高速鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)應(yīng)用研究

【摘要】時(shí)下在高速鐵路領(lǐng)域如何實(shí)現(xiàn)高鐵的信息化正是我們現(xiàn)在需要摸索和探討的問題，將計(jì)算機(jī)信息技術(shù)應(yīng)用到高鐵領(lǐng)域?qū)?huì)實(shí)現(xiàn)高速鐵路新發(fā)展，有利于實(shí)現(xiàn)鐵路領(lǐng)域運(yùn)行的智能化和安全化。在高速鐵路實(shí)現(xiàn)信息化的過程中亟需要解決的問題就是如何實(shí)現(xiàn)高鐵電力遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)有效應(yīng)用，電力遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)主要是為了確保高鐵運(yùn)行中的安全供電和快速搶修，其中一個(gè)很重要的因素就是處理好高速鐵路與電力運(yùn)行的關(guān)系，這是實(shí)現(xiàn)高鐵快速安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】高速鐵路；電力遠(yuǎn)動(dòng)；故障判斷

隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)不斷發(fā)展，我國的高速鐵路遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)信息化和網(wǎng)絡(luò)通信化，在高速鐵路的輸電網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)階段囊括著鐵路兩旁的配電所、高鐵站的變電所及連接的電力線路，高速鐵路計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)的搭建為高鐵的后續(xù)發(fā)展奠定了一定的基礎(chǔ)。

一、高速鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的組成

1、電力傳輸監(jiān)控系統(tǒng)

在車站的電力傳動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中包括高壓監(jiān)控系統(tǒng)和低壓監(jiān)控系統(tǒng)，其中高壓監(jiān)控系統(tǒng)主要是對車站內(nèi)變電器10KV輸入高壓進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)控系統(tǒng)主要是對輸入電流值和電壓值的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對低壓斷路器的監(jiān)控和控制。在鐵路兩旁的配電所的監(jiān)控系統(tǒng)中，主要包括高壓設(shè)備的監(jiān)控和直流電源系統(tǒng)的監(jiān)控。變電所是完成高速鐵路自動(dòng)控制管理系統(tǒng)中基本電力管理單元，變電所的監(jiān)控系統(tǒng)主要完成對配電所內(nèi)部數(shù)據(jù)的傳輸?shù)谋O(jiān)控和轉(zhuǎn)發(fā)、遙控上下級的電力指令。

2、電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的通信通道

電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中的通信通道是遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中重要的組成部分，高鐵列車的終端和中央的控制站都需要通過通信通道進(jìn)行信息的交互和傳遞，這樣就可以構(gòu)建出較為穩(wěn)定的閉環(huán)電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，這樣可以提高高鐵運(yùn)行的可靠性，實(shí)現(xiàn)對終端列車的電力傳動(dòng)情況的控制。電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的通信通道主要傳輸電壓值、電流值、功率值等電力參數(shù)和對遠(yuǎn)方鐵路斷路器操作控制指令。電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的通信通道主要是由光纜構(gòu)成的環(huán)形通道，主站與各控制端口之間是通過以太網(wǎng)配置的，主站與控制端口通過點(diǎn)對點(diǎn)的方式進(jìn)行通信。

3、電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中央調(diào)度中心

電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的中央調(diào)度中心是整個(gè)高速鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中的核心要素，在整個(gè)運(yùn)行的過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)、指令和控制算法都需要由中央調(diào)度中心來進(jìn)行計(jì)算、存儲(chǔ)和控制。高速鐵路的相關(guān)管理控制人員都在中央調(diào)度中心中實(shí)現(xiàn)對終端列車的監(jiān)管和調(diào)控，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對鐵路周邊變電站的電力情況進(jìn)行監(jiān)管，還可以對負(fù)荷管理站進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表。在中央調(diào)度中心的服務(wù)器中，可以將歷史數(shù)據(jù)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)按照網(wǎng)頁形式給相關(guān)管理人員傳輸出去，有效的完成對整個(gè)運(yùn)行軌跡上的電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的監(jiān)管。

二、高速鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)應(yīng)用問題

1、高速鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)中的屏蔽技術(shù)

想要保證高速鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，就需要增強(qiáng)電力遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的抗干擾能力，其主要內(nèi)容就是處理遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備的電磁兼容，能保證電力運(yùn)動(dòng)設(shè)備可以在電磁環(huán)境中防御干擾并可以正常的工作。在電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中主要存在的干擾源包括自然干擾源、電網(wǎng)的干擾源、半導(dǎo)體開關(guān)關(guān)斷時(shí)干擾和物理化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的干擾。高速鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中的設(shè)備不會(huì)對外部產(chǎn)生新的干擾，所以想要完成對高速鐵路電路遠(yuǎn)動(dòng)干擾的屏蔽就是需要采用各種干擾抑制技術(shù)。針對幾種常見的干擾源，在干擾的處理上中主要從硬件和軟件兩個(gè)方面來處理，在硬件的抗干擾屏蔽技術(shù)主要包括屏蔽、接地、濾波和瞬態(tài)噪聲等抑制手段，而在軟件上的抗干擾屏蔽技術(shù)主要包括降低高速鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中信息傳輸通信的誤碼率和保證程序運(yùn)行中保證亂碼從新接入正常程序碼。在現(xiàn)階段的高鐵工作的頻率不斷的提高的情況下，對電力遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行屏蔽處理可以在很大程度上提高電力遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的抗干擾能力。

2、高速鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)中通信技術(shù)應(yīng)用

在高速鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)應(yīng)用的過程中，極為重要的技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)在高速鐵路中應(yīng)用遙測技術(shù)。遙測技術(shù)主要就是通過一定的測控計(jì)算實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)中的一些變量參數(shù)進(jìn)行檢測和分析，其主要的測試對象就是對終端運(yùn)行列車或是變電所中的三相電或單相電的電壓、電流和功率值的檢測，同時(shí)相關(guān)管理人員根據(jù)測得的數(shù)據(jù)可以計(jì)算出相應(yīng)的數(shù)據(jù)值，可以在遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)對終端的列車運(yùn)行情況的了解。與之相配套的就是電力遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)中的遙信功能，遙信技術(shù)主要是對鐵路中高壓斷路器的位置和相關(guān)通斷、故障信號或是其他的信號進(jìn)行采集，可以實(shí)現(xiàn)在中央控制中心掌握列車運(yùn)行過程中產(chǎn)生的變化的信號，保障了對信號掌握的準(zhǔn)確性。在掌握了列車運(yùn)行中的相關(guān)數(shù)據(jù)后，我們就要對列車運(yùn)行的情況進(jìn)行合理的調(diào)整，那就要實(shí)現(xiàn)對列車的遠(yuǎn)程遙控功能，遙控功能主要是體現(xiàn)在電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中終端對中央調(diào)度中心的指令絕對服從，并做出相應(yīng)動(dòng)作。

3、高速鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)中的故障處理

在高速鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中的遙測、遙信和遙控技術(shù)，在處理高速鐵路運(yùn)行中的故障排查方面提供極大的便利。在中央控制室的工作人員發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的異常后，就可以在電力通道中通過電流檢測的原理，對其中的故障進(jìn)行排查，判斷線路中的電流是否超過預(yù)先的整定值來判斷故障。由高速鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中的FTU檢測到相應(yīng)的電路故障，并由相應(yīng)的部門根據(jù)通信結(jié)果判斷故障發(fā)生的位置，再由相關(guān)的檢修部門完成對故障路段負(fù)荷開關(guān)的控制，隔離處理相關(guān)故障點(diǎn)，然后處理相關(guān)的問題，在完成了故障的處理后，再由電路控制部門完成對故障路段的開關(guān)閉合，恢復(fù)故障地區(qū)的供電，并交出相應(yīng)的故障分析報(bào)告。一旦電路中出現(xiàn)超過預(yù)定值3倍的數(shù)據(jù)故障，F(xiàn)TU就會(huì)及時(shí)找出電流最大值的位置，并通過多個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)大小比較和電流方向比較，來敲定此次故障的位置點(diǎn)，這樣可以在最大限度上提高故障檢測和定位的準(zhǔn)確性。

三、結(jié)束語

保證高速鐵路電力供應(yīng)的穩(wěn)定性是保障列車安全行駛的基礎(chǔ)和前提，是鐵路部門基層設(shè)施尤為重要的部分，在社會(huì)發(fā)展對動(dòng)車速度的要求不斷提高的大前提下，相關(guān)部門一定要及時(shí)注意好列車運(yùn)行過程中相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的實(shí)時(shí)監(jiān)控，不斷提高相關(guān)供電機(jī)構(gòu)的供電質(zhì)量，減弱相應(yīng)的干擾信號，減小發(fā)生故障的可能性，保證列車的正常運(yùn)行，高速鐵路遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)是現(xiàn)階段保證高速鐵路穩(wěn)定運(yùn)行的不可或缺的重要體系。不斷豐富和完善高速鐵路的電力遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)將會(huì)是未來鐵路電力極為重要的發(fā)展方向，將會(huì)為未來鐵路的自動(dòng)化、無人化，提供強(qiáng)有力的保證，在未來相關(guān)技術(shù)人員的不斷探索下，一定會(huì)產(chǎn)生更符合國內(nèi)高速鐵路實(shí)際狀況的電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。

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作者簡介

張慧良，1987---，河北邯鄲，助理工程師，本科，研究方向：高鐵電力運(yùn)營。