浅述高速铁路电气工程中自动化技术的应用

浅述高速铁路电气工程中自动化技术的应用

罗威

（天津凯发电气股份有限公司天津300392）

摘要：高速铁路是运输行业发展的必然趋势，可以对铁路的运力资源进行整合，释放既有铁路的运力，缓解长期以来的货运矛盾和客运矛盾，促进经济的发展。在高速铁路建设过程中，电气化技术是一项非常重要的施工内容。随着电气自动化技术的不断发展，其应用范围也日益广泛，电气工程和自动化技术为现代化建设提供了技术支持，特别是对于高速铁路工程建设来说，电气工程和自动化技术的应用有效提高了高速铁路供电系统运行的稳定性和可靠性，促进了我国高速铁路工程建设的发展。

关键词：高速铁路；电气工程；自动化技术；应用

1电气自动化概述

电气自动化技术全称为电气工程及其自动化技术。该技术综合了计算机技术、网络控制技术、机电一体化技术、电子技术等，它的应用范围涉及了各行各业，小到电气开关的设计，大到科技航天的研究，到处都有它的身影。在现代化社会建设的背景下，电力的不断发展和深化，为我国社会经济进步与发展起到了重要的促进作用。近几年来，电气工程及其自动化已经成为现代工业发展不可或缺的一种技术，且正在一步步与国家接轨，不仅提高了电气工程及其自动化的编程周期，还提高了综合效率。随着科学技术的不断发展，电气工程及其自动化建立了灵活的集成控制系统，充分满足了工业自动化领域的技术需求。而网络的发展，也有利推动了电气自动化技术的发展，使得今后电气自动化技术的发展趋势具有开放化、信息化的特点，极大满足了商业间的交流与数据的传输。

2高速铁路电气工程中自动化技术的应用背景

近几年，电气工程及其自动化技术综合发展进程在不断加快，整体运行结构和运行模式也趋于系统化，不仅经历了电磁学理论，还实现了新时期的重要技术转型，为我国各项产业的科技化发展提供了坚实的保障。电气工程项目及其自动化技术结构也基本上形成了独立且便捷完善的系统化服务类技术，将其应用在铁路项目上，是顺应时代发展的必然趋势，相较于传统的高速铁路施工项目，应用电气工程及其自动化技术的交通运输系统，能借助牵引模式提高运行速度、载重数量以及环保价值。在利用信息化技术进行项目控制和管理的过程中，高速铁路牵引对于供电专业的要求也在随之提升，不仅要保证自动化和科技化，也要提升系统可靠性需求，确保整体技术层级向着专业化和信息化的方向发展。高速铁路施工管理部门要结合实际需求，提优管控措施和管理层级的时效性，减少项目运行过程中的成本损耗，提出创新发展的运行结构，在贴合企业实际需求的基础上，进一步优化整体铁路施工项目的实效性。相关部门要提升对于客观问题的综合认知，确保对电气工程及其自动化技术进行统筹处理，以保证运行结构和数据系统的完整度，顺利建构贴合实际需求的项目管控框架，也为高速铁路施工电气工程及其自动化项目的统筹发展提供支持。

3电子工程系统的组成结构与通信结构设计

3.1铁路通信系统的结构设计

由于高速铁路供电系统缺少通信设施，因此需要采用铁路系统公共通信系统来实现数据传输。但是因为公共通信系统服务于所有铁路部门，通常情况下1RTU和调度端间信息传输速率是2Mbit/s，而2RTU，3RTU和调度端间的信息传输速率是64Kbit/s。

3.2自动化控制系统的组成结构

高速铁路自动化控制系统主要是为了提高供电的安全性和可靠性，其中涵盖着自动化技术、软件技术及计算机通信技术等多种学科，利用网络电力调度系统信息、安全监控信息和MIS管理信息及检测信息等连接起来，从而统一管理各项信息。其中，通信协议主要使用以IEC61850/61970/61968为主体的IEC新标准体系。

4自动化技术在高速铁路电气工程中的应用

4.1分布控制技术的应用

分布控制技术主要包含有电压时间型与电流计数型，这些技术都是直接由配电自动化终端（FTU）和开关组合形成具备重合功能的分段器。但是受到原理限制，分布控制方式仍然存在着以下几个问题：第一，该种方式处理故障和恢复正常供电所花费的时间较长，严重冲击着供电系统和铁路用户。第二，必须要改变变电站出现保护定值与重合闸的动作方式才能完成控制工作。第三，故障监测分段过多，配合难度较大，动作缺少选择性。因此，针对于铁路供电系统不适合采用此种控制模式。

4.2集中控制技术的应用

利用一个监控系统来对电气自动化系统中的所有设备进行监控管理的技术，称之为集中式监控技术，该技术改善了传统监控技术管理难度大、监控系统线路复杂等缺点，采取了更加简便的方式来对电气系统进行管理和操作。通常情况下，可以划分为下面3个层次：第一，配电终端层将故障信息送达主站。第二，配电子站对故障区域进行管理和控制。第三，主站下达故障解决和优化方案。集中控制方式对于通信系统的可靠性和高效性提出较高的标准要求，在处理系统故障过程中必须要可靠而高效的信息传递指令。通常情况下，功能相对强大的主站系统比较适宜使用集中控制方式，通过专用高级应用模块能够快速处理网络故障问题。

4.3上报变化数据

由于数据传送可能会受到通道速率限制的影响，导致大量数据充斥信道，因此装置设置了变化数据优先传送的模式。其中传送数据主要包括有变化前后的数值和实践，通过定值设定能够得出变化幅度。数据传送到主站后，上位机存储所有数据，通过动态曲线描述数据变化趋势，结合数据曲线变化趋势来分析故障产生的主要因素。因为故障信息的分辨率是20ms，所以，应当进行周期监测，确保故障信息的完整性。

5自动化技术在高速铁路电气工程中应用的优化策略

5.1形成具有独立性、统一性的技术平台

高速铁路部门应该结合自身的情况，根据现有的技术水平和条件，形成具有独立性、统一性的技术平台。高速铁道部门技术人员也应该致力于改善技术，完成自动化方案的实现。电气工程自动化技术操作人员在开始进行设计之前应当对需要进行设计的行业以及用户方面的特征进行研究，再根据实施过程、运行以及相关维护确定研究目标后，需要确定设计方案。同时，还需要考虑运行成本以及时间。一定需要控制在铁路企业允许的范围当中。努力降低企业实际投入的运行成本。

5.2形成电气工程自动化建设的通用性网络系统

高速铁路建设中铁路企业之间有效信息的交流，准确性以及安全性的交互的实现也是极其重要的，电气工程自动化建设的通用性网络系统能够更好帮助完成对资源方面的优化配置。要想确保高速铁路建设中设备控制以及技术监管等多个方面的管理步骤与环节，就需要确保设备控制以及技术监管等多个方面的系统通过网络完成关联。能够帮助促使各个系统彼此之间获得的信息数据能够得到高效优质利用，最终促使高速铁路建设的发展。

结语

总而言之，在高速铁路电气工程施工过程中运用自动化技术可以显著提升电气系统的工作效率及工作安全性。在实际应用过程中，要积极的借鉴和吸取成熟的技术和经验，加快铁路电气工程自动化技术的改造，提升电气工程的管理水平，促进铁路行业的进一步发展。

参考文献：

[1]彭林.自动化技术在铁路供电工程中的应用[J].工程技术：全文版：00262-00262.

[2]潘智伟.铁路施工中的电气工程及其自动化技术探讨[J].黑龙江科技信息，2015，33：118.

作者简介：

罗威（1986.2-），男，湖南常德人，西南交通大学电气工程及其自动化学士，工程师，单位：天津凯发电气股份有限公司，研究方向：电气工程及其自动化