电力自动化在滨洲线自动闭塞铁路供电系统的应用

电力自动化在滨洲线自动闭塞铁路供电系统的应用

孙国全

关键词：电力自动化自动闭塞铁路供电应用

0引言

从滨洲线的电力系统供电状况看，齐齐哈尔至海拉尔段铁路电力系统工作于电网末端，属于电力系统发、输、供三个环节中的供配电环节，但对俄罗斯贸易增加，其对供电可靠性的要求却非常高，为保证行车的安全，要求铁路信号灯必须安全、可靠地工作，而供电条件目前远远满足不了行车安全供电的要求。一是齐海间400余公里行车线路没有自动闭塞供电方式，车站主电源采用贯通线路供电，且性能较低，一旦贯通线路停电，只好使用农电或发电机临时发电作为备用电源。二是电源可靠性差，特别是一些变配电所电源取自农村电网，稳定性不高，大部分变配电所只有一路受干线路。三是设备老化、陈旧，有的已超过大修周期维持运行，故障频发。四是管理手段落后，基本属于盲管理状态，常常是某个车站信号电源停电以后，不知道，直到对列车的行车安全构成干扰威胁时才发现，传统的监视控制方法，已不能满足行车安全的要求，采用先进的技术手段，实现该段铁路电力系统的自动化成为必然的发展趋势。因此，滨洲线齐齐哈尔至海拉尔段自动闭塞电力自动化系统借鉴地方电力系统和铁路自动化成熟的经验和模式，并在此基础上结合该段铁路电力系统的运行特点，以供电段为监控和调度中心，以变电站/配电所、车站为基本监控点实现电力自动化。

1采用的铁路电力自动化系统基本内容

1.1系统的结构滨洲线齐齐哈尔至海拉尔段自动闭塞电力设置齐齐哈尔、三间房、博克图、牙克石、海拉尔6座35KV变电站，昂昂溪、富拉尔基、碾子山、扎兰屯、巴林、免渡河、海拉尔东7座配电所及45个区间车站，电力自动化系统主要包括：调度自动化系统，变电站/配电所自动化系统，区间信号两路电源监控系统，以及自闭/贯通线路自动化系统等几个子系统，如图1-1所示。

1.2调度中心自动化主站系统调度自动化主站系统是整个该段铁路电力自动化监控的核心，它的性能好坏，直接关系到整个电力自动化系统的运行效果，在设计选型时，应该慎重考虑，为了减少维护费用及方便将来系统的发展，在建设主站系统时还要注意遵循标准化，开放型的原则。由于铁路电力网是在不同的地域环境和特定条件下发展起来的，各自有独特的用户基础和不同的经济条件以及相差较大的电网结构、规模、容量，因此建立调度自动化系统不能套用一种特定模式，而应根据不同的实际情况并结合不同。

1.3变电站综合自动化系统变电站综合自动化系统，是将微机监控、车辆、保护、通信、防误等功能通过通信网络集成为一个整体的计算机监控系统，即可几种组屏，也可分散而置，现代变电站综合自动化系统，不仅完成变电站保护及自动化监控功能，而且是调度自动化系统中的一个重要节点，变电站自动化系统的发展趋势是站内数据信息转发至调度中心，将管理和调度功能上移，从而实现无人职守或少人职守，同时又与线路自动化功能的实现密切关联，因此，在系统设计时应从长远规划，作为电力自动化系统的一个重要内容全盘考虑，以实现系统休息功能和资源的合理配置。

主要功能：①系统层的主要功能有：主接线、电流显示；系统周波、时钟显示；控制、操作功能；保护整定界面；棒图、曲线等趋势图显示；在线生成修改界面和数据库；在线生成报表及打印；站内事件顺序纪录，追忆；故障录波显示、音响；事故报警显示、音响；接地查找；远方通信。②监控层的主要功能有：交流电量的采集、处理（测量CT）；直流电量的采集、处理；电度脉冲量的采集、处理；开关量的采集、处理；开关、刀闸的控制。③保护层的主要功能有：常规保护功能；交流电量的采集、处理（保护CT）；开关量的采集、处理。④此外借助计算机智能化，还可以实现以下功能：数据通信与转发；保护定值，用户方式和应用程序管理功能；操作票管理功能；模拟操作台功能；操作安全“五防”功能；接地故障判断查找功能等。

线路自动化技术的核心是调度中心也就是控制中心（主站），一般由两台计算机构成，提供人机界面，完成线路运行监控及故障管理功能，在我们实际应用当中，主要从调度集中控制中心与铁路行车供电的特点考虑，优化系统构成，控制中心功能与调度主站控制后台机功能合并及用一个平台，由段调度中心电力自动化完成线路自动化控制中心的功能。

线路自动化终端装置主要包括安装在车站箱变内的信号电源监控装置及安装在自闭与贯通线路分段开关的开关监控终端（以下称FTU—FeederTerminalUnit），线路分段开关与车站的距离一般在几百米以内的范围，为了优化通道配置，FTU与信号电源监控装置通过现场总线连接，FTU数据由信号电源监控装置转发，这样就形成了一个以信号两路电源监控装置转发为核心的车站自动化终端系统。

信号供电电源监控装置的主要功能：①能够独立的对两路电源的三相（单相）电压、电流各开关位置进行监测，并可根据需要扩展监测相序、相位。测量误差不大于±5%。②能够控制两路高压、低压开关，线路的故障定位自动或手动隔离故障点，恢复非故障区段的供电，远动操作不会出现误动作。③能够设置监测量的限界值（可扩展高级限界）具备越限报警功能，当出现越限报警情况时，信号供电电源监控装置，能够主动地将故障情况上传段调度中心。限界值应保证在两路工作电源失电的情况下不丢失。④具有故障录波功能，装置可以同时纪录各种故障条件下两路电源的各相电压，电流波形供上级系统查询，作为事故分析的依据。故障波形能够反映系统从故障前稳态、故障暂态、故障后稳态各阶段各相电压和电流的变化特性。

2实现电力自动化的几点建议

铁路电力系统即有着电力系统的一般属性，又有其为铁路行车供电的特殊性，在铁路电力系统中实施电力自动化必须充分考虑到这些特殊要求，随着铁路行车速度的不断提高和列车开行高密度的增加，不仅要求行车信号具备高度的安全可靠性，同时也必然要求行车系统的管理向着信息化、智能化迈进，这也同时为铁路供电提出更高的要求，所以在实施铁路电力自动化时应充分考虑到以下几点：

2.1充分吸收借鉴地方电力系统自动化技术的成功经验。铁路电力系统无论从时间上、从技术等级及管理手段都不及地方电力，而且地方电力系统经过几十年的努力已基本实现了调度自动化，现在正是上水平升级阶段。在实施铁路电力自动化工程中，充分借鉴电力系统的先进和成功的经验，即可少走弯路，又可避免因技术更新换代速度快而造成的投资浪费。

2.2充分考虑设计一体化电力自动化系统平台，避免出现多个“孤岛自动化系统”，铁路的自动化系统包括调度自动化系统，变电站综合自动化系统，信号两路电源监控和线路自动化系统等多项内容，在实施过程中，应统筹兼顾，如分别设计了独立的调度自动化系统和信号电源监控系统，造成硬件、通道和软件资源重复设置，数据或信息共享困难，给系统以后的扩展或升级带来不便。

2.3电力自动化系统必须遵循开放性、标准化的原则，以保证系统具有良好的开放性和扩展能力，最大限度的保护用户投资。