配電自動(dòng)化在鐵路供電系統(tǒng)中的實(shí)踐

王鑫鴻

摘 ? 要：配電自動(dòng)化技術(shù)是綜合性的技術(shù)措施，科學(xué)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行管理提出了更高的要求。配電自動(dòng)化在電氣化鐵路建設(shè)之中也起著越來(lái)越重要的作用，配電自動(dòng)化技術(shù)的不斷完善，是實(shí)現(xiàn)鐵路供電系統(tǒng)信息化以及智能化管理的保障。近年來(lái)，鐵路配電網(wǎng)自動(dòng)化程度有了較大的提高，配電網(wǎng)自動(dòng)化已成為必然趨勢(shì)，人們對(duì)配電網(wǎng)的重要性有了全新的認(rèn)識(shí)，加快配電網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展和應(yīng)用刻不容緩，這對(duì)確保鐵路配電網(wǎng)的安全可靠供電有著至關(guān)重要的作用。

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化;鐵路供電系統(tǒng);應(yīng)用實(shí)踐

1 ?引言

作為鐵路運(yùn)行所需要的動(dòng)力保障，供電系統(tǒng)需要每日為鐵路提供穩(wěn)定以及充足的電能，一旦供電系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，便會(huì)導(dǎo)致鐵路交通出現(xiàn)癱瘓，使人們的交通出行受到嚴(yán)重的影響，甚至有時(shí)還會(huì)使乘客的生命安全受到威脅。這時(shí)鐵路供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化就顯得格外重要，例如我參建的廣西省既有南昆鐵路在增建二線的同時(shí)對(duì)既有線進(jìn)行配電自動(dòng)化改造以滿足鐵路上日益增長(zhǎng)的生產(chǎn)、生活用電需求，提高鐵路用電質(zhì)量以及供電可靠性。

2 ?既有南昆鐵路供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征

（1）電壓等級(jí)低，結(jié)構(gòu)單一。既有南昆鐵路的電力系統(tǒng)原階段是根據(jù)當(dāng)?shù)毓╇娤到y(tǒng)的電源情況以及鐵路運(yùn)營(yíng)的就地負(fù)荷進(jìn)行梯接電源，配電所絕大多數(shù)都屬于35kV型變電所或10kV型變電所，其中有個(gè)別110kV型變電所存在。因此鐵路電源的供電可靠性受地方供電限制。

（2）接線結(jié)構(gòu)單一，形式簡(jiǎn)單。既有南昆鐵路供電系統(tǒng)在進(jìn)行實(shí)際接線時(shí)，電源從分布在鐵路沿線的各個(gè)配電所接取，彼此沒(méi)有連接，無(wú)法互為主備用，從而形成可靠的供電模式，以便保障鐵路各項(xiàng)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn);且從各個(gè)配電所接取電源時(shí)，電源電纜不可避免的需要經(jīng)過(guò)地方用地，加大了用電風(fēng)險(xiǎn)和后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)的工作量。

（3）系統(tǒng)供電的可靠性不高。由于既有南昆鐵路供電系統(tǒng)所需要的電壓級(jí)別比較低，其要求的接線方式也十分簡(jiǎn)單，但是需要注意的是，其對(duì)于供電系統(tǒng)的可靠性以及穩(wěn)定性卻有著十分高的要求。從理論上分析，鐵路最主要負(fù)荷其整體的供電過(guò)程之中，要求供電的中斷時(shí)間控制在150秒之內(nèi)，而一旦超出，便會(huì)導(dǎo)致供電區(qū)的自動(dòng)閉塞信號(hào)燈轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，對(duì)于鐵路的正常行車會(huì)有嚴(yán)重的影響。供電系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，運(yùn)營(yíng)管理人員需到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行故障排查，個(gè)別情況下發(fā)生故障的原因比較復(fù)雜或隱蔽，因此即使加上UPS備用電源的時(shí)間，既有的供電方式也無(wú)法滿足要求，系統(tǒng)供電的可靠性不高。

3 ?鐵路供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)

既有南昆鐵路在配電自動(dòng)化完成改造后，有一次那寧站至田陽(yáng)站區(qū)間的普鐵那田自閉21#直放站箱變高壓電纜頭發(fā)生故障，通過(guò)箱變RTU直接在主站后臺(tái)系統(tǒng)上顯示故障類別和故障位置，值班人員通知現(xiàn)場(chǎng)就近設(shè)備管理人員準(zhǔn)備好相應(yīng)的材料和工具，直接趕往故障點(diǎn)，大大節(jié)約了故障排查時(shí)間。待設(shè)備管理人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，發(fā)現(xiàn)因故障造成設(shè)備燃燒，管理人員立即用滅火器滅火，避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大造成更多的損失。通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)的對(duì)比和運(yùn)營(yíng)管理單位的反饋意見(jiàn)，可以發(fā)現(xiàn)鐵路供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化后具備以下優(yōu)點(diǎn)。

（1）提高用電質(zhì)量。供電質(zhì)量的保持與提高是供電網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)，在自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用下，配電系統(tǒng)的管理與服務(wù)水平獲得了較大的提高，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)供電系統(tǒng)可以直接監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的基本情況，針對(duì)故障可以直接發(fā)現(xiàn)，也可對(duì)異常情況進(jìn)行記錄與警示，以此降低了故障出現(xiàn)和擴(kuò)大的概率，自動(dòng)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，最大限度的提高了供電質(zhì)量。

（2）保證供電可靠性。供配電系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化后，系統(tǒng)中的一些控制參數(shù)與控制指令將轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)化控制，減少了人為控制的誤差，因?yàn)橄到y(tǒng)會(huì)按照固定的指令對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，保持了系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性，從而使得系統(tǒng)更加可靠。如果配電系統(tǒng)中出現(xiàn)故障，配電自動(dòng)化技術(shù)會(huì)在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行處理，對(duì)故障位置加以保護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供電。

4 ?鐵路供電系統(tǒng)中配電自動(dòng)化的常見(jiàn)方式

雖然，當(dāng)前在我國(guó)鐵路建設(shè)以及發(fā)展的過(guò)程之中，配電自動(dòng)化系統(tǒng)有著較多的優(yōu)勢(shì)，但是還存在一定的問(wèn)題。首先，其設(shè)備的影像并不完善，在目前自動(dòng)化系統(tǒng)之中，并沒(méi)有投入影像，因此便無(wú)法使工作人員對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行直接性的監(jiān)測(cè)觀察。第二，目前配電自動(dòng)化系統(tǒng)的總圖存在不夠完善的情況，除系統(tǒng)的總圖描述處理不生動(dòng)之外，還存在所描述的內(nèi)容并不豐富，無(wú)法使工作人員對(duì)于當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況直接進(jìn)行了解。最后，需要和自動(dòng)化管理系統(tǒng)相連接，其不能形成獨(dú)立的供電工作，否則會(huì)使供電系統(tǒng)出現(xiàn)紊亂，造成不必要的損失以及麻煩。而當(dāng)前為了減少這些麻煩，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，在我國(guó)鐵路供電系統(tǒng)中配電自動(dòng)化的常見(jiàn)方式為。

（1）分布控制法。因?yàn)樵趯?shí)施的過(guò)程中，尤其是配電方面，能夠?qū)τ谧詣?dòng)化終端進(jìn)行故障的判斷以及隔離故障點(diǎn)，而通過(guò)這兩方面的相互配合，可以經(jīng)過(guò)主站對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新架構(gòu)。而使用分布控制法，主要型式是電壓時(shí)間型以及電流計(jì)數(shù)型，其配電自動(dòng)化終端和其他的開(kāi)關(guān)進(jìn)行合并，之后得到相應(yīng)的分段器，某些分段器還具有重合閘的功能，所以在目前我國(guó)鐵路供電系統(tǒng)實(shí)踐操作中，首選的便是分布控制法。

（2）集中控制法。在目前使用的集中控制法中，可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化終端，將故障的信息和地點(diǎn)傳送到主站，并且通過(guò)主站所設(shè)置的應(yīng)用模塊，對(duì)故障完成計(jì)算以及分析，使工作人員可以根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計(jì)出故障修復(fù)的方案，最后再將設(shè)計(jì)的方案?jìng)魉偷脚潆娮詣?dòng)化系統(tǒng)中，從而完成集中控制。這種方式在使用的過(guò)程之中，要求系統(tǒng)在控制的方式方法上，需要有一定的可靠性以及效率。供電系統(tǒng)作為較為強(qiáng)大的主站，可以對(duì)問(wèn)題進(jìn)行集中控制，能夠快速建立問(wèn)題庫(kù)，以及實(shí)施相應(yīng)的功能。

5 ?鐵路供電系統(tǒng)中配電自動(dòng)化的應(yīng)用

（1）注入信號(hào)法。在我國(guó)鐵路供電系統(tǒng)之中，出現(xiàn)頻率信號(hào)變化的時(shí)候，可以選擇使用注入信號(hào)法進(jìn)行處理。所謂的注入信號(hào)法，能夠?qū)τ谙鄬?duì)穩(wěn)定的信號(hào)進(jìn)行檢查，從而對(duì)出現(xiàn)故障的方位得以確定。而在配電系統(tǒng)傳輸相關(guān)的信號(hào)時(shí)，可以安裝相應(yīng)的信號(hào)檢測(cè)裝置，從而更加快速以及準(zhǔn)確的對(duì)故障發(fā)生進(jìn)行確定，使技術(shù)人員的工作得到簡(jiǎn)化。在出現(xiàn)接地故障的時(shí)候，可以在系統(tǒng)之中增加零序信號(hào)電源，利用該信號(hào)，對(duì)于出現(xiàn)故障的線路以及方位進(jìn)行判斷。需要注意的是，在探測(cè)注入信號(hào)時(shí)，要選擇合適的方式，從而保障鐵路供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（2）零序電流法。所謂的零序電流法，其實(shí)就是通過(guò)利用電流的檢測(cè)，來(lái)對(duì)出現(xiàn)故障的方位進(jìn)行定位。在鐵路供電系統(tǒng)之中引入零序電流法，可以使工作人員更加快速獲得相應(yīng)的電流數(shù)據(jù)，而通過(guò)該數(shù)據(jù)可以使工作人員對(duì)于故障問(wèn)題得到更好的判斷。因此現(xiàn)階段配電線路出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，工作人員可以通過(guò)零序電流法提供的數(shù)據(jù)得到相應(yīng)的解決措施。

6 ?結(jié)束語(yǔ)

在目前，我國(guó)鐵路施工已經(jīng)處于比較普及的狀態(tài)，因此要加強(qiáng)對(duì)鐵路的重視度。而在鐵路施工中，供電系統(tǒng)的可靠性對(duì)于鐵路能否穩(wěn)定運(yùn)行有著直接性的影響，在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程之中，如果供電系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，便會(huì)導(dǎo)致鐵路的運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題，甚至可能會(huì)出現(xiàn)停運(yùn)的狀態(tài)。因此在目前的鐵路供電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化，對(duì)于保障鐵路供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著十分重要的意義，不僅可以大大的減少后期運(yùn)營(yíng)管理的工作量，降低運(yùn)營(yíng)成本;更關(guān)鍵的是，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)、切斷隔離故障點(diǎn)，避免事故擴(kuò)大造成更多的損失。

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