電氣化鐵路牽引站的調(diào)度信息采集

王永勝

一、引言

近些年，我國(guó)鐵路建設(shè)取得了飛速的發(fā)展，而幾乎所有新建的鐵路項(xiàng)目都是電氣化鐵路，它相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)車(chē)牽引的鐵路來(lái)說(shuō)具有技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性，因此電氣化鐵路必將是我國(guó)未來(lái)鐵路建設(shè)的主流。由于機(jī)車(chē)本身不帶能源，所需能源由電力牽引供電系統(tǒng)提供。所以，只有可靠的供電才能保證電氣化鐵路穩(wěn)定高效地運(yùn)行。而這其中一個(gè)十分有效的手段就是電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，它為鐵路供電安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了重要的技術(shù)手段。本文將對(duì)電氣化鐵路牽引站的調(diào)度信息采集做一個(gè)簡(jiǎn)要的分析。

二、我國(guó)鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展

在我國(guó)，電力遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用時(shí)間并不長(zhǎng)，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，發(fā)展過(guò)程中大體經(jīng)歷了三個(gè)階段：

第一階段：有觸點(diǎn)式階段。這是以繼電器為主要元件，配以步進(jìn)選線(xiàn)器、電子管等元件組成的遠(yuǎn)動(dòng)裝置。這類(lèi)遠(yuǎn)動(dòng)裝置有大量接點(diǎn)，維護(hù)工作量大，可靠性較差，壽命短，屬早期遠(yuǎn)動(dòng)產(chǎn)品。鐵路供電方面沒(méi)有經(jīng)歷這一階段。

第二階段：布線(xiàn)邏輯式階段。這一階段經(jīng)歷了晶體管、集成電路的過(guò)程。布線(xiàn)邏輯式遠(yuǎn)動(dòng)裝置是無(wú)接點(diǎn)式裝置，按預(yù)定的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，使構(gòu)成裝置的各部分邏輯電路按固定的時(shí)間順序工作，以完成預(yù)定的功能。但這類(lèi)裝置的缺點(diǎn)就是不能隨意進(jìn)行功能的擴(kuò)展。在上世紀(jì)70年代，我國(guó)電力系統(tǒng)曾廣泛應(yīng)用，鐵路系統(tǒng)也有過(guò)少量應(yīng)用。

第三階段：軟件化階段。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得鐵路電力行業(yè)技術(shù)全面向微機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，確保電力貫通線(xiàn)安全可靠供電，提高對(duì)電力貫通線(xiàn)管理水平和控制能力，減少對(duì)鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)的影響，遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)與上世紀(jì)90年代被引入到我國(guó)鐵路電力系統(tǒng)。

三、鐵路電力系統(tǒng)特點(diǎn)

鐵路電力系統(tǒng)由于應(yīng)用的特殊性，在系統(tǒng)構(gòu)成和功能上都有一些有別于地方電力系統(tǒng)的特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：

1、電壓等級(jí)低，變（配）電所結(jié)構(gòu)單一。從電力系統(tǒng)的角度看，鐵路負(fù)荷屬于終端負(fù)荷，直接面對(duì)最終用戶(hù)，所以鐵路電力系統(tǒng)絕大多數(shù)為10kV配電所和35kV變電所。由于功能要求、應(yīng)用范圍基本相同，所以鐵路電力系統(tǒng)中的變（配）電所構(gòu)成基本相同，功能配置也變化不大，根據(jù)鐵路變（配）電所結(jié)構(gòu)與功能標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，在進(jìn)行鐵路電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)時(shí)，可以將變（配）電所的功能作為標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)方式統(tǒng)一考慮。2、系統(tǒng)接線(xiàn)形式簡(jiǎn)單。鐵路電力系統(tǒng)的接線(xiàn)就像鐵路一樣，是一個(gè)沿鐵路敷設(shè)的單一輻射網(wǎng)，各變（配）電所沿線(xiàn)基本均勻分布，并且互相連接，構(gòu)成手拉手供電方式。連接線(xiàn)有兩種：一種是自閉線(xiàn)，還有一種是貫通線(xiàn)，可能二種連接線(xiàn)都有，也可能只有二者之一。 3、供電可靠性要求高。鐵路電力系統(tǒng)雖然電壓等級(jí)低，接線(xiàn)方式簡(jiǎn)單，電氣集中設(shè)備及區(qū)間自閉信號(hào)點(diǎn)提供可靠、不間斷電源但直接為鐵路各車(chē)站供電，對(duì)供電可靠性的要求很高，其負(fù)荷（自動(dòng)閉塞信號(hào)）的供電中斷時(shí)間不能超過(guò)150ms。

三、鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)度信息采集

鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)由遠(yuǎn)動(dòng)控制主站、遠(yuǎn)動(dòng)終端和通信通道三部分組成，是近年來(lái)在國(guó)內(nèi)全面推廣的鐵路電力新技術(shù)，其技術(shù)含量高，是涉及鐵路電力工程設(shè)計(jì)、各級(jí)電力調(diào)度管理模式、遠(yuǎn)動(dòng)終端的數(shù)據(jù)采集和處理、各級(jí)遠(yuǎn)動(dòng)控制主站與遠(yuǎn)動(dòng)終端之間數(shù)據(jù)通信及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等多專(zhuān)業(yè)的系統(tǒng)工程。如果說(shuō)電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)是一棵大樹(shù)，車(chē)站監(jiān)控系統(tǒng)及變、配電所監(jiān)控系統(tǒng)是這棵大樹(shù)的葉，那么通信通道就是這棵大樹(shù)的枝干。車(chē)站監(jiān)控系統(tǒng)及變、配電所監(jiān)控系統(tǒng)所采集的大量信息通過(guò)通信通道送往調(diào)度中心，調(diào)度中心通過(guò)該通道向車(chē)站監(jiān)控系統(tǒng)及變、配電所監(jiān)控系統(tǒng)下達(dá)遙控指令。由此可見(jiàn)，通信通道對(duì)于電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用起著至關(guān)重要的作用。借助于通信通道，各遠(yuǎn)動(dòng)終端和遠(yuǎn)動(dòng)控制主站得以相互交換信息和信息共享，提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，減少了連接電纜和設(shè)備數(shù)量，實(shí)現(xiàn)終端遠(yuǎn)方監(jiān)視和控制。為確保電氣化鐵路和電網(wǎng)的運(yùn)行安全，國(guó)家電網(wǎng)公司與原鐵道部經(jīng)過(guò)充分討論和協(xié)商，確定了鐵路牽引站向沿線(xiàn)電力公司傳送信息內(nèi)容、方式和要求，以指導(dǎo)鐵路沿線(xiàn)牽引站調(diào)度信息的接入工作，為鐵路建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等單位的工作指明了方向。在保障安全可靠的前提下，為了充分利用各方資源，節(jié)約投資，避免重復(fù)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)沿線(xiàn)各電力公司對(duì)牽引站調(diào)度信息直采及互設(shè)調(diào)度直通電話(huà)，明確了鐵路部門(mén)與電力公司的職責(zé)。鐵路部門(mén)負(fù)責(zé)牽引站內(nèi)信息采集相關(guān)設(shè)備、互聯(lián)傳輸、接入、配線(xiàn)架、電源、電話(huà)分機(jī)等設(shè)備的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)測(cè)；配合電力公司進(jìn)行通信互聯(lián)調(diào)試。負(fù)責(zé)承擔(dān)牽引站站內(nèi)相關(guān)設(shè)備費(fèi)用。電力公司負(fù)責(zé)電力公司相關(guān)機(jī)房設(shè)備、電力公司供電變電站至牽引站內(nèi)ODF架的光纜線(xiàn)路的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)測(cè)；負(fù)責(zé)組織進(jìn)行通信互聯(lián)調(diào)試。若有信息采集相關(guān)安全軟硬件設(shè)備等，由電力力公司統(tǒng)一提出技術(shù)要求。負(fù)責(zé)承擔(dān)牽引站站外相關(guān)設(shè)備費(fèi)用。考慮到鐵路運(yùn)營(yíng)的安全性，通信通道也應(yīng)足夠可靠來(lái)保證電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行。因此，鐵路牽引站與當(dāng)?shù)仉娏緫?yīng)具備至少1個(gè)獨(dú)立的遠(yuǎn)動(dòng)通道或電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。采用網(wǎng)絡(luò)方式通信時(shí)，應(yīng)按照國(guó)家有關(guān)電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定采取安全隔離措施。自動(dòng)化數(shù)據(jù)傳輸通道應(yīng)在電力系統(tǒng)通信設(shè)計(jì)中統(tǒng)一組織。牽引站內(nèi)二次系統(tǒng)安全防護(hù)技術(shù)要求由當(dāng)?shù)仉娏咎岢觯F路部門(mén)負(fù)責(zé)實(shí)施。鐵路牽引站與當(dāng)?shù)仉娏緳C(jī)房的通信傳輸設(shè)備互聯(lián)，應(yīng)采用與當(dāng)?shù)仉娏就活?lèi)型且能統(tǒng)一進(jìn)行網(wǎng)管的通信傳輸設(shè)備，傳輸速率不小于巧155Mb/s系統(tǒng)，構(gòu)成保護(hù)環(huán)。傳輸設(shè)備由電力公司網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)視和管理。不僅如此，電力公司供電變電站至鐵路牽引站，宜采用不同物理路由的光纜，對(duì)電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成了物理上的保護(hù)，再一次提高了通信通道的安全性。

四、總結(jié)

鐵路電力系統(tǒng)與鐵路行車(chē)安全密切相關(guān)，是鐵路運(yùn)輸基層設(shè)施的重要組成部分。隨著鐵路建設(shè)的快速發(fā)展和運(yùn)行速度的提高，各種車(chē)輛安全監(jiān)控設(shè)備的投入使用，對(duì)供電可靠性要求將越來(lái)越高。提高供電質(zhì)量，縮小故障影響范圍，減少停電時(shí)間，是鐵路運(yùn)輸部門(mén)對(duì)供電的基本要求。進(jìn)一步的完善電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)提高了故障分析的全面性，使主管部門(mén)及領(lǐng)導(dǎo)能及時(shí)了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，提高處理故障的響應(yīng)時(shí)間和速度，適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，為鐵路旅客們提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

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