铁路电力线路自动化技术的应用研究探析

铁路电力线路自动化技术的应用研究探析

梁伟

中铁电气化局集团有限公司沈阳电气化工程分公司，辽宁 沈阳 110000

摘要：铁路电力线路系统建设过程中，利用现代信息技术、网络通信技术和微电子技术，对铁路电力线路进行控制和监测，有效提高铁路电力线路运营调度管理水平，提高运营规模管理，促进安全。

关键词：铁路系统；自动化技术；电力线路；应用实践

前言：

近年来，在各行业技术突飞猛进的大背景下，铁路技术也在飞速发展。铁路行业的发展带动经济繁荣。当今自动化技术的发展加强了电力线路的安全，使铁路运输成为一条快速发展的道路。

1铁路电力线路自动化的简介

铁路电力系统主要由10kV配电所、电力箱式变电站、10kV架空线路、10kV电缆线路组成。10kV配电所是铁路电力系统自动化的集中体现，当电力线路发生故障时，配电所自动化系统可以通过分析，快速识别并处理问题，提高铁路运行稳定性，尽快修复故障，提高运行稳定性，并大大减少损失。

2当前铁路电力系统中的自动化技术手段

2.1馈线技术

是铁路电力工程中目前自动化常用技术。根据配电所中保护装置安装位置和保护原理，馈线模式可分为集中、分布式和综合控制模式。第一种是控制集中模式。在这种馈线模式下，均建成相关主站、通信系统和终端设施，运行状态能够保持安全稳定。主站通过综合分析网络拓扑，利用通信系统采集终端设备信息，准确定位故障位置。故障定位结束后，应发出指令，使用开关远程隔离故障区域，以故障区域确保通电正常。二是综合控制模式。该馈线方式的原理基本与集中控制方式一致。虽然可以有效地处理缺陷，但它们的效率和适用性都较低。第三种是分布控制模式。实践表明，在这种馈线模式下，短时间内即可故障域快速区分和非故障域，实现主站和终端任务分离，有效提高故障处理水平。

2.2测控终端技术

在当前铁路建设过程中，尤其是电力线监控终端的优势显而易见，可以科学合理地分配主站和子站的工作压力，自动检测系统中的所有故障问题。检测到故障后，可以自动隔离故障。实践表明，监测终端不受气候影响。即使在下雨和下雪的时候，它也能稳定地运行，为铁路供电的提供了有力的支撑。

2.3通信技术

在目前铁路电力线建设中，通信是必不可少的一部分。最常用的技术是光纤通信，主要利用光波作为信息载体，光纤作为主要的信号传输渠道。光传输网络(OTN)是一种新型的基于WDM的光层传输网络和新一代骨干传输网络。OTN结合SDH的优点与DWDM频宽的扩充性，同时提供传输与交换功能，是宽频IP活动的理想平台。OTN技术保留了SDH应用程序的许多优势，如多企业适应性、分层、故障排除和保护故障倒换。

3铁路电力线路自动化的组成

3.1视频监控自动化技术

铁路电路比较复杂，由一个监控系统用来监控整个铁路交通系统，该系统由调度设备、前端设备和通网络组成。铁路交通网络用于捕捉和组织铁路相关的视频数据，前端的电源，视频监控系统的电源，确保轨道交通系统数据可以传输到规划设备，然后由规划设备进行分析和组织。轨道监控自动化视频监控技术、记录、电子地图、电力线报警和实时监控。

3.2调度自动化技术

铁路线路电力自动化系统由主站设备、通信通道和终端等自动配电系统的三部分组成。该系统实现SCADA电力线自动化、监控开关、电力线路监控、配电所管理监控等。铁路电力自动化系统的中心一般设置在相应的站段内。该系统收集和处理从不同终端系统和设备传输的数据，为站段提供故障处理和操作监控的集中操作平台。

3.3配电装置的微保护和集成自动化技术

在铁路电力线路系统中，微机保护系统由通信、监控和保护三个部分组成，包括中央显示屏和分布式监控。铁路电力系统终端使用专用通信通道与铁路10kV控制中心进行通信，该系统通过光缆连接到轨道系统的以太网接口，并通过2M铜数字接线与轨道系统的主要线路连接进行通信。综合自动化系统通过自动电路监控图形系统实现了自动通信、通信设备管理、故障录波、信号环境、复归、保护投退、SCADA等功能，实现无人操作和监控即可自动运行。

4铁路电力线路自动化技术的应用案例分析

配电所经常会出现跳闸故障，本实例主要分析零序保护产生的原因。配电所（沈局、沈金线、沙岭配电所）在运行一段时间后，馈线断路器215故障跳闸，锦州供电段电力调度中心显示为零序故障跳闸，故障电流为21A，根据零序故障发生的原理，只有系统发生单相接地时才会产生零序故障，且故障点距离配电所越近故障电流越大，所以我们第一判断为配电所近端电缆单相接地故障，但在巡视过程中并未发现动土施工及电缆破损。在将配电所近端电缆两端拆除并进行耐压试验后并未发现电缆故障。最后通过原理分析，发现配电所侧电缆接地辫子未穿入零序电流互感器，接地辫子内感应电流较大时造成零序动作，待接地辫子穿入零序电流互感器后，故障消除。

本实例主要分析在区间设备不能断电情况下，配电所发生故障时，电力系统并网倒闸的条件。本实例电力系统一级贯通侧供电方式（沈局、沈金线）为由台安配电所213断路器向近海配电所214断路器供电，由近海配电所213断路器向沙岭配电所214断路器供电，沙岭配电所213断路器向沈阳方向供电。故障发生前，领导检查列车正从沈阳站出站，突然接到近海配电所值班人员汇报，近海配电所213高压柜异响（并未跳闸），由于检查列车接近沙岭-近海区段，为保证区段轨道电路信号正常，调度决定并网倒闸，退出近海配电所高压柜。锦州供电段电力调度中心显示配电所检同期已投入，沙岭配电所电压为9.7kV，近海侧电压为10kV，根据供电段多年经验，压差满足并网倒闸条件（一般差值不大于20％），沙岭配电所A相电压角度为15°，近海配电所A相电压角度为13°，角差满足并网道闸条件（一般角差不大于20°）。首先合沙岭配电所214断路器，实现并网，之后分近海配电所213断路器，退出213高压柜，切除故障隐患。

结语

总之，随着自动化技术在铁路电力系统中的应用，中国铁路行业取得了巨大成就。借助自动化信息技术，铁路电力系统有效提供铁路沿线供电，有效确保铁路电力系统供电的稳定和安全，大大提高铁路运输效率和生产效率，为社会主义建设提供有力支持，并使我国铁路运输事业在世界遥遥领先。

参考文献：

[1]赵涛.铁路电力线路自动化技术的应用研究[D].济南:山东大学,2019.

[2]李勇.铁路电力线路自动化解决方案的研究[J].内蒙古煤炭经济,2019(02):51~53,43