高速铁路电力远动技术的应用

高速铁路电力远动技术的应用

程欣

（青藏铁路公司西宁供电段青海西宁810000）

摘要：随着计算机信息技术不断发展，我国的高速铁路远动技术已经基本实现计算机信息化和网络通信化，在高速铁路的输电网络中现阶段囊括着铁路两旁的配电所、高铁站的变电所及连接的电力线路，高速铁路计算机控制网络的搭建为高铁的后续发展奠定了一定的基础。本文分析了高速铁路电力远动技术的应用。

关键词：高速铁路；电力远动技术；应用；

在高速铁路蓬勃发展的今天，电力远动技术为高速铁路的飞速发展做出了突出贡献。尽管电力远动技术大大增强了供电的稳定性，而且被控站的数量比之前的有线远动系统有着大幅度提高，并且在故障判断方面有突出表现。但是就目前的技术而言，电力远动技术还存在着很多不足。

一、概述

1.高铁电力远动系统的优点。远动系统可以收集通过短路电流的分布值，线路阻抗短路点保护的前提是根据电缆线路阻抗的单位计算故障距离。连接线路行波故障定位技术可以作参考和使用。行波故障定位是当电路发生故障时，以故障点的线路两端的电压，电流行波作为虚拟电源，通过波传播速度和行波到达时间，计算故障点的位置。管理系统、行波系统、远程维护系统和全面分析通信网络四部分组成远动系统。该系统可以实现自动测试故障距离，人工波形分析，计算机辅助波形分析等。线开路故障，和小电流接地故障是可以测量的，同时具有较高的可靠性和灵敏度，测距误差能够控制在±300mm。

2.电力远动系统的通信通道。电力远动系统中的通信通道是远动系统中重要的组成部分，高铁列车的终端和中央的控制站都需要通过通信通道进行信息的交互和传递，这样就可以构建出较为稳定的闭环电力远动系统，这样可以提高高铁运行的可靠性，实现对终端列车的电力传动情况的控制。电力远动系统的通信通道主要传输电压值、电流值、功率值等电力参数和对远方铁路断路器操作控制指令。电力远动系统的通信通道主要是由光缆构成的环形通道，主站与各控制端口之间是通过以太网配置的，主站与控制端口通过点对点的方式进行通信。

二、高速铁路电力远动技术的应用

1.故障处理

（1）电力远动系统对于故障的分析。在一般情况下，高速铁路所采用的供电方式是“接力式”供电。在实际工作环境中，大部分的供电系统都具备一些简单的功能，比如对于突发故障进行简单的应急处理功能，对于电压越限的情况进行快速的保护功能，主要的目的就在于维持稳定的电力供应，保障高速铁路列车的安全运行。另外一方面，电力远动系统能够实时检测各个线路之间的运行状况，对于有异常或者数值不稳定、电压不断变化的情况能够进行及时的恢复和保护。在这些问题出现的情况下，电力远动系统就会运用既定程序来进行紧急处理，通过失压保护对电路进行短暂维护，然后将电闸自动闭合，对故障自动处理，最后自动投入恢复的设备，实现整个故障处理的流程。这一系列的处理操作都是在非人工的操作环境下进行的，由此可见，我国的电力远动系统正在逐步朝着全自动化作业的方向发展。一旦高压电路出现了系统故障或者因为环境、气候变化产生的影响时，铁路沿线的基础设施都会出现数据变化从而导致参数发生变化。高速铁路沿线的线路是非常容易出现故障的，如果线路发生故障，那么它就会自动采取断电保护措施来保证电力运输的安全和人身安全。要想在这样的情况下恢复电力运输，就要通过主控站进行自动的开关重合电闸，或者将备用设施投入供电系统中。在正常情况下，主设备和备用设备都能在发生故障之后进入自动保护措施，而且根据故障形式的不同采取的保护措施也是不尽相同的。如果线路故障造成损害或者自动保护程序产生持续的影响或者永久故障的时候，主用设备和备用设备不能进行自动故障判断和自动恢复的情况时，我们应该设置重合闸的故障点，让其两次经过电路，这样就保证故障线路不对正常线路产生影响。

（2）电力远动系统故障判断举例。如果高速铁路电线发生永久性短路故障，无论是在铁路沿线的任何位置，都可以通过电流经过的快慢先后来对于故障进行感知。这样就可以快速的对故障位置进行实地定位。为了确保高速铁路沿线的RTU误差小于标准要求，就要在第一次电流经过和第二次电流合闸之间的延时进行提前判断。结合被控站的反馈数据分析，故障点位置就可以轻易的确定下来。故障分析步骤大概分为以下几步：一是高速铁路出现故障，主要配电设施第一时间做出自动断电的保护措施，所有电线重合跳闸，或者设备端产生一系列反馈动作之后，可以快速的为故障判断提供判断条件和启动条件。二是当快速的电流通过监控设备之时，备用设备会进行自动投置措施，这样监控设备就会记录并反馈快速跳闸所产生的数据。三是当故障持续时间超过预设的时间，或者线路自动保护措施所设定的时间以后，主控站就会判断该区域发生了延时故障。四是主控站接收到故障信息之后，通过数据统计和各个网络结点的数据反馈，针对每个RTU故障产生时间进行数值精确，达到毫秒级别，这样就要求RTU误差时间不超过50m/s。通过上述一系列的故障分析和判断可以基本确定故障位置并且进行故障锁定。

2.电力远动系统的自动处理标准。以上每一步操作可以通过手动或自动模式完成，所有的操作步骤需要一个提示和记录。监控系统的短路故障间隔隔离的背景是基于句子方式，要求高度沟通。由于所需的时间信息更严格，主站应定期与被控站通信，如果被控站配备了GPS定位系统，效果会更好。

3.屏蔽技术。想要保证高速铁路电力远动系统中数据传输的稳定性，就需要增强电力远动技术的抗干扰能力，其主要内容就是处理远动系统设备的电磁兼容，能保证电力运动设备可以在电磁环境中防御干扰并可以正常的工作。在电力远动系统中主要存在的干扰源包括自然干扰源、电网的干扰源、半导体开关关断时干扰和物理化学反应产生的干扰。高速铁路电力远动系统中的设备不会对外部产生新的干扰，所以想要完成对高速铁路电路远动干扰的屏蔽就是需要采用各种干扰抑制技术。针对几种常见的干扰源，在干扰的处理上中主要从硬件和软件两个方面来处理，在硬件的抗干扰屏蔽技术主要包括屏蔽、接地、滤波和瞬态噪声等抑制手段，而在软件上的抗干扰屏蔽技术主要包括降低高速铁路电力远动系统中信息传输通信的误码率和保证程序运行中保证乱码从新接入正常程序码。在现阶段的高铁工作的频率不断的提高的情况下，对电力远动设备进行屏蔽处理可以在很大程度上提高电力远动设备的抗干扰能力。

不断丰富和完善高速铁路的电力远动技术将会是未来铁路电力极为重要的发展方向，将会为未来铁路的自动化、无人化，提供强有力的保证，在未来相关技术人员的不断探索下，一定会产生更符合国内高速铁路实际状况的电力远动系统。高速铁路运输技术的不断发展，规模的不断扩大，铁路电力远动技术肯定会在铁路电力系统发展中发挥日益重要的角色，将铁路电力系统推向更科学、自动化、安全的方向发展。

参考文献：

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[2]钱照明，程肇基著.电力电子系统电磁兼容设计基础及干扰抑制技术[M].浙江大学出版社，2015年：9一31

[3]赖祖武著.电磁干扰防护与电磁兼容[M].原子能出版社，2015：3440