本實(shí)用新型屬于電氣化鐵路牽引供電領(lǐng)域，具體涉及電氣化鐵路數(shù)字化牽引變電所自動化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，我國鐵路建設(shè)與發(fā)展取得了巨大的成就，人們對鐵路的發(fā)展也提出了更高的要求。作為供電核心的牽引變電所自動化系統(tǒng)，更是需要高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，數(shù)字化牽引變電所自動化系統(tǒng)正是基于這一要求發(fā)展起來的，主要解決自動化系統(tǒng)的“互連、互換、互操作”，同時適應(yīng)一次設(shè)備智能化發(fā)展的趨勢，實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的智能化，或采用智能一次設(shè)備，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化保護(hù)、測控、控制功能，在監(jiān)控系統(tǒng)上集成高級應(yīng)用功能，提升自動化系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)的主要特征是“一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化”。一次設(shè)備的信號輸出和控制輸入均被數(shù)字化，利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進(jìn)行傳輸；二次回路設(shè)計中常規(guī)的繼電器及其邏輯回路被可編程軟件代替，常規(guī)的模擬信號被數(shù)字信號代替，常規(guī)的控制電纜被光纜代替，節(jié)約了大量資源。所有信息采集、傳輸、處理、輸出過程由過去的模擬信息全部轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，并建立與之相適應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。信息統(tǒng)一建模，實(shí)現(xiàn)了信息共享，可以使變電所控制功能更加優(yōu)化。系統(tǒng)中一次設(shè)備智能化也節(jié)約了大量變電站建設(shè)用地，簡潔的二次回路設(shè)計使?fàn)恳冸娝詣踊到y(tǒng)的可靠性得到進(jìn)一步提高。因此，建設(shè)數(shù)字化變電站無論從技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上都很有意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為了實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的數(shù)字化接口，使得傳統(tǒng)的一次設(shè)備通過智能組件實(shí)現(xiàn)智能化，采取的技術(shù)方案是：一種電氣化鐵路數(shù)字化牽引變電所自動化系統(tǒng)，包括站控層、間隔層和過程層三層設(shè)備，

其特征在于：過程層為智能一次設(shè)備,該一次設(shè)備配置智能組件；所述的智能一次設(shè)備為電子互感器、智能開關(guān)以及智能變壓器；所述的智能組件包括JDA-331U電壓合并單元、JDA-331M合并單元、JDA-331C智能終端、JDA-331合并智能單元、JDA-332變壓器本體智能單元。

所述站控層包括后臺監(jiān)控系統(tǒng)、智能全所網(wǎng)絡(luò)報文記錄及分析系統(tǒng)、遠(yuǎn)動通信單元、時鐘同步單元；間隔層為保護(hù)測控裝置。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：1）傳統(tǒng)一次設(shè)備通過智能組件實(shí)現(xiàn)智能化；2）支持智能一次設(shè)備。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)構(gòu)成圖。

具體實(shí)施方式

數(shù)字化牽引變電所自動化系統(tǒng)由站控層、間隔層和過程層三層設(shè)備組成，簡單地說就是“三層兩網(wǎng)”，系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。系統(tǒng)由智能變電站監(jiān)控軟件、智能全所網(wǎng)絡(luò)報文記錄及分析系統(tǒng)、時鐘同步單元、遠(yuǎn)動通信單元、間隔層系列保護(hù)測控裝置、過程層系列智能組件等組成，智能一次設(shè)備可以采用電子互感器、智能開關(guān)、智能變壓器，也可以采用傳統(tǒng)一次設(shè)備通過配置智能組件的方式實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的智能化。

智能變電站監(jiān)控軟件包括工程師站子系統(tǒng)、保護(hù)監(jiān)控子系統(tǒng)、圖紙維護(hù)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)維護(hù)子系統(tǒng)和報表系統(tǒng)管理子系統(tǒng)。系統(tǒng)可安裝在監(jiān)控主機(jī)上，對無人值班的變電所則可安裝在便攜式筆記本電腦上。實(shí)現(xiàn)運(yùn)行監(jiān)視、操作控制、配置維護(hù)、輔助應(yīng)用、綜合信息分析等功能，具體內(nèi)容如表1所示。

表1監(jiān)控系統(tǒng)模塊功能描述

智能全所網(wǎng)絡(luò)報文記錄及分析系統(tǒng)，由網(wǎng)絡(luò)記錄單元、網(wǎng)絡(luò)報文檢測及功能單元、一臺或多臺網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展單元組成，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)視，并對網(wǎng)絡(luò)通訊故障及隱患進(jìn)行告警，及時發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)并排查故障；同時能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)通訊信息進(jìn)行無損失全記錄，以便于重現(xiàn)通訊過程及故障；具有故障錄波分析功能，當(dāng)系統(tǒng)故障時，對系統(tǒng)的一次電壓電流波形以及二次設(shè)備的動作行為以COMTRADE格式進(jìn)行記錄，便于事后離線分析。

時鐘同步單元由主時鐘單元、從時鐘（擴(kuò)展）單元組成，為系統(tǒng)提供的高精度、高可靠性的時間同步，可以接收衛(wèi)星（北斗、GPS）、IEEE 1588（PTP）精準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議、IRIG-B(DC)直流B碼等時間基準(zhǔn)信號，并采用FPGA完成時間馴服算法，由天基（衛(wèi)星）和地基（PTP、IRIG-B）提取高精度的時間脈沖對本地守時脈沖進(jìn)行馴服，從而實(shí)現(xiàn)銣原子鐘或恒溫晶振的高精度守時功能。

間隔層系列保護(hù)測控裝置基于“一次設(shè)備智能化、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化”要求，采用保護(hù)、測控一體化設(shè)計，實(shí)現(xiàn)全所的保護(hù)、測量、控制、測距、備自投、裝置閉鎖、變壓器測溫、計量、非IEC61850設(shè)備接入、遠(yuǎn)動通信等功能，完成對所內(nèi)變壓器、電容器、饋線等一次設(shè)備的保護(hù)與監(jiān)控。間隔層裝置之間通過GOOSE實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)和供電系統(tǒng)重組，提高保護(hù)的選擇性和速動性。間隔層裝置之間通過GOOSE實(shí)現(xiàn)完備的站控層、間隔層邏輯閉鎖，與機(jī)構(gòu)電氣閉鎖相結(jié)合，滿足復(fù)雜邏輯閉鎖要求，可靠避免牽引供電開關(guān)誤操作

過程層系列智能組件由JDA-331U電壓合并單元、JDA-331M合并單元、JDA-331C智能終端、JDA-331合并智能單元、JDA-332變壓器本體智能單元等組成，是智能一次設(shè)備的有機(jī)組成部分，也可以作為傳統(tǒng)一次設(shè)備數(shù)字化、智能化的接口。既能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)一次設(shè)備的數(shù)字化接口，又可以和一次設(shè)備廠家合作實(shí)現(xiàn)智能一次設(shè)備。

系統(tǒng)特點(diǎn)：

1）傳統(tǒng)一次設(shè)備通過智能組件實(shí)現(xiàn)智能化；

2）支持智能一次設(shè)備；

3）首次在牽引變電所實(shí)現(xiàn)分層閉鎖邏輯，完備的站控層、間隔層邏輯閉鎖，與機(jī)構(gòu)電氣閉鎖相結(jié)合，滿足復(fù)雜邏輯閉鎖要求，可靠實(shí)現(xiàn)牽引供電開關(guān)不誤操作；

4）具有以供電臂為單元的網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)功能；

5）通過基于GOOSE的變電所網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)和供電系統(tǒng)重組方案提高保護(hù)的選擇性和速動性；

6）基于組態(tài)配置和最優(yōu)運(yùn)行方式匹配的備用電源自投功能，自投邏輯和流程可由用戶靈活組態(tài)實(shí)現(xiàn)；

7）基于供電模式匹配的全并聯(lián)AT供電牽引網(wǎng)故障測距系統(tǒng)，自動識別牽引網(wǎng)運(yùn)行模式，匹配最優(yōu)測距原理，保障故障測距準(zhǔn)確可靠；

8）用戶可定義的短信告警功能，縮短用戶故障反應(yīng)時間；

9）全所網(wǎng)絡(luò)報文記錄分析系統(tǒng)用于故障分析。

系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)如表2所示

表2 系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)

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