铁路电力远动系统技术研究

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[摘要]铁路电力远动系统在我国铁路被广泛应用，针对电力远动的特点、构成、功能等几个部分进行详细的介绍。
[关键词]电力 远动
中图分类号：TM7文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0220126－01
一、引言
铁路电力远动系统由远动控制主站、远动终端和通信通道三部分组成，是近年来在国内全面推广的铁路电力新技术，其技术含量高，是涉及到铁路电力工程设计、各级电力调度管理模式、远动终端的数据采集和处理、各级远动控制主站与远动终端之间数据通信及计算机系统等多专业的系统工程。
二、铁路电力系统特点
铁路电力系统由于应用的特殊性，在系统构成和功能上都有一些有别于地方电力系统的特点，主要体现在3个方面：
（一）电压等级低，变（配）电所结构单一。从电力系统的角度看，铁路负荷属于终端负荷，直接面对最终用户，所以铁路电力系统绝大多数为lOkV配电所和35kV变电所。
由于功能要求、应用范围基本相同，所以铁路电力系统中的变（配）电所构成基本相同，功能配置也变化不大。根据铁路变（配）电所结构与功能标准化的特点，在进行铁路电力系统配网自动化设计时，可以将变（配）电所的功能作为标准实现方式统一考虑。
（二）系统接线形式简单。铁路电力系统的接线就像铁路一样，是一个沿铁路敷设的单一辐射网，各变（配）电所沿线基本均匀分布，并且互相连接，构成手拉手供电方式。连接线有两种：一种是自闭线，还有一种是贯通线，可能二种连接线都有，也可能只有二者之一。
（三）供电可靠性要求高。铁路电力系统虽然电压等级低，接线方式简单，气集中设备及区间自闭信号点提供可靠、不间断电源但直接为铁路各车站电，对供电可靠性的要求很高，其负荷（自动闭塞信号）的供电中断时间不能超过150ms。
三、典型铁路电力远动系统的构成
为了充分发挥电力贯通线作用，确保电力贯通线安全可靠供电，减少对铁路运输生产的影响，远动技术被引入到铁路电力系统。
铁路10kV电力远动系统是一个综合的铁路供电及设备运行管理系统，由铁路供电的特殊要求，决定其需要采集的数据量。铁路电力远动系统一般选用分层分布式系统结构，主要由远动控制主站、远动终端和通信通道三部分构成。
铁路电力远动系统对铁路配电所、电力线路及信号电源运行情况的实时监测控制，起到消灭事故隐患，加快故障处理速度，保证铁路行车供电的作用。
铁路电力远动系统采用N链式结构，即一台远动控制主站对应着N个被控端；系统一般除了具有遥测、遥控、遥信功能外，还应具有判断和切除线路故障的功能。铁路电力远动系统如图1-1所示。
四、电力远动系统的主要功能
（一）遥测、遥信、遥控功能。遥测、遥信、遥控和遥调是远动系统的基本功能。应用通信技术传送被测变量的测量值，称为远程测量，简称遥测。应用通信技术完成对设备状态信息的监视，称为远程信号，简称遥信。
调度控制中心送给发电厂或变电所的远程命令有控制命令和调节命令等。应用通信技术，完成改变运行设备状态的命令称为远程命令，又称遥控。当调度控制中心需要直接抑制发电厂、变电所中的某些设备，如断路器的合闸、分间，发电机的开机、停机等，就发出相应的控制命令。这种应用通信技术，完成对有两个确定状态的运行设备的控制称为远程切换。在我国，通常把远程切换也称为遥控。
远动系统的功能根据电力系统的实际需要还在不断地扩展，为了有助于分析电力系统的事故、保证远动装置的正常运行和便于维护，还具有自检查、自诊断功能等等。
（二）线路故障检测。远动系统在线路故障检测中发挥了重要的作用。故障发生时，采用过电流检测原理，即判断线路电流是否超过整定值来检测故障。由FTU检测到故障并上报主站，主站系统首先完成故障自动定位功能，在确认线路失电的情况下，自动遥控断开故障线段两侧的负荷开关，隔离故障点，最后，自动下发遥控命令闭合两侧配电所出线开关，恢复非故障线段的供电，并给出提示信息和故障处理报告，供调度员作进一步分析。故障发生时，主站自动查找故障区间内所有FTU的暂态3I0值，找到最大值所在的FTU，则故障点位于该FTU相邻的某一侧。然后比较该FTU两侧的暂态3I0值，找到较大者，并比较最大值与较大值暂态零序电流的方向，如果相同，则故障点位于最大值FTU的另一侧；如果相反，则故障点位于两者之间。主站系统根据FTU上报的线路电压数据，高压断相故障的位置应该在第一个出现任意线电压或相电压低于断相故障电压上限门槛值（如小于180V），而且大于断相电压下限门槛值（不为0，如大于30V）的开关和与其相邻的上游开关之间。铁路l0kV电力贯通线自动化系统的实施，大大地提高了铁路供电的可靠性，减少了电力管理维护工作量，极大地推进了铁路供电管理的现代化进程，发展前景十分广阔。目前，该系统已应用于多条铁路线上。
五、铁路远动的现实问题
目前电力远动设备在使用中主要存在以下几个问题：（1）站端通信（FTU到车站）设备抗雷电能力弱，易损、故障多发。（2）接地电阻不能满足要求。（3）缺少电力远动专用通道。现在很多铁路局的远动通信干道主要有两种，一是共用路局TMIS网；二是利用信号微机监测网，共用小带宽通道。这些直接影响了远动的使用。
针以上这些问题，一般整改需要：（1）整治不合格接地电阻；（2）用光缆代替一般电缆和网线。（3）改善电力远动通道，例如可以采用信号微机监测网，相比TMIS网通道故障率低，能节省通道租用费。
六、结语
远动技术的应用，能够使调度值班员在调度中心就可以实时监控全线电力系统的运行情况，也能够使调度中心的上级主管部门及时掌握系统运行的状态，进一步提高故障分析的全面性；同时远程操作大大降低了操作人员人身事故发生的几率，适应了新时代经济发展的要求。
参考文献：
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