鐵路電力自動化技術(shù)教材

鐵路電力自動化技術(shù)編寫陳雄飛第一章鐵路電力自動化概述鐵路自動化就是利用計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、自動檢測和控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對鐵路電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，如變配電所、貫通自閉線路、信號電源（雙電源）等，進(jìn)行監(jiān)視和控制，以提高運(yùn)行管理及維護(hù)水平，保證鐵路系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，并能及時處理故障，縮小故障停電范圍，迅速恢復(fù)供電，減少停電損失，提高供電可靠性，為列車安全、可靠地運(yùn)行提供保障。電力自動化系統(tǒng)又稱為SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition）系統(tǒng)，即監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。SCADA平臺包括實(shí)時數(shù)據(jù)采集和處理、告警處理、實(shí)時數(shù)據(jù)庫管理、歷史數(shù)據(jù)庫管理、畫面制作，以及顯示、報(bào)表管理和打印、系統(tǒng)安全管理、遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)等。電力自動化還可以稱為電力遠(yuǎn)動，其系統(tǒng)不僅包含“遙信、遙測、遙控、遙調(diào)”等內(nèi)容，還包含電力自動化所涉及到的其他內(nèi)容，如變配電所自動化、信號電源監(jiān)控、線路自動化等，以及變配電所視頻監(jiān)控（即“遙視”）。一、鐵路電力自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容

㈠、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)鐵路自動化系統(tǒng)的監(jiān)控對象主要包括：變配電所、自閉/貫通電力線路、信號電源和電氣集中以及各種高低壓開關(guān)等。按照功能和內(nèi)容來分，鐵路電路自動化主要包括：調(diào)度自動化主站、變配電所綜合自動化、信號電源監(jiān)控以及自閉/貫通線路自動化系統(tǒng)。（RTU：遠(yuǎn)方終端單元，STU：鐵路信號電源監(jiān)控裝置，F(xiàn)TU：饋線終端單元）二、電力遠(yuǎn)動系統(tǒng)

1、遙信，即遠(yuǎn)程信號，習(xí)慣記作YX，是將被控站的設(shè)備狀態(tài)信息，如開關(guān)位置信號、報(bào)警信號等，遠(yuǎn)距離傳送給調(diào)度主站。①、位置信號不論位置在何種狀態(tài)，所有被監(jiān)控設(shè)備的分、合狀態(tài)可以在顯示器上進(jìn)行顯示。其中“分”用“綠色”表示，“合”用“紅色”表示。②、故障信號當(dāng)被監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生故障時，事故信號優(yōu)先送往控制中心，在顯示器上提示：顯示器上事故站主接線圖自動調(diào)出，發(fā)生事故的地址燈閃爍，如有跳閘，相應(yīng)的開關(guān)閃爍，并伴隨有音響報(bào)警，同時在屏幕指定窗口顯示事故內(nèi)容細(xì)目，并有相關(guān)記錄。當(dāng)發(fā)生一般性故障，發(fā)出預(yù)告信號。2、遙測，即遠(yuǎn)程測量，習(xí)慣記作YC，是將被控站的運(yùn)行參數(shù)，如電度量、電流、電壓、有功功率、無功功率、溫度、故障點(diǎn)參數(shù)等模擬信號傳送給調(diào)度主站。①、隨機(jī)遙測：用于故障時有關(guān)參數(shù)的測量。②、定時循環(huán)遙測：用于對電度量、功率、電壓、電流的定時測量。③、統(tǒng)計(jì)測量：用于顯示電流電壓負(fù)荷曲線。④、人工召測：操作員在某被控變電所主接線畫面下，可隨時按遙測鍵向RTU發(fā)出召測命令，RTU將有關(guān)當(dāng)前數(shù)據(jù)回送處理。⑤、超限告警：當(dāng)某所的某種電量（如饋線電流等）超出正常值，而未達(dá)到保護(hù)的動作值時，將發(fā)出預(yù)告音響信號，并在顯示器上提示地址名和超限電量。3、遙控，即遠(yuǎn)程控制，習(xí)慣記作YK，是從調(diào)度主站發(fā)出命令，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方操作和切換，通常只取兩種狀態(tài)指令，如開關(guān)的“合”、“分”指令。遙控有以下幾種：①、單控：就是對單個對象進(jìn)行的遙控。②、程控：若干個單控的組合。③、復(fù)歸遙控：指發(fā)生事故等而報(bào)警的被控站中事故指示燈和信號指示燈的遠(yuǎn)距離清除，使之復(fù)位，恢復(fù)正常。④、重合閘投切遙控⑤、通道切換遙控

⑥、試驗(yàn)遙控：遙控對象為試驗(yàn)開關(guān)。4、遙調(diào)，即遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)，習(xí)慣記作YT，是調(diào)度主站直接對被控站某些設(shè)備的工作狀態(tài)和參數(shù)的調(diào)整，如變壓器分接頭位置。遙調(diào)功能實(shí)現(xiàn)有一個前提，就是相應(yīng)設(shè)備本身有調(diào)整機(jī)構(gòu)。以上四種功能不是各自獨(dú)立的，而是相輔相存的。遙信和遙測信息是遙控和遙調(diào)的依據(jù)，而遙控和遙調(diào)又需要遙信和遙測信息來檢查的證實(shí)。第二章變配電所自動化

第一節(jié)鐵路電力系統(tǒng)運(yùn)行方式鐵路電力系統(tǒng)其特殊性方面：1、負(fù)荷沿鐵路線狹長分布，主要用電對象包括鐵路沿線信號燈和其他自動裝置，以及其他單位的生產(chǎn)、生活電源，負(fù)荷較小。2、供電可靠性要求極高。鐵路變配電所一般采用雙電源供電方式，沿線每一個供電區(qū)間雙端供電，供電區(qū)間一般采用自閉線、貫通線雙回路供電，自閉線只負(fù)責(zé)為信號供電，貫通線還包括其它生產(chǎn)、生活用電，雙路供電至低壓雙電源切換裝置，兩路電源互為備用，失壓自動切換。3、供電區(qū)間線路長，一般40~60公里，有的甚至上百公里，而且地形、氣象條件復(fù)雜，故障多發(fā)，而故障查找和維修由于受自然條件等因素影響比較困難。一、變配電所所運(yùn)行方式圖中配電所采采用雙母線分分段，兩路電電源同時運(yùn)行行，通過母聯(lián)聯(lián)開關(guān)連接（（母線開關(guān)常常開），互為為備用，當(dāng)一一路電源故障障時，母聯(lián)開開關(guān)閉合，由由另一路電源源供電，防止止自閉線、貫貫通線或者其其他重要負(fù)荷荷失電。裝設(shè)設(shè)高壓調(diào)壓變變壓器，可以以保證安裝在在各信號點(diǎn)的的自動閉塞信信號變壓器或或貫通線信號號變壓器二次次電壓波動不不超過額定電電壓的±10%，并起到到隔離變壓器器的作用，阻阻止電力貫通通（自動閉塞塞）線路接地地故障影響公公共電網(wǎng)。二、供電區(qū)間間供電方式以甲所供電自自閉線（貫通通線）為例，，自閉（貫通通）高壓饋出出運(yùn)行方式有有下列幾種：1、本所主送送方式①、備投-重重合乙所處于備用用送電狀態(tài)。。當(dāng)甲所線路路失電后，乙乙所出線開關(guān)關(guān)瞬時投入送送電（備投））；若備投不不成功，甲所所出線開關(guān)經(jīng)經(jīng)重合閘時間間重合一次；；若不成功，，則線路永久久失電。②、重合-備備投乙所處于備用用送電狀態(tài)。。當(dāng)甲所線路路失電后，甲甲所出線開關(guān)關(guān)經(jīng)重合閘時時間重合一次次；若不成功功，乙所出線線開關(guān)投入送送電（備投））；若備投不不成功，則線線路永久失電電。③、單備投乙所處于備用用送電狀態(tài)。。當(dāng)甲所線路路失電后，乙乙所出線開關(guān)關(guān)瞬時投入送送電（備投））；若不成功功，則線路永永久失電。④、單重合乙所處于備用用送電狀態(tài)。。當(dāng)甲所線路路失電后，甲甲所出線開關(guān)關(guān)經(jīng)重合閘時時間重合一次次；若不成功功，則線路永永久失電。2、本所備用用送電方式①、備投-重重合乙所處于主送送狀態(tài)。當(dāng)乙乙所線路失電電時，甲所出出線開關(guān)瞬時時投入送電（（備投）；若若備投不成功功，乙所出線線開關(guān)經(jīng)重合合閘時間重合合一次；若不不成功，則線線路永久失電電。②、重合-備備投乙所處于主送送電狀態(tài)。當(dāng)當(dāng)乙所線路失失電后，乙所所出線開關(guān)經(jīng)經(jīng)重合閘時間間重合一次；；若不成功，，甲所出線開開關(guān)投入送電電（備投）；；若備投不成成功，則線路路永久失電。。③、單備投乙所處于主送送電狀態(tài)。當(dāng)當(dāng)乙所線路失失電后，甲所所出線開關(guān)瞬瞬時投入送電電（備投）；；若不成功，，則線路永久久失電。3、本所自送送、自備方式式當(dāng)供電區(qū)間開開口作業(yè)或乙乙所檢修而不不能備用送電電時，甲所處處于自送、自自備方式。當(dāng)當(dāng)線路失電時時，甲所瞬間間重合送電。。4、跨所送電電方式當(dāng)相鄰兩所的的電源同時停停電，或本所所自送自備方方式本所電源源停電時，采采用跨所供電電方式。第二節(jié)變變配電所綜合合自動化功功能與模式變配電所綜合合自動化系統(tǒng)統(tǒng)是鐵路電力力自動化系統(tǒng)統(tǒng)的基本單元元，是將微機(jī)機(jī)監(jiān)控、測量量、保護(hù)、通通信、防誤等等功能通過通通信網(wǎng)絡(luò)集成成為一個整體體的計(jì)算機(jī)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)，即即可集中組屏屏也可分散布布置。一、變配電所所綜合自動化化系統(tǒng)的主要要功能1、繼電保護(hù)護(hù)功能。保護(hù)護(hù)的類型有線線路保護(hù)、出出線保護(hù)、自自閉/貫通線線路保護(hù)、電電容器保護(hù)、、變壓器保護(hù)護(hù)、備自投等等。常用的保保護(hù)內(nèi)容有：：速斷保護(hù)、、過電流保護(hù)護(hù)、過電壓保保護(hù)、重合閘閘、備用電源源自動投切、、同期檢查、、零序保護(hù)、、低頻減載等等。2、變配電所所實(shí)時監(jiān)視和和控制功能（（SCADA）。包括遙遙測、遙信、、遙控和遙調(diào)調(diào)，以及故障障報(bào)警、SoE（順序事事件記錄）、、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和和計(jì)算、圖形形、生產(chǎn)報(bào)表表、曲線等。。3、管理功能能。變配電所運(yùn)行行管理功能，，包括運(yùn)行狀狀態(tài)、信息、、變量、事件件的監(jiān)視、記記錄、存檔、、打印等功能能。保護(hù)管理功能能，包括保護(hù)護(hù)方式字和運(yùn)運(yùn)行參數(shù)的讀讀取、修改、、存儲、下載載等。操作管理功能能，包括操作作閉鎖、操作作記錄、操作作記錄、操作作票管理、““五防”功能能。設(shè)備管理功能能，包括變配配電所一、二二次設(shè)備臺帳帳管理、涉筆筆運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)監(jiān)視和統(tǒng)計(jì)及及維修記錄等等。4、運(yùn)行控制制功能，如所所內(nèi)電壓無功功控制調(diào)節(jié)，，無功補(bǔ)償控控制。5、通信功能能。所內(nèi)通信信；向段調(diào)度度中心轉(zhuǎn)發(fā)變變電所和附近近車站自動化化的實(shí)時數(shù)據(jù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遙測測、遙信、遙遙控、遙調(diào)，，事項(xiàng)或故障障上報(bào)等；與與車站開關(guān)監(jiān)監(jiān)控配合完成成線路自動化化功能，如故故障定位、故故障隔離、快快速恢復(fù)供電電等。6、所內(nèi)電量量抄表計(jì)費(fèi)、、負(fù)荷管理及及用戶電能采采集計(jì)費(fèi)等功功能。7、站內(nèi)電源源管理功能，，遠(yuǎn)程診斷和和維護(hù)等。視頻監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)是變配電所所自動監(jiān)控和和管理的必要要補(bǔ)充。二、變配電所所自動化系統(tǒng)統(tǒng)的模式分布式保護(hù)監(jiān)監(jiān)控裝置通常常有兩種安裝裝方式：一種種是在主控室室集中組屏安安裝，這種方方式便于設(shè)備備的統(tǒng)一維護(hù)護(hù)和管理，缺缺點(diǎn)是需要連連接大量的二二次電纜；另另一種是直接接在配電間隔隔或開關(guān)柜上上分散布置，，這種方式可可以節(jié)省連接接電纜，缺點(diǎn)點(diǎn)是維護(hù)和管管理比較麻煩煩。分布式系統(tǒng)中中的當(dāng)?shù)乇O(jiān)控控系統(tǒng)又稱當(dāng)當(dāng)?shù)毓δ?，如如用于有人值值班變配電所所作為?dāng)?shù)毓δ埽梢赃m適當(dāng)加強(qiáng)人機(jī)機(jī)界面功能，，配備打印機(jī)機(jī)，并負(fù)責(zé)向向上級調(diào)度主主站轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)據(jù)；如用于無無人值班變配配電所，則可可以將當(dāng)?shù)乇O(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)更換換為自動化通通信處理機(jī)。。第三節(jié)變變配電所自動動化當(dāng)?shù)乇O(jiān)控控系統(tǒng)一、數(shù)據(jù)采集集1、SCADA系統(tǒng)采用用多線程技術(shù)術(shù)實(shí)時采集遙遙測、遙信、、電度、微機(jī)機(jī)保護(hù)等數(shù)據(jù)據(jù)，同時向各各自動化裝置置發(fā)送各種數(shù)數(shù)據(jù)信息及控控制命令。采集的信息包包括：1、模擬量：：包括電壓、、電流、主變變油溫等；2、狀態(tài)量：：斷路器及隔隔離開關(guān)位置置、有載調(diào)壓壓器抽頭位置置、預(yù)告信號號、事故總信信號等；3、保護(hù)及綜綜合自動化信信息；4、脈沖量：：電網(wǎng)周波、、脈沖電度等等二、數(shù)據(jù)處理理SCADA系統(tǒng)采集集數(shù)據(jù)后，，立即進(jìn)行行數(shù)據(jù)處理理，并對重重要數(shù)據(jù)存存盤。包括括：1、模擬量量數(shù)據(jù)處理理：超限檢檢查、數(shù)字字濾波、工工程轉(zhuǎn)換、、統(tǒng)計(jì)計(jì)算算；2、狀態(tài)量量處理：狀狀態(tài)取反等等；3、保護(hù)故故障信息：：顯示、整整定等；4、脈沖量量：基值設(shè)設(shè)定、脈沖沖增加。三、計(jì)算機(jī)機(jī)與檢索功功能1、對實(shí)時時和歷史的的模擬量、、數(shù)字量及及狀態(tài)量進(jìn)進(jìn)行計(jì)算與與檢索。計(jì)計(jì)算中各種種計(jì)算類型型，電力系系統(tǒng)的通用用計(jì)算均可可完成。可可檢索實(shí)時時數(shù)據(jù)、一一段時間內(nèi)內(nèi)（時、日日、月、年年）的歷史史數(shù)據(jù)和資資料性數(shù)據(jù)據(jù)，可以定定義檢索條條件，檢索索結(jié)果可顯顯示、存儲儲，可供圖圖表調(diào)用。。四、電網(wǎng)控控制控制功能包包括：1、開關(guān)量量輸出（遙遙控）；2、變壓器器分接頭控控制（遙調(diào)調(diào)）；3、保護(hù)復(fù)復(fù)歸、信號號復(fù)歸。五、微機(jī)保保護(hù)遠(yuǎn)方監(jiān)監(jiān)視和整定定通過人機(jī)界界面召喚現(xiàn)現(xiàn)有定值，，在線修改改保護(hù)定值值并存儲至至數(shù)據(jù)庫，，設(shè)定保護(hù)護(hù)功能投切切壓板。六、信息與與報(bào)警報(bào)警方式包包括：文字字（光字牌牌）報(bào)警、、聲音報(bào)警警、打印報(bào)報(bào)警；報(bào)警類型包包括：超限限告警、變變位報(bào)警、、事故報(bào)警警、保護(hù)故故障信息、、自動化系系統(tǒng)故障告告警等。七、時間同同步及事件件順序記錄錄（SoE）系統(tǒng)自動保保護(hù)裝置時時間同步，，并能保存存事件順序序記錄。八、歷史數(shù)數(shù)據(jù)庫管理理歷史數(shù)據(jù)自自動保存在在硬盤上（（也可轉(zhuǎn)移移），需要要時可方便便地調(diào)入系系統(tǒng)進(jìn)行分分析。九、人機(jī)接接口1、圖形顯顯示基本功功能：各種種圖形，包包括綜合圖圖、主接線線圖、負(fù)荷荷曲線圖、、趨勢曲線線、歷史曲曲線等，以以及報(bào)表的的生成、編編輯和打印印。2、事件順順序記錄（（SoE））顯示與打打印。3、故障濾濾波數(shù)據(jù)的的顯示與打打印。4、模擬光光字牌顯示示。5、綜合圖圖、主接線線圖、單線線圖、地理理圖等圖形形的分層顯顯示。十、報(bào)表管管理日、月、年年生產(chǎn)報(bào)表表的生成、、打印和管管理。十一、設(shè)備備信息查詢詢可以錄入、、編輯、查查詢變壓器器和開關(guān)等等設(shè)備的參參數(shù)、運(yùn)行行及檢修情情況；查詢詢各種保護(hù)護(hù)設(shè)備的參參數(shù)（定值值等）及運(yùn)運(yùn)行情況。。十二、操作作記錄功能能對于進(jìn)入操操作系統(tǒng)的的用戶的遙遙控等操作作步驟記錄錄入歷史數(shù)數(shù)據(jù)庫，便便于查詢。。十三、模擬擬操作臺功功能十四、故障障錄波及顯顯示在發(fā)生故障障上保護(hù)監(jiān)監(jiān)控裝置自自動進(jìn)行錄錄波，并將將信息送當(dāng)當(dāng)?shù)毓δ?。。?dāng)?shù)毓δ苣芟到y(tǒng)對錄錄波數(shù)據(jù)進(jìn)進(jìn)行存儲、、分析，將將錄波波形形顯示出來來。十五、系統(tǒng)統(tǒng)自檢功能能在線自診斷斷各保護(hù)裝裝置、RTU等。設(shè)設(shè)備運(yùn)行異異常時告警警，并將結(jié)結(jié)果送至當(dāng)當(dāng)?shù)毓δ埽?，以便顯示示和打印。。該功能用于于配電所交交接班或?qū)ΡＷo(hù)單元元的保護(hù)功功能的動態(tài)態(tài)測試。十六、WatchDog功功能具有“看門門狗”功能能，當(dāng)出現(xiàn)現(xiàn)異常死機(jī)機(jī)時，看門門狗能自動動復(fù)位CPU，重啟啟系統(tǒng)。十七、數(shù)據(jù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能能按規(guī)約有選選擇地向調(diào)調(diào)度主站轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。。十八、遠(yuǎn)程程維護(hù)利用網(wǎng)絡(luò)可可以遠(yuǎn)程對對當(dāng)?shù)毓δ苣苓M(jìn)行維護(hù)護(hù)和維修。。第四節(jié)遠(yuǎn)遠(yuǎn)方終端端（RTU）遠(yuǎn)方終端（（RTU））是電力系系統(tǒng)自動化化系統(tǒng)的重重要組成單單元，主要要安裝在變變電所內(nèi)，，負(fù)責(zé)電力力系統(tǒng)的數(shù)數(shù)據(jù)采集和和操作命令令的執(zhí)行。。RTU主要要功能：1、遠(yuǎn)動功功能，即遙信、、遙測、遙遙控、遙調(diào)調(diào)。2、事件順順序記錄（（SoE））3、系統(tǒng)對對時各RTU時時鐘與主站站的時鐘嚴(yán)嚴(yán)格同步。。方法有GPS直接接對時和主主站軟件對對時。4、電能采采集5、通信6、當(dāng)?shù)仫@顯示和整定定7、自恢復(fù)復(fù)和自檢測測功能第五節(jié)微微機(jī)保護(hù)護(hù)裝置鐵路變配電電所常用微微機(jī)保護(hù)裝裝置有：線線路保護(hù)、、自閉/貫貫通線路保保護(hù)、電容容器保護(hù)、、備用電源源自動投切切裝置、微微機(jī)監(jiān)控裝裝置（調(diào)壓壓器、變壓壓器、斷路路器等的監(jiān)監(jiān)控）、變變壓器保護(hù)護(hù)等。第三章鐵鐵路行車車信號電源源監(jiān)控鐵路行車信信號電源一一般由自閉閉、貫通兩兩路電源供供電（只有有一路電源源的情況下下由地方電電力系統(tǒng)再再引一路電電源構(gòu)成雙雙電源回路路。兩路電電源互為冗冗余，故障障時相關(guān)切切換，以提提高供電可可靠性。在在雙電源處處設(shè)置自動動化監(jiān)控終終端（信號電源及及信號電源源監(jiān)控器——STU），將雙電源源運(yùn)行狀態(tài)態(tài)納入電力力自動化系系統(tǒng)的監(jiān)控控范圍。第一節(jié)系系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)與主要功功能STU負(fù)責(zé)責(zé)信號電源源的監(jiān)視和和控制，遙遙測量包括括：電流、、信號變壓壓器二次側(cè)側(cè)電壓；遙遙信量包括括：高壓側(cè)側(cè)開關(guān)狀態(tài)態(tài)，蓄電池池狀態(tài)等；；遙控量包包括高低壓壓側(cè)開關(guān)，，蓄電池活活化等。STU一般般安裝在信信號機(jī)械室室內(nèi)信號電電源旁邊，，STU通通常經(jīng)通信信機(jī)械室通通信接口，，與上級主主站通信，，完成電力力遠(yuǎn)動功能能。信號電源監(jiān)監(jiān)控主要完完成遠(yuǎn)程控控制（高、、低壓開關(guān)關(guān)）、供電電狀態(tài)的監(jiān)監(jiān)測（圖形形方式顯示示）、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)復(fù)視三大大功能。遠(yuǎn)動功能：：1、遙信：：自閉、貫貫通低壓側(cè)側(cè)開關(guān)狀態(tài)態(tài)等；2、、遙測：自自閉、貫通通低壓側(cè)三三相電流、、電壓數(shù)據(jù)據(jù)；3、遙遙控：自閉閉、貫通低低壓側(cè)及高高壓側(cè)開關(guān)關(guān)；4、SOE事項(xiàng)項(xiàng)；5、實(shí)實(shí)時趨勢曲曲線等。第二節(jié)STU與與FTU的的配合STU通常常安裝在車車站信號樓樓內(nèi)，可以以直接連至至通信機(jī)械械室的通信信接口，完完成與上級級主站的通通信。而車車站開關(guān)自自動監(jiān)控裝裝置FTU一般安裝裝在室外線線桿上，為為了節(jié)約通通道投資，，在實(shí)施電電力自動化化時STU與FTU應(yīng)作為一一個整體來來考慮，共共享通信通通道。常用的一種種方式是采用現(xiàn)場場總線將STU、FTU連接接起來，共共享通信信信道。第四節(jié)職職能箱變變職能箱變，，即箱式變變電站又稱稱戶外成套套變電站，，是將變壓壓器、鎧裝裝母線、高高低壓開關(guān)關(guān)設(shè)備以及及微機(jī)保護(hù)護(hù)裝置、STU、FTU等集集中安裝在在一個箱體體內(nèi)的設(shè)備備。由于它它具有遠(yuǎn)動動和通信功功能，又稱稱遠(yuǎn)動職能能箱變。鐵路系統(tǒng)中中按用途來來分有：車車站職能箱箱變、信號號電源職能能箱變、普普通職能箱箱變一、主要特特點(diǎn)職能箱變主主要由多回回路高壓開開關(guān)系統(tǒng)、、鎧裝母線線、微機(jī)保保護(hù)、遠(yuǎn)動動、計(jì)量、、電容補(bǔ)償償及直流電電源等電氣氣組合而成成，安裝在在一個防潮潮、防銹、、防塵、防防鼠、防火火、防盜、、隔熱、全全封閉、可可移動的鋼鋼結(jié)構(gòu)箱體體內(nèi)，機(jī)電電一體化，，全封閉運(yùn)運(yùn)行。1、技術(shù)先先進(jìn)安全可可靠箱體內(nèi)一次次設(shè)備采用用全封閉高高壓開關(guān)柜柜、干式變變壓器、干干式互感器器、真空斷斷路器，彈彈簧操作機(jī)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)隔離開關(guān)關(guān)，為全封封閉、全絕絕緣結(jié)構(gòu)，，零觸電、、無油化運(yùn)運(yùn)行，二次次采用微機(jī)機(jī)保護(hù)、STU、FTU等職職能化裝置置，無人值值守。2、自動化化程度高各種職能裝裝置可以同同時選用，，單獨(dú)運(yùn)行行；能夠完完成遙測、、遙信、遙遙控、遙調(diào)調(diào)，以及故故障檢測、、信號電源源監(jiān)控和微微機(jī)保護(hù)功功能，還可可以完成箱箱體內(nèi)濕度度、溫度等等的檢測和和報(bào)警。二、職能箱箱變的監(jiān)控控職能箱變實(shí)實(shí)際上是一一個電力一一次設(shè)備和和二次設(shè)備備的結(jié)合體體。

車站站信號電源源職能箱變變由10KV自閉與與貫通進(jìn)線線開關(guān)、自自閉與貫通通信號變壓壓器、PT柜以及STU、FTU組成成。第四章鐵鐵路電力力線路自動動化

第一一節(jié)概概述在鐵路系統(tǒng)統(tǒng)實(shí)現(xiàn)線路路自動化功功能，除完完成正常的的SCADA監(jiān)控功功能外，還還可以自動動判定線路路故障位置置、快速隔隔離故障線線段和恢復(fù)復(fù)正常供電電，大大縮縮短了線路路故障查找找、維修和和恢復(fù)供電電的時間，，提高了供供電可靠性性等。廣義地說，，鐵路線路路自動化包包括兩部分分內(nèi)容：1、信號電電源監(jiān)控，，包括車站站信號點(diǎn)和和區(qū)間信號號點(diǎn)。2、車站分分段開關(guān)監(jiān)監(jiān)控，即線線路自動化化監(jiān)控和故故障自動處處理。鐵路線路自自動化主要要功能包括括：一、車站開開關(guān)的日常常運(yùn)行監(jiān)控控即通常說的的遙信、遙遙測、遙控控等遠(yuǎn)動功功能。通過過遠(yuǎn)方遙控控，可以做做到線路的的分段停送送電，當(dāng)進(jìn)進(jìn)行線路維維護(hù)和開關(guān)關(guān)檢修時，，可以縮小小正常檢修修造成的停停電范圍，，提高供電電可靠性。。二、、故故障障管管理理功功能能主要要指指線線路路故故障障監(jiān)監(jiān)測測、、故故障障自自動動定定位位、、快快速速隔隔離離故故障障點(diǎn)點(diǎn)和和恢恢復(fù)復(fù)非非故故障障區(qū)區(qū)段段的的供供電電，，以以及及輸輸出出故故障障處處理理報(bào)報(bào)告告、、故故障障分分析析報(bào)報(bào)告告。。第二二節(jié)節(jié)線線路路開開關(guān)關(guān)設(shè)設(shè)備備一、、斷斷路路器器（（Breaker））斷路路器器一一般般安安裝裝在在變變配配電電所所的的進(jìn)進(jìn)出出線線上上，，與與微微機(jī)機(jī)保保護(hù)護(hù)裝裝置置配配合合，，完完成成各各種種線線路路保保護(hù)護(hù)功功能能。。二、、重重合合器器（（Recloser））重合合器器是是一一種種自自身身具具有有控控制制和和保保護(hù)護(hù)功功能能的的開開關(guān)關(guān)設(shè)設(shè)備備。。它它能能進(jìn)進(jìn)行行故故障障電電流流檢檢測測和和按按預(yù)預(yù)先先整整定定的的分分合合操操作作次次數(shù)數(shù)自自動動完完成成分分合合操操作作，，并并在在動動作作后后能能自自動動復(fù)復(fù)位位或或閉閉鎖鎖。。三、、負(fù)負(fù)荷荷開開關(guān)關(guān)四、、分分段段器器（（Sectionlizers））分?jǐn)鄶嗥髌魇鞘且灰环N種職職能能化化的的負(fù)負(fù)荷荷開開關(guān)關(guān)，，它它能能和和斷斷路路器器或或重重合合器器配配合合使使用用。。五、、重重合合分分段段器器（自自動動配配電電開開關(guān)關(guān)））重合合分分段段器器是是一一種種帶帶有有自自動動重重合合功功能能和和職職能能判判據(jù)據(jù)的的負(fù)負(fù)荷荷開開關(guān)關(guān)。。它它由由開開關(guān)關(guān)本本體體、、電電源源變變壓壓器器、、故故障障檢檢測測器器FDR和和控控制制器器構(gòu)構(gòu)成成。。六、、隔隔離離開開關(guān)關(guān)七、、熔熔斷斷器器第二二節(jié)節(jié)線線路路自自動動化化模模式式㈠、、電電壓壓——時時間間方方式式:也稱稱V——T方方式式，，是是利利用用配配電電所所出出線線開開關(guān)關(guān)和和線線路路重重合合器器的的時時間間配配合合，，實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)故故障障自自動動定定位位和和隔隔離離。。線路路上上安安裝裝自自動動重重合合器器或或帶帶有有重重合合器器控控制制器器的的開開關(guān)關(guān)作作為為線線路路分分段段開開關(guān)關(guān)，，一一般般以以車車站站為為分分段段點(diǎn)點(diǎn)。。重重合合器器檢檢測測線線路路兩兩側(cè)側(cè)的的電電壓壓，，以以確確定定線線路路是是否否帶帶電電。。在線線路路上上F點(diǎn)點(diǎn)發(fā)發(fā)生生永永久久故故障障后后，，經(jīng)經(jīng)過過““備備投投————重重合合過過程程””，，甲甲所所出出線線開開關(guān)關(guān)斷斷開開（（假假設(shè)設(shè)甲甲所所為為主主供供所所）），，分分段段開開關(guān)關(guān)R1～～R5失失壓壓跳跳開開。。甲甲所所出出線線開開關(guān)關(guān)二二次次重重合合，，R1檢檢測測到到一一側(cè)側(cè)有有壓壓一一側(cè)側(cè)無無壓壓，，延延時時一一段段時時間間后后合合閘閘，，R1～～R2段段恢恢復(fù)復(fù)供供電電，，然然后后是是R2經(jīng)經(jīng)過過一一段段時時間間的的延延時時合合閘閘，，R2～～R3段段恢恢復(fù)復(fù)供供電電，，以以此此類類推推。。當(dāng)當(dāng)R3合合閘閘時時，，重重合合到到故故障障上上，，甲甲所所出出線線開開關(guān)關(guān)跳跳開開，，分分段段開開關(guān)關(guān)失失壓壓R3跳跳閘閘。。由由于于是是在在合合閘閘后后立立即即造造成成故故障障，，出出現(xiàn)現(xiàn)失失壓壓跳跳閘閘，，R3將將自自動動閉閉鎖鎖于于分分閘閘位位置置，，不不再再一一次次重重合合。。當(dāng)當(dāng)出出線線開開關(guān)關(guān)再再次次重重合合時時，，R1～～R2依依次次成成功功重重合合，，故故障障點(diǎn)點(diǎn)左左側(cè)側(cè)線線段段恢恢復(fù)復(fù)正正常常供供電電。。乙所所在在備備投投失失敗敗后后經(jīng)經(jīng)過過一一定定時時間間延延時時，，重重復(fù)復(fù)類類似似過過程程從從另另一一個個方方向向?qū)⒐使收险宵c(diǎn)點(diǎn)隔隔離離。。這這樣樣僅僅故故障障線線段段失失電電，，其其他他線線段段可可以以繼繼續(xù)續(xù)正正常常工工作作，，縮縮小小了了故故障障停停電電范范圍圍。。特點(diǎn)點(diǎn)：：1、、能能夠夠自自動動隔隔離離故故障障點(diǎn)點(diǎn)，，縮縮小小故故障障范范圍圍，，并并能能夠夠根根據(jù)據(jù)開開關(guān)關(guān)動動作作時時間間估估計(jì)計(jì)故故障障位位置置，，為為快快速速檢檢修修提提供供依依據(jù)據(jù)。。2、、無無需需通通信信信信道道，，即即可可實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)線線路路自自動動化化的的主主要要功功能能，，投投資資見見效效快快。。3、、重重合合器器重重合合時時間間整整定定困困難難，，特特別別是是線線路路較較長長時時，，故故障障隔隔離離過過程程更更復(fù)復(fù)雜雜，，很很難難做做到到精精確確配配合合，，可可能能會會給給故故障障定定位位帶帶來來誤誤差差。。4、、故故障障隔隔離離、、定定位位過過程程需需要要多多次次重重合合，，對對變變配配電電所所設(shè)設(shè)備備、、線線路路有有沖沖擊擊，，容容易易造造成成設(shè)設(shè)備備損損害害。。5、、本本身身不不具具有有遠(yuǎn)遠(yuǎn)動動和和實(shí)實(shí)時時監(jiān)監(jiān)控控功功能能，，故故障障分分析析和和管管理理功功能能有有限限。。㈡、、電電流流控控制制方方式式也稱I—T方式式，是是由重重合器器或斷斷路器器與線線路分分段器器或帶帶有自自動控控制器器的負(fù)負(fù)荷開開關(guān)配配合，，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)線路路自動動化功功能。。分段段器控控制器器能夠夠自動動檢測測故障障電流流，并并根據(jù)據(jù)通過過故障障電流流的次次數(shù)進(jìn)進(jìn)行計(jì)計(jì)數(shù)，，在達(dá)達(dá)到整整定次次數(shù)后后自動動分閘閘并閉閉鎖于于分閘閘狀態(tài)態(tài)。在線路路F點(diǎn)點(diǎn)發(fā)生生故障障后，，甲所所出線線開關(guān)關(guān)零時時限跳跳閘，，分段段開關(guān)關(guān)S1感受受到故故障電電流并并計(jì)過過流一一次，，由于于未達(dá)達(dá)到整整定次次數(shù)（（如2次）），因因此不不動作作而保保持在在合閘閘狀態(tài)態(tài)。出出線開開關(guān)經(jīng)經(jīng)重合合閘時時間閉閉合，，如果果是暫暫時性性故障障，則則線路路恢復(fù)復(fù)正常常供電電，S1過過電流流計(jì)數(shù)數(shù)值延延時自自動清清除；；如果果是永永久性性故障障，則則出線線開關(guān)關(guān)再次次跳閘閘，此此時，，S1過流流脈沖沖計(jì)數(shù)數(shù)值達(dá)達(dá)到2次，，因此此分段段器S1在在出線線開關(guān)關(guān)再次次跳閘閘后的的無電電流時時期分分閘并并閉鎖鎖。甲甲所出出線開開關(guān)二二次重重合，，S1保持持分閘閘狀態(tài)態(tài)，從從而隔隔離了了故障障區(qū)段段，恢恢復(fù)了了健全全區(qū)段段的正正常供供電。。乙所在在備投投失敗敗后經(jīng)經(jīng)過一一定時時間延延時，，重復(fù)復(fù)類似似過程程從另另一個個方向向?qū)⒐使收宵c(diǎn)點(diǎn)隔離離。這這樣僅僅僅故故障線線段失失電，，其他他線段段可以以繼續(xù)續(xù)正常常工作作，縮縮小了了故障障停電電范圍圍。二、遠(yuǎn)遠(yuǎn)方控控制方方式即遠(yuǎn)動動方式式，就就是利利用線線路自自動化化遠(yuǎn)方方終端端（FTU）對對分段段開關(guān)關(guān)進(jìn)行行實(shí)時時監(jiān)控控，并并將故故障檢檢測結(jié)結(jié)果送送至控控制中中心或或主站站，由由控制制中心心判斷斷故障障位置置（故故障定定位）），人人工遙遙測或或自動動隔離離故障障線段段，恢恢復(fù)非非故障障線段段供電電。線路分分段開開關(guān)處處均安安裝FTU進(jìn)行行實(shí)時時監(jiān)控控，與與控制制中心心或主主站通通信完完成SCADA監(jiān)控控和故故障管管理功功能。。一般般以車車站分分段開開關(guān)為為監(jiān)控控點(diǎn)。。在線路路上F點(diǎn)發(fā)發(fā)生永永久故故障后后，經(jīng)經(jīng)過““備投投———重合合過程程”，，甲所所出線線開關(guān)關(guān)跳閘閘，該該過程程由FTU監(jiān)視視，并并將故故障檢檢測結(jié)結(jié)果送送往主主站。。S1、S2、、S3處FTU檢測測到故故障電電流。。主站站根據(jù)據(jù)FTU上上報(bào)的的故障障檢測測結(jié)果果，確確定出出故障障點(diǎn)F，人人工或或自動動下發(fā)發(fā)遙控控命令令將故故障點(diǎn)點(diǎn)兩側(cè)側(cè)開關(guān)關(guān)跳開開，隔隔離故故障區(qū)區(qū)間，，然后后下發(fā)發(fā)遙控控命令令依次次將配配電所所出線線開關(guān)關(guān)、分分段開開關(guān)閉閉合，，恢復(fù)復(fù)非故故障區(qū)區(qū)段供供電。。遠(yuǎn)動法法有以以下特特點(diǎn)：：1、能能夠迅迅速查查找故故障點(diǎn)點(diǎn)并進(jìn)進(jìn)行定定位，，自動動隔離離故障障點(diǎn)，，迅速速恢復(fù)復(fù)供電電，故故障管管理