電氣自動化技術在鐵路工程中的應用及分析

薛強

中國鐵路呼和浩特局集團有限公司建設部，中國·內蒙古 呼和浩特 010030

1 引言

自動化技術作為一種新型綜合性的工程科學技術，在當前中國現(xiàn)代鐵路軌道建設工程施工領域中的應用越來越廣泛，取代了以往各種傳統(tǒng)的鐵路施工管理技術，大幅提升了中國鐵路軌道建設工程施工的工作效率，促進了當前現(xiàn)代鐵路軌道交通施工領域的進一步健康發(fā)展。目前，自動化技術已經(jīng)發(fā)展成了中國鐵路運營管理的重要組成部分，不僅可以大大提升鐵路電氣供電控制系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和安全性。

2 電氣自動化技術和鐵路電氣工程概述

2.1 電氣自動化技術

自動化工程技術是一種新興的工程科學應用技術，是多種工程科學應用技術相互融合發(fā)展的必然產(chǎn)物。因此，自動化工程技術必須是一種具有綜合性的工程科學應用技術。自動化信息技術主要包括通用電子技術、網(wǎng)絡自動信息處理技術、自動控制信息技術以及現(xiàn)代計算機信息技術等，在當今的信息時代，自動化信息技術的研究應用涉及范圍極其的廣泛。隨著信息時代的不斷發(fā)展，自動化技術的創(chuàng)新速度也在不斷加快，應用經(jīng)濟效果也越來越好。

2.2 鐵路電氣工程

隨著信息時代的不斷發(fā)展，電氣工程信息技術也逐漸走向成熟，這為促進中國鐵路科學與信息技術應用領域的不斷發(fā)展與進步提供了有力的幫助。目前，電氣工程在中國鐵路建設發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的主導作用。鐵路電氣工程系統(tǒng)是一項極為復雜的系統(tǒng)工程，包括鐵路牽引供電系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、照明控制系統(tǒng)、防災防護系統(tǒng)以及安全管理控制系統(tǒng)等多個重要工程組成環(huán)節(jié)。因此，鐵路建設電氣工程的安全質量管理控制工作尤為重要[1]。

3 鐵路工程對電氣自動化應用的要求分析

在推進現(xiàn)代中國高速鐵路工程建設的發(fā)展過程中，電氣化和自動化工程技術發(fā)展是一項十分重要的內容。電氣工程和鐵路自動化技術為中國現(xiàn)代鐵路建設提供強有力的技術支撐，能夠有效保障中國高速鐵路電氣供電系統(tǒng)正常運行的安全穩(wěn)定。

3.1 高速鐵路供電的特點分析

高速鐵路交流供電控制系統(tǒng)中交流電壓變化水平低，對變電和配電要求的結構相對單一。該類鐵路供電負荷主要屬于鐵路終端供電負荷。因此，其鐵路供電控制系統(tǒng)大多采用10kV 鐵路配電所和35kV 鐵路變配電所，110kV 鐵路變配電所的負荷量很小。采用這種系統(tǒng)結構的另一個重要原因是110kV 交流供電控制系統(tǒng)項目建設所需的人力資源投入過多，規(guī)模過大。鐵路電力供電系統(tǒng)與變、配電所線路基礎設計構成基本一致的原因，主要在于不同鐵路供電系統(tǒng)變在功能設計要求以及實際應用區(qū)域范圍內的差異性不大，不可能對系統(tǒng)功能要求配置和配電線路基礎設計要求做出過多的具體調整。

3.2 鐵路工程對電氣工程及其自動化技術應用的要求

高速鐵路供電自動化管理必須充分保障系統(tǒng)安全性和高效性?，F(xiàn)代中國高速鐵路的列車供電運行自動化監(jiān)控系統(tǒng)的應用規(guī)模十分龐大，且工作內容復雜，達到了列車調離自動調度、安全運行監(jiān)控、在線運行監(jiān)測、變電所運行自動化管理協(xié)調等諸多各個方面。在系統(tǒng)正常運行的整個過程中，需要它的車、機、工、電、輛等各個方面相互溝通協(xié)調、分工合作，如此一來才能真正保障高效率運行。但就目前情況來看，中國國內高速鐵路調度自動化運行系統(tǒng)由于存在調度運行模式設計方面的不足，在提高運行系統(tǒng)可靠性和運行穩(wěn)定性能等方面仍然存在巨大的技術提升空間。對此，應進一步加強對高速鐵路運行自動化管理系統(tǒng)的設計研究，對其整體運行管理模式設計進行系統(tǒng)優(yōu)化調整，如此一來才能更好地滿足新時期鐵路業(yè)務正常開展的實際需求，切實有效保障中國高速鐵路正常運行的安全穩(wěn)定，為中國社會主義經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎[2]。

4 鐵路工程中電氣自動化技術的應用研究

4.1 分布控制技術

分布式控制技術是泛指每臺配電系統(tǒng)自動化控制終端必須具備配電故障自動檢測診斷和故障隔離控制能力，通過彼此相互配合即可實現(xiàn)配電網(wǎng)絡自動重構，系統(tǒng)中的主站并不需要直接參與接入到上述控制過程中。在實際技術應用中，分布式控制電流技術主要分為有兩種技術類型，分別稱為直流電壓重合時間型和穩(wěn)壓電流重合計數(shù)型，但均可歸屬于采用配電電路自動化控制終端和電流開關電路組合器所形成的電流分段器，主要的是具備電流重合控制功能。結合實際技術應用以及實踐情況來看，分布供電控制技術仍然存在一些不足之處，具體情況體現(xiàn)在三個主要方面。

首先，故障分析處理和鐵路供電系統(tǒng)恢復所占工作時間相對較長，會直接影響中國鐵路內部供電服務系統(tǒng)正常運行，降低中國鐵路供電服務質量。

其次，想要真正實現(xiàn)分閘控制，必須一定要及時改變一個變電站可能出現(xiàn)分閘保護的設定值以及防止重合或分閘的各種動作控制方式。

最后，由于故障分段過多，在長期進行故障分析監(jiān)測的工作過程中，各分段之間難以及時形成有效相互配合，且監(jiān)測動作往往缺少正確選擇性。

4.2 光纖通信技術和測控終端技術

通信控制技術是一種非常重要的鐵路自動化通信技術，也是現(xiàn)代鐵路以及電氣工程的重要組成部分。在當今的信息時代，光纖無線通信技術的應用越來越廣泛，其實際應用效果也越來越穩(wěn)定。光纖無線通信傳輸技術在網(wǎng)絡應用的發(fā)展過程中，將無線光導纖維作為無線傳輸網(wǎng)絡信號的主要通道，將無線光波纖維作為網(wǎng)絡信息的傳輸載體，有效提升了網(wǎng)絡信息無線傳遞的高速實時性。目前，測控系統(tǒng)終端集成技術在高速鐵路以及電氣工程當中的技術應用也是十分的廣泛的。通過自動測控系統(tǒng)終端管理技術的廣泛應用，第一，能夠有效地徹底緩解整個系統(tǒng)本機主站和系統(tǒng)子機主站的日常運行管理壓力；第二，能夠有效使系統(tǒng)主站具備自動檢測系統(tǒng)故障的處理能力，當一個系統(tǒng)故障檢測值達到一個故障發(fā)生區(qū)域之后，可以自動將其子站進行故障隔離。測控系統(tǒng)終端通信技術在實際應用的運行過程中，不會直接受到任何外界工作環(huán)境的影響，因此，可以大大提升中國鐵路電氣供電測控系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性[3]。

5 結語

在中國鐵路運輸電氣工程技術運用中，應對電氣自動化安全技術不斷進行合理推廣應用，借此機會來不斷提高電氣工程的安全整體管理技術水平，對促進鐵路電氣運營中的安全性和運行穩(wěn)定性的不斷提升提供技術保障。