时，视频服务器能自动进行存盘录像。
        （2）系统应具备处理多事件多点报警的能力，多点报警时采用覆盖方式，报警信息不得丢失和误报。
        （3）各种探测器可以手动、自动进行布防、撤防，并可按时间自动投入或自动撤防。
        （4）报警信息具备存储管理功能，所有报警信息均可查询，有需要时可打印输出。
        五、段级辅助监控系统终端配置
        辅助监控系统主站考虑设置段级主站，设置在相应铁路线段级总部，同时主站接入铁路局集团公司供电生产管理系统。各牵引变电设施维护管理均纳入段辅监系统。辅助监控系统主站适当考虑冗余配置。
        段级辅助监控主站软硬件资源以满足项目牵引变电所及配电所、AT分区所、AT所的接入能力设计，系统图如下：

辅助监控系统段级主站结构图
        六、局级辅助监控系统主站配置
        高铁沿线所亭辅监系统应在各自铁路局集团调度中心新设局级辅助监控系统主站一处，沿线各牵引所亭设备设施信息接入该主站。方便调度人员及时准确掌握现场设备的运行状况，一旦有紧急情况，立即启动应急预案，最终保障接触网线路的正常供电。
        结语
        辅监系统充分采用云计算、大数据等技术，实现牵引所系统内设备的主动运维管理，提高牵引变电所内运维工作效率，确保设备及人员安全，目前我国高速铁路牵引所还未真正实现无人值班值守，没有配置辅监系统。在去年开通的个别高铁线路中的牵引所开始增设辅监系统设备，通过对该设备是使用情况看，能更加高效掌握牵引所设备的运行情况，有利于供电调度的准确调度，确保高铁供电系统的正常运行。
        参考文献
        [1]唐永群.分析牵引变电系统的构成和保护装置的选用[J].信息化建设，2015（6）：109.
        [2] GDW11509—2015变电所辅助监控系统技术及接口规范.