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鐵路電力線(xiàn)路自動(dòng)化技術(shù)的應用論文
【摘要】在當前時(shí)代下，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，在我國國民經(jīng)濟中，鐵路作為一項重要的組成部分，為人們的生產(chǎn)、生活做出了巨大貢獻�；诮┠陙�(lái)我國鐵路使用頻率的大幅增多，人們對鐵路建設也提出了愈來(lái)愈嚴格的要求。在整個(gè)鐵路建設的過(guò)程中，鐵路電力系統作為其中一項重要組成，鐵路電力線(xiàn)路自動(dòng)化技術(shù)也成為確保鐵路設施安全供電的基礎，屬遠程監控與管理的重要技術(shù)。本文就以鄭西高速鐵路電力系統為例，在闡述鐵路電力系統特點(diǎn)的基礎上，對該鐵路電力遠動(dòng)系統的構成、功能與應用情況進(jìn)行分析，以期借助于此，加速鐵路電力建設的順利、安全發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】鐵路；電力線(xiàn)路；自動(dòng)化技術(shù)；應用
自邁入21世紀后，隨著(zhù)我們日常生活質(zhì)量的迅猛提升，日常出行、旅游、探親等行為的普遍，也在極大程度上帶動(dòng)了各項交通事業(yè)的發(fā)展，而鐵路作為一直以來(lái)無(wú)論是客運還是貨運，人們主要選擇的交通工具，對其在安全運行方面也提出了嚴格要求，關(guān)鍵在于其具備安全、經(jīng)濟、穩定、可靠的安全電力系統，以此來(lái)作為鐵路正常運行的基本保障。就傳統的遠程監控技術(shù)及管理手段來(lái)說(shuō)，隨著(zhù)近些年來(lái)高速鐵路與重載鐵路的高速發(fā)展，在這其中的應用也已經(jīng)再也無(wú)法緊跟時(shí)代步伐，而在當前新社會(huì )、新的市場(chǎng)勢態(tài)下，更是對鐵路電力系統提出了更高要求，引入新型的電力線(xiàn)路自動(dòng)化技術(shù)也已經(jīng)成為大勢所趨。
一．鄭西高速鐵路電力系統供電特點(diǎn)分析
鄭西高鐵為鄭州至西安的鐵路客運專(zhuān)線(xiàn)，線(xiàn)路穿越豫西山地和渭河沖擊平原，沿線(xiàn)共設車(chē)站13個(gè)，線(xiàn)路全長(cháng)505公里，最大年輸送能力高達8340萬(wàn)人。鄭西高鐵電力系統的構成為低壓配電網(wǎng)絡(luò )、鐵路沿線(xiàn)的變電所以及10千伏電力的貫通線(xiàn)路，主要負責的任務(wù)為鐵路沿線(xiàn)的照明、通信、信號等生活生產(chǎn)供電，除了具備一般電力系統所存在諸如供電線(xiàn)路上等特點(diǎn)之外，還包括故障多發(fā)、負荷、供電臂長(cháng)等諸多其他特性。在整個(gè)鐵路電力系統的環(huán)節中，鐵路電力線(xiàn)路自動(dòng)化技術(shù)作為一項不可或缺的重要技術(shù)手段，其應用優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)：有利于控制發(fā)生大面積停電的事故率，有利于電力專(zhuān)業(yè)管理及維護水平的提高，甚至杜絕電力故障的發(fā)生率，確保電力系統安全供電，為鐵路電力系統的經(jīng)濟、安全運行提供基本保障。
二．鄭西高鐵電力線(xiàn)路自動(dòng)化系統設計與應用
�。ㄒ唬╇娏h動(dòng)系統概述
鄭西高鐵的電力線(xiàn)路自動(dòng)化系統，是在借助于計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、監控技術(shù)及自動(dòng)檢測、計算機軟硬件等諸多技術(shù)的融合基礎上，緊密連結鐵路電力系統，以此來(lái)實(shí)現對包括貫通電路、車(chē)站10/0.4變電所以及鐵路沿線(xiàn)10kv配電所內容在內的這些系統的自動(dòng)監控與控制，屬綜合性、專(zhuān)業(yè)性、技術(shù)性較強的一項手段。通過(guò)鐵路電力線(xiàn)路自動(dòng)化系統的高質(zhì)量應用，可實(shí)現實(shí)時(shí)監測功率因數、有功及無(wú)功功率、電流及高低電壓等參數，以此來(lái)動(dòng)態(tài)顯示及遠程控制電力網(wǎng)絡(luò )的運行情況，及時(shí)甄別并處理現有故障，確保供電能夠得到迅速恢復，將不必要的損失控制到最小。
�。ǘ┫到y的應用情況
均有一級以及綜合貫通高低壓配電設備相應的配備于鄭西高速鐵路沿線(xiàn)的各個(gè)遠動(dòng)被控端中。首先對低壓設備所監控的主要內容做以下介紹，其主要的監控內容為：①低壓開(kāi)關(guān)的狀態(tài)；②低壓相序異常報警遙信；③低壓開(kāi)關(guān)故障遙信；④1路三相電壓與電流遙測量；⑤2路單相電壓與電流遙測量；⑥各負荷電源低壓開(kāi)關(guān)的遠程控制。其次，介紹一下高壓設備的監控內容：①高壓母線(xiàn)的三相電壓遙測量；②接地報警遙測量；③高壓負荷開(kāi)關(guān)的遠方控制；④負荷開(kāi)關(guān)狀態(tài)；⑤遠方/就地狀態(tài)；⑥高壓進(jìn)出線(xiàn)三相電流遙測量。在鄭西高速鐵路中，電力遠動(dòng)系統的應用優(yōu)勢表現可主要歸納為以下幾點(diǎn)：同時(shí)將高壓電流與電壓互感器配備在高壓設備上，首先可以起到有效、實(shí)時(shí)監測高壓系統供電質(zhì)量的目的，其次還能做到及時(shí)對線(xiàn)路故障所在之處做出判斷，以便于及時(shí)切除故障。
三．線(xiàn)路故障發(fā)生時(shí)的數據分析及故障判斷
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當前就高鐵10kv貫通電力線(xiàn)路相鄰間的供電方法來(lái)看，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)其屬于接力式的供電方法，通俗的講來(lái)即為甲所向乙所供電、乙所再向丙所供電……通常，配電所貫通線(xiàn)路采用的保護動(dòng)作為速斷保護、失壓保護、過(guò)流保護，另外還有自動(dòng)投入裝置以及一次自動(dòng)重合閘裝置。在這其中，速斷保護及過(guò)流保護動(dòng)作皆起到保護饋出線(xiàn)的作用，相較于此，失壓保護、自動(dòng)投入裝置以及一次自動(dòng)重合閘所承擔的功能則是恢復饋出線(xiàn)的供電。一旦高壓電路線(xiàn)路有故障發(fā)生，各個(gè)配電所及開(kāi)關(guān)站數據都會(huì )以各不相同的線(xiàn)路故障性質(zhì)作為基本依據，同時(shí)根據配電所線(xiàn)路保護模塊動(dòng)作的情況，發(fā)生以下各不相同的動(dòng)作變化：
1.線(xiàn)路發(fā)生瞬時(shí)性故障，僅有主會(huì )所會(huì )做出過(guò)流及速斷保護的動(dòng)作。在這種情況下，發(fā)生的不論是主送所自動(dòng)合閘動(dòng)作，還是發(fā)生的被動(dòng)所自動(dòng)投入裝置動(dòng)作，都不會(huì )對送電持續性造成影響。也正是如此，主送所至故障點(diǎn)的各個(gè)開(kāi)關(guān)都會(huì )感受到有一次過(guò)流電，但是故障點(diǎn)的另外一側則不會(huì )感受到電流。
2.無(wú)論是主所還是備所，皆相應的配備速斷保護、過(guò)流保護、備自投及一次重合閘功能。如果發(fā)生了久永興的故障，在這種情況首先主送所會(huì )及時(shí)的做出過(guò)流保護動(dòng)作或者是速斷保護動(dòng)作，其次備用所發(fā)生一次備自投動(dòng)作、主送所發(fā)生一次自動(dòng)重合閘動(dòng)作。但是，不管是何種動(dòng)作的發(fā)生，在完成相應的動(dòng)作之后都會(huì )加速跳開(kāi)。在這種情況下，故障點(diǎn)至重合閘的這一端各處開(kāi)關(guān)會(huì )有兩次過(guò)電流的感受，相反故障點(diǎn)另一側僅有一次過(guò)電流感受。
3.不管是主所還是備所，皆設置有速斷保護、過(guò)流保護，另外僅在備用所相應的設定有備自投動(dòng)作，且在主所和備所無(wú)重合閘的設定。在線(xiàn)路發(fā)生了永久性短路故障之后，主送所會(huì )及時(shí)做出過(guò)流、速斷的保護動(dòng)作，在這之后備用所進(jìn)行備自投動(dòng)作，完成后加速跳開(kāi)�；趥渥酝侗旧碛幸欢ǖ耐涎訒r(shí)間，繼而雖然整個(gè)線(xiàn)路都能感受到過(guò)電流，但以故障處為界點(diǎn)，其不同的兩端感受到過(guò)電流的時(shí)刻也是不盡相同的。當線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)，應及時(shí)對各開(kāi)關(guān)站高壓電流值進(jìn)行采集，同時(shí)應存在故障時(shí)刻時(shí)標。
�。ǘ╆P(guān)于故障判斷
當鐵路電力線(xiàn)路發(fā)生了短路故障且該故障表現為永久性質(zhì)，無(wú)論是先做出重合的動(dòng)作還是自投的動(dòng)作，位于沿線(xiàn)上的各個(gè)開(kāi)關(guān)都會(huì )有過(guò)電流的感受，這樣一來(lái)，若單一以電流警報作為判斷依據，則無(wú)法實(shí)現對故障區段的判定�；谠谑状芜^(guò)流速斷及二次合閘后加速跳開(kāi)的間隙存在的少些延遲，在做詳細分析之后上報過(guò)電流的報警時(shí)間，可做到判定故障區段這一步，而在第一次過(guò)電流方向的最尾端及它遠端相鄰開(kāi)關(guān)間，便是故障點(diǎn)的所在位置�；谏衔墓收吓袛嗟膬热�，對遠動(dòng)裝置提出下列幾點(diǎn)要求：
1.無(wú)論是手動(dòng)還是自動(dòng)完成上述各操作環(huán)節，都應對每一個(gè)操作步驟做詳細、對應的記錄，進(jìn)一步嚴格對通訊的要求。
2.基于嚴格要求信息產(chǎn)生時(shí)間的情況，在主控站進(jìn)行對各被控站的對時(shí)工作時(shí)，若各個(gè)被控站皆設有GPS時(shí)鐘系統，可獲得更佳效果。
3.一旦主控站滿(mǎn)足故障判斷的啟動(dòng)要求條件，應先將相關(guān)數據信息從故障線(xiàn)路的各個(gè)被控站中完整、精確的提取出來(lái)。結束語(yǔ)就當前來(lái)看，鐵路電力線(xiàn)路的自動(dòng)化技術(shù)順應了時(shí)代的發(fā)展趨勢，借助于該技術(shù)的應用，可在極大程度上促進(jìn)供電可靠性的提高，強化對電力自動(dòng)化的管理，有利于保障供電質(zhì)量及設備管理水平。除上述幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)之外，鐵路電力線(xiàn)路自動(dòng)化技術(shù)的應用還能在很大程度上在降低勞動(dòng)強度的同時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，可有效滿(mǎn)足鐵路提出的跨越式發(fā)展需求，不僅具有極佳的社會(huì )效益，而且還能實(shí)現經(jīng)濟效益的最大化。作為在鐵路電力建設中不可或缺的一個(gè)重要組成，電力線(xiàn)路自動(dòng)化技術(shù)也必然會(huì )受到更多關(guān)注，且獲得廣泛應用，成為代表當今鐵路電力發(fā)展的方向。
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