摘 要：目前铁路已成为我国经济发展的大动脉，铁路的四通八达带动了社会的快速发展。近年来，铁路的发展较为迅速，现代化技术和设备广泛的应用到铁路当中。铁路由蒸汽时代已全面进入电气化时代，电气化技术在铁路牵引供电系统中得到广泛的应用。文章分析了如何建立分布式综合自动化系统，并进一步对牵引变电所自动化系统的综合运行进行了具体的阐述。

关键词：铁路；变电所；自动化系统；运用

随着科学技术的快速发展，计算机技术、电子技术、通信技术等多项现代化的先进技术在铁路牵引供电系统中得以广泛的应用，从而实现了对供电设备的监视、控制、保护等功能，实现了铁路牵引供电系统的自动化水平和智能化水平，同时也保证了电气化铁道牵引供电系统在无人值守的情况可以可靠、稳定的运行。所以对于铁路用户来讲，一套优质的、适合的综合自动化系统是保证铁路电力系统稳定运行的根本。

1 建立分布式综合自动化系统

在传统的铁道电力牵引综合自动化系统中采用集中控制方式，这种方式在运用过程中存在着许多的弊端，所以可以在保留原有方式优点的基础上建立分布式的综合自动化系统。这种方法即是把原先集中控制方式所集中在一起控制功能和管理功能分开，使其每一台被控制的设备都设置专用的控制计算机，同时利用局域网再将各控制计算机联成一个系统，从而实现人、机、信息、调度等各项工作。如图1为以局域网络构造成的分布式综合自动化系统。

图1 分布式综合自动化系统

从图1可知，各前置机按照规定的功能全面地就地管理被控设备，由于在空间上紧邻被控设备，因此，可就地取得设备有关信息（如PT、CT、辅助接点、断路器分、合闸线圈等）。这些信息被前置机加工后通过局域网传送到上位计算机。在上位机上可以使用各前置机送来的数据构造各种画面、图像、图表、曲线等信息。前置机不仅可以根据所取得的实时数据计算结果对被控设备实行必要的保护和控制，而且上位计算机也可直接通过前置机对被控设备进行保护和控制。

1.1 前置机的功能

①就地采集被控设备的有关模拟量（电流、电压、温度等），通过运算提供其它所需的参量（如功率、频率、谐波等），作为对被控设备的保护与控制依据，能通过通信接口和网络传送给上位机。②就地输出对被控设备的控制命令和报警信号，也可通过通信接口和网络接受上位控制机的控制。③能实现就地保护功能。④能在强电场下可靠的工作。

1.2 通信网络

分布式综合自动化系统由于应用场合不同，对网络的要求也不同，因而网络的协议、拓扑结构、传输媒体等也不相同，所以，首先应针对牵引变电所这一特殊场合选择一种满足要求的网络。常见的局域网有总线型网络（以太网）、令牌网和令牌总线网。由于这些网络均是按照国际标准化组织的开放相同互连标准（ISO）所规定的7层模型而设计的，故不同厂家的兼容性都较好，应用软件不必考虑所用的硬件是哪家生产的，只要按标准设计即可共用。

1.3 上位监控机的运行要求

在分布式综合自动化系统种，上位监控机充当所内的保护、测量、控制及通信装置与牵引变电所运行人员之间的接口，它能正确及时地转换和传输牵引变电所的运行状态信息以及运行人员的控制命令，是整个系统正常运行的前提，地位重要。因此，可靠性是上位计算机的首要指标。而上位监控机的资源平衡水平对其可靠性产生很大影响，是衡量上位监控机运行可靠性的一个重要指标。在牵引变电所分布式综合自动化系统中，上位监控机主要完成两项任务：①接收并解释站内保护、测量等装置发送的上行报文，并将结果通过友好、直观的人机界面反映给牵引变电所的运行人员；②接收并解释运行人员通过人机界面下达的控制命令，随后通过局域网将其下达到前置机。

由于在牵引变电所正常运行时，所内的保护及测量等装置只是定时上送遥测、遥信报文。而这些报文处理较简单，丢弃一些报文并不会丢失牵引变电所一些状态的变化，因此在正常运行时上位监控机的工作负载较小，实时性的要求也相对较低，对资源的要求就比较有限。但在发生故障时，有可能会引起多个装置一起上送报文，其处理过程比较复杂，而且这些报文相对于遥测及遥信报文有较高的优先级，必须迅速、准确地将故障信息通知运行人员，这就使得上位监控机的工作负载较牵引变电所正常运行时大大加重，对实时性的要求也较高，对资源的需求水平大大提高了。在这种情况下如何使上位监控机可靠工作将是一个关键问题。为保证上位监控机可靠工作，需要确定在牵引变电所正常运行时上位监控机占用的系统资源。

2 牵引变电所综合自动化系统的科学运用

随着电气化铁路的快速发展，在铁路的整体运行中其牵引变电所综合自动化系统操作具有十分重要的意义。其不同于传统的微机保护与控制系统，牵引变电所综合自动化系统是在传统的各保护和控制系统基础上，通过对可靠性较高的光纤网络的利用，从而使整个变电所在保护、测量、控制和通信功能上更为完善的一套系统结构，在这一套系统中可以将各项功能得以完整的实现，比传统方式具有更大的优势。牵引变电所综合自动化系统由于所有的间隔单元都是集保护、测量、控制于一体的，所以不再需要控制屏、中央信号屏和RTU，不仅有效的减少了控制屏的使用，同时也可通过高速光纤网来实现以前由RTU实现的四遥功能，节省了屏数、电缆和大量的施工费用，同时还可以实现报表的异地打印，所以使无人值守的实现成为可能，这些都使运营成本得以有效的降低。牵引变电所综合自动化系统可以提供丰富的实时信息，使实时远动功能得以实现，为自动化系统的实现奠定了基础，加快了各供电段生产指挥中心的牵引供电管理系统实现的步伐。供电技术人员可以不必到现在，从而实现远程试验、故障诊断、整定等，一旦其一处发生事故，则指挥中心会在第一时间内了解到事故的发生情况，从而做出科学、快速的反应。

3 结束语

铁路供电系统是保证铁路正常运行的基础，其自动化程度的提高，对电气化铁路的发展将起到非常重要的作用。随着铁路供电系统自动化改造的不断进行，将在很大程度上加快铁路供电系统运行和管理水平的提升，有效的提高劳动生产率，同时促进整个铁路系统的运行。由于目前一些用户自身原因及技术条件原因，在电气化铁路上牵引变电所分布式综合自动化系统在实际应用中还较少，但随着铁路技术的快速发展，及铁路发展的需求，牵引变电所分布式综合自动化系统的监控功能和管理功能将越来越适应铁路电气发展的需求，将会在不久的将来，全面的应用到铁路电气设备当中，保证电气化铁路的健康发展。