鐵路電力線路自動化技術(shù)的應用研究探析

吳改燕

摘 要：鐵路電力線路系統(tǒng)建設過程中，采用計算機科技、網(wǎng)絡通信以及現(xiàn)代微電子技術(shù)手段對鐵路電力線路進行管控以及監(jiān)測，以此來有效提高鐵路電力線路運行管理以及調(diào)度和運維管理水平，從而推進鐵路系統(tǒng)電力線路運行安全穩(wěn)定性。該文先對鐵路電力線路工程自動化建設過程中的先進技術(shù)應用進行分析，并在此基礎(chǔ)上以某工程項目為例就自動化技術(shù)的應用實踐，談一下個人的觀點與認識，以供參考。

關(guān)鍵詞：鐵路系統(tǒng) 自動化技術(shù) 電力線路 應用實踐

中圖分類號：F407 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）01（a）-00-02

1 當前鐵路電力系統(tǒng)中的自動化技術(shù)手段

1.1 饋線技術(shù)

饋線自動化是現(xiàn)階段鐵路電力工程中常用的自動化技術(shù)手段，基于技術(shù)特點分析，饋線模式可分為幾種類型，即集中式、分布式以及綜合式等幾種控制模式。

第一，集中控制模式。該饋線模式下，主站以及通信系統(tǒng)和相關(guān)終端設施均已建成，而且可以保持安全穩(wěn)定的運行狀態(tài)。其中，主站利用通信系統(tǒng)收集終端設施信息，并且經(jīng)網(wǎng)絡拓撲進行綜合分析，精確定位故障位置。故障定位以后下達指令，采用遠程遙控等方法利用開關(guān)隔離故障區(qū)域，從而確保無故障區(qū)能夠正常通電。

第二，綜合控制模式。該種饋線模式下，其基本原理與集中控制模式一致，雖然對故障問題能夠有效地進行處理，但是實踐中其效率相對較低，而且適用性差。

第三，分布控制模式。實踐中可以看到，該種饋線模式下短時間內(nèi)可以快速區(qū)分故障與非故障范圍，將主站與終端任務相互分離開來，以此來有效提高故障問題的處理水平。

1.2 測控終端技術(shù)

在當前鐵路工程施工過程中，尤其是電力線路測控終端優(yōu)勢特別明顯，可對主站以及子站運行壓力進行科學合理的分配，并且對系統(tǒng)中的各種故障問題自動化檢測。故障問題檢測到以后，可以實現(xiàn)故障自動化隔離處理。實踐中可以看到，測控終端一般不受氣候環(huán)境的影響，即便是在雨雪雷電氣候條件下，也可以安全穩(wěn)定地運行，為鐵路可靠性供電提供有力的支撐。

1.3 通信技術(shù)

在現(xiàn)階段鐵路電力線路工程施工建設過程中，通信是其中不可或缺的一部分，其應用最為廣泛的技術(shù)是光纖通信，其主要是以光波為信息載波，將光導纖維作為傳輸信號的主要渠道。電力通信中常用的是OTN（光傳送網(wǎng)），是主要基于波分復用技術(shù)并在光層組織網(wǎng)絡的一種新型的傳送網(wǎng)，同時也是下一代骨干傳送網(wǎng)。OTN集SDH優(yōu)勢以及DWDM帶寬可擴展性于一體，兼顧傳送以及交換等功能，是承載寬帶IP業(yè)務的理想平臺。OTN技術(shù)保留了SDH的很多應用優(yōu)勢，比如多業(yè)務適配以及分級疏導和故障定位與保護倒換等。OTN將光域劃分成Och、OMS、OTS這3個子層，允許在波長層面管理網(wǎng)絡并支持光層提供的OAM功能。為了管理跨多層的光網(wǎng)絡，OTN提供了帶內(nèi)和帶外兩層控制管理開銷。作為一種全新的電域以及光域電力系統(tǒng)傳送網(wǎng)，該技術(shù)的應用可以有效兼容其他組網(wǎng)方式，對電力通信網(wǎng)可實現(xiàn)統(tǒng)一管理。OTN作為新一代光傳輸技術(shù)，在滿足網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進一步提高電力通信網(wǎng)絡的穩(wěn)定性。

2 鐵路電力線路系統(tǒng)中的自動化技術(shù)應用實踐

某鐵路客運系統(tǒng)沿線共設有13個車站，線路總里程為505km。該鐵路電力線路主要由低壓配電網(wǎng)絡、變電所和10kV電力貫通線路構(gòu)成，負責鐵路沿線運輸過程中的照明、信號以及通信等供電，除具備普通電力系統(tǒng)的供電線路功能外，還包含了故障多發(fā)、供電臂長以及負荷等特性。在該鐵路電力線路系統(tǒng)中采用了自動化技術(shù)手段，其應用效果非常的顯著。比如，可有效控制大面積停電問題及其發(fā)生概率，有利于提高電力運行和管理水平，杜絕或者減少電力事故的發(fā)生，保證鐵路電力系統(tǒng)能夠安全供電。

2.1 鐵路電力線路自動化系統(tǒng)

該鐵路電力線路系統(tǒng)建設過程中，采用了先進的自動化技術(shù)手段，基于計算機網(wǎng)絡信息技術(shù)以及自動監(jiān)測和監(jiān)控技術(shù)等，緊密連接電力系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了對貫通電路在內(nèi)的所有系統(tǒng)自動化監(jiān)控。通過應用自動化技術(shù)手段，實現(xiàn)了對電力網(wǎng)絡系統(tǒng)進行動態(tài)化顯示以及遠程控制。同時，還可以準確甄別和有效處理實踐中存在的故障問題，快速恢復供電，減少不必要的資源損失。就該系統(tǒng)而言，從應用實踐來看均有一級和綜合貫通配電設備安裝在沿線各遠動被控端。對于低壓設備而言，其所監(jiān)控的內(nèi)容主要包括低壓開關(guān)設備的狀態(tài)、低壓相序報警和開關(guān)故障遙信以及電源低壓開關(guān)遠程管控等。在當前鐵路電力線路系統(tǒng)中，遠動系統(tǒng)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在可同時將高壓電流以及電壓互感器配備在高壓設備上，能夠有效地對高壓供電質(zhì)量進行實時監(jiān)測，判斷線路故障問題并及時切除。

2.2 線路故障數(shù)據(jù)信息分析與判斷

（1）數(shù)據(jù)分析。從本鐵路電力線路相鄰供電方式來看，實際上是接力供電模式。通常情況下，配電所采用的是速斷、失壓以及過流等幾種保護形式，同時還有自動投入設備與一次自動重合閘設施。其中，速斷保護、過流保護兩種動作均可對饋線起到很好的作用，而且失壓保護以及自動投入設備和一次自動重合閘功能是及時恢復供電。如果高壓電力線路出現(xiàn)了故障問題，則各配電所以及開關(guān)站的相關(guān)數(shù)據(jù)信息均會以不相同的故障性質(zhì)為依據(jù)，并且根據(jù)線路保護模塊動作發(fā)生動作變化。

一是線路瞬時故障。對于該種情況，發(fā)生的無論是主送所自動合閘還是被動所自動投入設備動作，均對送電持續(xù)性不會造成嚴重的影響。

二是主所、備所均配備速斷、過流保護設備，而且具有自投和一次重合閘等功能。實踐中若出現(xiàn)永久性故障，主送所首先會做出過流、速斷等保護動作，而且備用所會有一次備自投或者主送所一次自動重合閘等動作。值得一提的是，無論發(fā)生哪種動作，在完成動作以后均會快速跳開。此時，故障點到重合閘端各處開關(guān)，均會感受到兩次過電流，而相反故障點另側(cè)只能感受到一次過電流。

（2）故障判斷。該鐵路系統(tǒng)中的電力線路出現(xiàn)短路故障問題時，該故障點為永久性質(zhì)，不管先進行重合動作亦或是自投動作，沿線各開關(guān)均會有過電流。在該種情況下，如果單一地以電流警報為故障判斷依據(jù)，則對故障區(qū)段難以進行準確的判定。由于首次過流速斷、二次合閘之后加速跳開的間隙有延遲，在綜合分析基礎(chǔ)之上報過電流報警時間，因此可對故障區(qū)段進行判定。在首次過電流方向尾端和遠端相鄰開關(guān)間，即為故障點位置所在。通過以上對故障判斷分析，遠動裝置應當有以下要求：首先，提高上述操作環(huán)節(jié)完成的自動化程度，詳細記錄每個操作步驟，對通信進行嚴格要求。其次，基于嚴格的時間，各被控站均應當有GPS時鐘系統(tǒng)。實踐中，如果主控站能夠滿足故障問題的判斷啟動條件和基本要求，則應當先將信息數(shù)據(jù)信息從存在故障的線路被控站內(nèi)精確而又完整地提取出來。

3 結(jié)語

總而言之，在當前鐵路電力線路工程建設過程中，自動化技術(shù)的有效應用大大提高了電力系統(tǒng)運行管理效率，為電力線路以及鐵路系統(tǒng)的運營安全穩(wěn)定性提供了有力的保障。實踐中，應當加強重視，不斷優(yōu)化和改進自動化技術(shù)應用模式和方法，以此來實現(xiàn)其應用價值。

參考文獻

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