智能低壓配電系統(tǒng)在鐵路供電中的應(yīng)用

趙國梁

中鐵十二局集團(tuán)電氣化工程有限公司

【摘 要】近些年隨著鐵路工程的不斷修建，人們開始越來越關(guān)注鐵路供電的可靠性與安全性，但傳統(tǒng)的低壓配電系統(tǒng)中經(jīng)常會出現(xiàn)供電問題，導(dǎo)致鐵路不能正常通行，隨著科技的不斷發(fā)展，智能化開始得到越來越廣泛的應(yīng)用，其中智能低壓配電系統(tǒng)作為一種較為先進(jìn)的供電系統(tǒng)，在鐵路供電中占據(jù)著重要的地位，因此，也得到了廣泛的應(yīng)用。本文闡述了智能低壓配電系統(tǒng)的特點與在鐵路供電中應(yīng)用的優(yōu)勢，并詳細(xì)分析了智能低壓配電系統(tǒng)在鐵路供電中的應(yīng)用，為今后鐵路供電中更為有效的應(yīng)用智能低壓配電系統(tǒng)提供一定的借鑒。

【關(guān)鍵詞】智能；低壓配電；鐵路供電；應(yīng)用

一、智能低壓配電系統(tǒng)的主要特點

（一）智能化

智能低壓配電系統(tǒng)可以提高鐵路供電的可靠性與質(zhì)量，在采用智能低壓配電系統(tǒng)時主要是采用大量的微處理器與數(shù)模轉(zhuǎn)換器芯片，采用數(shù)字化對被測參數(shù)進(jìn)行處理，這在一定程度上大大提高了系統(tǒng)測量的精度，降低了產(chǎn)品的分散程度，從而有助于供電單位進(jìn)行生產(chǎn)計劃，合理分配負(fù)荷，進(jìn)而為系統(tǒng)供電節(jié)省大量的電力與維修成本，從根本上提高了智能低壓配電系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。

（二）功能多樣化

傳統(tǒng)的低壓配電系統(tǒng)較單一，而智能低壓配電大大改善了這種情況，智能低壓配電正趨多樣化發(fā)展，進(jìn)而實現(xiàn)了測量、控制與保護(hù)的功能，智能低壓配電可以有效的避免低壓配電系統(tǒng)中的二次接線，使系統(tǒng)中的各個模塊之間的連接更加緊密，在對低壓配電進(jìn)行安裝與運行時采用智能化的方式可以大大的節(jié)省時間，并且操作起來較為便捷。

（三）網(wǎng)絡(luò)化

在現(xiàn)代的智能化保護(hù)裝置中一般就會預(yù)留數(shù)字通信，智能化的低壓配電系統(tǒng)是在無人操作的情況下進(jìn)行的，對低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行適時監(jiān)控，進(jìn)而實現(xiàn)與計算機(jī)的連接，在對計算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控時，可以有效的完成采集、處理、存儲、通信與控制的功能。

二、智能低壓配電系統(tǒng)在鐵路供電應(yīng)用中的優(yōu)勢

（一）高可靠性

智能低壓配電系統(tǒng)的配電終端采用了智能化的電器元件，將微電子技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)及現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與傳統(tǒng)的配電技術(shù)相結(jié)合，最大程度的滿足了鐵路電力系統(tǒng)遙控、遙訊、遙測以及遙調(diào)的要求，極大的提高了終端配電的可靠性。除此之外，智能低壓配電系統(tǒng)具備了系統(tǒng)監(jiān)測、故障診斷以及處理功能，對于鐵路電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供了保障。

（二）經(jīng)濟(jì)效益明顯

鐵路電力系統(tǒng)與普通電力系統(tǒng)有著較大的區(qū)別，其電力供應(yīng)是沿鐵路線進(jìn)行，供應(yīng)線路長，是呈線性的電力供應(yīng)。而普通電力供應(yīng)是按供電區(qū)域來進(jìn)行，范圍相對集中，鐵路電力系統(tǒng)的供電特點決定了其對系統(tǒng)的運行維護(hù)的人力成本較高。智能低壓配電系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)終端的遙測、遙控、遙調(diào)以及遙訊，系統(tǒng)運行維護(hù)人員只需要在區(qū)域監(jiān)管中心就可以實現(xiàn)對系統(tǒng)終端的遙測、遙控，避免或減少了系統(tǒng)運作維護(hù)人員現(xiàn)場抄表、實地操作、定時巡視的工作量。除此之外，智能低壓配電系統(tǒng)能夠檢測和記錄用電回路的各種電量參數(shù)，斷路器的狀態(tài)、故障報警、故障原因等信息，較人工方式更為準(zhǔn)確與及時。

（三）有效提高電力系統(tǒng)的運行安全

運行安全是鐵路電力系統(tǒng)的關(guān)鍵性指標(biāo)，智能低壓配電系統(tǒng)由于具備了對系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)測，能夠捕捉到系統(tǒng)暫態(tài)的異常變化并進(jìn)行分析處理，對于系統(tǒng)潛在的故障隱患可以做到事前發(fā)現(xiàn)及警告，極大的提高了系統(tǒng)的安全系數(shù)。此外，在系統(tǒng)出現(xiàn)供電故障時，智能低壓配電系統(tǒng)在進(jìn)行自動保護(hù)處理的同時，還可以提供故障位置、原因以及其它各種參數(shù)，對于工作人員快速排除故障，恢復(fù)系統(tǒng)正常運行具有十分重要的參考價值。

三、智能低壓配電系統(tǒng)在鐵路供電中的應(yīng)用

（一）智能斷路器在智能低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

智能斷路器是集電子技術(shù)、零飛弧技術(shù)、電氣自動化技術(shù)、計算機(jī)及軟件技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)于一身的高性能電氣設(shè)備。智能化斷路器一般采用模塊式結(jié)構(gòu)，克服了許多傳統(tǒng)斷路器的缺點，能夠?qū)崿F(xiàn)保護(hù)、測量、監(jiān)控于一體。目前鐵路智能低壓配電系統(tǒng)大都采用了這種高性能的智能化斷路器，以此來提高鐵路低壓配電系統(tǒng)的智能化與自動化。在鐵路智能低壓配電系統(tǒng)中智能斷路器基本工作模式是根據(jù)監(jiān)測到的不同類型的故障電流，自動選擇操作機(jī)構(gòu)及滅弧裝置預(yù)先設(shè)定的工作條件。為了能夠達(dá)到電氣和機(jī)械性能上的最佳分閘效果，智能斷路器會在電流較小時低速分閘，電流較大時高速度分閘。智能斷路器在鐵路智能低壓配電系統(tǒng)的工作過程是：當(dāng)鐵路配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，繼電保護(hù)裝置發(fā)出分閘信號或工作人員發(fā)出操作信號后，智能斷路器首先會啟動智能識別模塊，以此來判斷當(dāng)前智能斷路器所處的運行條件，進(jìn)而發(fā)出不同的控制信息調(diào)整操動機(jī)構(gòu)的參數(shù)，以獲得與當(dāng)前系統(tǒng)工作狀態(tài)相適應(yīng)的運動特性，然后讓斷路器動作，及時切除鐵路配電系統(tǒng)出現(xiàn)的故障。

（二）現(xiàn)場總線技術(shù)在鐵路智能低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用

現(xiàn)場總線也稱現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)是近年來迅速發(fā)展起來的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線?，F(xiàn)場總線技術(shù)在鐵路智能低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用，加大了低壓配電系統(tǒng)中各中電氣設(shè)備與計算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享，保障了計算系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實時更新，以便能夠更好的對鐵路智能低壓配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測、保護(hù)和控制?，F(xiàn)場總線同時也解決了鐵路智能低壓配電系統(tǒng)設(shè)備之間的開關(guān)信號、接點信號和模擬信號信息傳遞問題?，F(xiàn)場總線通過通訊的數(shù)字化，使時間分割、多重化、多點化成為可能，從而實現(xiàn)鐵路智能低壓配電系統(tǒng)高性能化、高可靠化、保養(yǎng)簡便化。由于現(xiàn)場總線簡單、可靠、經(jīng)濟(jì)實用等一系列突出的優(yōu)點，因此應(yīng)加大現(xiàn)場總線技術(shù)在鐵路智能低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用。

（三）降壓變電所低壓部分的智能系統(tǒng)應(yīng)用

1.模式一。

該模式可以實現(xiàn)對進(jìn)線斷路器、母聯(lián)斷路器、三級負(fù)荷總開關(guān)的控制，進(jìn)行遙測、遙控、遙信操作，還能夠監(jiān)測控制變電所備用電源的自投自復(fù)。在該模式中運用了斷路器、智能數(shù)字化儀表、PLC，在一些鐵路線路降壓變電所低壓部分得到廣泛應(yīng)用。

2.模式二。

該模式在模式一的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行遙測、遙信所有饋出回路。該智能低壓配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，是由太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、智能開關(guān)、PLC控制器、智能化數(shù)字儀表等部門組成，通過PLC來實現(xiàn)對變電所的智能監(jiān)控。

（四）環(huán)控電控低壓部分的智能系統(tǒng)應(yīng)用

1.模式一。

該模式可以綜合保護(hù)電動機(jī)回路，起到測量、監(jiān)控的作用，以確保該回路配有的軟起動和變頻器能夠安全穩(wěn)定運行，同時在其他饋出回路電機(jī)保護(hù)和控制上，該模式運用了斷路器、交流接觸器和熱繼電器三者相互結(jié)合的方式，通過BAS系統(tǒng)來實現(xiàn)的。

2.模式二。

模式二是在模式一的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)了對所有饋出回路的控制，比如綜合保護(hù)、測量、監(jiān)控等，但是這種智能低壓配電系統(tǒng)不同于BAS系統(tǒng)，該模式主要是將BAS系統(tǒng)與PLC相互結(jié)合，這樣就可以擁有獨立的通信控制器，對所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，進(jìn)而保證數(shù)據(jù)的可靠性，該模式在一些鐵路線路環(huán)控電控低壓部分得到了廣泛的應(yīng)用。

四、結(jié)語

總之，隨著科技的不斷進(jìn)步，智能化低壓配電系統(tǒng)在鐵路供電中得到了廣泛的應(yīng)用，主要是由于智能化低壓配電系統(tǒng)具有高可靠性，其經(jīng)濟(jì)效益明顯，可以有效的提高電力系統(tǒng)的運行安全，可以實現(xiàn)對供電低壓測的有效監(jiān)測與管理，在很大的程度上提高了鐵路供電的可靠性，為鐵路的正常運行提供了必要的保障，為人們的出行帶來了便利。

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