配電自動化技術在鐵路供電系統中的應用

劉陽

摘要：為了確保鐵路運行的安全性和可靠性，必須加強鐵路電力系統的建設，尤其是要確保鐵路配電所的供電質量，從而保障鐵路信號、通信、橋梁等設施的供電質量。基于此，文章主要闡述了鐵路配電所綜合自動化保護的具體運用，并分析其運用要點，旨在更好地推動鐵路建設的綜合發展。

關鍵詞：配電自動化;鐵路;綜合自動化保護

引言：鐵路是國內交通系統中非常關鍵的方式之一，對促進國內經濟社會發展發揮著非常關鍵的作用。在鐵路日常的運轉過程中，以電力系統作為運輸的動力。為此，鐵路供電系統就是鐵路穩定、安全運行的重要基礎，而且還會對鐵路其它部門的運行有很大影響。而科技的發展也使自動化技術在電力行業的應用不斷加深，鐵路單位也開始對配電自動化進行深入探索，取得初步成效。

1分析配電自動化的主要內容

具體來講，配電自動化系統本身就實現了多個功能的齊頭并進，不僅可以在互聯網的支撐下動態收集設備運行數據，同時，也可以檢測數據是否存在問題，一旦識別出潛在的隱患，也會立即發出警報信號，現場的后臺運維主體能夠根據風險類型采取必要的措施和應急處理方案，遏制事故的波及范圍，甚至是扼殺風險和隱患。另外，自動化配電系統本身的保護作用也十分強大，可以讓電能的傳輸變得更加順暢，降低電力設備和電路承擔的負荷與壓力，讓資源的分配更加均衡，突顯出企業的精細化管理理念[1]。

2鐵路配電所綜合自動化保護的具體運用

2.1保護測控裝置

保護測控裝置具備控制、通信、測量、監視及保護功能，能夠實現諸多自動化功能，且該裝置中的硬件平臺性能較強，因為其主要構成部分是數字信號處理器、32位微處理器，故而在具體應用中具備極強的處理能力與較高的抗干擾能力、抗靜電能力。保護測控裝置一般安裝在組屏或開關柜上，該裝置的軟件平臺一般運用C語言進行編程，擁有較高的穩定性，且后續能夠較為簡便的進行升級維護。借助模塊化的程序設備，能夠進一步完善保護測控裝置的保護功能。現階段使用較多的保護測控裝置都具備較為完善的功能，如過負荷保護、低電壓保護等。在鐵路配電所中應用保護測控裝置，可獲得較為完善的保護功能，該裝置能夠有效監測配電所運行過程中出現故障的線路，且加以自動投入與關閉閘門，即一旦線路出現故障，將自動跳閘，讓線路失去電壓，從而降低由故障造成的損失。另外，保護測控裝置可以在非常短的時間內定位與檢測出現故障的線路，使非故障區域可以及時恢復供電。

2.2注入信號法

當鐵路供電系統出現頻率信號變化時，可采取注入信號法來處理，注入信號法可準確進行故障定位，通過對相對較穩定信號的檢查，來確定出現故障的方位，如諧振接地故障可通過這種方法檢查。當配電系統傳輸相關信號時，安設相應的信號檢測裝置，快速、及時的準確定位故障發生地，該方式大大簡化了技術人員的工作，通過專業的設備有效實現了故障的準確定位。當發生接地故障時，可通過在系統中增加零序信號電源，借助對該信號來探查、判斷發生故障的線路和方位，探查完成后，將系統中的零序診斷信號撤出，信號電流相對故障電流可忽略不計，故障線路中任然存在滿足電流。相對于負荷電流，注入信號的電流也較低，工頻及其各次諧波組成了單相接地的故障電流和符合電流。因此，一定要選取合適的方式來探測注入信號，同時要求探測器具有較高的注入信號頻率靈敏度[2]。

2.3配電自動化的分布控制

配電自動化技術在鐵路供電系統中的應用，將鐵路供電系統中的牽引變電所保護與控制設備的電力系統由傳統的集成電路保護和電磁保護轉變成電腦自動化、網絡化、智能化的保護，實現了數據通訊、測量、監控與保護的一體化發展。配電自動化的分布控制指的是FTU（配電自動化終端）具有自動診斷、定位、隔離故障的能力，它能通過系統之間的相互配合，在不需要主站參與的前提下，完成整個鐵路供電系統的重組。配電自動化的分布控制主要包括電流計數型和電壓時間型2種。由于控制原理的限制，配電自動化的分布控制方式存在2種缺陷：其一，當采用該種方式時，需要改變變電站的重合閘動作方式和出線保護定值;其二，如果分段較多，則系統之間的配合相對困難，動作保護缺乏選擇性。因此，該種配電自動化的控制方式只適合于接線相對簡單的鐵路供電系統，而對供電可靠性要求較高的鐵路供電系統不適用。

2.4零序電流法

這一方法是對電流進行檢測，進而對故障位置進行確定，供電系統內使用零序電流法，可以使相關人員能夠迅速、準確的獲得電流相關數據，然后借助這些數據，對工作人員進行輔助，進而對問題和故障出現的訪問進行判斷。這種方法的速度非常快，操作也比較簡單，使判斷故障的效率得到有效提升。在配電線路出現故障或問題時，這一方法能夠快速確定故障位置，進而使相關人員能夠根據故障情況，提出解決的措施，降低故障的影響。

2.5低壓減載與失壓保護

（1）低壓減載。一般而言，只有在線路處于運行狀態時，方可投入低壓減載。當斷路器處于合位，電壓測量結果小于整定電壓，低壓減載動作時，能夠同時判定線路測電壓。當斷路器位置是分位或是三相電壓中含有的一相電壓值超過標準定值時，即滿足復歸條件。（2）失壓保護。在配電所運行過程，一旦母線失壓，應及時斷開運行線路，采用失壓保護方式，即合理設定電流閉鎖值。這一過程中，設定值必須大于三相電流，且開關位于合閘處，當整定電壓大于三相電壓或是意象電壓時，選用失壓保護動作，并采用同時判定線路側電壓。當斷路器位置是分位或是三相電壓值超過標準定值，即滿足復歸條件[3]。

3配電自動化技術在鐵路供電系統中應用的解決措施

3.1暫態功率方向法

鐵路供電系統中配電自動化終端通過利用暫態零模電壓計算故障的方向，然后對故障方向進行比較和分析，選擇故障區段，進行準確的定位。暫態功率方向法不需要在中性點投入電阻，也不需要向系統注入信號，并且不受中性點運行方式以及間歇性電弧的影響。

3.2做好配網規劃和準備工作

鐵路企業不僅要選擇適合自己的通信方式，還需要保證規劃的合理性與可行性，盡量避免電力系統在建成后出現更大的問題，避免不必要的經濟損失。值得注意的是，任何電力系統的構建都會伴隨著各種各樣的缺陷和風險，所以鐵路企業在構建的時候，也應當盡可能對其進行規避，要根據當地的實際情況做好準備，在工程施工時也要層層把控做好工序的交接工作和檢查工作。工作人員應當結合當地的用電需求展開全方位的實地調研，設計出可行的用電方案，要確保全市區內的自動化覆蓋率。在必要的情況下，鐵路企業也可以利用無線加密模塊、GIS技術實現通信自動化。除此之外，企業應當進一步提升自身的信息技術水平，保證物資供應充足[4]。

4結束語

鐵路運輸對人們的生產和生活起著關鍵作用，不僅有效推動城市與城市之間的經濟與文化等的交流，還能夠為人們的出行提供更加快捷和舒適的服務。基于此，相關部門應注重對現代科學技術進行充分利用，進一步完善和改進配電所綜合自動化保護，以此來降低電力系統的故障出現率，提高電力系統的運行效率，確保電力供應的安全性與穩定性。

參考文獻

[1]李洪凱.配電自動化技術在鐵路供電系統中的應用[J].機電信息，2019（21）：36～37.

[2]李德永.鐵路編組站綜合集成自動化系統[J].鐵道運營技術，2019（01）：1～3.

[3]楊立.配電自動化工程應用于鐵路供電系統的分析[J].黑龍江科技信息，2008（8）

[4]李曉琳.鐵路供電系統工程中配電自動化的應用[J].科技資訊，2019（1）