簡婷

安(an)科瑞電氣(qi)股(gu)份有限公司(si) 上海(hai)嘉定(ding) 201801

     牽引變(bian)電(dian)所綜(zong)合自(zi)(zi)(zi)動(dong)化(hua)(hua)系(xi)統(tong)(tong)是保(bao)障高鐵(tie)(tie)安全運營的(de)重要設施，運營維(wei)(wei)護(hu)工作能(neng)夠很大限度(du)(du)地(di)保(bao)障高鐵(tie)(tie)牽引供電(dian)安全性。目前(qian)，高鐵(tie)(tie)還未針(zhen)對(dui)綜(zong)合自(zi)(zi)(zi)動(dong)化(hua)(hua)系(xi)統(tong)(tong)維(wei)(wei)護(hu)維(wei)(wei)修(xiu)進行信(xin)息化(hua)(hua)管理，依然停留在“計劃修(xiu)”“故障修(xiu)”階(jie)段，自(zi)(zi)(zi)動(dong)化(hua)(hua)程度(du)(du)較(jiao)低，維(wei)(wei)護(hu)顆粒度(du)(du)較(jiao)粗。電(dian)力系(xi)統(tong)(tong)研(yan)究智(zhi)(zhi)能(neng)變(bian)電(dian)站(zhan)的(de)運維(wei)(wei)，制定《智(zhi)(zhi)能(neng)變(bian)電(dian)站(zhan)保(bao)護(hu)設備在線監視與診斷裝置(zhi)技(ji)術規范》（Q/GDW11361—2017）[1]標準。文章通(tong)過科研(yan)立項(xiang)，針(zhen)對(dui)傳統(tong)(tong)和智(zhi)(zhi)能(neng)牽引變(bian)電(dian)所綜(zong)合自(zi)(zi)(zi)動(dong)化(hua)(hua)系(xi)統(tong)(tong)的(de)智(zhi)(zhi)能(neng)運維(wei)(wei)進行深入研(yan)究，現場搭建運維(wei)(wei)管理系(xi)統(tong)(tong)，可以提高綜(zong)合自(zi)(zi)(zi)動(dong)化(hua)(hua)系(xi)統(tong)(tong)運維(wei)(wei)智(zhi)(zhi)能(neng)化(hua)(hua)水平，綜(zong)合自(zi)(zi)(zi)動(dong)化(hua)(hua)系(xi)統(tong)(tong)運維(wei)(wei)向“狀(zhuang)態修(xiu)”轉變(bian)。

1 自動化系統的(de)智能運維(wei)功能

1.1傳統綜合自動化系統

1）綜合自動化裝置履歷信(xin)息管理

（1）裝置臺賬信息管理。

（2）裝置(zhi)運維記錄管理。

2）綜合自動化裝(zhuang)置運行(xing)狀態診斷

（1）動態自(zi)診斷管理。

（2）綜合診斷(duan)管(guan)理(li)。

1.2智能綜合自動化系統

1）智能保護裝置履(lv)歷管理

    建立“電子卡片”，實現對裝置(zhi)板(ban)件(jian)的自我身份(fen)識別，可(ke)查詢、可(ke)追溯(su)(su)。實現板(ban)件(jian)的精細化管理(li)(li)，可(ke)以對設(she)備板(ban)卡信息進行全生命(ming)過程跟蹤(zong)。記錄(lu)設(she)備板(ban)卡更換信息，進行統計分析，提供決策所(suo)需數據依據。建立設(she)備履(lv)歷(li)管理(li)(li)系統，進行設(she)備臺賬管理(li)(li)，記錄(lu)追溯(su)(su)資產事件(jian)。可(ke)以針對裝置(zhi)信息實現記錄(lu)控(kong)(kong)制、存檔(dang)控(kong)(kong)制、基(ji)線控(kong)(kong)制分層管理(li)(li)。

2）智(zhi)能變電(dian)站(zhan)運維狀態診斷

（1）運行狀態自(zi)診斷。

    包括(kuo)保護裝(zhuang)置的CPU板件(jian)、模擬量(liang)插件(jian)、開入插件(jian)、操作插件(jian)、內部工作電源監視回路、過程(cheng)層光口的監視的自診(zhen)斷。自動化(hua)裝(zhuang)置定時(shi)向運維終端傳送(song)裝(zhuang)置的日志文件(jian)。

    運(yun)維終端通過日(ri)志文件對裝置的(de)自檢(jian)和動態運(yun)行狀態進行正確(que)分(fen)析。

設置對板件5V工(gong)(gong)作電源回路(lu)(lu)的采樣回路(lu)(lu)，實時(shi)監測工(gong)(gong)作電壓波動。電壓超(chao)出設置的工(gong)(gong)作范(fan)圍時(shi)，裝(zhuang)置發出告警信號，及時(shi)在裝(zhuang)置故障(zhang)之前進(jin)行(xing)維修檢查。

（2）裝置MTBF與剩余壽命估算。

    參考TelcordiaSR-332Issue42016標準，利用(yong)(yong)元器件計數可靠性預計法預測裝置的MTBF值(zhi)。設置裝置箱體內(nei)部溫(wen)度(du)(du)采集回路，根(gen)據箱內(nei)實時溫(wen)度(du)(du)計算(suan)裝置剩余壽命(ming)(ming)。裝置壽命(ming)(ming)計算(suan)利用(yong)(yong)內(nei)部元器件的短板即電解電容的溫(wen)度(du)(du)老化特性，結合(he)實時測量溫(wen)度(du)(du)進行(xing)計算(suan)，計算(suan)采用(yong)(yong)阿列紐斯方程：

（1）式(shi)中：L——環(huan)境(jing)(jing)溫度(du)(du)(du)為T時的使用壽命（h）；L0——峰值溫度(du)(du)(du)時額定壽命（h）；T0——額定峰值使用溫度(du)(du)(du)(℃);T——環(huan)境(jing)(jing)溫度(du)(du)(du)(℃)。

保護(hu)測(ce)控裝置壽命預測(ce)曲線如(ru)圖2所(suo)示。

圖(tu)2保護(hu)測控(kong)裝置壽命預(yu)測曲線

3）虛(xu)端子(zi)可視化與(yu)數字化網絡分析診斷

    系統采集過程層(ceng)(ceng)交(jiao)換機和(he)站控層(ceng)(ceng)的管理數據，結合業務數據對虛端(duan)子(zi)(zi)回路實(shi)路徑(jing)進行在線監視(shi)，實(shi)現智(zhi)能變電站虛端(duan)子(zi)(zi)回路的可視(shi)化，符合NB/T42015-2013[2]的相(xiang)關規定。

    系統(tong)通過網絡分析裝置(zhi)可以實(shi)時(shi)記錄各個(ge)裝置(zhi)接入(ru)的(de)網絡報(bao)文，分析網絡報(bao)文的(de)錯誤和故障。繼電(dian)保護裝置(zhi)對(dui)接入(ru)的(de)過程層的(de)SV和GOOSE相關數據進行(xing)檢(jian)驗。

2 安科瑞AcrelCloud-1000變電所運(yun)維云平臺

2.1概(gai)述

   基(ji)于互聯網(wang)＋、大數(shu)(shu)據、移動通(tong)訊等(deng)(deng)技術開發(fa)的(de)云(yun)端管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)平臺(tai)，滿足用戶或運維公司監測眾多變(bian)電(dian)所回路(lu)運行狀態和參數(shu)(shu)、室內(nei)環境溫濕度、電(dian)纜及(ji)母(mu)線運行溫度、現(xian)場設備或環境視頻場景等(deng)(deng)需求(qiu)，實現(xian)數(shu)(shu)據一(yi)個*心，集中存儲、統一(yi)管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)，方便使用，支持具有(you)(you)權限的(de)用戶通(tong)過(guo)電(dian)腦、手(shou)機、PAD等(deng)(deng)各類終(zhong)端鏈接訪問、接收(shou)報警，并完成(cheng)有(you)(you)關設備日常(chang)和定期巡(xun)檢和派單等(deng)(deng)管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)工作。

2.2應用場(chang)所

   適(shi)用于電(dian)信、金融、交通、能源、醫*衛(wei)生、文體(ti)、教(jiao)育科研(yan)、農林水利、商業服務、公用事業等行業變配(pei)電(dian)運行維護系(xi)統(tong)的新建、擴建和(he)改建。

5.3系(xi)統結(jie)構(gou)

    系統(tong)可分(fen)為四層：即感知層、傳輸層、應用層和(he)展示層。

    感知(zhi)層：包(bao)含變(bian)電所(suo)安裝(zhuang)的多(duo)功能儀(yi)表、溫濕度監(jian)測裝(zhuang)置(zhi)、攝(she)像頭、開(kai)關(guan)量采(cai)集裝(zhuang)置(zhi)等。除攝(she)像頭外(wai)，其(qi)它設備通過RS485總線接入現場智能網關(guan)RS485端(duan)口。

    傳輸層：包(bao)含(han)現場(chang)智能網(wang)關和交換機(ji)等設(she)備。智能網(wang)關主(zhu)動采集(ji)現場(chang)設(she)備層設(she)備的數據(ju)(ju)，并可(ke)進(jin)行(xing)規約轉換，數據(ju)(ju)存(cun)儲，并通過交換機(ji)把(ba)數據(ju)(ju)上傳至服務(wu)器端口，網(wang)絡(luo)故障時數據(ju)(ju)可(ke)存(cun)儲在本地，待網(wang)絡(luo)恢(hui)復(fu)時從中斷(duan)的位置繼續(xu)上傳數據(ju)(ju)，保證服務(wu)器端數據(ju)(ju)不丟失。

    應用(yong)層：包含應用(yong)服(fu)(fu)務器(qi)和數(shu)(shu)據庫服(fu)(fu)務器(qi)，若變(bian)電所(suo)數(shu)(shu)量小(xiao)于30個則應用(yong)服(fu)(fu)務器(qi)和數(shu)(shu)據庫服(fu)(fu)務器(qi)可(ke)以(yi)合一配置(zhi)。服(fu)(fu)務器(qi)需要具(ju)備固定IP地址，以(yi)接收(shou)各智能(neng)網關(guan)主動傳送過來的數(shu)(shu)據。

    展示層：用戶(hu)通過(guo)手(shou)機、平(ping)板、電腦等多終端的(de)方式訪問(wen)平(ping)臺信(xin)息。

5.4系統功能

1）用能月(yue)報

    用(yong)能月(yue)報支持用(yong)戶按總用(yong)電量(liang)、變電站(zhan)名稱、變電站(zhan)編號等(deng)查詢(xun)所管(guan)理站(zhan)所的用(yong)電量(liang)，

2）站點監(jian)測

   站點監測包括概況、運行狀態、當(dang)日事件(jian)記錄、當(dang)日逐時用電曲線、用電概況。

3）變壓(ya)器(qi)狀(zhuang)態

    變(bian)壓器狀(zhuang)態支(zhi)持用戶查詢所有或某個(ge)站所的變(bian)壓器功率(lv)、負(fu)荷率(lv)、等運行(xing)狀(zhuang)態數據，支(zhi)持按負(fu)荷率(lv)、功率(lv)等升(sheng)、降(jiang)序排名。

4）運維

   運維展(zhan)示當(dang)前用戶管理的有關(guan)變電所(suo)在地圖上位(wei)置(zhi)及總量信(xin)息。

5）配電(dian)圖

   配電圖(tu)展示被選中的變電所(suo)的配電信息，配電圖(tu)顯示各回路的開關狀(zhuang)態、電流(liu)等運行狀(zhuang)態及信息，支持電壓、電流(liu)、功率等詳細運行參(can)數查(cha)詢。

6）視頻監控

   視頻監(jian)控展示了當前實時畫面（視頻直播(bo)），選(xuan)中(zhong)某(mou)一(yi)個變配電站，即可查看(kan)該(gai)變配電站內(nei)視頻信(xin)息。

7）電(dian)力運行(xing)報表

   電(dian)力(li)運行(xing)報表(biao)顯示選定(ding)(ding)站所選定(ding)(ding)設備各回路(lu)采集間(jian)隔運行(xing)參數和電(dian)能抄表(biao)的實時(shi)值及平均值行(xing)統計。

8）報警信息

   對平臺所有(you)報警信息進行分析。

9）任務管理

   任(ren)(ren)務(wu)管(guan)理頁面可(ke)以(yi)發布巡檢(jian)(jian)或消(xiao)缺任(ren)(ren)務(wu)，查看巡檢(jian)(jian)或消(xiao)缺任(ren)(ren)務(wu)的狀(zhuang)態和(he)完成情況，可(ke)以(yi)點(dian)擊(ji)查看任(ren)(ren)務(wu)查看具體的巡檢(jian)(jian)信息。

10）用戶報(bao)告

   用(yong)戶報(bao)告頁面(mian)主要用(yong)于對(dui)選定的(de)變配電(dian)站(zhan)自(zi)動匯總(zong)一個月的(de)運行數(shu)據，對(dui)變壓(ya)器負荷(he)、配電(dian)回(hui)路用(yong)電(dian)量、功率因數(shu)、報(bao)警事件等進行統計分析，并列(lie)出(chu)在該(gai)周期內巡檢(jian)時發現的(de)各類(lei)缺陷及處理情況。

11）APP

3 系統硬件配置

作者介紹

簡(jian)婷(ting)，安(an)科瑞電氣股份有限公司(si)，187 0199 8775,主要研究方向為(wei)能耗監控系統(tong)。