鐵路電力自動化系統在鐵路建設中的應用分析

于洋

【摘 ?要】隨著國家經濟的蓬勃發展，人們的交通出行、貨物往來愈加頻繁，國家對鐵路建設也愈發重視，近年來加大了對鐵路運輸發展的投入。相較于其他運輸方式，如公路運輸、航空或者航海，鐵路運輸更為經濟，且擁有很好的可靠性，更加節約能源。鐵路電力自動化技術作為其中的一項核心技術，它在維持鐵路的高速運行及設備的能源供給方面具有不可替代的作用，也為我國的鐵路建設提供了新的發展思路。

【關鍵詞】電力;自動化;鐵路建設;系統分析

引言

電力工程及其自動化技術是當前社會環境中較為先進且應用較為廣泛的技術類型之一，將其應用到鐵路施工中，不僅能夠有效提高鐵路施工的質量和效率，而且還能夠讓建設完成的鐵路工程系統展現出更高的自動化、智能化特點，實現鐵路系統的現代化建設。因此，為了能夠讓電力工程及其自動化技術在鐵路施工建設中切實發揮出應有的作用，還需要對相關的問題引起重視，積極采取針對性的施工優化措施。

1電力自動化系統的應用

在供電系統的應用上需要對其進行嚴格的監控。首先，通常采用計算機網絡技術，對變電所、接觸網回路、電力機車進行實時監控，同時對系統進行遠程控制。例如：系統可以借助變電所內的監控設備，檢測該變電所的輸入、輸出回路的功率因素、線電壓、電流等信息，通過通信系統上傳至監控中心，從而實現遠程監測，當出現異常情況時，監控管理軟件自動分析故障原因，可以快速找到問題，再運用控制網絡進行遠程控制，調整參數或控制回路通斷，減少故障處置時間及成本。所以，在鐵路電力系統中運用自動化手段很重要。

隨著當前電力工程及其自動化技術的快速發展進步，其表現出較強的綜合性、適用性、先進性等特點，對鐵路工程施工建設中也取得較為廣泛的應用。如：在當前鐵路系統中應用電力工程及其自動化技術，能夠實現系統化的運行管理，讓火車運行的效率和安全性都得到較大程度地提升。與此同時，在對該項技術應用過程中，能夠實現對鐵路牽引供電的自動化管控，對其供電調節、故障診斷等有著較為積極的作用，切實保證鐵路供電系統的安全可靠性，保證鐵路系統得以正常地運轉。根據其表現出來的優勢，當前鐵路管理部門和施工部門需要對電力工程及其自動化技術的應用引起重視，在實際施工建設中結合后期應用需求，對該項技術的應用不斷進行優化和改進，從而讓鐵路系統變得更加穩定、高效。

2鐵路電力供電系統實現自動化的關鍵環節

2.1饋線技術

饋線自動化是現階段鐵路電力工程中常用的自動化技術手段，基于技術特點分析，饋線模式可分為幾種類型，即集中式、分布式以及綜合式等幾種控制模式。第一，集中控制模式。該饋線模式下，主站以及通信系統和相關終端設施均已建成，而且可以保持安全穩定的運行狀態。其中，主站利用通信系統收集終端設施信息，并且經網絡拓撲進行綜合分析，精確定位故障位置。故障定位以后下達指令，采用遠程遙控等方法利用開關隔離故障區域，從而確保無故障區能夠正常通電。第二，綜合控制模式。該種饋線模式下，其基本原理與集中控制模式一致，雖然對故障問題能夠有效地進行處理，但是實踐中其效率相對較低，而且適用性差。第三，分布控制模式。實踐中可以看到，該種饋線模式下短時間內可以快速區分故障與非故障范圍，將主站與終端任務相互分離開來，以此來有效提高故障問題的處理水平。

2.2以太網方式

以太網作為鐵路電力自動化系統組網方式之一，在信息網絡領域有著廣泛的應用。目前，正以高速的速度發展著，準備遍布數據通信的任何一個地方借助于工業交換機和通信系統中的通道形成了一個組網，這個組網可以讓信號數據在各個設備之間進行傳輸。這種以太網方式主要有以下幾個特點。

（1）寬帶大，傳輸速度快，因為有了以太網構架的幫助，所以組網中的傳送帶寬是和以太網一樣的。所以帶寬大，傳輸速度也快。（2）可靠性高。在鐵路電力自動化系統組網中，使用工業以太網，就可以有效地組成一個環形冗余的網絡。這樣操作起來就會更方便，可以快速地解決問題，系統的恢復時間也比較短，有著較高的可靠性。（3）擴展性能好。在其他的系統組網中，只能用于信號數據的傳輸。而在以太網方式中，還可以用于視頻和語音的傳輸。語音、視頻等可以借助于編碼器轉換的幫助，變成相關的信息數據被接入網絡中。從而可以突破以前的傳統，形成一個“視頻、語音、數據”的三者合一。

2.3構建完善網絡監管系統

將電力工程及其自動化技術應用到鐵路施工中，對各個施工環節都有著更高的質量要求，單純地依靠傳統的監管方式，對整體應用質量無法達到有效地管控，因此在此基礎上構建網絡監管系統具有較高的必要性。在具體的構建和完善中，首先需要優化和調整資源結構，保證電力工程及其自動化技術在應用到鐵路施工中后能夠與實際需要相吻合，以確保其在實際施工中的應用價值;其次在電力自動化施工現場建立完善的網絡監管系統，實現遠程化監控，并且保證施工建設中不同建設區域所使用的系統具有統一性，有助于實現不同監管系統之間的系統化關聯，實現對整個鐵路施工過程的統一化監管。實質上，在施工建設過程中建立起鐵路系統內部的信息數據網絡，既能夠對施工的實際情況進行監管，又能夠給后期運維管理帶來幫助，對現代鐵路建設的整體質量提升有較大的幫助。

2.4加強對數據信息的應用

在當前大數據時代背景下，鐵路工程施工建設也需要重視對大數據信息的應用。首先，在施工建設的初期，需要結合實際現狀來建設相應的數據對接系統，提升信息共享、傳輸、接收等的時效性，通過規范化、系統化的電力工程施工建設，確保鐵路電力工程數據能夠進行安全的傳遞。其次，由于當前施工建設中信息數據的傳輸會受到通道速率的影響，影響到信息數據整體運用的有效性，尤其是一些重要的信息數據可能會因此被耽誤。因此，在實際的應用中可以采用變化數據優先傳送的模式，以此來確保重要信息獲取的及時性。在這種運行模式之下，系統會將變化數值較大的數據信息優先傳送到主站，然后對相應的信息進行動態監測和分析，觀察其周期性變化趨勢，然后對系統運行的安全性和穩定性做出評價。

2.5數字通道方式

數字通道方式主要是借助于通信傳輸接入系統提供的數字接口的方式，來完成電力自動化系統的組網工作。而其中的數字接口主要是采用RS-232/V.24等型號的。數學通道的組網方式和音頻專線中的星型組網方式比較相像，不過數字通道的組網方式還需要有一個多路串口機。但也正是多路串口機的存在，導致了一些弊端的產生。當接口選用串口的形式時，那么通信之間的距離就會被縮短。而在直連的情況下，規定通信設備和電力設備兩端的間距是不允許超過16m。如果超過了這個規定的間距，就需要用MODEM來使得傳輸距離變長。然而接口的傳輸速率是有限的，不能超過64kibt/s。在這樣的情況下，鐵路電力化系統沒有再將這些組網方式納入使用范圍內了。即使一些地區在以前采用了這種組網方式，也會在這幾年里進行慢慢的改造和升級。

結束語

鐵路交通是我國實現經濟發展和社會進步的重要環節，自動化技術的應用對鐵路建設至關重要，它需要我們進行更深入的研究，從而使電力供電系統性能更加完善、更加可靠，為鐵路實現跨越式發展奠定良好的基礎。

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（作者單位：中鐵建電氣化局第三工程有限公司）