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鐵路電力線路自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用論文
【摘要】在當(dāng)前時(shí)代下，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，鐵路作為一項(xiàng)重要的組成部分，為人們的生產(chǎn)、生活做出了巨大貢獻(xiàn)�；诮┠陙砦覈�(guó)鐵路使用頻率的大幅增多，人們對(duì)鐵路建設(shè)也提出了愈來愈嚴(yán)格的要求。在整個(gè)鐵路建設(shè)的過程中，鐵路電力系統(tǒng)作為其中一項(xiàng)重要組成，鐵路電力線路自動(dòng)化技術(shù)也成為確保鐵路設(shè)施安全供電的基礎(chǔ)，屬遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理的重要技術(shù)。本文就以鄭西高速鐵路電力系統(tǒng)為例，在闡述鐵路電力系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)該鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成、功能與應(yīng)用情況進(jìn)行分析，以期借助于此，加速鐵路電力建設(shè)的順利、安全發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】鐵路；電力線路；自動(dòng)化技術(shù)；應(yīng)用
自邁入21世紀(jì)后，隨著我們?nèi)粘Ｉ钯|(zhì)量的迅猛提升，日常出行、旅游、探親等行為的普遍，也在極大程度上帶動(dòng)了各項(xiàng)交通事業(yè)的發(fā)展，而鐵路作為一直以來無論是客運(yùn)還是貨運(yùn)，人們主要選擇的交通工具，對(duì)其在安全運(yùn)行方面也提出了嚴(yán)格要求，關(guān)鍵在于其具備安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、可靠的安全電力系統(tǒng)，以此來作為鐵路正常運(yùn)行的基本保障。就傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)及管理手段來說，隨著近些年來高速鐵路與重載鐵路的高速發(fā)展，在這其中的應(yīng)用也已經(jīng)再也無法緊跟時(shí)代步伐，而在當(dāng)前新社會(huì)、新的市場(chǎng)勢(shì)態(tài)下，更是對(duì)鐵路電力系統(tǒng)提出了更高要求，引入新型的電力線路自動(dòng)化技術(shù)也已經(jīng)成為大勢(shì)所趨。
一．鄭西高速鐵路電力系統(tǒng)供電特點(diǎn)分析
鄭西高鐵為鄭州至西安的鐵路客運(yùn)專線，線路穿越豫西山地和渭河沖擊平原，沿線共設(shè)車站13個(gè)，線路全長(zhǎng)505公里，最大年輸送能力高達(dá)8340萬人。鄭西高鐵電力系統(tǒng)的構(gòu)成為低壓配電網(wǎng)絡(luò)、鐵路沿線的變電所以及10千伏電力的貫通線路，主要負(fù)責(zé)的任務(wù)為鐵路沿線的照明、通信、信號(hào)等生活生產(chǎn)供電，除了具備一般電力系統(tǒng)所存在諸如供電線路上等特點(diǎn)之外，還包括故障多發(fā)、負(fù)荷、供電臂長(zhǎng)等諸多其他特性。在整個(gè)鐵路電力系統(tǒng)的環(huán)節(jié)中，鐵路電力線路自動(dòng)化技術(shù)作為一項(xiàng)不可或缺的重要技術(shù)手段，其應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)顯而易見：有利于控制發(fā)生大面積停電的事故率，有利于電力專業(yè)管理及維護(hù)水平的提高，甚至杜絕電力故障的發(fā)生率，確保電力系統(tǒng)安全供電，為鐵路電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行提供基本保障。
二．鄭西高鐵電力線路自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用
�。ㄒ唬╇娏h(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)概述
鄭西高鐵的電力線路自動(dòng)化系統(tǒng)，是在借助于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)及自動(dòng)檢測(cè)、計(jì)算機(jī)軟硬件等諸多技術(shù)的融合基礎(chǔ)上，緊密連結(jié)鐵路電力系統(tǒng)，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)包括貫通電路、車站10/0.4變電所以及鐵路沿線10kv配電所內(nèi)容在內(nèi)的這些系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)控與控制，屬綜合性、專業(yè)性、技術(shù)性較強(qiáng)的一項(xiàng)手段。通過鐵路電力線路自動(dòng)化系統(tǒng)的高質(zhì)量應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功率因數(shù)、有功及無功功率、電流及高低電壓等參數(shù)，以此來動(dòng)態(tài)顯示及遠(yuǎn)程控制電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況，及時(shí)甄別并處理現(xiàn)有故障，確保供電能夠得到迅速恢復(fù)，將不必要的損失控制到最小。
（二）系統(tǒng)的應(yīng)用情況
均有一級(jí)以及綜合貫通高低壓配電設(shè)備相應(yīng)的配備于鄭西高速鐵路沿線的各個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)被控端中。首先對(duì)低壓設(shè)備所監(jiān)控的主要內(nèi)容做以下介紹，其主要的監(jiān)控內(nèi)容為：①低壓開關(guān)的狀態(tài)；②低壓相序異常報(bào)警遙信；③低壓開關(guān)故障遙信；④1路三相電壓與電流遙測(cè)量；⑤2路單相電壓與電流遙測(cè)量；⑥各負(fù)荷電源低壓開關(guān)的遠(yuǎn)程控制。其次，介紹一下高壓設(shè)備的監(jiān)控內(nèi)容：①高壓母線的三相電壓遙測(cè)量；②接地報(bào)警遙測(cè)量；③高壓負(fù)荷開關(guān)的遠(yuǎn)方控制；④負(fù)荷開關(guān)狀態(tài)；⑤遠(yuǎn)方/就地狀態(tài)；⑥高壓進(jìn)出線三相電流遙測(cè)量。在鄭西高速鐵路中，電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)可主要?dú)w納為以下幾點(diǎn)：同時(shí)將高壓電流與電壓互感器配備在高壓設(shè)備上，首先可以起到有效、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高壓系統(tǒng)供電質(zhì)量的目的，其次還能做到及時(shí)對(duì)線路故障所在之處做出判斷，以便于及時(shí)切除故障。
三．線路故障發(fā)生時(shí)的數(shù)據(jù)分析及故障判斷
�。ㄒ唬⿺�(shù)據(jù)分析方面
當(dāng)前就高鐵10kv貫通電力線路相鄰間的供電方法來看，從本質(zhì)上來說其屬于接力式的供電方法，通俗的講來即為甲所向乙所供電、乙所再向丙所供電……通常，配電所貫通線路采用的保護(hù)動(dòng)作為速斷保護(hù)、失壓保護(hù)、過流保護(hù)，另外還有自動(dòng)投入裝置以及一次自動(dòng)重合閘裝置。在這其中，速斷保護(hù)及過流保護(hù)動(dòng)作皆起到保護(hù)饋出線的作用，相較于此，失壓保護(hù)、自動(dòng)投入裝置以及一次自動(dòng)重合閘所承擔(dān)的功能則是恢復(fù)饋出線的供電。一旦高壓電路線路有故障發(fā)生，各個(gè)配電所及開關(guān)站數(shù)據(jù)都會(huì)以各不相同的線路故障性質(zhì)作為基本依據(jù)，同時(shí)根據(jù)配電所線路保護(hù)模塊動(dòng)作的情況，發(fā)生以下各不相同的動(dòng)作變化：
1.線路發(fā)生瞬時(shí)性故障，僅有主會(huì)所會(huì)做出過流及速斷保護(hù)的動(dòng)作。在這種情況下，發(fā)生的不論是主送所自動(dòng)合閘動(dòng)作，還是發(fā)生的被動(dòng)所自動(dòng)投入裝置動(dòng)作，都不會(huì)對(duì)送電持續(xù)性造成影響。也正是如此，主送所至故障點(diǎn)的各個(gè)開關(guān)都會(huì)感受到有一次過流電，但是故障點(diǎn)的另外一側(cè)則不會(huì)感受到電流。
2.無論是主所還是備所，皆相應(yīng)的配備速斷保護(hù)、過流保護(hù)、備自投及一次重合閘功能。如果發(fā)生了久永興的故障，在這種情況首先主送所會(huì)及時(shí)的做出過流保護(hù)動(dòng)作或者是速斷保護(hù)動(dòng)作，其次備用所發(fā)生一次備自投動(dòng)作、主送所發(fā)生一次自動(dòng)重合閘動(dòng)作。但是，不管是何種動(dòng)作的發(fā)生，在完成相應(yīng)的動(dòng)作之后都會(huì)加速跳開。在這種情況下，故障點(diǎn)至重合閘的這一端各處開關(guān)會(huì)有兩次過電流的感受，相反故障點(diǎn)另一側(cè)僅有一次過電流感受。
3.不管是主所還是備所，皆設(shè)置有速斷保護(hù)、過流保護(hù)，另外僅在備用所相應(yīng)的設(shè)定有備自投動(dòng)作，且在主所和備所無重合閘的設(shè)定。在線路發(fā)生了永久性短路故障之后，主送所會(huì)及時(shí)做出過流、速斷的保護(hù)動(dòng)作，在這之后備用所進(jìn)行備自投動(dòng)作，完成后加速跳開。基于備自投本身有一定的拖延時(shí)間，繼而雖然整個(gè)線路都能感受到過電流，但以故障處為界點(diǎn)，其不同的兩端感受到過電流的時(shí)刻也是不盡相同的。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)各開關(guān)站高壓電流值進(jìn)行采集，同時(shí)應(yīng)存在故障時(shí)刻時(shí)標(biāo)。
�。ǘ╆P(guān)于故障判斷
當(dāng)鐵路電力線路發(fā)生了短路故障且該故障表現(xiàn)為永久性質(zhì)，無論是先做出重合的動(dòng)作還是自投的動(dòng)作，位于沿線上的各個(gè)開關(guān)都會(huì)有過電流的感受，這樣一來，若單一以電流警報(bào)作為判斷依據(jù)，則無法實(shí)現(xiàn)對(duì)故障區(qū)段的判定�；谠谑状芜^流速斷及二次合閘后加速跳開的間隙存在的少些延遲，在做詳細(xì)分析之后上報(bào)過電流的報(bào)警時(shí)間，可做到判定故障區(qū)段這一步，而在第一次過電流方向的最尾端及它遠(yuǎn)端相鄰開關(guān)間，便是故障點(diǎn)的所在位置�；谏衔墓收吓袛嗟膬�(nèi)容，對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)裝置提出下列幾點(diǎn)要求：
1.無論是手動(dòng)還是自動(dòng)完成上述各操作環(huán)節(jié)，都應(yīng)對(duì)每一個(gè)操作步驟做詳細(xì)、對(duì)應(yīng)的記錄，進(jìn)一步嚴(yán)格對(duì)通訊的要求。
2.基于嚴(yán)格要求信息產(chǎn)生時(shí)間的情況，在主控站進(jìn)行對(duì)各被控站的對(duì)時(shí)工作時(shí)，若各個(gè)被控站皆設(shè)有GPS時(shí)鐘系統(tǒng)，可獲得更佳效果。
3.一旦主控站滿足故障判斷的啟動(dòng)要求條件，應(yīng)先將相關(guān)數(shù)據(jù)信息從故障線路的各個(gè)被控站中完整、精確的提取出來。結(jié)束語就當(dāng)前來看，鐵路電力線路的自動(dòng)化技術(shù)順應(yīng)了時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，借助于該技術(shù)的應(yīng)用，可在極大程度上促進(jìn)供電可靠性的提高，強(qiáng)化對(duì)電力自動(dòng)化的管理，有利于保障供電質(zhì)量及設(shè)備管理水平。除上述幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)之外，鐵路電力線路自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用還能在很大程度上在降低勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，可有效滿足鐵路提出的跨越式發(fā)展需求，不僅具有極佳的社會(huì)效益，而且還能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。作為在鐵路電力建設(shè)中不可或缺的一個(gè)重要組成，電力線路自動(dòng)化技術(shù)也必然會(huì)受到更多關(guān)注，且獲得廣泛應(yīng)用，成為代表當(dāng)今鐵路電力發(fā)展的方向。
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