鐵路10KV電力線路自動化技術的應用探討

華傳東

【摘要】鐵路是國民經濟和社會發展的重要基礎產業部門，鐵路正常安全的運行關系到社會經濟的發展。因此保障鐵路系統的正常運行至關重要，而電力系統是鐵路運輸生產的重要組成部分，一旦電力系統發生故障，就可能造成鐵路運輸中斷，嚴重時會造成人身傷亡，給國民經濟和人民財產造成巨大損失。如何對鐵路自閉貫通線路發生的故障快速精確的排除，是當前我們面臨的問題，本文將簡述鐵路自閉貫通線路的特點，在了解鐵道供電線路智能化關鍵技術的基礎上，系統分析了軌道供電智能化關鍵技術的構成，并對其運用進行了研究，希望對我國電氣化鐵路建設有所裨益。

【關鍵詞】 鐵路供電系統;10KV電力線路;自動化技術;鐵路運輸;

引言：

10kv電力線路是我國鐵路的主要輸電線路，是構成我國鐵路運輸網絡極為重要的設備，一旦電力系統線路出現問題，鐵路行車信號、客貨票系統、紅外線探測、車號識別系統、無線列調、車站站場及隧道照明、機車車輛運用檢修、通信設備、調度管理系統都會出現障礙，甚至整個鐵路系統都會出現癱瘓。近年來，我國的鐵路事業快速發展，伴隨著改革的不斷深入，我國的科技水平不斷提高。隨著社會的要求，我國目前已經將自動化技術應用到鐵路電力事業的發展當中，這也使得在電力安全和快速運輸的道路上越走越遠。

一、鐵路電力線路自動技術的介紹

"鐵路電力線路自動化技術"是由電力系統主要由電力設備、繼電保護、自動裝置、測量和計量儀表以及通訊和控制設備結合電子計算機科學技術、電力通信科學技術、互聯網傳輸技術以及微電子計算技術等所構成的組成。重點是用來監控和管理軌道系統供電線路的專門科學技術。它能提高軌道系統的部署、管理、維修和運作能力，并保證了軌道供電的安全性。在鐵路的機械設備出現故障時，自動化技術能夠有效監測故障線路和處理故障。同時員工還能夠及時發現問題，并利用控制系統的高度智能化，迅速評估并做出合理的診斷與解決，從而減少因電力故障所造成的損失。

二、10kV自閉貫通電力自動化的線路構成及特點

鐵路10kV電力線路供電區間長度四十至六十千米，由貫通線路和自閉線路兩條線路連接兩個配電所形成雙電源系統，每條線路均可雙向供電，兩個配電所按主供方向分別形成主送和備送電源。

10kv自閉貫通線路具有以下特點：

1、供電線路較長，給設備管理部門查找定位故障增加了困難。

2、供電點少，供電負荷小，繼電保護設備易于自動化控制。

3、運行環境較為復雜，設備種類較多，地點隱蔽，維護上有難度。

4、自閉線貫通線互為備份，具有更高的可靠性。

每個供線路按區間長度分給多個電力工區管理，電力線路跳閘需多個工區分別派人巡視線路，查找故障原因恢復故障線路。

三、鐵路電力線路自動化的組成

（一）線路監控自動化技術

鐵路線路監控設備的組成復雜，其設備對整條電力線路的運行情況進行監控，這里面包括了線路探測設備、傳輸設備和鐵路通訊網絡。其中線路探測設備的主要功能是用來探測線路運行情況并產生信號;傳輸設備使用鐵路通訊網絡進行信息的傳輸、匯總。線路監控自動化技術不僅僅可監控鐵路電力運行的狀況，還可以對電網的電力分配進行實時監控。

（二）調度自動化技術

調度智能化技術是電力自動化技術實現的關鍵保障。鐵路電力線路調度智能化技術主要是由三部分所構成的。首先是主站的控制系統，第二是路端裝置，第三是通信技術。如果鐵路供電線路的信息傳輸實現了自動化，供電調度中心將會成為整個線路供電系統的中樞，鐵路供電線路上的路端裝置將成為控制電力的關鍵節點，采用微機控制技術根據線路監測的數據實時判斷故障點的位置，迅速作出切斷故障線路區段的操作。

（三）配電所綜合自動化技術

配電所綜合的智能化技術，是由監測裝置、通信設備以及應急保障設施等所構成的。當鐵路供電系統出現故障，繼電保護設備就可以迅速監測到問題，并啟動斷電設備，然后在問題和故障排除后立即恢復供電。配電所的綜合智能化技術具備了多項功能，如故障記錄、通信設備管理系統、遠程控制等。

四、線路故障發生時的數據分析及故障判斷

（一）數據方面分析

目前，相鄰10kV配電所之間的供電方式是互供。通常情況下，配電所饋出線采用的線路保護方式包括：快速斷電保護、電壓失衡保護。此外還有備送配電所失壓送電裝置和主送配電所一次自動重合閘裝置，其主要功能是保護線路當中的饋出線的作用。當高壓線路運行出現故障時，可以從復雜的供電系統中快速檢測出故障線路，并且能夠根據反饋情況迅速采取保護措施，來保護整個電力系統運行，并且產生以下運行變化：

如果線路上出現了瞬時性故障，供電配電所的會根據檢測到的瞬時電流進行過流或速斷保護分斷斷路器，將故障線路停電。由于線路上的故障是瞬時性故障，所以在這個狀況下進行的無論是主動所手動合閘動作，又或者同時完成的被動所自動投入裝置動作，都可以恢復線路供電，用電設備不會受到長時間停電影響。

當線路上出現了永久的短路故障以后，假如主供電配電所或是備送配電所，都裝有速斷保護、過流保護設備，主送所設置了一次重合閘功能。一旦出現了永久性的故障，在這個情況下首先主送配電所的短路過電流保護或者是速斷保護首先動作，然后備送配電所在檢測的線路失壓會進行一次備自投動作，但是由于線路上故障依然存在，備送所也將觸發短路過電流保護或者是速斷保護，之后主送配電所在延時完成時進行一次自動重合閘操作，但是由于線路上故障依然存在，會再次觸發主送所短路過電流保護或者是速斷保護。所以故障點至重合閘的這一端各處開關會有兩次過電流的信號，相反故障點另一側僅有一次過電流信號。

（二）關于故障判斷

當軌道電源發生短路且故障為永久性故障時，無論是備送所的備自投還是主送所的一次重合閘動作，都會觸發繼保設備的保護動作;鑒于在第一次跳閘后，其中的第二次跳閘的時間間隙會略微延遲，所以可以通過對線路上探頭產生的電流數據進行詳細分析，來實現對故障區域的準確定位。

五、鐵路電力線路自動化技術的應用

鐵路電力線路自動化技術可以有效的監控整個鐵路運行的環境，并減少重大電氣事故的頻率，并且變相的提高了鐵路電力線路的管理和維護的能力，這在整個鐵路系統安全系統當中起到了至關重要的作用，也是鐵路電力線路自動化技術應用的一種體現。

例如：鄭州至西安鐵路線路自動化技術是以計算機技術和計算機自動監控技術為基礎，是與整個鐵路電力系統緊密聯系的，在電路連接中發揮重要作用。

鐵路路線的電力分布和監控能力里面包括：高壓開關、低壓開關的遠程控制信號，遠程傳輸報警信號、遠程控制高壓負載開關，負荷開關狀態距離測量、接地報警等。

電力線自動化技術包括：低壓配電網、通過鐵路線提供的10千伏電力以及能夠為鐵路照明、信號、通信和其他需求提供電力的車站。它還具有故障負荷特性、多臺發電機的供電長度等。總結：

鐵道供電線路智能化可以增強鐵道供電系統的穩定性與安全，還但能夠大大提高列車的運輸效率，夠創造出更多的經濟效益。通過探頭來實現遠距離的實時監控，能夠幫助管理人員及時了解整個電力系統線路的運行情況，節約解決故障的時間，更重要的是能夠節約人力和物力，相關工作人員不必翻山越嶺去一段段檢查輸電線路是否存在障礙，保障了相關工作人員的生命安全。我認為在這種科學技術的支持下，可以使供電線路的穩定性更強，能夠更好地為鐵路運輸事業服務。

參考文獻：

張亞軍.鐵路電力線路自動化技術探究.[J].城市建設理論研究，2015，（2）：726-726

劉德明，譚立宇，鐵路電力自動化技術在鐵路建設中的應用分析[J].硅谷，2011，（09）

阿勇.鐵路電力線路自動化解決決方案的研究[J]。內蒙古煤炭經濟，2010，（02）：51-53，43