智能低壓配電系統在鐵路供電中的應用

趙國梁 / 中鐵十二局集團電氣化工程有限公司

智能低壓配電系統在鐵路供電中的應用

趙國梁 / 中鐵十二局集團電氣化工程有限公司

近些年隨著鐵路工程的不斷修建，人們開始越來越關注鐵路供電的可靠性與安全性，但傳統的低壓配電系統中經常會出現供電問題，導致鐵路不能正常通行，隨著科技的不斷發展，智能化開始得到越來越廣泛的應用，其中智能低壓配電系統作為一種較為先進的供電系統，在鐵路供電中占據著重要的地位，因此，也得到了廣泛的應用。本文闡述了智能低壓配電系統的特點與在鐵路供電中應用的優勢，并詳細分析了智能低壓配電系統在鐵路供電中的應用，為今后鐵路供電中更為有效的應用智能低壓配電系統提供一定的借鑒。

智能；低壓配電；鐵路供電；應用

一、智能低壓配電系統的主要特點

（一）智能化

智能低壓配電系統可以提高鐵路供電的可靠性與質量，在采用智能低壓配電系統時主要是采用大量的微處理器與數模轉換器芯片，采用數字化對被測參數進行處理，這在一定程度上大大提高了系統測量的精度，降低了產品的分散程度，從而有助于供電單位進行生產計劃，合理分配負荷，進而為系統供電節省大量的電力與維修成本，從根本上提高了智能低壓配電系統的可靠性與穩定性。

（二）功能多樣化

傳統的低壓配電系統較單一，而智能低壓配電大大改善了這種情況，智能低壓配電正趨多樣化發展，進而實現了測量、控制與保護的功能，智能低壓配電可以有效的避免低壓配電系統中的二次接線，使系統中的各個模塊之間的連接更加緊密，在對低壓配電進行安裝與運行時采用智能化的方式可以大大的節省時間，并且操作起來較為便捷。

（三）網絡化

在現代的智能化保護裝置中一般就會預留數字通信，智能化的低壓配電系統是在無人操作的情況下進行的，對低壓配電系統進行適時監控，進而實現與計算機的連接，在對計算機進行監控時，可以有效的完成采集、處理、存儲、通信與控制的功能。

二、智能低壓配電系統在鐵路供電應用中的優勢

（一）高可靠性

智能低壓配電系統的配電終端采用了智能化的電器元件，將微電子技術、計算機控制技術及現代網絡通信技術與傳統的配電技術相結合，最大程度的滿足了鐵路電力系統遙控、遙訊、遙測以及遙調的要求，極大的提高了終端配電的可靠性。除此之外，智能低壓配電系統具備了系統監測、故障診斷以及處理功能，對于鐵路電力系統的安全穩定運行提供了保障。

（二）經濟效益明顯

鐵路電力系統與普通電力系統有著較大的區別，其電力供應是沿鐵路線進行，供應線路長，是呈線性的電力供應。而普通電力供應是按供電區域來進行，范圍相對集中，鐵路電力系統的供電特點決定了其對系統的運行維護的人力成本較高。智能低壓配電系統能夠實現對系統終端的遙測、遙控、遙調以及遙訊，系統運行維護人員只需要在區域監管中心就可以實現對系統終端的遙測、遙控，避免或減少了系統運作維護人員現場抄表、實地操作、定時巡視的工作量。除此之外，智能低壓配電系統能夠檢測和記錄用電回路的各種電量參數，斷路器的狀態、故障報警、故障原因等信息，較人工方式更為準確與及時。

（三）有效提高電力系統的運行安全

運行安全是鐵路電力系統的關鍵性指標，智能低壓配電系統由于具備了對系統運行狀態的實時監測，能夠捕捉到系統暫態的異常變化并進行分析處理，對于系統潛在的故障隱患可以做到事前發現及警告，極大的提高了系統的安全系數。此外，在系統出現供電故障時，智能低壓配電系統在進行自動保護處理的同時，還可以提供故障位置、原因以及其它各種參數，對于工作人員快速排除故障，恢復系統正常運行具有十分重要的參考價值。

三、智能低壓配電系統在鐵路供電中的應用

（一）智能斷路器在智能低壓配電系統中的應用

智能斷路器是集電子技術、零飛弧技術、電氣自動化技術、計算機及軟件技術及網絡通信技術于一身的高性能電氣設備。智能化斷路器一般采用模塊式結構，克服了許多傳統斷路器的缺點，能夠實現保護、測量、監控于一體。目前鐵路智能低壓配電系統大都采用了這種高性能的智能化斷路器，以此來提高鐵路低壓配電系統的智能化與自動化。在鐵路智能低壓配電系統中智能斷路器基本工作模式是根據監測到的不同類型的故障電流，自動選擇操作機構及滅弧裝置預先設定的工作條件。為了能夠達到電氣和機械性能上的最佳分閘效果，智能斷路器會在電流較小時低速分閘，電流較大時高速度分閘。智能斷路器在鐵路智能低壓配電系統的工作過程是：當鐵路配電系統出現故障時，繼電保護裝置發出分閘信號或工作人員發出操作信號后，智能斷路器首先會啟動智能識別模塊，以此來判斷當前智能斷路器所處的運行條件，進而發出不同的控制信息調整操動機構的參數，以獲得與當前系統工作狀態相適應的運動特性，然后讓斷路器動作，及時切除鐵路配電系統出現的故障。

（二）現場總線技術在鐵路智能低壓配電系統的應用

現場總線也稱現場網絡是近年來迅速發展起來的一種工業數據總線。現場總線技術在鐵路智能低壓配電系統的應用，加大了低壓配電系統中各中電氣設備與計算機系統的數據共享，保障了計算系統的數據實時更新，以便能夠更好的對鐵路智能低壓配電系統中的電氣設備進行監測、保護和控制。現場總線同時也解決了鐵路智能低壓配電系統設備之間的開關信號、接點信號和模擬信號信息傳遞問題。現場總線通過通訊的數字化，使時間分割、多重化、多點化成為可能，從而實現鐵路智能低壓配電系統高性能化、高可靠化、保養簡便化。由于現場總線簡單、可靠、經濟實用等一系列突出的優點，因此應加大現場總線技術在鐵路智能低壓配電系統的應用。

（三）降壓變電所低壓部分的智能系統應用

1.模式一。

該模式可以實現對進線斷路器、母聯斷路器、三級負荷總開關的控制，進行遙測、遙控、遙信操作，還能夠監測控制變電所備用電源的自投自復。在該模式中運用了斷路器、智能數字化儀表、PLC，在一些鐵路線路降壓變電所低壓部分得到廣泛應用。

2.模式二。

該模式在模式一的基礎上，可以進行遙測、遙信所有饋出回路。該智能低壓配電系統的結構，是由太網網關、智能開關、PLC控制器、智能化數字儀表等部門組成，通過PLC來實現對變電所的智能監控。

（四）環控電控低壓部分的智能系統應用

1.模式一。

該模式可以綜合保護電動機回路，起到測量、監控的作用，以確保該回路配有的軟起動和變頻器能夠安全穩定運行，同時在其他饋出回路電機保護和控制上，該模式運用了斷路器、交流接觸器和熱繼電器三者相互結合的方式，通過BAS系統來實現的。

2.模式二。

模式二是在模式一的基礎上，加強了對所有饋出回路的控制，比如綜合保護、測量、監控等，但是這種智能低壓配電系統不同于BAS系統，該模式主要是將BAS系統與PLC相互結合，這樣就可以擁有獨立的通信控制器，對所采集到的數據進行適當的調整，進而保證數據的可靠性，該模式在一些鐵路線路環控電控低壓部分得到了廣泛的應用。

四、結語

總之，隨著科技的不斷進步，智能化低壓配電系統在鐵路供電中得到了廣泛的應用，主要是由于智能化低壓配電系統具有高可靠性，其經濟效益明顯，可以有效的提高電力系統的運行安全，可以實現對供電低壓測的有效監測與管理,在很大的程度上提高了鐵路供電的可靠性，為鐵路的正常運行提供了必要的保障，為人們的出行帶來了便利。

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