摘 要：牵引变电所综合自动化系统是将计算机技术、数字信号处理、集成电路等技术集成于一体的系统，是传统的变电所的二次系统的一场重大变更改革，已经成为目前电力系统的必然发展趋势。牵引变电所综合自动化系统的结构、设备配置、功能特点及其技术标准，综合自动化系统的安装运行，为牵引变电所的设计、施工、运营管理、维修等带来了全方位的变革，并由此实现了可观的经济效益。

关键词：牵引变电所；综合自动化系统

1 综合自动化系统结构

牵引变电所整个系统采用分层分布式的结构设计，它由一级控制中心 （调度层）、二级站控层 （各所亭）、间隔层、设备层及通信通道构成，形成一个通用性强的开放性网络。通过调度中心及远动复示终端实现对各所、亭开关实时监控与复示，并利用变电所馈线断路器和故判装置判断和切除线路故障，以达到远动自动化的目的。

1.1 控制中

设立控制中心 （即调度中心）在各控制中心设一套自动化管理系统并设一个调度控制台各控制中心对本管段范围内的被控设备可实现远方实时监控实现中心调度管理功能。调度中心是以计算机为主体的数据采集和监控系统，通过“五遥”（遥调、遥信、遥测、遥控、遥视）功能，大量的实时信息传送到调度中心，调度人员根据所传递的信息掌握各牵引变电所的运行状态并能及时处理事故。与常规的远动中心相比，综合自动化的远动中心功能变得更强大，更全面。它拓展了对保护系统及其他智能系统的远程监控能力，如保护定值远方监视、切换、修改、故障录波、故障测距的远方传递等功能。增加了遥视，可代替目前变电所值班人员日常巡视，直观显示设备的外部状况和远方操作结果以及事件记录，调度中心值班人员可通过遥视情况调整现场镜头，检查刀闸是否变位，变压器是否漏油等。

1.2 站控层

站控层主要设在各变电所、分区所、开闭所等主控室内，它由后台监控机、通信管理机、LMN 接受器构成。通信管理机是站控层的核心，它通过多种类型的标准通信接口和通信规约来沟通各智能单元、后台、远动中心间数据的交换。一方面通信管理机与数据采集装置、保护装置进行通信，搜集牵引变电所运行中各实时信息并传递到后台机及远动中心，以供对变电所进行运行监视。另一方面，接收和转发来自监控系统的各類操作命令对变电所进行遥控和遥调。通信管理机还通过标准接口与 LMN 对时系统通信使本装置和所有与之相连的保护、数据采集、后台监控都严格与LMN 保持时钟同步 从而实现系统的同步采样故障分析和动态监测。后台机也称上位机，是牵引变电所自动化系统的管理中心，主要负责人机联系、信息汇总与处理、运行管理和优化控制等。后台机通常安装在牵引变电所主控室内，与通信管理机间采用串行通讯。

1.3 间隔层

间隔层由牵引变电所各保护测控单元模块和其他智能仪表构成。每个保护测控单元集保护、测控、测量、智能通信功能于一体，每个模块控制着与之相对应的断路器，各智能单元挂接在网上，相互通信并共享数据。通信处理单元在以太网和 D20 网之间实现规约转换，并采用技术先进的 D20M28N. 网络控制技术与测控、保护等节点进行信息交换，同时为全所提供时间基准（OPH）。D20M28N. 现场总线为双环光纤网，是实现综合自动化系统功能的核心，具有良好的开放性、互操作性和完整的网络通信协议，提供通信接口。保护、测量、控制单元支持等通信规约，当地监控单元与调度端的通信支持等通信规约。通信通道在郑州电调所新建远动控制终端，在新乡西新建远动复示终端，远动通道采用铁路通讯系统提供的高速数据通道及音频通道，两通道一主一备，经通讯网站、调度所构成环形通道，各被控站双 “5”接于环形通道上。远动装置系统结构采用 J：W 型，并采用双主机、双总线结构，主机与控制台，模拟屏，SG5，OPX 等外围设备共同完成监控功能。

2 牵引变电所综合自动化系统的特点

牵引变电所综合自动化系统是利用计算机技术、现代通信技术，经过各种功能组合和优化设计，对变电所二次设备（包括控制、信号、测量、保护、自动装置及远动装置等）执行自动监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。它是变电所的一种现代化技术装备，是自动化和计算机、通信技术在变电所领域的综合应用，是实现牵引变电所无人值班或少人值班的可靠技术支撑。

综合自动化系统具有以下特点：

（1）所有以前由RTU（远动装置）实现的四遥功能均通过间隔层，然后经过所内其它设备、线缆实现，节省了大量电缆和施工工作量。

（2）所有的间隔单元集保护、测量、控制于一体，从而取消了控制屏、中央信号屏和RTU，减少了近一半的集中组屏，实现了电缆的节约。

（3）可提供更加丰富的实时运行信息，可实现实时的远动功能。

（4）所有的报表都可以实现远方实时打印，有利于实现无人值班，进一步降低运营。

（5）为电气化铁道供电段指挥中心的牵引供电管理系统的实现打下了坚实的基础。供电段技术人员可进行远方试验、远方故障诊断、整定等。当事故发生后，能在供电段所指挥中心了解到最新情况，做出科学、快速、合理的反应。

3 牵引变电所的综合自动化系统发展

牵引变电所的综合自动化系统的发展过程大致可以分为以下三个阶段。

3.1 分立元件的自动化装置阶段

系统的安全运行，经济运行水平等条件的要求，各种各样的自动装置相继被研制，如备用电源自投装置各种继电保护装置等，这些装置主要采用的是模拟电路，由晶体管等分立元件组成。各装置独立的运行，互相之间并不干扰，消耗的电能比较多，维修的周期较短。不能进行故障的自诊断，缺乏智能性。所以，需要有更高性能的装置来代替。

3.2 智能自动装置阶段

自从微处理器问世后，微处理器技术的发展较快，很快被应用于在各个领域，由晶体管等分立元件组成的自动装置逐步由大规模集成电路或微处理器所代替，出现了微机保护装置、微机远动装置等。主要有智能化和计算能力强、装置本身能够进行故障自诊断能力、提高了测量的准确性、监控的可靠性及自动化水平。缺点：不能解决变电所运行中存在的所有问题；多数装置间仍然是各自独立运行，不能相互通信与资源共享。

4 结束语

该系统可提高电气化铁路的供电质量、故障测距、故障查找与判断、

动作行为和负荷状况分析、瞬时性与永久性故障的识别及其快速反应能力等，为今后电气化铁路建设来了可观的经济效益。

参考文献：

[1] 程波.牵引变电所综合自动化[M].北京.中国铁道出版社，2007.

[2] 刘家军.微机远动技术[M].北京：中国水利水电出版社，2001.

[3] 李敏.远动技术基础[M].北京.中国铁道出版社，2000.