铁路电力供电系统中配电自动化的运用探讨

铁路电力供电系统中配电自动化的运用探讨

李宁

中国铁路济南局集团有限公司济南供电段 山东 济南 252000

摘要：目前，我国的铁路行业发展十分迅速，在铁路运行中，电力供电系统是不容忽视的重要组成部分，如果供电系统出现故障问题，铁路安全有序运行状态必然会受到影响，甚至极容易出现严重故障，要求引起高度重视。虽然铁路电力供电系统的难度并不大，但是要求却相对较高，不允许出现任何偏差问题，如此也就需要注重从技术手段入手予以创新调整，以求更好实现对于最终供电稳定性的保障。配电自动化技术在该方面的应用就可以表现出较强的价值，应予以高度重视。

关键词：配电自动化；铁路电力供电系统；应用

引言

铁路运输是维系我国交通事业发展的重要基础，其安全性能、稳定性能等决定着铁路系统在交通领域中所发挥出的价值效用。随着高新技术的不断应用，铁路系统本身也呈现出智能化操控与自动化操控，其中以铁路供电系统为核心，将供电系统与外部设施进行有效连接，可极大提高系统运作精度，实现资源的精准分配。本文则是以配电自动化技术为对其在铁路供电系统中的相关应用进行探讨，仅供参考。

1铁路供电系统的结构特点

铁路供电系统主要有几个特点：（1）所需电压等级非常低，而且变/配电所的结构相对较单一。电力系统的铁路负荷隶属为终端负荷，主要面向对象是最终的用户，因此铁路供电系统在具体设计时需结合地方供电系统电源情况和铁路运营就地负荷等而定，大多数配变电所均属于35kV型变电所及10kV型配电所，个别以110kV变电所形式存在。因铁路供电系统的功能需求、应用大致一样，故而所需配变电所的结构和功能配置大致一样，综合铁路供电系统配变电所整体结构和功能，铁路供电系统的自动化配网系统在设计时，需把配变电所的功能进行标准、归一化处理。（2）系统的接线结构单一化，形式相对较简单。铁路供电系统实际接线时，类似于铁路形式，其接线方式均沿着铁路的单一辐射网，配变电所沿着接线呈现均匀排布，且相互连接，形成手拉手式供电。系统连接线方式有自闭线和贯通线两种，接线结构比较单一。（3）铁路供电系统对系统供电性的可靠性要求非常高。整个铁路供电系统所需电压级别很低，要求的接线方式也很简单，但是其对供电可靠性要求却非常高。理论上，铁路最主要负荷（自动闭塞信号）其整个供电过程中，要求供电中断时长控制在150s内，若超出则供电区的自动闭塞信号灯将会变成红色，严重影响着铁路的正常行车。

2铁路电力供电系统中配电自动化的运用探讨

2.1配电系统的集中控制方式

集中控制方式主要是将配电系统的终端获取的故障信息发送到主站，主站通过计算和分析制定相应的恢复方案，然后将方案发送到配电系统的终端。集中控制方式要求供电系统具有较高的可靠性，以提供高速度的信息指令和命令，完成故障的隔离和处理。集中控制方式的功能主要包括:(1)配电自动化终端装置对系统进行监测，将采集的信息上传到主站控制中心。(2)通过主站控制中心对上传信息进行处理、计算和分析，找出故障发生点，并提出解决方案，主站具有强大的功能，可以通过专用的模块对复杂的网络结构进行故障处理和控制。(3)主站完成对整个供电系统的控制和管理，优化了供电系统，保证了供电系统的安全可靠性。目前，客运专线均采用此种方式。

2.2数据上报格式

在进行数据上报的过程中，上报通道的速率往往会让上报结果与实际结果不一致，从而产生一定的影响，因此，使得其它繁杂的数据也会利用通道进行数据的传输。针对这样的情况，部分铁路供电部门会在数据上传之前，先上传自身数据的格式，包括数值在上传前后进行的变化，同时，还能根据这些变化量进行自定义设计。这样一来，就能让数据更好地上传到主站，并且有主站的计算机对数据进行更高的储存工作，根据自定义的波动信息，对出现的故障进行更好地处理。

2.3变配电所自动化

在铁路电力供电系统中运用配电自动化时，针对变配电所进行自动化转变极为必要，这也是在整个铁路电力供电系统中推动配电自动化落实的关键环节，要求提升其自动化运行水平。在变配电所自动化控制中，为了达到较为理想的调控运行以及优化布置效果，往往需要灵活运用分散控制和集中控制相结合，促使所有变配电所运行程序得到实时自动化调控，同时还能够融入远程控制系统，必要时可以辅助人工进行优化调控，由此更大程度上确保变配电所稳定有序运行。在变配电所自动化控制系统运行中，往往需要重点围绕着管理层、通信层以及间隔层予以优化布置，以便更好维系自动化调控功能。管理层主要是依据所有资料进行智能化分析和决策，进而力求对于整个铁路电力供电系统形成有效调控把关，避免因为调控不及时或者不准确出现严重故障问题；通信层则主要是围绕着变配电所中的所有设施进行必要连接，由此形成稳定可靠的信息传输通道，尤其是对于终端设施相关信息资料到管理层的传输，更是应该引起重视；间隔层则主要是作用于变配电所中的回路以及终端设施，以便促使相应回路以及终端设施可以形成较为理想的稳定运行状态，要求具备较为理想的反应速度，尤其是在相应故障或者异常问题发生时，更是需要及时进行反应和调控，避免给变配电所带来严重危害。

2.4注入信号法

如果铁路供电系统其频率信号出现变化时，可以使用注入信号法进行处理，这一方法能够对故障位置进行准确的定位，借助对比较稳定的信号进行检查的手段，对故障出现的方位和位置进行确定。比如谐振接地故障，就可以借助这一方法进行检查。如果配电系统在对信号进行传输时，需要配置相关的检测设施，进而使其能够及时、准确、快速的了解故障所在地，这种方式是技术人员工作得到了极大简化，借助专业设备就能够对故障进行精确定位。在出现接地故障时，可以在系统内增加零序信号电源，进而对信号进行探查，对出现故障的方位与具体线路进行判断，在探查结束后，零序诊断信号就可以撤出，信号电流和故障电流相比也非常微小，故障线路内也依然存在满足电流。而且注入信号电流也很低，各次谐波与工频共同构成符合与故障电流，所以需要选择合适方法对信号进行探测，这也对探测器有较高的要求，需要其具备很高的灵敏度。

2.5分布控制

配电自动化分布控制的实现形式，是为铁路供电系统提供自主性故障判断能力以及自主防护机制。此类分布节点在供电系统中的均匀布局可有效进行自主性融合与资源分配，其间接对原有网络提供一种重构的机能，在运行过程中可完成独立化运转，无需配电主站参与到整个过程中。分布控制可极大提高配电子站之间的运作能力，出现故障信息时，可在第一时间内予以解决，降低故障为配电网络所带来的风险。

结语

综上所述，为了保证铁路运输的正常高效运行，应采用先进的配电自动化技术和成熟的应用经验，以提升铁路自动化水平，尽可能快地找到故障点并提出解决方案，从而降低铁路供电系统的故障率，保证铁路供电系统的稳定可靠性。

参考文献

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