配電自動化在鐵路供電系統(tǒng)中的實踐

王鑫鴻

摘 ? 要：配電自動化技術是綜合性的技術措施，科學社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展對配電網(wǎng)的運行管理提出了更高的要求。配電自動化在電氣化鐵路建設之中也起著越來越重要的作用，配電自動化技術的不斷完善，是實現(xiàn)鐵路供電系統(tǒng)信息化以及智能化管理的保障。近年來，鐵路配電網(wǎng)自動化程度有了較大的提高，配電網(wǎng)自動化已成為必然趨勢，人們對配電網(wǎng)的重要性有了全新的認識，加快配電網(wǎng)自動化的發(fā)展和應用刻不容緩，這對確保鐵路配電網(wǎng)的安全可靠供電有著至關重要的作用。

關鍵詞：配電自動化;鐵路供電系統(tǒng);應用實踐

1 ?引言

作為鐵路運行所需要的動力保障，供電系統(tǒng)需要每日為鐵路提供穩(wěn)定以及充足的電能，一旦供電系統(tǒng)出現(xiàn)問題，便會導致鐵路交通出現(xiàn)癱瘓，使人們的交通出行受到嚴重的影響，甚至有時還會使乘客的生命安全受到威脅。這時鐵路供電系統(tǒng)實現(xiàn)配電自動化就顯得格外重要，例如我參建的廣西省既有南昆鐵路在增建二線的同時對既有線進行配電自動化改造以滿足鐵路上日益增長的生產、生活用電需求，提高鐵路用電質量以及供電可靠性。

2 ?既有南昆鐵路供電系統(tǒng)的結構特征

（1）電壓等級低，結構單一。既有南昆鐵路的電力系統(tǒng)原階段是根據(jù)當?shù)毓╇娤到y(tǒng)的電源情況以及鐵路運營的就地負荷進行梯接電源，配電所絕大多數(shù)都屬于35kV型變電所或10kV型變電所，其中有個別110kV型變電所存在。因此鐵路電源的供電可靠性受地方供電限制。

（2）接線結構單一，形式簡單。既有南昆鐵路供電系統(tǒng)在進行實際接線時，電源從分布在鐵路沿線的各個配電所接取，彼此沒有連接，無法互為主備用，從而形成可靠的供電模式，以便保障鐵路各項設備的正常運轉;且從各個配電所接取電源時，電源電纜不可避免的需要經(jīng)過地方用地，加大了用電風險和后期運營維護的工作量。

（3）系統(tǒng)供電的可靠性不高。由于既有南昆鐵路供電系統(tǒng)所需要的電壓級別比較低，其要求的接線方式也十分簡單，但是需要注意的是，其對于供電系統(tǒng)的可靠性以及穩(wěn)定性卻有著十分高的要求。從理論上分析，鐵路最主要負荷其整體的供電過程之中，要求供電的中斷時間控制在150秒之內，而一旦超出，便會導致供電區(qū)的自動閉塞信號燈轉變?yōu)榧t色，對于鐵路的正常行車會有嚴重的影響。供電系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，運營管理人員需到達現(xiàn)場后進行故障排查，個別情況下發(fā)生故障的原因比較復雜或隱蔽，因此即使加上UPS備用電源的時間，既有的供電方式也無法滿足要求，系統(tǒng)供電的可靠性不高。

3 ?鐵路供電系統(tǒng)實現(xiàn)配電自動化的優(yōu)點

既有南昆鐵路在配電自動化完成改造后，有一次那寧站至田陽站區(qū)間的普鐵那田自閉21#直放站箱變高壓電纜頭發(fā)生故障，通過箱變RTU直接在主站后臺系統(tǒng)上顯示故障類別和故障位置，值班人員通知現(xiàn)場就近設備管理人員準備好相應的材料和工具，直接趕往故障點，大大節(jié)約了故障排查時間。待設備管理人員到達現(xiàn)場后，發(fā)現(xiàn)因故障造成設備燃燒，管理人員立即用滅火器滅火，避免故障進一步擴大造成更多的損失。通過相關數(shù)據(jù)的對比和運營管理單位的反饋意見，可以發(fā)現(xiàn)鐵路供電系統(tǒng)實現(xiàn)配電自動化后具備以下優(yōu)點。

（1）提高用電質量。供電質量的保持與提高是供電網(wǎng)絡的目標，在自動化技術應用下，配電系統(tǒng)的管理與服務水平獲得了較大的提高，通過自動化技術供電系統(tǒng)可以直接監(jiān)控網(wǎng)絡運行的基本情況，針對故障可以直接發(fā)現(xiàn)，也可對異常情況進行記錄與警示，以此降低了故障出現(xiàn)和擴大的概率，自動對系統(tǒng)運行的參數(shù)進行調整，最大限度的提高了供電質量。

（2）保證供電可靠性。供配電系統(tǒng)在實現(xiàn)自動化后，系統(tǒng)中的一些控制參數(shù)與控制指令將轉變?yōu)樽詣踊刂疲瑴p少了人為控制的誤差，因為系統(tǒng)會按照固定的指令對系統(tǒng)進行調節(jié)，保持了系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性，從而使得系統(tǒng)更加可靠。如果配電系統(tǒng)中出現(xiàn)故障，配電自動化技術會在最短的時間內發(fā)現(xiàn)并進行處理，對故障位置加以保護，從而實現(xiàn)穩(wěn)定供電。

4 ?鐵路供電系統(tǒng)中配電自動化的常見方式

雖然，當前在我國鐵路建設以及發(fā)展的過程之中，配電自動化系統(tǒng)有著較多的優(yōu)勢，但是還存在一定的問題。首先，其設備的影像并不完善，在目前自動化系統(tǒng)之中，并沒有投入影像，因此便無法使工作人員對于現(xiàn)場的實際情況進行直接性的監(jiān)測觀察。第二，目前配電自動化系統(tǒng)的總圖存在不夠完善的情況，除系統(tǒng)的總圖描述處理不生動之外，還存在所描述的內容并不豐富，無法使工作人員對于當時的實際情況直接進行了解。最后，需要和自動化管理系統(tǒng)相連接，其不能形成獨立的供電工作，否則會使供電系統(tǒng)出現(xiàn)紊亂，造成不必要的損失以及麻煩。而當前為了減少這些麻煩，根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，在我國鐵路供電系統(tǒng)中配電自動化的常見方式為。

（1）分布控制法。因為在實施的過程中，尤其是配電方面，能夠對于自動化終端進行故障的判斷以及隔離故障點，而通過這兩方面的相互配合，可以經(jīng)過主站對網(wǎng)絡進行重新架構。而使用分布控制法，主要型式是電壓時間型以及電流計數(shù)型，其配電自動化終端和其他的開關進行合并，之后得到相應的分段器，某些分段器還具有重合閘的功能，所以在目前我國鐵路供電系統(tǒng)實踐操作中，首選的便是分布控制法。

（2）集中控制法。在目前使用的集中控制法中，可以通過現(xiàn)場的自動化終端，將故障的信息和地點傳送到主站，并且通過主站所設置的應用模塊，對故障完成計算以及分析，使工作人員可以根據(jù)分析結果，設計出故障修復的方案，最后再將設計的方案傳送到配電自動化系統(tǒng)中，從而完成集中控制。這種方式在使用的過程之中，要求系統(tǒng)在控制的方式方法上，需要有一定的可靠性以及效率。供電系統(tǒng)作為較為強大的主站，可以對問題進行集中控制，能夠快速建立問題庫，以及實施相應的功能。

5 ?鐵路供電系統(tǒng)中配電自動化的應用

（1）注入信號法。在我國鐵路供電系統(tǒng)之中，出現(xiàn)頻率信號變化的時候，可以選擇使用注入信號法進行處理。所謂的注入信號法，能夠對于相對穩(wěn)定的信號進行檢查，從而對出現(xiàn)故障的方位得以確定。而在配電系統(tǒng)傳輸相關的信號時，可以安裝相應的信號檢測裝置，從而更加快速以及準確的對故障發(fā)生進行確定，使技術人員的工作得到簡化。在出現(xiàn)接地故障的時候，可以在系統(tǒng)之中增加零序信號電源，利用該信號，對于出現(xiàn)故障的線路以及方位進行判斷。需要注意的是，在探測注入信號時，要選擇合適的方式，從而保障鐵路供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（2）零序電流法。所謂的零序電流法，其實就是通過利用電流的檢測，來對出現(xiàn)故障的方位進行定位。在鐵路供電系統(tǒng)之中引入零序電流法，可以使工作人員更加快速獲得相應的電流數(shù)據(jù)，而通過該數(shù)據(jù)可以使工作人員對于故障問題得到更好的判斷。因此現(xiàn)階段配電線路出現(xiàn)問題時，工作人員可以通過零序電流法提供的數(shù)據(jù)得到相應的解決措施。

6 ?結束語

在目前，我國鐵路施工已經(jīng)處于比較普及的狀態(tài)，因此要加強對鐵路的重視度。而在鐵路施工中，供電系統(tǒng)的可靠性對于鐵路能否穩(wěn)定運行有著直接性的影響，在實際運行的過程之中，如果供電系統(tǒng)出現(xiàn)問題，便會導致鐵路的運行出現(xiàn)問題，甚至可能會出現(xiàn)停運的狀態(tài)。因此在目前的鐵路供電系統(tǒng)中實現(xiàn)配電自動化，對于保障鐵路供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著十分重要的意義，不僅可以大大的減少后期運營管理的工作量，降低運營成本;更關鍵的是，可以及時發(fā)現(xiàn)故障點、切斷隔離故障點，避免事故擴大造成更多的損失。

參考文獻：

[1] 胡軍，吳熳紅，唐建軍等.基于配電自動化多層數(shù)據(jù)應用的配網(wǎng)多條線路同時跳閘故障分析[J].電子測試，2017（1）：95～97.

[2] 楊榮杰，何欣欣.基于信息鏈接技術的配電自動化設備現(xiàn)場技術支持系統(tǒng)的研究應用[J]. 電氣應用，2018（14）：139.

[3] 楊柳，劉超，丁應平等.兩種配網(wǎng)自動化模式對配電網(wǎng)供電可靠性的影響分析[J].自動化與儀器儀表，2018（7）：34～37.