铁路电力供电系统中配电自动化的应用

引言：铁路运输是维系我国交通事业发展的重要基础，其安全性能、稳定性能等决定着铁路系统在交通领域中所发挥出的价值效用。随着高新技术的不断应用，铁路系统本身也呈现出智能化操控与自动化操控，其中以铁路供电系统为核心，将供电系统与外部设施进行有效连接，可极大提高系统运作精度，实现资源的精准分配。

一、铁路供电系统特点

1.1 结构比较单一，所需的电压等级也很低

铁路电力系统其负荷与其他电力系统有很大差别，面对的主要对象就是最终用户。所以铁路供电系统在设计时要与地方电力系统的电源状况以及铁路的实际运营地负荷等情况相结合，大部分配变电所都是 10kv 配电所以及 35kv 变电所，也有少数是 110kv 变电所。铁路供电系统整体功能的应用和需求基本上是一致的，所以其整个配变电所功能和结构在对自动化系统进行设计时，所以需要进行归一、标准化处理。

1.2 铁路供电系统的接线形式较简单

从铁路供电系统的接线形式来看，其接线形式主要与铁路线相对应，沿着铁路干线进行单一形式的铺设，因而每个变配电所的接线都比较均衡，通过变配电所之间的接线，让整个铁路线路上的供电系统的接线看起来比较清晰，这也是铁路供电系统与其他部门供电系统不同的地方。从接线形式的种类来看，铁路供电系统的接线形式常见的有两种：其一是贯通线，其二是自闭线。

1.3 要求供电系统的可靠性比较高

整个铁路供电系统所需电压级别很低，要求的接线方式也很简单，但是其对供电可靠性要求却非常高。理论上，铁路最主要负荷（自动闭塞信号）其整个供电过程中，要求供电中断时长控制在 150s 内，若超出则供电区的自动闭塞信号灯将会变成红色，严重影响着铁路的正常行车。

二、铁路电力供电系统中配电自动化的应用

2.1 注入信号法

在铁路的供电系统之中，在出现频率信号改变的时候，可以通过这种方便来进行处理，主要是可以通过对于对于一个相对较为稳定的信号进行检测，从而断定发生故障的位置。例如：谐振接地故障就可以用这种方面来进行检测。在准确定位故障的方面上注入信号法是，比较常见的一种方法。当配电系统发送相关的信息和信号时，安装可以移动或者固定好的信号检测设备，及时准确的判断故障所在位置和方向。这种方式对于技术人员也是非常方便和有利，可以借助专门的设备来进行。有接地故障时，将零序信号电源加入故障系统，根据是否探测到该信号进行故障选线和定位，探测完成后，将零序诊断信号源从系统中退出。信号电流与故障电流相比小得多，同时故障线路中仍有符合电流流通。注入信号电流与负荷电流相比也小得多，单相接地故障电流和符合电流均由工频及其各次谐波构成。为此，必须采取适当的措施探测该信号，并使探测器对注入信号的频率有非常高的灵敏度。诊断信号电流可通过零序电流互感器测量，也可通过测量诊断喜好产生的磁场而得到。如图 1 所示。

2.2 零序电流法

这一方法是对电流进行检测，进而对故障位置进行确定，供电系统内使用零序电流法，可以使相关人员能够迅速、准确的获得电流相关数据，然后借助这些数据，对工作人员进行辅助，进而对问题和故障出现的访问进行判断。这种方法的速度非常快，操作也比较简单，使判断故障的效率得到有效提升。在配电线路出现故障或问题时，这一方法能够快速确定故障位置，进而使相关人员能够根据故障情况，提出解决的措施，降低故障的影响。

2.3 暂态功率方向法

配电线路在正常运行和发生故障，零序暂态功率呈现截然相反的方向状态。为全面有效的完成铁路系统配电的自动化，通过认真、全面的分析铁路供电系统，发现配电自动化的实现可通过对配电系统借助结算及网络开展远程控制，整个配电自动化系统有 3 层：管理层、通信层、间隔层。其中，管理层主要是监管和控制整个配电线路的工作状态，从工作状态入手发现存在的问题和出现的故障，进而保证配电线路的正常通信；通信层的作用是搭建管理层和隔离层的沟通桥梁，实现两者之间的数据交换；间隔层的作用是操控远方终端设备，及时处理出现的故障和问题，保障铁路供电系统的正常有序运营。

2.4 集中控制

配电自动化集中控制，主要是以馈线终端设备为载体，对铁路供电系统中线路电流及与电力行为相关的一切参数进行整合，然后通过远程测控终端将采集到的信息进行上传，然后由主系统将信息进行反馈进一步，终端供电系统中的各项电力开关及参数进行相关调整，满足电力系统故障的动态化保护。此类集中控制的实现方式可分为三个阶段，第一阶段是供电终端电力网络内存在的故障信息进行整合与上传，第二阶段则是由配电站的分管区域，对故障类型进行相关处理，第三阶段则是由主操控站实现供电系统范围内的整体优化。集中控制形式，在具体实现过程中，其对铁路系统内通讯装置的运行效率具有一定的要求。同时集中控制是作用于供电系统总占中来实现的，其通过内部模块化系统应用功能来不同结构类的信息进行定向化采集分析，以保证系统，某一供电区域内可形成以单元为核心的处理模式。此类处理形式对于具有固定结构的供电系统来讲，可有效降低成本投入，并可避免数据信息在传输过程中存在的冗余问题，以令配电总站与配电子站之间形成精准的数据传输，真正实现基于铁路供电系统的配电自动化。

三、结语

随着铁路这种交通运输工具的发展，在供电系统的自动化方面会逐步加强。自动化技术将普遍应用于各种电力设备中，为电力事业的发展做出贡献。在铁路的供电系统中，采用较先进的自动化技术，学习成熟的应用的经验，能够对铁路的自动化水平带来很大的提升。自动化技术不仅有助于铁路的发展，也有助于改善铁路的管理。

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