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鐵路電力線路自動化技術的應用論文
【摘要】在當前時代下，隨著科學技術的迅猛發(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┠陙砦覈F路使用頻率的大幅增多，人們對鐵路建設也提出了愈來愈嚴格的要求。在整個鐵路建設的過程中，鐵路電力系統(tǒng)作為其中一項重要組成，鐵路電力線路自動化技術也成為確保鐵路設施安全供電的基礎，屬遠程監(jiān)控與管理的重要技術。本文就以鄭西高速鐵路電力系統(tǒng)為例，在闡述鐵路電力系統(tǒng)特點的基礎上，對該鐵路電力遠動系統(tǒng)的構成、功能與應用情況進行分析，以期借助于此，加速鐵路電力建設的順利、安全發(fā)展。
【關鍵詞】鐵路；電力線路；自動化技術；應用
自邁入21世紀后，隨著我們?nèi)粘Ｉ钯|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了各項交通事業(yè)的發(fā)展，而鐵路作為一直以來無論是客運還是貨運，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，關鍵在于其具備安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定、可靠的安全電力系統(tǒng)，以此來作為鐵路正常運行的基本保障。就傳統(tǒng)的遠程監(jiān)控技術及管理手段來說，隨著近些年來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)再也無法緊跟時代步伐，而在當前新社會、新的市場勢態(tài)下，更是對鐵路電力系統(tǒng)提出了更高要求，引入新型的電力線路自動化技術也已經(jīng)成為大勢所趨。
一．鄭西高速鐵路電力系統(tǒng)供電特點分析
鄭西高鐵為鄭州至西安的鐵路客運專線，線路穿越豫西山地和渭河沖擊平原，沿線共設車站13個，線路全長505公里，最大年輸送能力高達8340萬人。鄭西高鐵電力系統(tǒng)的構成為低壓配電網(wǎng)絡、鐵路沿線的變電所以及10千伏電力的貫通線路，主要負責的任務為鐵路沿線的照明、通信、信號等生活生產(chǎn)供電，除了具備一般電力系統(tǒng)所存在諸如供電線路上等特點之外，還包括故障多發(fā)、負荷、供電臂長等諸多其他特性。在整個鐵路電力系統(tǒng)的環(huán)節(jié)中，鐵路電力線路自動化技術作為一項不可或缺的重要技術手段，其應用優(yōu)點顯而易見：有利于控制發(fā)生大面積停電的事故率，有利于電力專業(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(tǒng)安全供電，為鐵路電力系統(tǒng)的經(jīng)濟、安全運行提供基本保障。
二．鄭西高鐵電力線路自動化系統(tǒng)設計與應用
�。ㄒ唬╇娏h動系統(tǒng)概述
鄭西高鐵的電力線路自動化系統(tǒng)，是在借助于計算機網(wǎng)絡技術、監(jiān)控技術及自動檢測、計算機軟硬件等諸多技術的融合基礎上，緊密連結鐵路電力系統(tǒng)，以此來實現(xiàn)對包括貫通電路、車站10/0.4變電所以及鐵路沿線10kv配電所內(nèi)容在內(nèi)的這些系統(tǒng)的自動監(jiān)控與控制，屬綜合性、專業(yè)性、技術性較強的一項手段。通過鐵路電力線路自動化系統(tǒng)的高質量應用，可實現(xiàn)實時監(jiān)測功率因數(shù)、有功及無功功率、電流及高低電壓等參數(shù)，以此來動態(tài)顯示及遠程控制電力網(wǎng)絡的運行情況，及時甄別并處理現(xiàn)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。
（二）系統(tǒng)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的各個遠動被控端中。首先對低壓設備所監(jiān)控的主要內(nèi)容做以下介紹，其主要的監(jiān)控內(nèi)容為：①低壓開關的狀態(tài)；②低壓相序異常報警遙信；③低壓開關故障遙信；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各負荷電源低壓開關的遠程控制。其次，介紹一下高壓設備的監(jiān)控內(nèi)容：①高壓母線的三相電壓遙測量；②接地報警遙測量；③高壓負荷開關的遠方控制；④負荷開關狀態(tài)；⑤遠方/就地狀態(tài)；⑥高壓進出線三相電流遙測量。在鄭西高速鐵路中，電力遠動系統(tǒng)的應用優(yōu)勢表現(xiàn)可主要歸納為以下幾點：同時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、實時監(jiān)測高壓系統(tǒng)供電質量的目的，其次還能做到及時對線路故障所在之處做出判斷，以便于及時切除故障。
三．線路故障發(fā)生時的數(shù)據(jù)分析及故障判斷
（一）數(shù)據(jù)分析方面
當前就高鐵10kv貫通電力線路相鄰間的供電方法來看，從本質上來說其屬于接力式的供電方法，通俗的講來即為甲所向乙所供電、乙所再向丙所供電……通常，配電所貫通線路采用的保護動作為速斷保護、失壓保護、過流保護，另外還有自動投入裝置以及一次自動重合閘裝置。在這其中，速斷保護及過流保護動作皆起到保護饋出線的作用，相較于此，失壓保護、自動投入裝置以及一次自動重合閘所承擔的功能則是恢復饋出線的供電。一旦高壓電路線路有故障發(fā)生，各個配電所及開關站數(shù)據(jù)都會以各不相同的線路故障性質作為基本依據(jù)，同時根據(jù)配電所線路保護模塊動作的情況，發(fā)生以下各不相同的動作變化：
1.線路發(fā)生瞬時性故障，僅有主會所會做出過流及速斷保護的動作。在這種情況下，發(fā)生的不論是主送所自動合閘動作，還是發(fā)生的被動所自動投入裝置動作，都不會對送電持續(xù)性造成影響。也正是如此，主送所至故障點的各個開關都會感受到有一次過流電，但是故障點的另外一側則不會感受到電流。
2.無論是主所還是備所，皆相應的配備速斷保護、過流保護、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及時的做出過流保護動作或者是速斷保護動作，其次備用所發(fā)生一次備自投動作、主送所發(fā)生一次自動重合閘動作。但是，不管是何種動作的發(fā)生，在完成相應的動作之后都會加速跳開。在這種情況下，故障點至重合閘的這一端各處開關會有兩次過電流的感受，相反故障點另一側僅有一次過電流感受。
3.不管是主所還是備所，皆設置有速斷保護、過流保護，另外僅在備用所相應的設定有備自投動作，且在主所和備所無重合閘的設定。在線路發(fā)生了永久性短路故障之后，主送所會及時做出過流、速斷的保護動作，在這之后備用所進行備自投動作，完成后加速跳開。基于備自投本身有一定的拖延時間，繼而雖然整個線路都能感受到過電流，但以故障處為界點，其不同的兩端感受到過電流的時刻也是不盡相同的。當線路發(fā)生故障時，應及時對各開關站高壓電流值進行采集，同時應存在故障時刻時標。
（二）關于故障判斷
當鐵路電力線路發(fā)生了短路故障且該故障表現(xiàn)為永久性質，無論是先做出重合的動作還是自投的動作，位于沿線上的各個開關都會有過電流的感受，這樣一來，若單一以電流警報作為判斷依據(jù)，則無法實現(xiàn)對故障區(qū)段的判定�；谠谑状芜^流速斷及二次合閘后加速跳開的間隙存在的少些延遲，在做詳細分析之后上報過電流的報警時間，可做到判定故障區(qū)段這一步，而在第一次過電流方向的最尾端及它遠端相鄰開關間，便是故障點的所在位置�；谏衔墓收吓袛嗟膬�(nèi)容，對遠動裝置提出下列幾點要求：
1.無論是手動還是自動完成上述各操作環(huán)節(jié)，都應對每一個操作步驟做詳細、對應的記錄，進一步嚴格對通訊的要求。
2.基于嚴格要求信息產(chǎn)生時間的情況，在主控站進行對各被控站的對時工作時，若各個被控站皆設有GPS時鐘系統(tǒng)，可獲得更佳效果。
3.一旦主控站滿足故障判斷的啟動要求條件，應先將相關數(shù)據(jù)信息從故障線路的各個被控站中完整、精確的提取出來。結束語就當前來看，鐵路電力線路的自動化技術順應了時代的發(fā)展趨勢，借助于該技術的應用，可在極大程度上促進供電可靠性的提高，強化對電力自動化的管理，有利于保障供電質量及設備管理水平。除上述幾點優(yōu)點之外，鐵路電力線路自動化技術的應用還能在很大程度上在降低勞動強度的同時，提高勞動生產(chǎn)率，可有效滿足鐵路提出的跨越式發(fā)展需求，不僅具有極佳的社會效益，而且還能實現(xiàn)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重要組成，電力線路自動化技術也必然會受到更多關注，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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