铁路电力线路自动化技术的应用研究探析

吴改燕

摘 要：铁路电力线路系统建设过程中，采用计算机科技、网络通信以及现代微电子技术手段对铁路电力线路进行管控以及监测，以此来有效提高铁路电力线路运行管理以及调度和运维管理水平，从而推进铁路系统电力线路运行安全稳定性。该文先对铁路电力线路工程自动化建设过程中的先进技术应用进行分析，并在此基础上以某工程项目为例就自动化技术的应用实践，谈一下个人的观点与认识，以供参考。

关键词：铁路系统 自动化技术 电力线路 应用实践

中圖分类号：F407 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）01（a）-00-02

1 当前铁路电力系统中的自动化技术手段

1.1 馈线技术

馈线自动化是现阶段铁路电力工程中常用的自动化技术手段，基于技术特点分析，馈线模式可分为几种类型，即集中式、分布式以及综合式等几种控制模式。

第一，集中控制模式。该馈线模式下，主站以及通信系统和相关终端设施均已建成，而且可以保持安全稳定的运行状态。其中，主站利用通信系统收集终端设施信息，并且经网络拓扑进行综合分析，精确定位故障位置。故障定位以后下达指令，采用远程遥控等方法利用开关隔离故障区域，从而确保无故障区能够正常通电。

第二，综合控制模式。该种馈线模式下，其基本原理与集中控制模式一致，虽然对故障问题能够有效地进行处理，但是实践中其效率相对较低，而且适用性差。

第三，分布控制模式。实践中可以看到，该种馈线模式下短时间内可以快速区分故障与非故障范围，将主站与终端任务相互分离开来，以此来有效提高故障问题的处理水平。

1.2 测控终端技术

在当前铁路工程施工过程中，尤其是电力线路测控终端优势特别明显，可对主站以及子站运行压力进行科学合理的分配，并且对系统中的各种故障问题自动化检测。故障问题检测到以后，可以实现故障自动化隔离处理。实践中可以看到，测控终端一般不受气候环境的影响，即便是在雨雪雷电气候条件下，也可以安全稳定地运行，为铁路可靠性供电提供有力的支撑。

1.3 通信技术

在现阶段铁路电力线路工程施工建设过程中，通信是其中不可或缺的一部分，其应用最为广泛的技术是光纤通信，其主要是以光波为信息载波，将光导纤维作为传输信号的主要渠道。电力通信中常用的是OTN（光传送网），是主要基于波分复用技术并在光层组织网络的一种新型的传送网，同时也是下一代骨干传送网。OTN集SDH优势以及DWDM带宽可扩展性于一体，兼顾传送以及交换等功能，是承载宽带IP业务的理想平台。OTN技术保留了SDH的很多应用优势，比如多业务适配以及分级疏导和故障定位与保护倒换等。OTN将光域划分成Och、OMS、OTS这3个子层，允许在波长层面管理网络并支持光层提供的OAM功能。为了管理跨多层的光网络，OTN提供了带内和带外两层控制管理开销。作为一种全新的电域以及光域电力系统传送网，该技术的应用可以有效兼容其他组网方式，对电力通信网可实现统一管理。OTN作为新一代光传输技术，在满足网络拓扑结构的基础上，进一步提高电力通信网络的稳定性。

2 铁路电力线路系统中的自动化技术应用实践

某铁路客运系统沿线共设有13个车站，线路总里程为505km。该铁路电力线路主要由低压配电网络、变电所和10kV电力贯通线路构成，负责铁路沿线运输过程中的照明、信号以及通信等供电，除具备普通电力系统的供电线路功能外，还包含了故障多发、供电臂长以及负荷等特性。在该铁路电力线路系统中采用了自动化技术手段，其应用效果非常的显著。比如，可有效控制大面积停电问题及其发生概率，有利于提高电力运行和管理水平，杜绝或者减少电力事故的发生，保证铁路电力系统能够安全供电。

2.1 铁路电力线路自动化系统

该铁路电力线路系统建设过程中，采用了先进的自动化技术手段，基于计算机网络信息技术以及自动监测和监控技术等，紧密连接电力系统，从而实现了对贯通电路在内的所有系统自动化监控。通过应用自动化技术手段，实现了对电力网络系统进行动态化显示以及远程控制。同时，还可以准确甄别和有效处理实践中存在的故障问题，快速恢复供电，减少不必要的资源损失。就该系统而言，从应用实践来看均有一级和综合贯通配电设备安装在沿线各远动被控端。对于低压设备而言，其所监控的内容主要包括低压开关设备的状态、低压相序报警和开关故障遥信以及电源低压开关远程管控等。在当前铁路电力线路系统中，远动系统的优势主要体现在可同时将高压电流以及电压互感器配备在高压设备上，能够有效地对高压供电质量进行实时监测，判断线路故障问题并及时切除。

2.2 线路故障数据信息分析与判断

（1）数据分析。从本铁路电力线路相邻供电方式来看，实际上是接力供电模式。通常情况下，配电所采用的是速断、失压以及过流等几种保护形式，同时还有自动投入设备与一次自动重合闸设施。其中，速断保护、过流保护两种动作均可对馈线起到很好的作用，而且失压保护以及自动投入设备和一次自动重合闸功能是及时恢复供电。如果高压电力线路出现了故障问题，则各配电所以及开关站的相关数据信息均会以不相同的故障性质为依据，并且根据线路保护模块动作发生动作变化。

一是线路瞬时故障。对于该种情况，发生的无论是主送所自动合闸还是被动所自动投入设备动作，均对送电持续性不会造成严重的影响。

二是主所、备所均配备速断、过流保护设备，而且具有自投和一次重合闸等功能。实践中若出现永久性故障，主送所首先会做出过流、速断等保护动作，而且备用所会有一次备自投或者主送所一次自动重合闸等动作。值得一提的是，无论发生哪种动作，在完成动作以后均会快速跳开。此时，故障点到重合闸端各处开关，均会感受到两次过电流，而相反故障点另侧只能感受到一次过电流。

（2）故障判断。该铁路系统中的电力线路出现短路故障问题时，该故障点为永久性质，不管先进行重合动作亦或是自投动作，沿线各开关均会有过电流。在该种情况下，如果单一地以电流警报为故障判断依据，则对故障区段难以进行准确的判定。由于首次过流速断、二次合闸之后加速跳开的间隙有延迟，在综合分析基础之上报过电流报警时间，因此可对故障区段进行判定。在首次过电流方向尾端和远端相邻开关间，即为故障点位置所在。通过以上对故障判断分析，远动装置应当有以下要求：首先，提高上述操作环节完成的自动化程度，详细记录每个操作步骤，对通信进行严格要求。其次，基于严格的时间，各被控站均应当有GPS时钟系统。实践中，如果主控站能够满足故障问题的判断启动条件和基本要求，则应当先将信息数据信息从存在故障的线路被控站内精确而又完整地提取出来。

3 结语

总而言之，在当前铁路电力线路工程建设过程中，自动化技术的有效应用大大提高了电力系统运行管理效率，为电力线路以及铁路系统的运营安全稳定性提供了有力的保障。实践中，应当加强重视，不断优化和改进自动化技术应用模式和方法，以此来实现其应用价值。

参考文献

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[2] 姚建国.铁路贯通、自闭电力线路自动化技术[J].科技创业家，2016（5）：226-228.

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2021-01-02