鐵路電力供電系統中配電自動化的應用分析

喬利峰

（神華新朔鐵路供電分公司，內蒙古 鄂爾多斯 010300）

0 引 言

鐵路是我國交通運輸體系中的重要構成部分，是推動我國國民經濟和運輸行業穩定健康發展的重要保障。近幾年，在科學技術的不斷發展下，配電自動化技術在我國鐵路行業中逐漸實現了廣泛應用，并且有力推動了我國生產力水平的提升。現階段，鐵路列車為了響應國家節能環保的相關政策，以電力系統為依托來開展相關工作，因此保障鐵路供電系統的穩定性和可持續性至關重要。在開展鐵路供電系統相關工作時，供電系統部門應該加強對配電自動化的應用，加強對相關自動信息化技術的重視，針對供電系統可能出現的問題采取科學合理的預防措施，以提升供電系統的穩定性和安全性，為鐵路列車的正常運行打好堅實基礎，從而推動我國鐵路運輸行業的健康可持續發展，促進地區間文化和經濟的交流傳播，提高國家經濟水平，實現綜合國力的增強。

1 現階段我國鐵路供電系統的主要特點

1.1 鐵路電力供電系統中接線清楚

接線清楚是我國鐵路電力系統具有的一項重要特點，是供電系統穩定運行和防止錯誤出現的重要保障。整個鐵路供電系統較為龐大，涉及的線路和變電所較多，并且各個供電所、站點以及線路之間相互連接，分布較為廣泛。只有保證供電系統各個線路和站點之間接線的清楚，才能夠保證電力的運輸安全與穩定。現階段，我國供電系統的接線方式主要有貫通形式和自閉形式兩種，兩者通常會并列應用。在我國現階段的供電系統接線工作中，兩種接線方式共同使用能夠有效保障接線和配電所的相互連接，保證整體的穩定性和電力運輸正常，并且能夠在某條線路發生問題時及時實現填充和備用的功能，進而保證整個鐵路的穩定運行。

1.2 鐵路電力供電系統結構簡單

結構簡單是我國鐵路電力供電系統的主要特點，能夠有效保證系統電壓的穩定性和安全性。現階段，我國鐵路電力的服務對象是用戶。大多數鐵路供電系統的配電所參數較低，其他類型的數值較少。通過這種較低電壓來進行工作，能夠有效保證鐵路負荷的穩定性，提高電源的輸出安全性，并且使整體鐵路電力供電系統結構更簡單，還能夠實現配電自動化技術的有效應用[1]。

1.3 鐵路電力供電系統供電可靠性具有嚴格要求

雖然我國鐵路電力供電系統的電壓等級較低且供電系統線路結構較為簡單，但是因為具有很強的可靠性，所以整體的供電要求較多。在實際的鐵路電力供電系統運行過程中會涉及到很多方面的內容與工作，因此會制定較多的要求來保證供電的穩定性，必要時還會采取相關的措施與手段來提高供電系統的可靠性，從而減少安全問題和事故的發生。例如，在供電系統的相鄰配電所之間會設置貫通線路的保護裝置，當主體供電所某條連接線出現問題導致無法供電時，會自動引入備用的線路開關，以保證正常供電和電力運輸，保證鐵路電力系統的穩定運行[2]。

2 鐵路電力供電系統中配電自動化技術的主要應用

2.1 配電自動化分布控制的應用

配電自動化分布控制的應用是鐵路電力供電系統中的一項重要項目，是保障供電系統安全的重要內容。配電自動化分布控制的應用主要是指在供電系統的工作過程中，會把鐵路供電系統的配電所保護和相關控制設備的電力系統由以前應用的集成電路保護和電磁保護優化為綜合自動化、智能化以及網絡化的保護，通過信息化技術和科技的應用，實現對供電系統相關數據的全面獲取與分析研究，以保證數據的傳播與通信，從而全面監督控制供電系統，做好相應的防護措施，有效提高工作質量和效率，實現一體化發展與工作應用。配電自動化分布控制中的配電自動化終端，能夠實現對供電系統故障的準確定位和分析研究，預防可能發生的問題。此外，它能夠實現整體系統的自動診斷和故障隔離等功能，通過和供電系統的相互工作，在缺乏主站的條件下實現對整個鐵路電力供電系統的優化和重組構建。現階段，我國鐵路電力供電系統對配電自動化的分布控制方式主要包括電壓時間型和電流技術型兩種。但是，由于控制原理，鐵路電力供電系統配電自動化分布控制存在一定的局限性。一方面，變電站的重合閘動作方式和相應的出線保護定值需要進行重新優化設置，才能夠保證分布控制的效果。另一方面，當整體系統的分段較多時，配電自動化和系統之間會存在一定的沖突，整體配合性較低，不利于供電系統的安全運輸。因此，通過上述分析可以確定，在各種線路和變電站接線較為簡單的供電系統中，可以應用配電自動化分步控制方式。具體應用應該根據實際情況進行選擇、分析以及確定[3]。

2.2 鐵路電力供電系統中配電自動化技術集中控制的應用

配電自動化技術集中控制是指通過配電自動化終端來對供電系統中的信息和數據實現收集，并通過專門的傳輸機構把收集到的信息運送到供電系統的相關主站控制中心，通過對數據的研究分析和相應的處理，全面診斷與檢測整體的電系統，從而判斷供電系統的安全性和各項設備的性能。對于可能出現問題的設備或部位區段，根據相應的診斷方案做好處理措施，必要時實施相應的隔離[4]。現階段我國鐵路電力供電系統中配電自動化集中控制主要包括3個方面的內容。第一，配電自動化能夠通過相應的終端實現對整體系統的全面監測與控制，收集并傳輸相應的信息。第二，通過配電自動化對供電系統實現全面的研究與數據分析，對信息進行處理，根據最終的信息處理結果確定供電系統發生故障的位置，并且制定相應的處理解決方案，在第一時間解決故障問題，最大程度防止問題的擴大。第三，通過配電自動化能夠對整個供電系統完成控制管理，通過相應主站的控制中心對供電系統發布指令，使其做出相應的決策與工作，有效保證供電系統的穩定性和可靠性。不僅如此，通過配電自動化的集中控制方式，還能夠實現對供電系統的密碼管理、時間控制以及模擬訓練，有效實現了鐵路電力供電系統的轉型與優化[5]。

2.3 鐵路電力供電系統中配電自動化分布控制與集中控制相互結合的應用

通過配電自動化分布控制和集中控制的相互結合應用，能夠有效提高供電系統的工作效率、穩定性以及安全性，保障鐵路的正常運行。在我國現階段的鐵路供電系統中，分部控制和集中控制相互結合是鐵路處理的常用方法，一般應用于鐵路10 kV貫通和自閉線路的故障問題中。分布控制方式中的配電自動化終端能夠實現故障位置的準確判斷與及時隔離，進而通過兩者的相互結合，實現整體網絡的優化重組，整體過程簡單便捷，且不需要主站的介入。電壓時間型和電流技術型都是通過配電自動化終端和開關相互使用實現重合功能，扮演分段器的角色。另外，供電系統中配電自動化集中控制是通過主站控制中心構建相應的系統來開展和實施工作，能夠準確掌握和實時監控供電系統的隔斷情況，從而保證整體系統的穩定性。通過分布控制和集中控制的相互應用，可實現對供電系統故障的全面處理與保護，最大程度地保證系統的安全穩定。一般在供電系統中應用分布控制和集中控制兩種控制手段，其中主要手段為分布式微機保護控制。分布式微機保護控制通過故障狀態差動保護的方法實現配電自動化與終端之間的故障診斷，進而實現指令的發布，保證分合閘的穩定性和準確性。此外，斷開故障點兩側的斷路器，可實現對故障的有效隔離，從而保證電路系統的輸電安全。集中式控制手段通常作為后備方式，如果出現分布式保護拒動情況，才會由主站開展相關的工作，進而判斷供電系統的故障[6]。

3 現階段我國鐵路電力供電系統故障的主要檢測手段

3.1 注入信號法

注入信號法是我國現階段鐵路電力供電系統故障檢測的一項重要且常用的手段，一般在鐵路電力供電系統頻率信號出現變化時應用，能夠有效實現對故障位置的確認，有助于準確處理故障。例如，當電力供電系統出現諧振接地故障時，可以應用注入信號法進行處理。首先，電力配電系統傳輸信號時，應該合理設置相應的信號檢測裝置，保證能夠及時發現供電系統故障，有效提高整體的工作效率，從而避免發生更大的故障。在鐵路電力供電系統運行過程中出現接地故障時，相關人員可以在供電系統中添加零序信號電源的方式進行處理。通過添加的零序信號電源全面檢測整體系統，從而實現對整體的線路故障的定位。在故障檢測完成后，相關人員可以拆除添加的零序信號電源，以避免對供電系統的運行造成影響。另外，對于信號電流存在的相對故障，電流相關人員可以忽略。與負荷電流相比，由于注入信號的電流很低，通過工頻和諧波很容易會構成單相接地的故障電流和復合電流。因此，在應用注入信號方法對供電系統故障進行檢測時，一定要根據實際情況選擇注入信號的方式，保證相應探測器注入信號的靈敏度，減少檢測錯誤的發生，從而實現全面的保護與檢查[7]。

3.2 零序電流法

零序電流法是指通過檢測電流確定供電系統中的故障位置。這種方法能夠有效提高故障檢測效率，并且能夠保證數據獲取的準確性和真實性，實現對供電系統各項設備和零件的準確維護，從而保證其性能的穩定。零序電流法在實際的鐵路電力供電系統故障檢測過程中備受青睞，具有便捷和快速的特點。不僅如此，通過零序電流法還能夠第一時間方便維修人員制定相應的解決方案，以及時處理和解決故障問題。

3.3 暫態功率方向法

暫態功率方向法能夠實現對鐵路電力供電系統配電自動化的有效落實，為配電自動化工作提供有力保障。通過研究和分析可知，配電系統通過結算和網絡開展遠程監控能夠有效實現供電系統配電自動化。在整個配電自動化系統中，主要包含3層內容。第一，管理層。管理層是指對整個鐵路電力供電系統的線路、運行工作狀態以及性能實現全面的監督與控制，通過異常數據判斷故障和問題，進而保證線路的穩定性和通信的正常性。第二，通信層。通信層是指配電自動化系統中管理層和隔離層進行溝通交流的通道，主要承擔溝通和數據的運輸交換功能，能夠有效保證數據傳輸的穩定性、準確性以及真實性。第三，間隔層。間隔層主要是指通過對終端設備和儀器的控制來實現系統的全面檢測，及時處理異常情況，維護整體系統的穩定性和合理性，以保證各項性能[8]。

4 結 論

在鐵路電力供電系統中，配電自動化技術的應用對供電系統的穩定運行有著重要意義，能夠有效促進鐵路行業的發展進步，實現我國交通運輸體系的發展與完善。鐵路作為當前交通運輸業的重要方式，為運輸業領域作出了重要貢獻。為了實現鐵路電力供電系統的穩定運行，應積極引進配電自動化技術，做到與時俱進，學習先進的科學技術和經驗。自動化控制系統可以對鐵路供電系統進行自動控制，減少人工操作強度和人工操作的失誤，減少人力和物力的支出，不斷優化管理與改進，從根本上提高整體的工作質量和工作效率，強化鐵路電力供電系統的運行質量和管理水平，進而推動鐵路行業的健康可持續發展。