自動(dòng)化技術(shù)在鐵路電氣工程中的應(yīng)用

逯亞偉

摘要：自動(dòng)化技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展而新興的一種技術(shù)，目前的發(fā)展較為迅速，隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，功能上也逐漸成熟，被各行業(yè)所應(yīng)用。鐵路電氣工程是當(dāng)前建設(shè)中極為重要的一環(huán)，關(guān)乎到題錄建設(shè)工程的正常使用和質(zhì)量保障。因此，在鐵路電氣工程中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)是大勢所趨，也是建設(shè)發(fā)展的需要，需要與實(shí)際需要結(jié)合，發(fā)揮出自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢，推動(dòng)鐵路建設(shè)的發(fā)展，提高工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù);鐵路;電氣工程;應(yīng)用

一、鐵路電氣工程中常見的自動(dòng)化技術(shù)

1.1饋線自動(dòng)化技術(shù)

目前，饋線自動(dòng)化是鐵路電氣工程中較為常用的一項(xiàng)自動(dòng)化技術(shù)，按照技術(shù)特點(diǎn)，可將饋線模式分為以下幾種：集中控制、分布式控制和綜合控制。

1.1.1集中控制

這種饋線模式要求主站、通信系統(tǒng)及終端設(shè)備全部建成，并且都保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，其中主站會借助通信系統(tǒng)，對終端設(shè)備的信息進(jìn)行收集，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龊螅瑢收线M(jìn)行精確定位，當(dāng)找到故障位置后，會下達(dá)指令，以遠(yuǎn)程遙控的方式，利用開關(guān)將故障區(qū)域隔離出去，從而使無故障區(qū)域保持正常通電。

1.1.2綜合控制

這種饋線模式的工作原理與集中控制基本相同，雖然可以對故障問題進(jìn)行處理，但從實(shí)際情況上看，其效率較低，適用性并不是很高。

1.1.3分布式控制

該饋線模式可在較短的時(shí)間內(nèi)對故障和非故障區(qū)域進(jìn)行快速區(qū)分，使終端和主站的任務(wù)分開，大幅度提高故障處理效率。

1.2測控終端技術(shù)

在鐵路電氣工程中，測控終端技術(shù)的優(yōu)勢非常明顯，其可對主站和子站的運(yùn)行壓力進(jìn)行合理分配，還能對系統(tǒng)中存在的故障問題進(jìn)行自動(dòng)檢測，當(dāng)檢測到故障后，便會自動(dòng)對故障隔離處理。測控終端不會受到惡劣氣候的影響，在雨雪雷電等天氣下，均可保持穩(wěn)定運(yùn)行，為鐵路的供電可靠性提供強(qiáng)有力的保障。

1.3通信技術(shù)

在鐵路電氣工程中，通信是不可或缺的重要組成部分之一，其中應(yīng)用較為廣泛的是光纖通信技術(shù)，該技術(shù)以光波作為信息的載波，以光導(dǎo)纖維作為信號傳輸?shù)那溃纱丝墒箯V波在光線中進(jìn)行長距離傳輸，確保信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和有效性。

二、自動(dòng)化技術(shù)在鐵路電氣工程中的具體應(yīng)用

2.1信號電源監(jiān)控

對信號電源實(shí)施的監(jiān)控措施被稱為SMC，主要包括微電子及網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)種類。其能夠?qū)﹁F路建設(shè)項(xiàng)目中的封閉信號裝置實(shí)施監(jiān)控，實(shí)時(shí)掌控其運(yùn)行狀態(tài)，并針對出現(xiàn)的各類異常采取針對性的改善措施。鐵路建設(shè)項(xiàng)目中的信號源是整個(gè)項(xiàng)目工程中的核心部分，同時(shí)該部分出現(xiàn)故障的錄波性質(zhì)也較為特殊，因此SMC應(yīng)用SCADA技術(shù)監(jiān)測鐵路的信號源，可作為獨(dú)立的應(yīng)用職能。若想完整監(jiān)測信號源，便需全面監(jiān)控電壓電流、高低壓開關(guān)、電壓異常預(yù)警等方面，從而實(shí)現(xiàn)全面的故障監(jiān)測與處理。

2.1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

對信息電源采取監(jiān)控措施主要可分為主站、傳輸渠道及監(jiān)控設(shè)備三個(gè)部分。將SCADA和信號電源的監(jiān)控手段并用，可明顯提升系統(tǒng)的監(jiān)測性能，負(fù)責(zé)監(jiān)控的技術(shù)人員能夠通過實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)及裝置的工作狀態(tài)來判讀其運(yùn)行效果，并在掌握基本依據(jù)的條件下采取科學(xué)的措施處理故障問題，從而降低維護(hù)的盲目性，提升供電的穩(wěn)定效果。此外，系統(tǒng)還可準(zhǔn)確記錄故障產(chǎn)生過程中形成的電壓及電流指數(shù)，以數(shù)據(jù)形式為技術(shù)人員提供故障發(fā)生的各類信息，因此在處理故障時(shí)，便可以大幅降低工作量及工作難度，以較高的效率處理已生成的故障，減少故障帶來的損失。

2.1.2主站功能

SMC在電力系統(tǒng)中處于較高的層級，因此能夠在系統(tǒng)中發(fā)揮下述功能：一是運(yùn)行監(jiān)視。系統(tǒng)能夠直接顯示出電壓、電流等相關(guān)參數(shù)信息，技術(shù)人員可通過參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)程度判斷運(yùn)行狀態(tài)是否正常。此外還能夠根據(jù)電壓和電流的變化情況繪制曲線變化圖表，并以列表形式準(zhǔn)確記錄開關(guān)位置的變化順序，從而獲取更為準(zhǔn)確和完整的數(shù)據(jù)信息。二是事件報(bào)警。一旦系統(tǒng)接收到來自現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備的警示信息后，便會及時(shí)顯示出報(bào)警圖像，為監(jiān)控人員提供預(yù)警提示，同時(shí)還可以運(yùn)用聲音或者發(fā)光等形式加強(qiáng)提示的效果，從而讓監(jiān)控人員在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)異常，并著手規(guī)劃相應(yīng)的解決措施。此外該功能還可顯示出電壓及電流的變化曲線，讓監(jiān)控人員隨時(shí)了解相關(guān)參數(shù)的變化過程，切實(shí)做到實(shí)時(shí)監(jiān)測。三是故障錄波?？呻S時(shí)對過流的錄波進(jìn)行檢索，排查故障信息，并可根據(jù)需要將波形進(jìn)行位移或者變動(dòng)大小等技術(shù)處理，并借助光標(biāo)移動(dòng)來鎖定某個(gè)具體的點(diǎn)來進(jìn)行局部測量，以人工錄波方式獲取檢測數(shù)據(jù)。四是讀取與整定目標(biāo)參數(shù)信息。具體可讀取應(yīng)用于現(xiàn)場的監(jiān)控裝置的站內(nèi)地址，并可跨距離測量越限和錄波在啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的整定值，最終準(zhǔn)確掌握目標(biāo)信息。在基礎(chǔ)信息的支撐下，技術(shù)人員能夠準(zhǔn)確按照參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)確定故障的性質(zhì)，并運(yùn)用適合的方式進(jìn)行妥善處理。

2.2鐵路線路自動(dòng)化

線路的自動(dòng)化運(yùn)行也稱為FA，其表示運(yùn)用行業(yè)的相關(guān)技術(shù)對線路進(jìn)行分別監(jiān)測、準(zhǔn)確鎖定故障位置并將其割裂開來，同時(shí)詳細(xì)記錄故障發(fā)生的數(shù)據(jù)的信息。FA在鐵路調(diào)度系統(tǒng)中為獨(dú)立的系統(tǒng)模塊，可準(zhǔn)確鎖定故障的發(fā)生位置，并將其與其他正常部分進(jìn)行隔離處理，利用遠(yuǎn)程“三遙”等手段進(jìn)行專業(yè)化的處理。具體可針對短路、小電流接地等進(jìn)行嚴(yán)格的排查和檢測，一旦發(fā)現(xiàn)上述故障內(nèi)容，便可采取隔離措施，完成上述環(huán)節(jié)后便可對非故障區(qū)域?qū)嵤┱５碾娏抗?yīng)。該系統(tǒng)的應(yīng)用能夠有效縮減故障的影響范圍，通過對故障點(diǎn)的準(zhǔn)確鎖定減少了故障的排查和分析時(shí)間，能夠讓維修人員在較短的時(shí)間內(nèi)采取更為有效的措施抑制故障的影響范圍，從而為鐵路運(yùn)行提供最有力的安全性保障。

2.2.1遠(yuǎn)程遙控

此方式主要需借助通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢作用，對負(fù)荷開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，準(zhǔn)確排查與隔離故障，同時(shí)對未出現(xiàn)故障的部分繼續(xù)供電。如果某一位置點(diǎn)出現(xiàn)了永久性的短路故障，則可通過遠(yuǎn)程遙控的方式實(shí)施科學(xué)的排查和分析。一旦發(fā)生故障，首先需跳開重合器，在現(xiàn)場實(shí)施檢測的FTU和RTU便會將一手的監(jiān)測信息發(fā)送至FA主控制系統(tǒng)。如果在重合器與分段器處檢測出電流出現(xiàn)異常情況，同時(shí)異常電流未經(jīng)過其他區(qū)域，則可將故障點(diǎn)鎖定在兩個(gè)分段器之間。此時(shí)便可對兩個(gè)分段器進(jìn)行切斷處理，并重新將兩重合器建立連接關(guān)系，從而將故障發(fā)生區(qū)域進(jìn)行隔離，并對未發(fā)生故障的部分提供電量。通過實(shí)踐檢測得知，上述方式的操作過程較為簡單，對相關(guān)設(shè)備的開關(guān)操作也較少，同時(shí)產(chǎn)生的沖擊對系統(tǒng)影響程度不大，但由于使用的是遠(yuǎn)程通信形式，因此所需投入的資金成本相對較大。

2.2.2小電流故障的處理

如果線路出現(xiàn)了小電流方面的故障，零序電流會從兩側(cè)向故障點(diǎn)繼續(xù)流動(dòng)，導(dǎo)致電流的極性相反。如果故障發(fā)生位置在線路的尾端，那么此時(shí)處于故障位置之前的FTU獲取的零序電流數(shù)值最大。技術(shù)人員可基于對該情況的分析，準(zhǔn)確鎖定小電流故障的具體位置，并采取有效的措施進(jìn)行維護(hù)和改善，使之快速恢復(fù)到正常的運(yùn)行狀態(tài)。

三、結(jié)語

在當(dāng)前的鐵路電氣工程建設(shè)與運(yùn)作中，合理利用自動(dòng)化技術(shù)有利于全面提升技術(shù)水平，也可以滿足運(yùn)營穩(wěn)定性的要求，同時(shí)也可以提供條件服務(wù)其安全運(yùn)行。所以，在未來的時(shí)間里，還需要考慮到研究其自動(dòng)化技術(shù)，除開對現(xiàn)有技術(shù)的完善與改進(jìn)之外還要懂得加強(qiáng)對新自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)，更好地服務(wù)于鐵路工程建設(shè)，提高其運(yùn)行效果。

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