铁路智能变电所继电保护调试技术研究

铁路智能变电所继电保护调试技术研究

焦友奎

天津凯发电气股份有限公司 天津 300392

摘要：针对当前铁路变电所继电保护现状，本文对智能变电所调试技术的有效运用展开分析和探究，旨在提高继电保护调试的可靠性及工作效率，使铁路的稳定运行得到保障。

关键词：铁路；智能变电所；继电保护；调试技术

引言：

在信息化技术、网络技术、大数据等多种现代化技术蓬勃发展的背景下，人类的生产生活方式发生了颠覆性改变，各个行业的发展均趋于智能化、数字化和信息化。对于铁路而言，传统的牵引变电所也逐渐被智能变电所取代，并以此为契机形成了多元化的技术手段^[1]。继电保护作为智能变电所的重要组成部分，具有维持铁路变电所安全、稳定运行的作用。基于此，本文对铁路智能变电所继电保护进行分析，同时研究了继电保护调试技术，以供相关人员参考。

1.基本概念

1.1智能变电所

智能变电所（Intelligent substation）是指采用先进、可靠、集成和环保的智能设备，将全站信息数字化、通信平台网络化等作为基本要求，具有主动完成信息采集、测量、控制、保护等功能。不仅如此，智能变电所还可以对电网进行实时监测、自动控制和智能调节，在线分析存在的问题，使其得到有效的解决。通过对智能变电所的渗透分析了解到，其主要包括智能高压设备和变电所统一信息平台，其中智能高压设备包括智能变压器、智能高压开关设备等，而变电所统一信息平台具有系统纵向信息共享和系统纵向信息标准化的功能。

1.2继电保护

继电保护（Relay Protection）是检测电力系统故障的一种有效手段，其工作原理是当电力系统发生故障后，继电保护会发出警报信号，或是根据故障的具体情况将其进行隔离和切除，避免故障的进一步发生。据了解，继电保护可分为4种类型：其一，以保护对象分类，包括发电机、变压器、母线、电容器等；其二，以保护功能分类，包括短路故障（主保护、后备保护、辅助保护）和异常运行（失步保护、低频保护等）；其三，以保护装置分类，分为模拟式保护和数字式保护，其中模拟式保护为多种机型、整流型、晶体管型等，数字式保护为运用微处理和微型计算机的保护装置；其四，以保护动作原理分类，主要包括过电流保护、过电压保护、距离保护等。

2.铁路智能变电站继电保护现状

据了解，智能化一次设备和网络化二次设备分层构建成智能变电所，其标准为IEC61850，是可以实现变电所内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电所。将智能化变电所应用于铁路运输中，一方面可以改变传统牵引变电所，防止电压不足、电流传输有误等情况的发生，另一方面可以提高电力传输质量与传输效率^[2]。从现阶段来看，虽然智能变电所得到了发展与普及，但其大多应用于电网建设中，铁路系统的应用相对较少，相应的继电保护调试技术也尚未完善和规范，想要使智能化变电所继电保护调试技术更好地服务于铁路系统，就要对其展开详细的分析。

目前铁路系统中提出的数字化变电站是传统变电站向智能化变电站迈出的第一步，是智能化变电站的初级阶段，智能化变电站是数字化变电站的发展和升级。

3.铁路智能变电所与传统牵引变电所的技术差异

首先，传统牵引变电所的通讯规约为103/101，智能变电所是基于IEC61850标准和通信规范的基础上建立的；

其次，智能变电所包括过程层、间隔层和站控层的系统构架，并且有互联网与通讯设备的支持^[3]；

最后，与传统变电所的电压电流模拟量相比，智能变电所模拟量、开关量具有数字化的特点，其通讯方式多以光纤为主。

4.铁路智能变电所继电保护调试技术探究

4.1调试流程及调试内容

（1）调试流程包括试验准备、单装置试验、设备间互联测试、系统整体测试。

（2）调试内容：首先，针对铁路智能变电所继电保护调试技术的实际情况，做好资料、人员、设备等方面的准备工作，并对单独的IED装置进行试验。当完成网络配置与网络互连时，应进行互联测试，测试无误后，还要进行整体测试，其目的在于保证各分系统功能配置正确。

4.2试验准备

为保证铁路智能变电所继电保护各项工作的顺利进行，应对调试中存在的问题，就要对涉及的调试资料进行收集、整理。调试资料包括设计图纸、设备厂家图纸、说明书、合格证明、SCD文件等。此外，为提高工作效率，避免发生工作效率低、工作失误等情况，还应由试验人员、专业工程师、继电保护设备供应商、施工人员等共同组成调试组，对工作中的各流程进行管理和监督^[4]。据了解，调试所涉及的仪器设备包括：数字继电保护测试仪、传统继电保护测试仪、便携式电脑、光纤测试笔、兆欧表等。

4.3单装置试验

（1）调试前的准备工作

设备状态检查：其内容包括装置外观、型号、参数、标志等；

绝缘检查：使用兆欧表对信号回路进行绝缘检查；

装置上电检查：为检查装置的连接情况，应在检查时合上电源开关，如果装置正常启动，则安装正确，若启动异常，则要关闭开关进行检查，检查内容有装置硬件、软件版本号、安装次序等。

（2）调试项目

光口测试。对光纤回路连接情况、光功率及损耗情况、通讯情况等内容进行检查。

SCD/CID文件检查。①模型要满足工程应用模型实际需求；②模型中的LN、DO和DA应进行具备实例化的特征；③模型中要含有DOI的desc字段。

SV采样检查。通过数字继电保护测试仪对合并单元的SV进行捕捉，检查SV采样通道配置是否一致、SV的幅值、相位是否一致。

GOOSE功能检查。采用数字继电保护捕捉合并单元的GOOSE发送，对其发送方式和接收方式的正确性进行判断。

4.4设备互联测试

测试内容包括：电压合并单元与间隔合并单元的互联测试、间隔合并单元与保护测控装置的互联测试、智能终端与保护测控装置的互联测试等^[5]。唯有做好设备互联测试工作，才能保证后续工作的顺利开展与实施。

4.5系统整体测试

（1）测试前的准备工作。参加测试工作的试验人员除了要具备较高的专业能力外，还要熟练掌握有关的操作技能，如一次接线及运行方式、二次回路以及继电保护原理、整定原则等。此外，为保证后续工作的顺利开展与实施，提高铁路运行效率与质量，还要结合实际情况做好智能变电所图纸的设计工作，并根据现场所需一一检查图纸设计的内容及设备安装位置是否正确。

（2）交直流屏检查

交直流屏安装时，应注意直流屏充电机的安装方式，同时保证电池连接准确，两级正确。

交流系统电源模拟投入：在交流盘进线处引入临时交流电源，以进行模拟供电，同时要检查交流屏电源的自投回路，避免连接错误发生。

直流系统电源模拟投入：检查直流充电系统、绝缘监测系统；对直流母线电压进行自动调整检查。

5.结束语

综上所述，铁路作为交通事业中的一部分，在人们日常出行中扮演着十分重要的角色。当前，在信息技术与网络技术日益发展的背景下，人们的生产生活愈发趋于智能化、数字化，铁路变电所也由传统牵引变电所逐渐发展为智能变电所。智能变电所的发展与否，与继电保护调试技术有着密切的联系。因此，试验调试人员应充分认识到调试技术的重要性，结合智能变电所继电保护的具体情况进行探究，以期提高继电保护调试的稳定性与工作效率，使铁路的安全稳定运行得到保证。

参考文献：

[1]刘维，于荣高，范彦波，赵治华.铁路智能变电所继电保护调试技术研究[J].电气化铁道，2018，29（S1）：15-17.

[2]董永锐.智能变电站继电保护检测与调试研究[J].工程技术，2016，（30）：158-158.

[3]王超，杨建中.浅谈智能变电站集中式保护测控装置[J].中国新技术新产品，2016（03）：26-26.

[4]于静.智能化变电站继电保护调试方案研究[J].科技传播，2016，（02）：97-98.

[5]李栋泽，王卷.智能变电站继电保护调试技术研究[J].科学与信息化，2019，000（006）：72-72.