铁路10Kv电力远动技术探讨李洋

铁路10Kv电力远动技术探讨李洋

李洋韩学杰高博

济南局集团公司青岛供电段山东青岛266071

摘要：铁路是人们出行的主要交通方式，也是大宗型货物远途运输的主要选择，快速便捷，极大地促进了我国经济的快速发展，也带动了我国运输事业的发展。随着科技的日新月异，铁路技术在不断更新发展，在铁路自闭、贯通线路中，电力远动技术已经实现了广泛运用，保障了铁路的电力供应。

关键词：铁路；10Kv；电力远动技术

引言

随着我国铁路电气化的逐渐发展，计算机技术、通信技术、自动监测与控制技术等等逐渐渗透铁路运输行业。在这样的社会背景下，铁路电力远动系统得以日益完善，实现了自动化监视和控制变配电所、信号电源等，大大提升了铁路电力系统运作整体水准，为列车安全行驶奠定了监视基础。

1铁路10kV电力远动系统简介

铁路10kV电力远动系统是联合通讯技术和计算机网络，根据和铁路电力系统的实际运行情况，实时对铁路电力进行监控，即实时监控电力网络的自动化、车站变配电设施和10kV配电所。铁路10kV电力远动系统主要是实时收集铁路电力的相关参数，如电流和电压；有功功率和无功功率，这些参数显示铁路电力的运行情况，从而达到远程监控的效果，还具备可操作的人机界面。铁路10kV电力远动系统主要由三部分组成，调度主站、被控站和远动通道，被控站的作用是收集铁路沿线末端电力设备的运行参数、运行情况，如果有故障，包括故障信息。被控站收集到的这些信息首先传到远动终端，在远动终端进行加工，加工完后再由远动通道传到调度主站，调度主站对这些信息进行日常管理，分析故障信息，控制终端设备。铁路10kV电力远动系统的应用对铁路电力意义重大：①可以监控和收集铁路电力运行数据，达到实时掌握运行情况，保障运行安全；②铁路电力管理实现了信息化、快捷化，统一化，信息化管理大大节省了人力物力成本，降低了工作人员的劳动强度，消除了人为失误造成的事故；③铁路远动技术具有定位故障，隔离和自动修复功能。一旦出现故障，可以快速确定故障位置，故障原因，及时采取措施解决，缩短故障处理时间，减少损失。对设备进行实时监控，保证了铁路安全稳定运行。

2铁路10kV电力远动系统的工程应用

2.1调度主站

调度主站采用计算机局域网络结构、分布式计算机控制系统，并以计算机设备为核心，以功能为模块，以节点为单元进行配置。系统分设调度员工作台、系统维护工作台、数据库服务器、前置通信处理机、投影仪驱动器等网络节点设备及相应的人机接口设备，设置实时数据、文档管理报表打印机、画面拷贝机及投影仪等外围设备，同时提供完善的软件资源及UPS设备。主要设备全部采用冗余配置，实现系统正常工作时网络负载均衡分配，故障时互为备用的功能。主站系统图如图1所示。调度工作站用于调度员的控制操作及对10kV配电系统的实时监视，并完成对所管辖范围内10kV配电系统的调度管理。系统维护工作站由维护工程师使用，主要用于完成整个系统数据的建立及修改、画面生成及修改、报表生成、以标准数据库格式完成历史数据库的管理、系统运行参数的定义、修改及系统程序的维护和开发。前置机与切换单元、终端服务器组成通信子系统，为10kV电力远动系统提供了与各被控站之间的通信链路，完成数据采集、预处理、通信监视和控制功能。服务器主要用于数据的后台处理，历史数据管理、网络节点资源分配等功能。WEB服务器主要用于网页向外发布。此外，本工程中调度主站设置了两路可靠外部电源，能够自动/手动进行切换，切换后供至UPS电源，UPS电池后备时间为1h。调度主站设置独立接地系统，接地电阻为≤1Ψ。在调度主站设置GPS系统，与各被控站终端进行对时，以保证调度主站的时钟与被控站终端设备的时钟同步。为保障主站系统的网络安全，在WEB服务器与互联网之间设置防火墙，防止互联网病毒的侵扰。

图1主站系统图

2.2被控站

被控站又有配电所、远动箱变和低压监控站三部分。远动箱变有RTU设备、变压器和高低压开关。远动箱变主要作用是为调度主站上传高低压供电系统的实时信息，并执行调度主站管理高低压供电系统的命令，主要远动对象如图2。（1）本次在京沪线10kV电力远动系统改造中，主要对远动箱变RTU进行了改造，采用了集中式RTU，改造过程中采取的措施有：①电源屏电流端子用封片短接，电压保险管拆除，保证连接电缆不带电，电流互感器正常运行。②既有RTU的电缆全部拆除，断开RTU电源开关，悬挂“禁止合闸”警示牌。③拆除既有RTU装置，安装新设RTU。④连接新设RTU电源屏的自闭回路电流采样电缆，控制回路电缆。连接自闭高压开关控制电缆。⑤联系电务段将信号电源倒闸至2路电源，断开自闭回路去往机械室电源。⑥连接电压采样电缆。⑦联系供电区间相邻配电所进行自闭合网操作，调试自闭侧高压开关，进行当地分合操作。调试电源屏低压自闭远动开关，进行当地分合操作。（2）低压监控站的主要作用是为调度主站上传低压供电系统的实时信息，并执行调度主站管理低压设备的命令。而配电所的作用是收集处理配电所高低压设备的实时信息，上传至调度中心，并执行调度中心监控管理配电所高低压设备的命令。

图2开关站的远动对象

2.3低压监控站

在低压监控站设置低压开关和STU设备。低压监控站设备负责将低压供电系统（自闭、贯通两路）的实时信息处理后上传至调度主站，同时接收调度主站下发的调度命令，实现对低压监控站内低压设备的监控管理，同样具备故障录波功能。STU与RTU的功能结构相似，但不具备高压部分的监控功能，I/O接口的容量相应减少一半左右，低压监控站的远动对象也相应减少。本次工程中，低压监控站按室内布置，与信号楼合建在一起。变压器放置在室外，在原有位置增容改造，新设低压电缆引至低压监控站，工程费用大大降低。但是在工程费用允许的情况下，变压器最好放置在室内，与低压监控站统筹考虑。

3.10kV电力远动技术应用效果

（1）定位、隔离故障：本系统可利用远动负荷开关上安装的电流互感器，实现对线路上电流的监测，一旦出现过流或短路等问题，可直接向FTU发送信号，按系统程序控制定位、隔离故障。（2）提供主站24h曲线：FTU可提供24h电压、电流趋势图（见图3和图4），精度为1个数据点/min，以此直观显示信号楼两路电源实际运行情况。总而言之，在本铁路10kV电力远动技术具体应用过程中，其能够自动化处理故障，第1时间内查找故障，及时做好故障隔离工作，保证线路的安全可靠运行，减少停电时间，切实提高供电质量，减轻相关员工劳动强度。由此可见，电力远动技术应用于铁路行业中十分可行、有效，相信未来随着电力远动技术的日益完善，其势必能够更好的促进铁路事业的发展。

图3主控站24h电压趋势

图4主控站24h电流趋势

结束语

综上所述，基于电气化铁路的迅速发展，对供电系统运行管理提出了更高的要求，对此必须要合理利用电力运动技术，实现全面遥控、遥信、遥测，其可快速、准确地定位故障，为故障抢修、运行管理提供便利，较好地满足了铁路发展的安全要求。

参考文献：

[1]丁书文.电力系统远动原理及应用[M].北京：化学工业出版社，2018.

[2]钱清泉，著.电气化铁道远动监控技术[M].北京：中国铁道出版社.

[3]山东科汇电气股份有限公司.铁路自闭/贯通线路行波故障测距技术[Z].淄博：山东科汇电气股份有限公司，2018.