牽引變電所輔助監(jiān)控系統(tǒng)在高速鐵路項(xiàng)目中的應(yīng)用

摘要：既有高速鐵路項(xiàng)目中牽引變電所、開閉所均采用無人值班有人值守的模式。結(jié)合國鐵集團(tuán)電力牽引供電節(jié)支降耗、改革創(chuàng)新的要求，牽引變電所、開閉所需全方位采用檢測監(jiān)測技術(shù)保障各型設(shè)備安全可靠運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的無人值班無人值守模式，降低運(yùn)檢壓力和運(yùn)營成本。

1引言

中國高速鐵路通過十幾年的迅速發(fā)展，已形成 “四縱四橫”高鐵網(wǎng)。截至2019年年底，高速鐵路運(yùn)營里程已達(dá)3.5萬公里以上。牽引變電所作為高速鐵路的“心臟”，對(duì)高速鐵路安全、可靠、高效運(yùn)營發(fā)揮著重要作用。牽引變電所的安全監(jiān)測急需完整、系統(tǒng)、智能、人性 化的解決辦法。

在既有高速鐵路項(xiàng)目中，牽引變電所、開閉所均采用無人值班有人值守的模式，分區(qū)所和AT所采用無人值班無人值守的模式，每座牽引變電所、開閉所配置定員4人，人力資源投入較大。隨著我國高速鐵路運(yùn)營里程的不斷增加，節(jié)省人力資源和提質(zhì)增效的需求更加迫切。為實(shí)現(xiàn)電力牽引供電節(jié)支降耗、改革創(chuàng)新要求，牽引變電所、開閉所、分區(qū)所和AT所采用無人值班無人值守模式，既可以將大量的值守定員轉(zhuǎn)為供電檢修定員，減緩和節(jié)約各路局的運(yùn)檢壓力和運(yùn)營成本，又可以通過各類監(jiān)測檢測裝置保證各型設(shè)備安全可靠運(yùn)行。

2總體要求及架構(gòu)

牽引變電所、開閉所、分區(qū)所、AT所輔助監(jiān)控系統(tǒng)由視頻監(jiān)控及巡檢、安全防范及門禁、環(huán)境監(jiān)測、火災(zāi)報(bào)警、動(dòng)力照明控制、設(shè)備在線監(jiān)測等子系統(tǒng)及相關(guān)平臺(tái)軟硬件組成，整體架構(gòu)分為站控層、接入層、間隔層;實(shí)現(xiàn)對(duì)全所設(shè)備/設(shè)施的視頻監(jiān)控、巡視、環(huán)境信息采集報(bào)警、信息共享聯(lián)動(dòng)等功能，滿足無人值守、遠(yuǎn)程監(jiān)視牽引變電所的需求，各子系統(tǒng)按照適用經(jīng)濟(jì)的原則配置設(shè)備。

3配置分析及功能

為保證設(shè)備配置的經(jīng)濟(jì)性，輔助監(jiān)控系統(tǒng)中監(jiān)控、巡檢攝像頭應(yīng)充分信息共享;在對(duì)既有牽引變電所亭無人化改造時(shí)，需充分利用既有安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備，從而節(jié)約建設(shè)投資。此外，攝像機(jī)布置還需考慮美觀、節(jié)約電纜及工程投資等，攝像頭安裝時(shí)，首先考慮既有圍墻、架構(gòu)、房屋等構(gòu)筑物的可利用性，必須立桿安裝的應(yīng)滿足電氣安全距離要求。

3.1 設(shè)備在線監(jiān)測

借助設(shè)備在線監(jiān)測管理子系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集、分析數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測蓄電池監(jiān)測、電纜溫度監(jiān)測、局放監(jiān)測。

3.2視頻監(jiān)控及巡檢子系統(tǒng)

視頻監(jiān)控及巡檢子系統(tǒng)包括室內(nèi)攝像機(jī)、室外攝像機(jī)、視頻服務(wù)器等設(shè)備。視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)按滿足安全防范要求配置，巡檢攝像機(jī)按照滿足無人值守的配置要求。

3.3環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)

3. 3.1配置分析

(1) 牽引變電所亭室外需設(shè)置微氣象站，采集環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、雨量、風(fēng)速、雪量等氣象參數(shù)。

(2) 對(duì)于高壓室、控制室等重要設(shè)備房間，每個(gè)房間建議配置1或2套溫濕度傳感器。含有SF6 氣體設(shè)備的高壓配電室及電纜夾層需配置sf6探測器，SF6探測器應(yīng)低位布置。電纜井、電纜溝等易積水區(qū)域應(yīng)配置水浸傳感器及水位傳感器。

3.3.2數(shù)椐傳輸需求分析

(1)溫濕度、氣體傳感器采集溫濕度、氣體信息，通過HT500輔助控制主機(jī)，使溫濕度及氣體數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)在監(jiān)控平臺(tái)顯示，溫濕 度、氣體數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)，綜合測控裝置可按照聯(lián)動(dòng)策略執(zhí)行相關(guān)聯(lián)動(dòng)控制。

(2) 風(fēng)速傳感器可準(zhǔn)確測量空氣流速，儀器內(nèi)的轉(zhuǎn)速傳感器具備將風(fēng)速數(shù)據(jù)上傳到綜合應(yīng)用服務(wù)器的功能，從而將風(fēng)速數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在監(jiān)控平臺(tái)上;此外，風(fēng)速超過閾值時(shí)，站端系統(tǒng)能夠上送報(bào)警信息，并做出聯(lián)動(dòng)處理，打開燈光，可利用攝像機(jī)查看場地狀況。

(3) 電纜溝內(nèi)的水浸傳感器可通過將開關(guān)量 或輸出報(bào)警信號(hào)傳送給綜合應(yīng)用服務(wù)器;當(dāng)水浸探測器發(fā)出報(bào)警時(shí)，綜合測控裝置能夠啟動(dòng)智能控制流程，同時(shí)啟動(dòng)抽水泵排水。

3.4安全防范及門禁子系統(tǒng)

3. 4. 1配置分析

(1) 圍墻布置的周界入侵探測器，實(shí)現(xiàn)入侵破壞前的預(yù)警;對(duì)于其他形式的探測器應(yīng)以報(bào)警并防止人身傷害為設(shè)計(jì)原則。

(2) 控制室、高壓室等出入口宜配置紅外雙鑒探測器;變電所入口大門應(yīng)配置門禁;高壓室、 控制室、通信室大門可配置門禁;高壓室、控制室、通信室窗戶宜配置玻璃破碎探測器。

3.4.2監(jiān)測設(shè)備特征需求分析

(1) 系統(tǒng)需具有不同的防區(qū)，當(dāng)檢測到入侵事件時(shí)，報(bào)警主機(jī)能夠輸出相應(yīng)防區(qū)的報(bào)警信息到綜合測控裝置;并可根據(jù)預(yù)置規(guī)則聯(lián)動(dòng)相應(yīng)功能：觸發(fā)聲光報(bào)警器，聯(lián)動(dòng)相應(yīng)的燈光照明，調(diào)用攝像機(jī)預(yù)置位，啟動(dòng)錄像等。

(2) 系統(tǒng)能夠針對(duì)牽引變電所周界場所特征，結(jié)合各種探測和傳感技術(shù)的綜合應(yīng)用，實(shí)時(shí)展示安防設(shè)備的工作狀態(tài)、告警狀態(tài)，并可對(duì)安防設(shè)備進(jìn)行布防和撤防，實(shí)現(xiàn)入侵破壞前的預(yù)警，并對(duì)非法侵入進(jìn)行提示警告。

3.5火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)

火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)可結(jié)合房建設(shè)施劃分火災(zāi)探測區(qū)域，可分為高壓室、控制室、電纜夾層等區(qū)域： 火災(zāi)探測區(qū)域宜配置感溫、感煙探測器。

3.6動(dòng)力照明控制子系統(tǒng)

動(dòng)力照明控制子系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)、水泵、燈光、空調(diào)等設(shè)備的控制。燈光控制可分組實(shí)現(xiàn)控制功能，其他設(shè)備控制宜設(shè)置為一對(duì)一控制。

審核編輯：湯梓紅