遠(yuǎn)動系統(tǒng)在鐵路電力中的應(yīng)用淺談

張亞培　張捷

摘要：鐵路系統(tǒng)的電力線路點多、線長、外部環(huán)境變化大、維修困難，如何在非正常情況下切除故障點，“先通后復(fù)”，遠(yuǎn)動斷路器的設(shè)置及應(yīng)用成為我們關(guān)注的重點。該文主要對鄭州鐵路局鄭州供電段管內(nèi)遠(yuǎn)動系統(tǒng)設(shè)備運行情況進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：斷路器；電力；遠(yuǎn)動系統(tǒng)

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）20-0058-03

Application of Remote Control System in the Electric Railway

ZHANG Ya-pei1， ZHANG Jie2

（1.Zhengzhou Institute of Aeronautics Industry Management， Zhengzhou 450046， China； 2.Zhengzhou Railway Bureau Zhengzhou Power Supply Section， Zhengzhou 450000， China）

Abstract： power lines of the railway system， line length， changes in the external environment， maintenance difficulties， how to in the non normal resection point of failure， "after the first complex"， setting and application of telecontrol circuit breaker become the focus of our attention. This paper mainly elaborated on the Zhengzhou Railway Bureau Zhengzhou power supply section telecontrol system equipment operation.

Key words： circuit breaker； power telecontrol system

鐵路近幾年的高速發(fā)展，使中國鐵路正式跨入了高速鐵路時代。高鐵在提升速度和蓬勃發(fā)展的同時，也對設(shè)備的維護(hù)管理提出了更高的要求。電力系統(tǒng)在鐵路上的應(yīng)用更是舉足輕重，如何給信號、通信等行車設(shè)備帶來優(yōu)質(zhì)保證，就要求我們開拓思路，優(yōu)化設(shè)備的設(shè)置。鐵路電力遠(yuǎn)動系統(tǒng)對鐵路配電所、電力線路及信號電源進(jìn)行情況等的實時監(jiān)測控制，消滅了事故隱患、加快了事故的處理速度、保證了鐵路行車的供電需求。

1 鐵路電力遠(yuǎn)動系統(tǒng)概述

鐵路10kV電力遠(yuǎn)動系統(tǒng)是一個綜合的鐵路供電和設(shè)備運行管理系統(tǒng)，由鐵路供電的特殊要求決定其需要采集的數(shù)據(jù)量。鐵路電力遠(yuǎn)動系統(tǒng)主要包括遠(yuǎn)動控制主站、運動終端和通信通道三部分，采用一臺遠(yuǎn)動控制主站（調(diào)度端）對應(yīng)著多個被控端，系統(tǒng)具有遙測、遙信、遙控及判斷和切除線路故障的功能。

1.1 遠(yuǎn)動控制主站

遠(yuǎn)動控制主站主要是指在調(diào)度控制中心的計算機(jī)控制系統(tǒng)，它是整個電網(wǎng)調(diào)度管理控制系統(tǒng)的心臟部分。主要負(fù)責(zé)相關(guān)信息的收集與處理及綜合管理等，對沿線配電所及各站信號電源實施遙測、遙信和遙控，對各站貫通線和自閉線上的高、低壓斷路器實現(xiàn)遙控與遙信。

1.2 運動終端

遠(yuǎn)動終端主要由數(shù)據(jù)輸入輸出模塊、數(shù)據(jù)通訊部分、電源部分等三個部分組成。在實際應(yīng)用中配電所綜合自動化安裝集中式RTU（電力遠(yuǎn)動裝置）將配電所基礎(chǔ)單元的所有保護(hù)信息通過遠(yuǎn)動系統(tǒng)上送主站，以滿足遙測、遙信、遙控、遙調(diào)等功能要求。桿上開關(guān)控制終端以配電遠(yuǎn)動控制終端為核心單元，配以控制箱體、操作機(jī)構(gòu)、智能充電裝置、免維護(hù)蓄電池以及其它外圍設(shè)備。信號電源監(jiān)控終端則設(shè)在沿線車站信號機(jī)械室內(nèi)分界點處，實現(xiàn)對信號樓電源遙測、遙信、遙控功能。

1.3 通信信道

通信信道是遠(yuǎn)動系統(tǒng)中的最重要的組成部分。借助于通信信道，各遠(yuǎn)動控制主站得以相互交換信息和信息共享，提高了電力系統(tǒng)運行的可靠性，減少了連接電纜和設(shè)備數(shù)量，實現(xiàn)終端遠(yuǎn)方監(jiān)控。遠(yuǎn)動控制主站通過遠(yuǎn)動通道查詢報文查詢遠(yuǎn)動終端的數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)動終端若有數(shù)據(jù)則上送遠(yuǎn)動控制主站，若無數(shù)據(jù)則回答正常應(yīng)答報文。由于鐵路電力遠(yuǎn)動系統(tǒng)本身沒有通信線路，遠(yuǎn)動控制主站通過鐵路通信系統(tǒng)提供的專用主/備光纖數(shù)字通道與被控終端進(jìn)行通信，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，光纖數(shù)字通道采用環(huán)形結(jié)構(gòu)。

2 幾種典型的遠(yuǎn)動系統(tǒng)設(shè)置

2000年左右隴海、京廣線高壓遠(yuǎn)動斷路器的推廣使用使得故障的判斷與處理效率大大提高。歷經(jīng)十多年的應(yīng)用與總結(jié)，遠(yuǎn)動斷路器的應(yīng)用又有了很大的提高和改進(jìn)。

隴海線、京廣線、鄭焦鐵路線的設(shè)備運行情況基本都是A配電所與B配電所自閉、貫通線路互供（見后續(xù)圖1、圖2、圖3）。A配電所主供貫通線路，B配電所備用，線路動作時保護(hù)動作程序為：A配電所貫通柜保護(hù)動作，斷路器瞬時跳閘；B配電所檢測到線路無壓后，經(jīng)備投時間后備投送電；如備投送電失敗，A配電所貫通重合閘延時后進(jìn)行重合送電。B配電所主供自閉線路，A配電所備用，線路動作時保護(hù)動作程序為：B配電所自閉柜保護(hù)動作，斷路器瞬時跳閘；A配電所檢測到線路無壓后，經(jīng)備投時間后備投送電；如備投送電失敗，B配電所自閉重合閘延時后進(jìn)行重合送電。

2.1 隴海線遠(yuǎn)動系統(tǒng)設(shè)置

2.1.1 隴海線設(shè)備運行示意圖（此處簡介自閉線路）

圖1 隴海線設(shè)備運行示意圖

2.1.2 優(yōu)缺點

此線路的優(yōu)點是可以帶負(fù)荷操作，無明顯斷開點；可以迅速查找并切斷故障區(qū)段，恢復(fù)線路供電；同時縮小巡視范圍，節(jié)約時間；高壓遠(yuǎn)動斷路器采用通過式接法，無論是A所方向還是B所方向發(fā)生故障均可以通過斷開斷路器恢復(fù)部分供電臂，縮小影響范圍。缺點是高壓遠(yuǎn)動斷路器為內(nèi)嵌式箱體斷路器，設(shè)計時未考慮UPS電源，兩路電源停電后車站的通信通道會離線不通，此時的遠(yuǎn)動無法啟用。

2.2 京廣線遠(yuǎn)動系統(tǒng)設(shè)置

2.2.1 京廣線設(shè)備運行示意圖（此處簡介貫通線路）

圖2 京廣線設(shè)備運行示意圖

2.2.2 優(yōu)缺點

此線路優(yōu)點是可以帶負(fù)荷操作，無明顯斷開點；可以迅速查找并切斷故障區(qū)段，恢復(fù)線路供電；同時縮小巡視范圍，節(jié)約時間；高壓遠(yuǎn)動斷路器采用通過式接法，無論是A所方向還是B所方向發(fā)生故障均可以通過斷開斷路器恢復(fù)部分供電臂，縮小影響范圍。缺點是由于同時斷開兩個相鄰站的遠(yuǎn)動開關(guān)，會造成如圖所示的甲站短時間單電源供電，待人員到位后手動斷開隔離開關(guān)，恢復(fù)非故障方向遠(yuǎn)動開關(guān)，才可恢復(fù)甲站雙電源供電。

2.3 鄭焦線遠(yuǎn)動系統(tǒng)設(shè)置

2.3.1 鄭焦線設(shè)備運行示意圖

圖3 鄭焦線設(shè)備運行示意圖

此種接線方式簡稱通過式，正常運行情況下保證大線路方向隔離開關(guān)斷開位，其余兩個隔離開關(guān)在合位。此種接法主要構(gòu)思為車站信號變壓器兩側(cè)均有遠(yuǎn)動開關(guān)，故障判斷時可以根據(jù)故障點斷開，不會長時間影響車站信號。

2.3.2 優(yōu)缺點

此線路優(yōu)點是可以迅速查找并切斷故障區(qū)段，恢復(fù)線路供電；縮小巡視范圍，節(jié)約時間；故障判斷過程中會造成如圖所示的甲站短時間單電源供電，待故障點判斷后即可恢復(fù)雙電源供電。此種情況雖然會在切除故障故障中造成極短時間的單電源供電，但是不需要人工斷開隔離開關(guān)，所以車站信號的雙電源供電保障大大提高；可以帶負(fù)荷操作，無明顯斷開點；高壓遠(yuǎn)動斷路器采用通過式接法，無論是A所方向還是B所方向發(fā)生故障均可以通過斷開斷路器恢復(fù)部分供電臂，縮小影響范圍。缺點是需有較大空闊地方新加設(shè)備，部分位于市區(qū)的車站較難實現(xiàn)此種接法。

2.4 鄭州北站綜合自動化系統(tǒng)

2.4.1 鄭北設(shè)備運行示意圖

圖4 鄭北設(shè)備運行示意圖

2.4.2 設(shè)備運行情況

鄭州北站樞紐地區(qū)采用站場環(huán)線接法，該所2個母線段的兩條饋出回路之間平時單獨運行，遇到特殊情況可以合上環(huán)口斷路器，變二為一，保證特殊條件的安全供電。環(huán)口斷路器正常情況合位，環(huán)口斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)一個在合位，一個在分位。若線路一跳閘，則斷開線路一高壓遠(yuǎn)動斷路器，試送線路一，試送成功則斷開甲信號樓與環(huán)口間臨近甲信號樓的隔離開關(guān)，恢復(fù)甲信號樓供電；若試送不成功，則故障點在所內(nèi)高壓柜下端至高壓斷路器之間，則斷開高壓遠(yuǎn)動斷路器至所內(nèi)臨近的隔離開關(guān)，合上環(huán)口處常開位隔離開關(guān)、環(huán)口斷路器及線路一高壓遠(yuǎn)動斷路器，恢復(fù)甲信號樓供電。

2.4.3 優(yōu)缺點

此線路優(yōu)點是站區(qū)環(huán)境及設(shè)備負(fù)責(zé)，可以迅速查找并切斷故障區(qū)段，縮小巡視范圍，節(jié)約時間；故障倒閘程序需根據(jù)現(xiàn)場實際情況提前書面準(zhǔn)備，具體到每處信號樓，遇到故障情況根據(jù)倒閘程序操作；可以帶負(fù)荷操作，無明顯斷開點。缺點是合上環(huán)口的方法是特殊情況下方可進(jìn)行，因兩條線路平時分別運行，故設(shè)置有常開口，免誤操作。

3 結(jié)束語

上述所列近十五年來遠(yuǎn)動斷路器在鄭州鐵路局鄭州供電段的應(yīng)用的過程中，無論斷路器如何優(yōu)化，均離不開通道。由于鐵路運輸需要安全性，所以鐵路的高壓遠(yuǎn)動開關(guān)的通道均依托相鄰的信號樓，采用光纜敷設(shè)。隴海、京廣線路區(qū)間較長，區(qū)間中無法裝設(shè)此種斷路器。目前一般采用隔離開關(guān)人工操作，遇到自閉、貫通兩條線路均發(fā)生故障時，需要人工操作，影響鐵路運輸，所以可以考慮無線遠(yuǎn)動斷路器加設(shè)區(qū)間。無線遠(yuǎn)動斷路器一般利用電信CDMA網(wǎng)絡(luò)，信號分布廣，不容易出現(xiàn)離線等情況。遇到故障時由調(diào)度利用遠(yuǎn)程控制發(fā)送指令進(jìn)行分合操作。但是否會在使用中出現(xiàn)干、串信號等導(dǎo)致誤操作、不接收指令還有待進(jìn)一步研究與討論。