我汇报大概分三部分，第一介绍一下我们数字化铁路背景，然后数字化牵引变电所的背景情况，第二项我们电气化铁路数字化变电所的发展现状，第三个就是我们在山西中南部铁路的一个技术实施方案。

 

 

　　数字化牵引变电所是我们国家智能电网和智能变电站的一个具体典型应用。智能电网是世界各国从2000年以来以来竞相提出来的一个理念，为了提高整个电网的运行水平，提高电网的运行可靠性，提高电网的运行质量。2001年美国提出了智能电网的理念，并且提出了一个智能的框架研究方向。2005年欧洲提出了这个智能电网概念，并且制定欧洲电网技术框架，我们国家1999年最早提出了数字电力系统理念，从2005年之后咱们国家多个电力公司启动了这方面数字电网和智能变电站相关研究工作。2008年11月对中国的智能电网发展来讲是一个里程碑，就是中美清洁能源合作组织，正式提出了智能电网为中国的智能电网提出奠定了一个基础。国家电网09年提出了坚强智能电网，并且计划2020年建成中国的坚强智能电网。

 

　　我们国家电网公司已经投入了相当大的人财物力，第一个阶段在国家电网基本完成，全国现在有几千所数字化的电力变电站。目前在国网公司和南网公司数字化的变电站进入全面建设阶段，现在大量110千伏变电站在推广。按照国家电网的规划，2016年-2020年我们国家电网会全面建成我们的智能电网技术。智能电网的基础就是智能变电站，智能变电站我们国家有一个基本的定义，就是采用先进可靠，集成、低碳环保的智能设备，以全站信息数字化，通信平台网络化，然后信息共享标准化为基本要求。自动完成信息采集，测量，控制，保护，计量和检测基本功能，并且根据需要能够支持电网实时的自动控制，智能调节，在线分析决策，具备这些高级功能。

 

　　国家电网层面上已经制定了一系列的智能电网和智能变电站的技术规范，其中第一项383-2009今年已经上升为国家标准，今后就是原则上新建的变电站基本上要遵循这个标准来执行。我们前面说智能变电站和智能电网跟我们数字化变电站，这两个概念上与现在的应用是有区别的，我们现在我总结出来的数字化变电站，应该是侧重于目前在我们国家的应用，侧重于电子式互感器和IEC61850的应用，解决了信息统一建模和设备互操作，扩大了数字化采集的范围。智能变电站强调了变电站的智能，设备的智能化和变电站高级的智能应用，变电站和变电站应用之间，在将来的智能电网中，智能变电站和智能变电站是具有互操作性的。A智能变电站在网络分析智能电网的情况，可以操作B变电站，C变电站会具备很多高端的智能应用，因此就是说数字化变电站技术，目前来看是智能变电站的一个阶段，一个过程。智能化变电站将是我们智能电网将来整体实现的一个，比较大的一个新跨越。从这点来讲我们数字化牵引供电系统，甚至是数字铁路的一个基础。

 

 

　　目前我们传统的牵引变电站的综合自动化分三层，变电站一层有监控主机和远动主机，间隔层测量，控制，故障录波，还有过滤层。金属实回线电缆在强电子的环境下，受到外界干扰非常大，屡屡发现信息的误传，这种现象普遍。还有传统的电子式互感器存在的问题，我们电子式互感器基于变压器的铁芯原理，它的测量准确度有问题存在饱和，特别是我们牵引供电系统，我们的牵引符合冲击性特别的大，超过了牵引变压器的核定电流，存在了饱和问题。频率相应比较差，信号输出也是这种模拟的，1A/5A，目前都是这样的问题，大量的采用电信电缆的传输信号，抗干扰的能力比较差，信息模型不统一，在底层设备的信息不统一存在一些问题。

 

　　数字化牵引变电所的架构也分为三层，变电站一层，现在也有一个比较标准的说法叫占空层。它跟刚才的那个区别不大，这个基本功能是一致的，间隔层分了保护测控等等，这个功能也是基本一致的。最大的区别就是在过程层，过程层和监控之间的通讯方式方面，它把采集信息直接在现场，设备的现场通过合并单元转化成光的信号，通过光缆直接传递到接线变压的主控室，我们的开关设备，我们的断路器和开关，甚至主变的本体保护的开关节点信号，都通过了智能单元采用了光缆的传输方式，直接进入了我们的高压室。这个间隔层和过程层的网络全部采用了光纤大大增加了抗干扰的能力。

 

　　数字化变电所的基本特征，目前我国的应用方面第一个是电子式的互感器，就是智能化的一次设备，电子式互感器是我们的主流应用，目前只有西门子和ABB这种超大规模的电气集团可以做这方面的工作，国内智能开关方面刚刚起步阶段。它的第二个特征就是过程层的网络，然后采用了三层体系，就是刚才说的，第三层就是IEC61850的通讯规约，就是数字化变电站目前主要技术特征就是，智能化一次设备，过程层网络加IEC61850。

 

 

　　我们在铁路总公司有关部门的领导下，开展的一个科研工作，这是在资阳牵引变电所数字化变电站的高压侧的设备，这是电子式的电流互感器，这个是电压互感器，这个地方是模拟信号电压互感器接了以后，在这个地方完成了一个模拟信号和光信号的转化，这个地方下来直接是信号，进到了合并单元，这是一个电子式的电流互感器，这是变压器本体保护，就是瓦斯继电器一些输出节点，这个地方转化成了光信号，然后进入了主控室。这是27.5kv断路器它的智能单元，27.5kv断路器在低压流互和低压互感器方面，智能化目前电力互感器方面，因为小流互做成这种纯光纤转化，有一个成本的问题，目前电力系统用的比较少，目前转化成那种5伏的弱电信号，然后再进行采集。这是我们的数字化变电站的控制保护屏，这是屏后每一个间隔单元背后的接线，从这个接线来看除了间隔单元本身的电源接线，几乎没有别的金属线路，就是这几根黄色的线路，就是光纤线路从下面进来，应该说盘后的接线，比以前传统的模式大大节省了。这是盘体的另外一个侧面，这个是它的整个就是说数字化变电站通讯网络的记录分析仪。这里面我们现场总结报告，在电力系统我们也总结了这个事情，就是说因为IEC61850完全是数字化了，这个传输的信息，大家看的是这种像正弦波一样的，实际上不是正弦波，它是里头的信号，这样会造成一个问题，其实昨天上午王局说了，这种智能检测靠我们供电段的这种运营部门，传统的维修方式，可能不能解决这种先进科技的问题。

 

　　今后我们的检测，要成为一个独立的专业，才能解决这些问题。这些技术分析，必须配备高层次的人才，才能从事这种智能数字化变电站系统的维修和维护工作。数字化变电站都是硕士以上的学历才可以做这种工作，这是我们在电力变电站，我们参观了一家电力系统的变电站，它采用更先进一点的技术，采用了高度集成的电子式互感器，它把这个流互压护集中在一起。同时这个东西建有隔离开关的静触头，集中度非常高，但是我们现场也感觉就是说，从电力公司和运营单位的角度来讲，运营起来好象也是有一点不太成熟，新技术还是在发展中，这是它现场的智能单元的接线，黄色的都是光纤了，电力系统电很多，就是金属性的线只有这个装置的电源线，基本上全部是光纤信号了。这是现场数字化变电站系统，除了传统的测控和计量这些功能，还增加了整个变电站的设备状态检测系统，包括触头的测温，变压器油色谱的测温，避雷器的一个在线检测，整个变电站的视频安全监控，整个变电站的环境监控纳入了数字化变电站的系统。根据我们这两年做的工作，我们在一次设备方面，我们认为在数字化牵引变电站方面，一次设备就是智能开关设备，我们要等待我们国家整体的行业进步。在电子式互感器方面ECT、EVT，以及这种密集式的高集中度的光电式的技术方面上，我们认为分立式的这种电子式互感器和ECT技术成熟比较高，低压系统包括了电力系统应用的比较少。

 

　　二次设备方面一个主要的特征就是光纤替代电缆，间隔层采用了统一的信息模型，避免了转化。数字化牵引变电站从我们的角度来理解，这是属于一个技术上基本成熟，运行维护上刚才讲了还不够成熟的一个阶段。根据我们的判断，制定了在山西中南部铁路数字化牵引变电站的方案，一个方案就是全数字化，参考电力系统做一个全数字化的方式，第二个我们想就是说刚才说的运用维护方面的问题，因为我们不像电网，电网的变电站是成网的，一个变电站退出了运行可以通过其它的变电站来供电。我们牵引变电所在山西中南部的铁路上，还是一个重载的铁路，我们是要正式投入运营的，所以说我们认为即使做一次整所新型数字化变电所的尝试，我们还是提出了就是说这个变电所设两套综自，一套完整的数字化的综自系统，一个完整的传统的综自系统。在正常运行时是全部数字化在运行，因为目前数字化的牵引变电站没有完整的运营经验，我们一旦它有需要调试，整体切换到传统的综自方式下。

 

　　我们山西中南部铁路是AT供电方式，AT供电方式，AT所和自由所跟牵引变电所之间存在信息交换的，我们推荐变电所和AT所和分区所，整个供电单元都采用了数字化变电站，对AT所和分区所这个简单一点，我们采用彻底的全数字化的变电所的方式。

 

　　整个下来实际上大家看到，因为数字化变电站节省了很多二次电缆的投资，这三个所做下来增加了六百万，按照一个一个的供电臂单元做增加了六百万，这个方案在上周的铁总组织各方面的实验方案评审中，也获得了通过。

 

　　数字化变电所是必然的发展趋势，我们推荐方案3，一个完整的供电臂的AT牵引变电所和AT所，这个方案马上要进行实施，正在紧锣密鼓的筹备。