華傳東

【摘要】鐵路是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)部門(mén)，鐵路正常安全的運(yùn)行關(guān)系到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此保障鐵路系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要，而電力系統(tǒng)是鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)的重要組成部分，一旦電力系統(tǒng)發(fā)生故障，就可能造成鐵路運(yùn)輸中斷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成人身傷亡，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。如何對(duì)鐵路自閉貫通線路發(fā)生的故障快速精確的排除，是當(dāng)前我們面臨的問(wèn)題，本文將簡(jiǎn)述鐵路自閉貫通線路的特點(diǎn)，在了解鐵道供電線路智能化關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析了軌道供電智能化關(guān)鍵技術(shù)的構(gòu)成，并對(duì)其運(yùn)用進(jìn)行了研究，希望對(duì)我國(guó)電氣化鐵路建設(shè)有所裨益。

【關(guān)鍵詞】 鐵路供電系統(tǒng);10KV電力線路;自動(dòng)化技術(shù);鐵路運(yùn)輸;

引言：

10kv電力線路是我國(guó)鐵路的主要輸電線路，是構(gòu)成我國(guó)鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)極為重要的設(shè)備，一旦電力系統(tǒng)線路出現(xiàn)問(wèn)題，鐵路行車(chē)信號(hào)、客貨票系統(tǒng)、紅外線探測(cè)、車(chē)號(hào)識(shí)別系統(tǒng)、無(wú)線列調(diào)、車(chē)站站場(chǎng)及隧道照明、機(jī)車(chē)車(chē)輛運(yùn)用檢修、通信設(shè)備、調(diào)度管理系統(tǒng)都會(huì)出現(xiàn)障礙，甚至整個(gè)鐵路系統(tǒng)都會(huì)出現(xiàn)癱瘓。近年來(lái)，我國(guó)的鐵路事業(yè)快速發(fā)展，伴隨著改革的不斷深入，我國(guó)的科技水平不斷提高。隨著社會(huì)的要求，我國(guó)目前已經(jīng)將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到鐵路電力事業(yè)的發(fā)展當(dāng)中，這也使得在電力安全和快速運(yùn)輸?shù)牡缆飞显阶咴竭h(yuǎn)。

一、鐵路電力線路自動(dòng)技術(shù)的介紹

"鐵路電力線路自動(dòng)化技術(shù)"是由電力系統(tǒng)主要由電力設(shè)備、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、測(cè)量和計(jì)量?jī)x表以及通訊和控制設(shè)備結(jié)合電子計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、電力通信科學(xué)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)以及微電子計(jì)算技術(shù)等所構(gòu)成的組成。重點(diǎn)是用來(lái)監(jiān)控和管理軌道系統(tǒng)供電線路的專(zhuān)門(mén)科學(xué)技術(shù)。它能提高軌道系統(tǒng)的部署、管理、維修和運(yùn)作能力，并保證了軌道供電的安全性。在鐵路的機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)能夠有效監(jiān)測(cè)故障線路和處理故障。同時(shí)員工還能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并利用控制系統(tǒng)的高度智能化，迅速評(píng)估并做出合理的診斷與解決，從而減少因電力故障所造成的損失。

二、10kV自閉貫通電力自動(dòng)化的線路構(gòu)成及特點(diǎn)

鐵路10kV電力線路供電區(qū)間長(zhǎng)度四十至六十千米，由貫通線路和自閉線路兩條線路連接兩個(gè)配電所形成雙電源系統(tǒng)，每條線路均可雙向供電，兩個(gè)配電所按主供方向分別形成主送和備送電源。

10kv自閉貫通線路具有以下特點(diǎn)：

1、供電線路較長(zhǎng)，給設(shè)備管理部門(mén)查找定位故障增加了困難。

2、供電點(diǎn)少，供電負(fù)荷小，繼電保護(hù)設(shè)備易于自動(dòng)化控制。

3、運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，設(shè)備種類(lèi)較多，地點(diǎn)隱蔽，維護(hù)上有難度。

4、自閉線貫通線互為備份，具有更高的可靠性。

每個(gè)供線路按區(qū)間長(zhǎng)度分給多個(gè)電力工區(qū)管理，電力線路跳閘需多個(gè)工區(qū)分別派人巡視線路，查找故障原因恢復(fù)故障線路。

三、鐵路電力線路自動(dòng)化的組成

（一）線路監(jiān)控自動(dòng)化技術(shù)

鐵路線路監(jiān)控設(shè)備的組成復(fù)雜，其設(shè)備對(duì)整條電力線路的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，這里面包括了線路探測(cè)設(shè)備、傳輸設(shè)備和鐵路通訊網(wǎng)絡(luò)。其中線路探測(cè)設(shè)備的主要功能是用來(lái)探測(cè)線路運(yùn)行情況并產(chǎn)生信號(hào);傳輸設(shè)備使用鐵路通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的傳輸、匯總。線路監(jiān)控自動(dòng)化技術(shù)不僅僅可監(jiān)控鐵路電力運(yùn)行的狀況，還可以對(duì)電網(wǎng)的電力分配進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

（二）調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)

調(diào)度智能化技術(shù)是電力自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵保障。鐵路電力線路調(diào)度智能化技術(shù)主要是由三部分所構(gòu)成的。首先是主站的控制系統(tǒng)，第二是路端裝置，第三是通信技術(shù)。如果鐵路供電線路的信息傳輸實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，供電調(diào)度中心將會(huì)成為整個(gè)線路供電系統(tǒng)的中樞，鐵路供電線路上的路端裝置將成為控制電力的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，采用微機(jī)控制技術(shù)根據(jù)線路監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)判斷故障點(diǎn)的位置，迅速作出切斷故障線路區(qū)段的操作。

（三）配電所綜合自動(dòng)化技術(shù)

配電所綜合的智能化技術(shù)，是由監(jiān)測(cè)裝置、通信設(shè)備以及應(yīng)急保障設(shè)施等所構(gòu)成的。當(dāng)鐵路供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，繼電保護(hù)設(shè)備就可以迅速監(jiān)測(cè)到問(wèn)題，并啟動(dòng)斷電設(shè)備，然后在問(wèn)題和故障排除后立即恢復(fù)供電。配電所的綜合智能化技術(shù)具備了多項(xiàng)功能，如故障記錄、通信設(shè)備管理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制等。

四、線路故障發(fā)生時(shí)的數(shù)據(jù)分析及故障判斷

（一）數(shù)據(jù)方面分析

目前，相鄰10kV配電所之間的供電方式是互供。通常情況下，配電所饋出線采用的線路保護(hù)方式包括：快速斷電保護(hù)、電壓失衡保護(hù)。此外還有備送配電所失壓送電裝置和主送配電所一次自動(dòng)重合閘裝置，其主要功能是保護(hù)線路當(dāng)中的饋出線的作用。當(dāng)高壓線路運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，可以從復(fù)雜的供電系統(tǒng)中快速檢測(cè)出故障線路，并且能夠根據(jù)反饋情況迅速采取保護(hù)措施，來(lái)保護(hù)整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行，并且產(chǎn)生以下運(yùn)行變化：

如果線路上出現(xiàn)了瞬時(shí)性故障，供電配電所的會(huì)根據(jù)檢測(cè)到的瞬時(shí)電流進(jìn)行過(guò)流或速斷保護(hù)分?jǐn)鄶嗦菲?，將故障線路停電。由于線路上的故障是瞬時(shí)性故障，所以在這個(gè)狀況下進(jìn)行的無(wú)論是主動(dòng)所手動(dòng)合閘動(dòng)作，又或者同時(shí)完成的被動(dòng)所自動(dòng)投入裝置動(dòng)作，都可以恢復(fù)線路供電，用電設(shè)備不會(huì)受到長(zhǎng)時(shí)間停電影響。

當(dāng)線路上出現(xiàn)了永久的短路故障以后，假如主供電配電所或是備送配電所，都裝有速斷保護(hù)、過(guò)流保護(hù)設(shè)備，主送所設(shè)置了一次重合閘功能。一旦出現(xiàn)了永久性的故障，在這個(gè)情況下首先主送配電所的短路過(guò)電流保護(hù)或者是速斷保護(hù)首先動(dòng)作，然后備送配電所在檢測(cè)的線路失壓會(huì)進(jìn)行一次備自投動(dòng)作，但是由于線路上故障依然存在，備送所也將觸發(fā)短路過(guò)電流保護(hù)或者是速斷保護(hù)，之后主送配電所在延時(shí)完成時(shí)進(jìn)行一次自動(dòng)重合閘操作，但是由于線路上故障依然存在，會(huì)再次觸發(fā)主送所短路過(guò)電流保護(hù)或者是速斷保護(hù)。所以故障點(diǎn)至重合閘的這一端各處開(kāi)關(guān)會(huì)有兩次過(guò)電流的信號(hào)，相反故障點(diǎn)另一側(cè)僅有一次過(guò)電流信號(hào)。

（二）關(guān)于故障判斷

當(dāng)軌道電源發(fā)生短路且故障為永久性故障時(shí)，無(wú)論是備送所的備自投還是主送所的一次重合閘動(dòng)作，都會(huì)觸發(fā)繼保設(shè)備的保護(hù)動(dòng)作;鑒于在第一次跳閘后，其中的第二次跳閘的時(shí)間間隙會(huì)略微延遲，所以可以通過(guò)對(duì)線路上探頭產(chǎn)生的電流數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)故障區(qū)域的準(zhǔn)確定位。

五、鐵路電力線路自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

鐵路電力線路自動(dòng)化技術(shù)可以有效的監(jiān)控整個(gè)鐵路運(yùn)行的環(huán)境，并減少重大電氣事故的頻率，并且變相的提高了鐵路電力線路的管理和維護(hù)的能力，這在整個(gè)鐵路系統(tǒng)安全系統(tǒng)當(dāng)中起到了至關(guān)重要的作用，也是鐵路電力線路自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的一種體現(xiàn)。

例如：鄭州至西安鐵路線路自動(dòng)化技術(shù)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)為基礎(chǔ)，是與整個(gè)鐵路電力系統(tǒng)緊密聯(lián)系的，在電路連接中發(fā)揮重要作用。

鐵路路線的電力分布和監(jiān)控能力里面包括：高壓開(kāi)關(guān)、低壓開(kāi)關(guān)的遠(yuǎn)程控制信號(hào)，遠(yuǎn)程傳輸報(bào)警信號(hào)、遠(yuǎn)程控制高壓負(fù)載開(kāi)關(guān)，負(fù)荷開(kāi)關(guān)狀態(tài)距離測(cè)量、接地報(bào)警等。

電力線自動(dòng)化技術(shù)包括：低壓配電網(wǎng)、通過(guò)鐵路線提供的10千伏電力以及能夠?yàn)殍F路照明、信號(hào)、通信和其他需求提供電力的車(chē)站。它還具有故障負(fù)荷特性、多臺(tái)發(fā)電機(jī)的供電長(zhǎng)度等。總結(jié)：

鐵道供電線路智能化可以增強(qiáng)鐵道供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全，還但能夠大大提高列車(chē)的運(yùn)輸效率，夠創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)探頭來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠幫助管理人員及時(shí)了解整個(gè)電力系統(tǒng)線路的運(yùn)行情況，節(jié)約解決故障的時(shí)間，更重要的是能夠節(jié)約人力和物力，相關(guān)工作人員不必翻山越嶺去一段段檢查輸電線路是否存在障礙，保障了相關(guān)工作人員的生命安全。我認(rèn)為在這種科學(xué)技術(shù)的支持下，可以使供電線路的穩(wěn)定性更強(qiáng)，能夠更好地為鐵路運(yùn)輸事業(yè)服務(wù)。

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