配电自动化技术在铁路供电系统中的应用分析

配电自动化技术在铁路供电系统中的应用分析

王岳燕

大秦铁路股份有限公司太原供电段 太原 030000

摘要：铁路系统作为我国重要的基础设施，供电系统为其良好运转提供了支持。配电自动化技术可以使铁路供电系统更加的智能及高效，因此探索其更加科学合理的应用路径具有必要性。本文基于铁路供电系统的特性，对配电自动化技术应用于铁路供电系统之中的路径进行了分析。

关键词：配电自动化技术；铁路；供电系统

引言：

近年来，自动化技术的快速发展为各行各业带来革新的可能，铁路运输体系也不例外。铁路运输体系承担着我国交通正常运转的重要任务，自动化技术在铁路运输体系中的应用能够帮助其更好的完成工作。尤其是在供电系统中应用配电自动化技术，能够使供电系统和外部设施的连接更加高效，并且使电路系统的运行更加流畅，减少各类资源的浪费。下文对配电自动化技术在铁路供电系统中的应用路径进行详细的探讨。

1、铁路供电系统特性分析

1.1接电模式简单

铁路供电系统的主要功能是为车站运营和车辆运行提供电力支持，在传输的过程中，能够实现相邻的用电点即车站之间供电的全方位对接。如果一个车站的供电系统发生问题，那么相邻车站可以马上为其提供电力备用，以免车站的运行收到停电的影响。这一效果是依靠贯通模式和自闭模式两种供电方式的有机结合来实现的，两种模式在供电主线和供电分线中采用不同的合作模式以适应不同的工作需求。通常在供电主线中同时运行，而在供电分线中根据情况选择某一种运行模式。

1.2供电结构单一

铁路在运行过程中消耗的电量是相对固定的，其作为用电终端，是供电结构中的电力用户端。因此为铁路提供电力的铁路变电所和配电所的供电结构相对单一。根据铁路站点实际消耗的电力来提供电能，往往只需要配备10千伏的配点所和35千伏的变电所，很少配有高压类配电所。

1.3电力供应更可靠

铁路系统的正常运行与否不仅关涉到铁路系统的工作效率，更关系到铁路乘客和工作人员的人身安全。因此铁路供电系统相比于其他供电系统对稳定性和持续性有更高的要求，所以铁路供电系统采取多种措施来避免突然断电的情况发生。从接线的方式上来看，由于铁路运行所需要的电量较小，因此接线的方式比较简单，通常采用增加备用电源的模式确保电力的供应，备用电源在主驱动电源出现问题停止工作时能够及时作为替补。其实现原理是通过电控原件将主驱动电源停止工作的信息反馈到总控系统，再由总控系统下达指令启动备用电源。这一电源替换的交接时间越短，对列车运行的不利影响也就越小。分析这一替换过程，是利用变电的自闭线路或贯通线路的自我反馈实现的，但是电子原件的耦合性会延迟信号的传输的时间，从而从整体上拖延电源交接的时间。这种原件间的耦合性可以通过应用配电自动化技术来解决。配电自动化技术可以快速定位到故障位置，加快系统反馈时间，增加备用电源启动的高效性，能够有效的确保列车的电力供应更加稳定、列车运行更加安全。

2、配电自动化技术在铁路供电系统中的应用

2.1、集中控制

配电自动化技术的集中控制是通过对供电系统运行过程中的参数采集、整合、上传、反馈、调整，最终形成对供电系统运行故障及时发现并处理的保障系统。集中控制的参数采集是通过馈线终端设备实现的，采集对象为电路运行的一切数据和参数，并对所有数据进行整合。远程测控终端将采集到的数据上传至主系统，主系统对数据信息进行分析，并根据分析结果将调整方案反馈至供电系统中。供电系统的各项电力设备、开关等将依照主系统的反馈进行调整。以上的集中控制过程总体分为三个阶段，第一阶段为故障信息的采集、整合与上传，第二阶段是由主系统对故障信息进行处理并反馈，第三阶段是在供电系统中实现反馈的优化方案。

集中控制模式的良好运行，依赖于各个环节的运算速度，及各环节之间的衔接顺畅程度。尤其是对供电系统总占中的运行效果，对集中控制模式的运行起到至关重要的作用。其运行原理为通过内部模块化系统应用将各处采集、整合并上传的数据进行分类及分析，最终形成以单元为处理单位的解决方案。以单元为处理单位的优势在于经济成本更低，同时处理效率更高，能够有效避免冗余的信息占用传输通道。使上下间的数据传输更加精准高效，有益于铁路供电系统配电自动化的实现。

2.2、分布控制

配电自动化分布控制是指将控制节点分散在铁路供电系统之中，每个控制节点负责一块区域内的电路系统故障判断以及修复，各控制节点之间独立运行且互不影响。配电自动化分布控制由于将整个供电系统平均划分为几个部分并分别处理，因此相比于集中控制方式各控制节点所需要的接收处理的信息量跟少，反应也就更加快速。并且当不同分区的电路系统同时发生故障时，分布控制可以同时对不同的故障信息进行处理，可以有效的节约故障处理的时间，确保电路系统能够快速恢复正常的运行。

但同时分布控制也存在一定的问题，正因为各分布节点之间互相不进行关联，因此在分布节点密度过大的情况下，故障发生部位附近的节点不能够进行合理的配合。不同节点同时对故障进行处理，将导致指令传输资源的浪费。同时分布控制无法对电路系统故障整体进行分析，在局部分析时会导致处理方式更为繁琐，使指令传输延时导致可靠性的降低。

2.3、集成式控制

集成式控制是同时使用集中控制与分布控制的控制方式，在实际操作过程中以分布控制为主集中控制为辅，由分布节点首先对供电系统内的故障进行检测分析，集中控制系统帮助信息能够更好的传递至主站，以确保信息输送的快速性。

其控制原理为首先由故障附近的分布节点对供电系统内的故障进行数据检测并整合，然后将检测数据进行上传至馈线终端设备，由其进行处理和分析并形成最终的修复方案。方案形成后向主站发送相应的指令，是供电系统内的相应设备依照指令，先对故障区域进行隔离避免故障的进一步扩大，最后有针对性的将故障进行恢复，使得铁路供电系统能够继续运转。

2.4、自动化检测

铁路供电系统的自动化检测分为两种方式，注入信号检测法与智态功率检测法，以下分别详述。

注入信号检测法是通过将供电系统内的故障转换为信号的一种检测方式。通过将故障形成后数据转换形成的信号与无故障的标准信号进行对比，形成二者间的差异信号。通过分析差异信号来确定供电系统的故障类型，并反馈至主系统中。通过主系统的数据库处理，来确定故障发生的位置。这一检测方式具有精准、高效、误差小的特点，可以为铁路供电系统提供可靠的技术支持。

智态功率检测法是利用专家诊断系统进行的检测方法。在供电系统故障发生后，将故障信息及时传输至专家诊断系统，由专家诊断系统进行故障分析并处理。这一检测方法的特点是在检测过程中不会影响供电系统的正常运行，使检测过程中的铁路运输系统仍旧稳定且安全。

结语

在铁路供电系统中应用配电自动化技术是时代发展的趋势，相关技术人员应该从技术、资金、安全等多方面考虑配电自动化技术应用的突破口。将配电自动化技术作为铁路供电系统技术发展的重点，投入一定的人力和资金支持，使得我国铁路运输为我国的经济发展贡献更加坚实的力量。

参考文献：

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