配電自動(dòng)化技術(shù)在鐵路供電系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉陽

摘要：為了確保鐵路運(yùn)行的安全性和可靠性，必須加強(qiáng)鐵路電力系統(tǒng)的建設(shè)，尤其是要確保鐵路配電所的供電質(zhì)量，從而保障鐵路信號(hào)、通信、橋梁等設(shè)施的供電質(zhì)量?；诖?，文章主要闡述了鐵路配電所綜合自動(dòng)化保護(hù)的具體運(yùn)用，并分析其運(yùn)用要點(diǎn)，旨在更好地推動(dòng)鐵路建設(shè)的綜合發(fā)展。

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化;鐵路;綜合自動(dòng)化保護(hù)

引言：鐵路是國(guó)內(nèi)交通系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的方式之一，對(duì)促進(jìn)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用。在鐵路日常的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，以電力系統(tǒng)作為運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力。為此，鐵路供電系統(tǒng)就是鐵路穩(wěn)定、安全運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，而且還會(huì)對(duì)鐵路其它部門的運(yùn)行有很大影響。而科技的發(fā)展也使自動(dòng)化技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用不斷加深，鐵路單位也開始對(duì)配電自動(dòng)化進(jìn)行深入探索，取得初步成效。

1分析配電自動(dòng)化的主要內(nèi)容

具體來講，配電自動(dòng)化系統(tǒng)本身就實(shí)現(xiàn)了多個(gè)功能的齊頭并進(jìn)，不僅可以在互聯(lián)網(wǎng)的支撐下動(dòng)態(tài)收集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時(shí)，也可以檢測(cè)數(shù)據(jù)是否存在問題，一旦識(shí)別出潛在的隱患，也會(huì)立即發(fā)出警報(bào)信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)的后臺(tái)運(yùn)維主體能夠根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)類型采取必要的措施和應(yīng)急處理方案，遏制事故的波及范圍，甚至是扼殺風(fēng)險(xiǎn)和隱患。另外，自動(dòng)化配電系統(tǒng)本身的保護(hù)作用也十分強(qiáng)大，可以讓電能的傳輸變得更加順暢，降低電力設(shè)備和電路承擔(dān)的負(fù)荷與壓力，讓資源的分配更加均衡，突顯出企業(yè)的精細(xì)化管理理念[1]。

2鐵路配電所綜合自動(dòng)化保護(hù)的具體運(yùn)用

2.1保護(hù)測(cè)控裝置

保護(hù)測(cè)控裝置具備控制、通信、測(cè)量、監(jiān)視及保護(hù)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)諸多自動(dòng)化功能，且該裝置中的硬件平臺(tái)性能較強(qiáng)，因?yàn)槠渲饕獦?gòu)成部分是數(shù)字信號(hào)處理器、32位微處理器，故而在具體應(yīng)用中具備極強(qiáng)的處理能力與較高的抗干擾能力、抗靜電能力。保護(hù)測(cè)控裝置一般安裝在組屏或開關(guān)柜上，該裝置的軟件平臺(tái)一般運(yùn)用C語言進(jìn)行編程，擁有較高的穩(wěn)定性，且后續(xù)能夠較為簡(jiǎn)便的進(jìn)行升級(jí)維護(hù)。借助模塊化的程序設(shè)備，能夠進(jìn)一步完善保護(hù)測(cè)控裝置的保護(hù)功能?，F(xiàn)階段使用較多的保護(hù)測(cè)控裝置都具備較為完善的功能，如過負(fù)荷保護(hù)、低電壓保護(hù)等。在鐵路配電所中應(yīng)用保護(hù)測(cè)控裝置，可獲得較為完善的保護(hù)功能，該裝置能夠有效監(jiān)測(cè)配電所運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障的線路，且加以自動(dòng)投入與關(guān)閉閘門，即一旦線路出現(xiàn)故障，將自動(dòng)跳閘，讓線路失去電壓，從而降低由故障造成的損失。另外，保護(hù)測(cè)控裝置可以在非常短的時(shí)間內(nèi)定位與檢測(cè)出現(xiàn)故障的線路，使非故障區(qū)域可以及時(shí)恢復(fù)供電。

2.2注入信號(hào)法

當(dāng)鐵路供電系統(tǒng)出現(xiàn)頻率信號(hào)變化時(shí)，可采取注入信號(hào)法來處理，注入信號(hào)法可準(zhǔn)確進(jìn)行故障定位，通過對(duì)相對(duì)較穩(wěn)定信號(hào)的檢查，來確定出現(xiàn)故障的方位，如諧振接地故障可通過這種方法檢查。當(dāng)配電系統(tǒng)傳輸相關(guān)信號(hào)時(shí)，安設(shè)相應(yīng)的信號(hào)檢測(cè)裝置，快速、及時(shí)的準(zhǔn)確定位故障發(fā)生地，該方式大大簡(jiǎn)化了技術(shù)人員的工作，通過專業(yè)的設(shè)備有效實(shí)現(xiàn)了故障的準(zhǔn)確定位。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，可通過在系統(tǒng)中增加零序信號(hào)電源，借助對(duì)該信號(hào)來探查、判斷發(fā)生故障的線路和方位，探查完成后，將系統(tǒng)中的零序診斷信號(hào)撤出，信號(hào)電流相對(duì)故障電流可忽略不計(jì)，故障線路中任然存在滿足電流。相對(duì)于負(fù)荷電流，注入信號(hào)的電流也較低，工頻及其各次諧波組成了單相接地的故障電流和符合電流。因此，一定要選取合適的方式來探測(cè)注入信號(hào)，同時(shí)要求探測(cè)器具有較高的注入信號(hào)頻率靈敏度[2]。

2.3配電自動(dòng)化的分布控制

配電自動(dòng)化技術(shù)在鐵路供電系統(tǒng)中的應(yīng)用，將鐵路供電系統(tǒng)中的牽引變電所保護(hù)與控制設(shè)備的電力系統(tǒng)由傳統(tǒng)的集成電路保護(hù)和電磁保護(hù)轉(zhuǎn)變成電腦自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)通訊、測(cè)量、監(jiān)控與保護(hù)的一體化發(fā)展。配電自動(dòng)化的分布控制指的是FTU（配電自動(dòng)化終端）具有自動(dòng)診斷、定位、隔離故障的能力，它能通過系統(tǒng)之間的相互配合，在不需要主站參與的前提下，完成整個(gè)鐵路供電系統(tǒng)的重組。配電自動(dòng)化的分布控制主要包括電流計(jì)數(shù)型和電壓時(shí)間型2種。由于控制原理的限制，配電自動(dòng)化的分布控制方式存在2種缺陷：其一，當(dāng)采用該種方式時(shí)，需要改變變電站的重合閘動(dòng)作方式和出線保護(hù)定值;其二，如果分段較多，則系統(tǒng)之間的配合相對(duì)困難，動(dòng)作保護(hù)缺乏選擇性。因此，該種配電自動(dòng)化的控制方式只適合于接線相對(duì)簡(jiǎn)單的鐵路供電系統(tǒng)，而對(duì)供電可靠性要求較高的鐵路供電系統(tǒng)不適用。

2.4零序電流法

這一方法是對(duì)電流進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而對(duì)故障位置進(jìn)行確定，供電系統(tǒng)內(nèi)使用零序電流法，可以使相關(guān)人員能夠迅速、準(zhǔn)確的獲得電流相關(guān)數(shù)據(jù)，然后借助這些數(shù)據(jù)，對(duì)工作人員進(jìn)行輔助，進(jìn)而對(duì)問題和故障出現(xiàn)的訪問進(jìn)行判斷。這種方法的速度非?？?，操作也比較簡(jiǎn)單，使判斷故障的效率得到有效提升。在配電線路出現(xiàn)故障或問題時(shí)，這一方法能夠快速確定故障位置，進(jìn)而使相關(guān)人員能夠根據(jù)故障情況，提出解決的措施，降低故障的影響。

2.5低壓減載與失壓保護(hù)

（1）低壓減載。一般而言，只有在線路處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，方可投入低壓減載。當(dāng)斷路器處于合位，電壓測(cè)量結(jié)果小于整定電壓，低壓減載動(dòng)作時(shí)，能夠同時(shí)判定線路測(cè)電壓。當(dāng)斷路器位置是分位或是三相電壓中含有的一相電壓值超過標(biāo)準(zhǔn)定值時(shí)，即滿足復(fù)歸條件。（2）失壓保護(hù)。在配電所運(yùn)行過程，一旦母線失壓，應(yīng)及時(shí)斷開運(yùn)行線路，采用失壓保護(hù)方式，即合理設(shè)定電流閉鎖值。這一過程中，設(shè)定值必須大于三相電流，且開關(guān)位于合閘處，當(dāng)整定電壓大于三相電壓或是意象電壓時(shí)，選用失壓保護(hù)動(dòng)作，并采用同時(shí)判定線路側(cè)電壓。當(dāng)斷路器位置是分位或是三相電壓值超過標(biāo)準(zhǔn)定值，即滿足復(fù)歸條件[3]。

3配電自動(dòng)化技術(shù)在鐵路供電系統(tǒng)中應(yīng)用的解決措施

3.1暫態(tài)功率方向法

鐵路供電系統(tǒng)中配電自動(dòng)化終端通過利用暫態(tài)零模電壓計(jì)算故障的方向，然后對(duì)故障方向進(jìn)行比較和分析，選擇故障區(qū)段，進(jìn)行準(zhǔn)確的定位。暫態(tài)功率方向法不需要在中性點(diǎn)投入電阻，也不需要向系統(tǒng)注入信號(hào)，并且不受中性點(diǎn)運(yùn)行方式以及間歇性電弧的影響。

3.2做好配網(wǎng)規(guī)劃和準(zhǔn)備工作

鐵路企業(yè)不僅要選擇適合自己的通信方式，還需要保證規(guī)劃的合理性與可行性，盡量避免電力系統(tǒng)在建成后出現(xiàn)更大的問題，避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失。值得注意的是，任何電力系統(tǒng)的構(gòu)建都會(huì)伴隨著各種各樣的缺陷和風(fēng)險(xiǎn)，所以鐵路企業(yè)在構(gòu)建的時(shí)候，也應(yīng)當(dāng)盡可能對(duì)其進(jìn)行規(guī)避，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況做好準(zhǔn)備，在工程施工時(shí)也要層層把控做好工序的交接工作和檢查工作。工作人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐挠秒娦枨笳归_全方位的實(shí)地調(diào)研，設(shè)計(jì)出可行的用電方案，要確保全市區(qū)內(nèi)的自動(dòng)化覆蓋率。在必要的情況下，鐵路企業(yè)也可以利用無線加密模塊、GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)通信自動(dòng)化。除此之外，企業(yè)應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步提升自身的信息技術(shù)水平，保證物資供應(yīng)充足[4]。

4結(jié)束語

鐵路運(yùn)輸對(duì)人們的生產(chǎn)和生活起著關(guān)鍵作用，不僅有效推動(dòng)城市與城市之間的經(jīng)濟(jì)與文化等的交流，還能夠?yàn)槿藗兊某鲂刑峁└涌旖莺褪孢m的服務(wù)?；诖?，相關(guān)部門應(yīng)注重對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)行充分利用，進(jìn)一步完善和改進(jìn)配電所綜合自動(dòng)化保護(hù)，以此來降低電力系統(tǒng)的故障出現(xiàn)率，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，確保電力供應(yīng)的安全性與穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1]李洪凱.配電自動(dòng)化技術(shù)在鐵路供電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2019（21）：36～37.

[2]李德永.鐵路編組站綜合集成自動(dòng)化系統(tǒng)[J].鐵道運(yùn)營(yíng)技術(shù)，2019（01）：1～3.

[3]楊立.配電自動(dòng)化工程應(yīng)用于鐵路供電系統(tǒng)的分析[J].黑龍江科技信息，2008（8）

[4]李曉琳.鐵路供電系統(tǒng)工程中配電自動(dòng)化的應(yīng)用[J].科技資訊，2019（1）