铁路牵引变电所无人化改造方案 辅助监控系统
摘要：既有高速铁路项目中牵引变电所、开闭所均采用无人值班有人值守的模式。结合国铁集团电力牵引供电节支降耗、改革创新的要求，牵引变电所、开闭所需全方位采用检测监测技术保障各型设备安全可靠运行，从而实现真正意义上的无人值班无人值守模式，降低运检压力和运营成本。
关键词：高速铁路；牵引变电所;无人值守模式;辅助监控系统
1引言
中国高速铁路通过十几年的迅速发展，已形成 “四纵四横”高铁网。截至2019年年底，高速铁路运营里程已达3.5万公里以上。牵引变电所作为高速铁路的“心脏”，对高速铁路安全、可靠、高效运营发挥着重要作用。牵引变电所的安全监测急需完整、系统、智能、人性 化的解决办法。
在既有高速铁路项目中，牵引变电所、开闭所均采用无人值班有人值守的模式，分区所和AT所采用无人值班无人值守的模式，每座牵引变电所、开闭所配置定员4人，人力资源投入较大。随着我国高速铁路运营里程的不断增加，节省人力资源和提质增效的需求更加迫切。为实现电力牵引供电节支降耗、改革创新要求，牵引变电所、开闭所、分区所和AT所采用无人值班无人值守模式，既可以将大量的值守定员转为供电检修定员，减缓和节约各路局的运检压力和运营成本，又可以通过各类监测检测装置保证各型设备安全可靠运行。
2总体要求及架构
牵引变电所、开闭所、分区所、AT所辅助监控系统由视频监控及巡检、安全防范及门禁、环境监测、火灾报警、动力照明控制、设备在线监测等子系统及相关平台软硬件组成，整体架构分为站控层、接入层、间隔层；实现对全所设备/设施的视频监控、巡视、环境信息采集报警、信息共享联动等功能，满足无人值守、远程监视牵引变电所的需求，各子系统按照适用经济的原则配置设备。
3配置分析及功能
为保证设备配置的经济性，辅助监控系统中监控、巡检摄像头应充分信息共享；在对既有牵引变电所亭无人化改造时，需充分利用既有安全监控系统设备，从而节约建设投资。此外，摄像机布置还需考虑美观、节约电缆及工程投资等，摄像头安装时，首先考虑既有围墙、架构、房屋等构筑物的可利用性，必须立杆安装的应满足电气安全距离要求。
3.1 设备在线监测
借助设备在线监测管理子系统，实时采集、分析数据，实时监测蓄电池监测、电缆温度监测、局放监测。
3.2视频监控及巡检子系统
视频监控及巡检子系统包括室内摄像机、室外摄像机、视频服务器等设备。视频监控摄像机按满足安全防范要求配置，巡检摄像机按照满足无人值守的配置要求。
3.3环境监测子系统
3. 3.1配置分析
(1) 牵引变电所亭室外需设置微气象站，采集环境温度、相对湿度、雨量、风速、雪量等气象参数。
(2) 对于高压室、控制室等重要设备房间，每个房间建议配置1或2套温湿度传感器。含有SF6 气体设备的高压配电室及电缆夹层需配置sf6探测器，SF6探测器应低位布置。电缆井、电缆沟等易积水区域应配置水浸传感器及水位传感器。
3.3.2数椐传输需求分析
(1)温湿度、气体传感器采集温湿度、气体信息，通过HT500辅助控制主机，使温湿度及气体数据实时在监控平台显示，温湿 度、气体数据达到设定阈值时，综合测控装置可按照联动策略执行相关联动控制。
(2) 风速传感器可准确测量空气流速，仪器内的转速传感器具备将风速数据上传到综合应用服务器的功能，从而将风速数据实时显示在监控平台上；此外，风速超过阈值时，站端系统能够上送报警信息，并做出联动处理，打开灯光，可利用摄像机查看场地状况。
(3) 电缆沟内的水浸传感器可通过将开关量 或输出报警信号传送给综合应用服务器；当水浸探测器发出报警时，综合测控装置能够启动智能控制流程，同时启动抽水泵排水。
3.4安全防范及门禁子系统
3. 4. 1配置分析
(1) 围墙布置的周界入侵探测器，实现入侵破坏前的预警；对于其他形式的探测器应以报警并防止人身伤害为设计原则。
(2) 控制室、高压室等出入口宜配置红外双鉴探测器；变电所入口大门应配置门禁；高压室、 控制室、通信室大门可配置门禁；高压室、控制室、通信室窗户宜配置玻璃破碎探测器。
3.4.2监测设备特征需求分析
(1) 系统需具有不同的防区，当检测到入侵事件时，报警主机能够输出相应防区的报警信息到综合测控装置；并可根据预置规则联动相应功能：触发声光报警器，联动相应的灯光照明，调用摄像机预置位，启动录像等。
(2) 系统能够针对牵引变电所周界场所特征，结合各种探测和传感技术的综合应用，实时展示安防设备的工作状态、告警状态，并可对安防设备进行布防和撤防，实现入侵破坏前的预警，并对非法侵入进行提示警告。
3.5火灾报警子系统
火灾报警子系统可结合房建设施划分火灾探测区域，可分为高压室、控制室、电缆夹层等区域： 火灾探测区域宜配置感温、感烟探测器。
3.6动力照明控制子系统
动力照明控制子系统包括风机、水泵、灯光、空调等设备的控制。灯光控制可分组实现控制功能，其他设备控制宜设置为一对一控制。
结语
牵引变电所无人值班、无人值守工作在2018年就已开展，但由于无人值守变电所内设备类型及其故障状态种类繁多，大多数运行中的变电所处于正常运行状态，设备的故障状态往往需要较长周期积累，既有的方案设计缺乏统一性、普适性。木文详细研究了高速铁路牵引变电所无人化设计方案从辅助监控方面开展监测设备配置研究、监测设备性能需求分析，为推动牵引变电所亭无人化发展提供技术参考。
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