配電自動化技術在鐵路供電系統中的應用

國能黃大鐵路有限責任公司 趙 麒

眾所周知，在我國交通經濟發展的過程中，鐵路運輸是其重要組成部分，并且也是我國經濟發展的重要推動力，因此，在對其進行建設時，相關工作人員要對其進行重視。配電自動化技術在鐵路供電系統中的應用越來越廣泛，其中鐵路的供電系統只要包括兩個部分，一個是指提供鐵路行車電源的牽引供電系統，另一個是指承擔牽引供電以外所有鐵路負荷的供電系統。鐵路供電系統的主要任務就是能夠保證鐵路的生活、生產、供水、車站及電源系統提供相應的電力服務[1]，除此之外，鐵路供電的可靠性也會對鐵路的正常運行有很重要的作用。配電自動化技術在鐵路供電系統中的應用不僅能夠有效期促進鐵路供電系統可靠性的提高，而且也能夠有效促進鐵路供電系統穩定性得到提高，進而使得鐵路運輸系統能夠正常平穩運行。

1 配電自動化技術和鐵路電氣工程概述

1.1 配電自動化技術簡介

配電自動化技術是一種新興的科學技術，并且也是多種科學技術融合的產物，因此配電自動化技術是一種綜合性的科學技術。其中配電自動化技術主要包括電子技術、網絡信息技術、自動控制技術以及計算機技術等[2]。當今社會，隨著社會經濟的發展，配電自動化技術的應用越來越廣泛，并且對其的應用也產生了良好的效果，從而促進了各行各業的發展。

1.2 鐵路電氣工程簡介

在配電自動化技術在鐵路供電系統中的應用而言，相關工作人員要對鐵路電氣工程進行充分了解，只有這樣才能更好地促進鐵路電氣工程的。隨著社會經濟的發展，電氣工程技術。在現階段，電氣工程在鐵路的建設過程中，起著很重要的作用。由于鐵路電氣工程所涉及的內容較多，并且在具體的工作中，具有一定的復雜性，面對這一現象，相關工作人員要對其進行重視，否則就可能會對鐵路建設的質量造成影響。

2 鐵路供電系統的特點

在具體的發展過程中，相關工作人員要對鐵路供電系統的特點進行充分了解，只有這樣才能更好地促進鐵路供電系統的發展。隨著社會經濟的發展，我國的鐵路建設系統在不斷完善，并且智能化的設備也在不斷增多，這在一定程度上會促進鐵路供電系統的發展。從供電結構來看，鐵路供電系統與傳統電力供應模式具有一定的差異性。這主要是因為鐵路供電系統的特殊性，因此導致其在功能和系統構成上和其他供電系統存在一定的區別，主要表現在以下幾個方面。

2.1 鐵路供電系統的接線清晰

在對鐵路供電系統進行接線時，其接線思路是很清晰的，就像鐵路的軌跡一樣，各個變電系統的位置大都在鐵路沿線，并且各個變電系統之間都存在一定的聯系。在具體的工作中，鐵路供電系統較為常見的接線方式有兩種，一種是貫通形式的線型，一種是自閉形式的線型[3]。在具體的運行過程中，這兩種線路通常是一起運行的。因此供電系統需要把每個變電系統進行連接，從而保證鐵路各項設備的正常運行。

2.2 電力供應的可靠性

在鐵路發展的過程中，鐵路供電系統的可靠性很重要。從理論的角度來對其進行分析，可以發現鐵路供電系統負荷的斷電時間應該控制在145ms以內，如果超過了這個數值，那么就可能會對整個電路造成影響，進而對鐵路系統的正常運行造成影響[4]。從電力供應的等級來看，鐵路供應系統現代荷載電壓屬于低級，因此，在對其進行接線時沒有太大難度。在鐵路供電系統發展的過程中，供電系統是其平穩運行的重要環節。如果出現了不良現象，那么就可能會導致整個供電系統無法正常運行，進而給整個鐵路的運行造成影響。在通常情況下，電力系統在投入使用的過程中，技術人員需要嚴格按照電力系統的供應模式來進行工作。但在具體的工作中，該工作的電源需要采用雙電源供應。而雙電源則是指主驅動電源和備用電源。在電控原件的支持下，如果主驅動電源出現不能工作的現象，那么就需要發揮備用電源的作用，從而保證整體工作的正常運行。該類技術在正常的運行過程中，因為變電系統本身的自閉線路或貫通線路，存在一定的自保功能，在信號反饋傳輸時可能會受到原件之間的耦合性影響，進而導致原件的執行存在一定的延時性，這在一定程度上會對線路造成一定影響。但如果使用配電自動化技術，那么就能夠很好地解決這一問題，進而使得線路傳輸過程中存在的故障問題進行精準定位，工作人員能夠快速解決這一問題。除此之外，配電自動化技術也能夠提高系統內自閉線路及貫通線路的工作質量，在一定程度上增強鐵路供電系統運營的穩定性。

2.3 鐵路供電系統的接線方式相對簡單

在對鐵路供電系統進行接線時，其接線方式較為簡單。在具體的工作中，鐵路供電系統的接線方式和鐵路線相對應，在具體的工作的過程中，相關工作人員要選擇合適的接線方式來進行接線。鐵路供電系統的接線方式包括貫通線和自閉線。在鐵路供電系統中既可以采用兩種接線混合使用的方式，也可以采用單一接線方式。除此之外，連接線除了能夠實現相鄰變電所間的電氣連接外還能夠為鐵路供電系統中最重要的負荷提供電能。

2.4 鐵路供電系統的結構簡單

鐵路供電系統的結構也較為簡單。從電力系統的角度進行分析，由于負荷是終端負荷，因此該類對象就是最終用戶。面對這一現象，在具體的使用過程中，鐵路供電系統中的，要選擇合適的電力變電系統以及電伏，從而使得鐵路供電系統能夠正常運行。在具體的運行過程中，相關工作人員要對鐵路供電系統的應用范圍以及功能要求進行充分了解，只有這樣才能更好地促進鐵路供電系統的運行。鐵路供電系統在進行設計時，應該根據鐵路變配電所功能和結構標準化的特點，將變電所的功能作為一種標準方式進行考慮。

2.5 鐵路供電系統的要求嚴格

在鐵路供電系統運行的過程中，對于其運行要求也是很重要的，需要相關工作人員對其進行重視。在具體的工作中，由于在供電系統的運行過程中，負荷的一些參考值具有很高的要求，因此一定要嚴格按照標準來進行，否則就可能會導致設備的運行受到影響，進而使得鐵路的整個工作造成影響。

3 配電自動化技術在鐵路供電系統中的應用

3.1 配電自動化的分布控制

在鐵路供電系統發展的過程中，配電自動化技術的運用是很重要的，相關工作人員要對其進行重視，并且也要采取一定措施來進行解決。配電自動化技術在鐵路供電系統中的應用，把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，從而使得數據通訊、測量、監控與保護的一體化能夠更好地發展[5]。配電自動化的分布控制主要是指配電自動化終端具有自動診斷、定位、隔離故障的能力，并且在具體的發展過程中，其能夠利用系統之間的配合來進行運作。在具體的發展過程中，對于配電自動化技術的分布控制主要包括電流計數型和電壓時間型。在具體的發展過程中，因為控制原理存在限制，所以在對分布控制方式進行控制時，相關工作人員要選擇合適的方式。除此之外，相關工作人員也要對控制方式的缺陷進行充分了解，并制定合理的措施來對其進行解決。由此可見，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。

3.2 配電自動化的集中控制

配電自動化技術在鐵路供電系統進行運用的過程中，配電自動化的集中控制也是很重要的。在對其進行運用時，相關工作人員要對配電自動化集中控制的含義進行充分了解，只有這樣才能更好地促進對其的應用。配電自動化集中控制主要是指用功能強大的主站控制系統為核心建立與實施的。但在具體的使用過程中，相關工作人員要注意該種控制方式主要是建立在應用模塊能夠處理故障的基礎上來進行的。配電自動化集中控制在進行使用時，需要自動化終端接收、收集信息，并把信息傳遞到主系統中[6]。除此之外，在具體的工作中，相關工作人員也要對配電自動化集中控制主要功能進行充分了解。該功能主要包括三個方面。第一，配電自動化終端通過對供電系統進行監測，并把所收集的信息傳遞到主系統中。第二，供電系統主站的控制中心對配電自動化終端上傳的信息進行分析、處理，然后判斷系統發生故障的位置，并把相關信息進行處理。然后根據整理的數據來進行分析，從而得出出現事故的原因。第三，供電系統主站的控制中心完成對整個供電系統的管理，以此優化鐵路供電系統，保證其能夠正常、穩定地運行。

在配電自動化集中控制方式的使用過程中，對于供電系統的通信速率和可靠性要求較高，因此，如果供電系統發生故障時，那么通訊系統就要及時對其進行信息的傳輸，從而使得故障能夠快速的被相關工作人員知曉，進而使得故障能夠被快速的解決。除此之外，對于這種方式的應用也能夠實現密碼管理功能、人工時間功能、網絡時間功能和模擬訓練功能，并且也能夠提供友好界面。供電系統主站的控制中心通過傳輸通道與各個配電自動化終端進行信息交流同時各個配電自動化終端能夠將各個單元的實時數據和信息及時、準確地反饋給控制中心，以此實現配電自動化系統對供電系統的有效控制。該種方式在鐵路供電系統中的應用，需要配置性能良好的通信系統。然而，鐵路供電系統自身沒有通信系統，需要利用鐵路系統的公共通信系統進行數據信息的傳輸，而鐵路系統的公共通信系統受環境因素的影響相對較大，必須采取相應的措施進行處理。

3.3 集成式控制

在具體的發展過程中，對于集成式控制的使用很重要，因此，相關工作人員要引起重視。但在具體的運用過程中，相關工作人員也要對其進行充分了解。集成式控制主要是指分布控制與集中控制相結合的形式。該類控制方式適用于貫通以及自閉供電模式的故障處理中。在具體的工作中，該種方式的主要載體是分布式計算機，并且可以利用計算機來對其進行控制，這樣能夠有效促進對數據收集的效率，然后對數據進行分析，從而使得相關工作人員能夠更好地對故障進行判斷。最后，同步控制兩側配電室，由故障所造成的停電區域進行供電處理，以保證整個鐵路系統的正常運行。

4 配電自動化技術在鐵路供電系統中應用的常見問題和解決措施

在鐵路供電系統發展的過程中，對于配電自動化技術的使用越來越廣泛，但在具體的運用過程中還存在一些問題，面對這些問題要采取相應的措施對其進行解決，只有這樣才能更好地促進鐵路供電系統的發展。由于鐵路供電系統受環境因素的影響，配電自動化技術在具體的運行過程中，會出現一些不良現象。在現階段，我國所使用的還是用小電流接地故障定位方法來對常見的檢測方式。在具體的發展過程中，由于鐵路系統本身的特殊性，在具體的發展過程中，傳統鐵路供電模式已不能保證其供電的連續性，面對這一問題，相關工作人員需要采取措施，從而使得其問題能夠更好地被解決。除此之外，配電自動化系統的應用很好地解決來傳統供電系統存在的問題，保障了鐵路全面安全運營的安全性和連續性。在鐵路發展的過程中，如果供電系統發生問題，那么就可能會出現電流不穩的現象，那么這在一定程度上就會導致整個供電系統出現故障，進而影響鐵路的正常運行。集中表現在變壓器上，會增大電力資源的耗損，增加系統設備的運行負荷，使得系統設備呈現超負荷運轉，進而嚴重損壞設備。本文提出了三種鐵路供電系統中配電自動化系統的應用方式，分別是注入信號法、零序電流法、暫態功率方向法。

4.1 暫態功率方向法

在具體的運行過程中，對于暫態功率方向法的使用也是十分重要的。在具體的工作中，鐵路供電系統中配電自動化的終端利用暫態功率方向法來對故障進行計算，然后再對相關數據進行分析和比較，從而找出出現故障的位置，最后對其進行修理。在具體的發展過程中，相關工作人員需要注意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。

4.2 零序電流法

在對零序電流法進行使用時，相關工作人員要對該種方法的作用進行充分了解，只有這樣才能更好地對其進行使用。零序電流法的作用就是檢測鐵路供電系統中的穩態零序電流幅值，然后根據該值來進行計算，最后對其進行修理，該種故障定位檢測方法的優點在于操作簡單、快捷。

4.3 注入信號法

在具體的工作中，對于注入信號法的使用也是很重要的，因此，相關工作人員要對其進行重視。如果鐵路供電系統中的變電所向配電自動化系統施加特定頻率的現象出現，那么，相關工作人員可以采用固定或者移動的信號檢測裝置來判斷故障發生的區段。

總的來說，隨著社會經濟的發展，配電自動化技術在鐵路供電系統中的應用越來越廣泛，但在具體的運行過程中，還存在一些問題，面對這些問題，相關工作人員要對其進行充分了解，從而促進鐵路供電系統的發展。對于配電自動化系統的使用，不僅能夠促進鐵路供電系統信息的采集而且也能夠把所收集到的信息傳遞到主系統中，然后主系統對這些信息進行處理，從而制定出合理的故障隔離方案，進而降低故障對鐵路供電系統造成的影響，這在一定程度上能夠保證鐵路供電系統正常穩定運行。由此可見，對于配電自動化技術的使用能夠有效促進鐵路供電系統工作的效率。