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铁路10KV变配电所微机保护与监控系统探讨

发表时间：2021/4/20 来源：《基层建设》2020年第32期作者：倪淑焕

[导读] 摘要：在当前的社会经济环境下，必须要立足于创新发展理念，加强我国铁路10kV变配电所的建设水平，提高铁路运输的性能和安全性，对铁路交通运输提出的新需求。

        中国铁路济南局集团有限公司济南供电段山东济南 250031
        摘要：在当前的社会经济环境下，必须要立足于创新发展理念，加强我国铁路10kV变配电所的建设水平，提高铁路运输的性能和安全性，对铁路交通运输提出的新需求。在铁路10kV变配电所建设过程中，创新和改进微机保护与监控系统，提高其智能化和自动化水平，是铁路10kV变配电所发展的必然方向。目前，在我国铁路10kV变配电所微机保护与监控系统建设过程中，需要不断加强研究和分析，从而有效提高实际的应用水平，推动我国铁路交通的快速发展。
        关键词：10kV变配电所微机保护监控系统
        引言
        在铁路运营中，其信息传输系统、列车综合控制系统等的有效运行与铁路变配电所存在密切关联性。变配电所承载着铁路电能调整、输送与管理的重要使命，是铁路电力供电系统中不可或缺的存在，也是铁路运输组织中的关键技术装备。在信息化时代背景下，基于创新发展指导理念，铁路为满足实际交通运输需求，微机保护与自动化监控系统在新建与改造的铁路变配电所中得到广泛应用，在保证铁路新建与改造经济性的基础上，提升了技术科学水平，为铁路供电安全与稳定奠定了良好的基础。目前变配电所微机保护与监控系统的设计与应用正处于不断发展阶段，因此，关于铁路10kV变配电所微机保护与监控系统的研究具有重要现实意义与研究价值。
        1、铁路10kV变配电所微机保护
        1.1故障录波功能的具体体现
        通常情况下，铁路10kV配电所电力电气设备发生故障时，其故障录波可通过以下两种方式进行有效完成：第一，通过铁路10kV配电所配设的专用微机设备进行故障录波，并在此基于上，与铁路10kV配电所监控系统建立联系，基于数据信息传送，将变配电所运行过程中存在的故障上传至铁路电力调度部门，实现故障分析、管控与处理。第二，通过应用铁路10kV配电所微机保护设备，实现故障波的收集与录故障波形的记录，通过与监控系统通联，将故障数据信息资料传送给铁路10kV配电所监控系统，并在此基础上形成故障数据波形，利用监控系统存储、打印功能，实现将故障数据波形的变化情况进行记录、存储与打印，便于相关技术工作人员进行故障分析与研究。在此过程中。微机保护设备需进行24h稳定工作，用以实现铁路10kV配电所全天监管与保护，准确记录电力系统运行过程中，10kV配电所可能存在的问题，如由短路故障、超压崩溃故障引发的电路电压、电流、功能、系统开启频次等数据参数的变化。而通常情况下根据故障录波可有效实现铁路10kV变配电所自闭与贯通柜刮故障的识别，通过电流速断保护时间与过流保护行为的合理调节，强化保护力度，降低故障存在的不利影响。
        1.2铁路10kV变配电所微机保护在硬件和软件方面的优化设计
        在铁路10kV变配电所中，微机保护的可靠性和有效性具有至关重要的影响，要对微机保护和软、硬件进行系统的优化设计，全面提升微机保护的性能，实现对铁路电力系统的安全保护。铁路10kV变配电所微机保护系统的硬件，主要由两部分构成，即保护和监控两类装置。保护装置的主要作用就是采集、传递、分析判断故障波数据信息，并将这些数据信息进行上传。结合保护装置的主要功能，在对该系统进行优化设计的过程中，必须要对数据采集器进行科学合理的选择。监控装置的主要作用是接受、存储、显示、分析和外发保护装置上传的数据信息，所以结合其实际功能，在对该系统进行优化设计时，必须要高度重视对监控机的科学配置，以确保监控装置系统能够充分发挥作用。

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优化设计和配置软件系统的实践过程中，可以从三个方面着手：首先，开启系统后，必须要实时存储信息，存储频率一般为2～3个周波运转。在记录故障周波的过程中，其重点记录内容是设备故障的电流与电压变化情况。其次，对故障的判断启动，必须要从内、外两方面进行。根据已采集到的故障信息，利用系统进行自动化判断启动，如果继电装置发生大跳闸行为，这也可以成为判断启动的重要依据。最后，必须要对故障数据信息进行及时传送，建立故障滤波档案库，将数据信息转化为图形图像。
        1.3微机保护装置的软件
        微机保护装置安装的软件主要是为了完成以下三项任务：首先是故障数据的采集。故障录波使用微机保护装置的数据采集功能长期采集系统运行相关数据，不断采样计算，并根据系统正常运转规律不断刷新正常运行的采样计算。故障录波启动后，立即保留2~3个周波正常运行的最新数据作为首段数据记录。将发生故障前的2~3个运转周波记录下来，然后记录保护装置触发后与故障有关的电压、电流数据资料。变配电所配置的微机内存较小，不足以完全记录故障录波数据，只能选择记录必要的信息和数据变化过程；其次是完成判起动任务。在系统发生故障时，故障录波有两种启动形式，一种是内部启动，即软件根据接收到的自起动判据超定值启动如（突变量启动、过限量启动、振荡启动）。另一种是外部启动，即继电器跳闸后自动开启开关或者采取手动的方式启动录波。软件的第三个任务是及时将故障数据传输至监控机。
        2、铁路10kV变配电所监控系统设计
        在铁路10kV变配电所中，监控系统设计的功能主要在于实现对线路电压、电流运行情况、配电设备实际工作情况的监控与管理，通过设定值对比分析，实现信息的准确判断与分析，进行将故障信息进行处理（显示、上传、输出、存储、警报、自动化线路断开保护等）。在监控系统设计过程中，为保证系统作用的最大化发挥，可从以下3个层面进行强化。首先，显示屏画面设计。在此过程中，需依据显示屏所要实现的功能进行具体分析与科学设计。通常情况下，显示屏画面需包含监控画面、参数设置与显示画面、设备调整与控制画面、警报画面等。在进行画面设计时，需根据不同画面信息情况，结合监控工作实际要求，合理布置画面，在保证信息显示全面性、准确性的基础上，突出重点信息。同时注重画面亮度、清晰度、色彩的调节，保证画面清晰性。同时，设置参数管理权限、控制画面权限，用以避免人为操作影响监控质量，形成操作性问题。其次，PLC与显示屏之间的通讯设计。为保证数据信息传递的及时性、准确性与有效性，需科学选用通信电缆，合图2PLC间的通讯连接简图理配置PLC与显示屏之间的通讯接口。并通过程序编写，制定通讯过程中各项参数信息，包括PLC型号、PLC类型、数据位、奇偶校验位等。最后，PLC与PLC之间的有效通讯设计。
        结束语
        总之，通过对微机保护设备存在问题的分析及解决、更新改进，解决了现有微机保护设备的缺陷，提高了供电系统运行的稳定性和可靠性，同时也为今后变、配电所微机监控系统的应用积累了经验。全面建设铁路10kV变配电所微机保护与监控系统，对铁路交通运输的稳定、安全与高效运行具有非常重要的影响。在我国的社会经济现代化建设过程中，具有非常重要的影响。因此，必须要加强对铁路10kV变配电所微机保护和监控系统的研究和建设，为我国社会主义现代化建设做好有力的保障。
        参考文献：
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        [2]刘全虎.电气化铁路变配电所供电及微机保护[J].通讯世界，2015（8）：134-135.
        [3]郭晨曦.铁路10kV变配电所微机保护与监控系统[J].电气时代，2001（8）：30-31.