浅析铁路供电系统中的配电自动化

摘要：随着科技的发展和自动化技术的应用，实现铁路供电系统的配电自动化是发展的必然趋势。本文分析了进行铁路供电配电自动化转换的必要性，对供电特点进行了分析，并简要介绍了配电自动化的结构。

关键词：铁路；供电；配电自动化

Abstract: With the application of the development of science and technology and automation technology, the realization of the distribution automation of railway power supply system is the inevitable trend of development. This paper analyses the necessity of power distribution automation switch rail, to the power supply characteristics are analyzed, and briefly introduces the structure of distribution automation.

Key words: railway; power supply; power distribution automation

中图分类号：U223文献标识码：A 文章编号：

我国的铁路供电系统主要分为两个方面，一是牵引供电系统，其的主要工作目标是为行车动力提供电源；二是配电供电系统，其的工作目标是保证铁路运输过程中的照明、供水等配套设施的正常运行。这两者的安全稳定运行直接影响到铁路运行的质量，作为铁路运行中的一级负荷，如何保证其供电的安全性和稳定性是现阶段各铁路部门需要考虑的问题。本文主要介绍了铁路供电系统中的配电自动化实施，旨在通过配电自动化的应用提高铁路供电的质量。

一、铁路供电系统中应用配电自动化的必要性

铁路供电是通过变电站进行电压转换，将110kV电压变换成27.5kV电压，并将其输送到铁路电力部门，为运行中的车辆提供电能。供电系统的相关设施包括变电配电设施、铁路沿线的接触网以及其他供电服务设施，在铁路车辆运行过程中，如果供电设备出现异常，会直接影响铁路运输的流畅性以及安全性，给我国的铁路运输事业以及经济财产带来巨大的损失。所以在铁路供电系统中应用配电自动化具有十分重要的经济以及社会利益。

在传统的铁路配电中，为保证铁路供电系统的正常运行，需要人工处理各类与供电相关的数据，并进行图表整理等。除此之外，还要求供电系统工作人员及时掌握供电系统的运行情况，在系统出现故障时及时对其故障原因、处理措施、铁路调度作出反应。在我国当前的铁路运行环境下，在铁路供电系统中实行人工配电管理具有较大的难度，对其的工作强度、工作准确度具有较高的要求，这就导致工作效率较低，质量较差，所以，在供电系统中实现配电自动化对提高我国铁路的运行安全性与运行质量具有十分重要的意义。

二、我国铁路供电系统的特点

铁路供电系统相较于其他供电系统来说，具有不可中断性的特殊要求，所以，铁路供电系统的运行具有自身的特点。

1、要求电压较低

铁路供电系统在电力系统的整体中，处于末端地位，其供电配置直接面对铁路运行或服务等终端设施。因此，铁路供电系统中的配电所大多数为低压配电所，如10kV或35kV的配电变电所等。但是，部分铁路供电系统中也存在较高压配电所，其的设置条件一般根据铁路运行地的电力系统或输送要求、负荷量等进行设置。由于铁路运行对供电系统的要求具有统一的标准性，所以铁路系统的配电所一般具有功能一致性，结构较为单一。根据这一特点，在铁路供电系统的配电自动化建设之中，可以对配电变电所进行标准化的配置。

2、供电连接线形式单一

铁路供电系统的接线形式单一，具有易操作性，连接线路图同铁路的实际走向基本相同，线路中转站以及配电所、变电所的设置较为平均，并且各配电变电中转站之间具有相互连接的线路。在铁路供电系统中，连接形式分为两种：一是只供自动闭塞信号符合的自闭线，其属于一级负荷；二是符合对象较为广泛的贯通性，其主要提供铁路沿线各部门以及服务设施的电力，属于二级、三级负荷。在铁路供电系统的实际运行中，连接线两者都有或为两者之一，以实现相邻线路连接，提供铁路全线电力需求为目标。

3、具有高稳定性、连续性、安全性等要求

根据铁路供电的自身特殊性，供电系统对与电压要求、配电变电站的功能种类以及连接线形式等都没有较为严格的要求，但是其对供电的稳定性、连续性具有较高标准的要求。在铁路供电系统的实际运行过程中，规定铁路供电最大的延迟时长为150ms，以保证铁路的正常运行。

由于铁路运输的特殊性以及重要性，传统的供电系统以双电源供电以及自备电源装置来保证铁路供电的连续性。尽量保证铁路沿线相邻配电所之间的的连接方式实现自闭式和贯通式的结合，增强线路连接的稳定性。虽然供电系统设置了自动投保功能，但是由于传统的供电配置具有不可避免的局限性，只适用于配电所内，当配电线路出现永久故障后，不能作出及时调度以及故障恢复措施，这将会导致供电不足或停止供电。除此之外，铁路配电所所处地区通常较为偏远，不利于人工的及时检修和保养，在故障发生后也不能最快速度制定解决方案。解决这些问题的根本方法就是在铁路供电系统中实现配电自动化。

铁路供电系统配电自动化的结构

铁路供电系统一般以水电段和供电段为基本结构建设和运行。其具有结构简单、运行稳定等特性，运行过程中的管理工作一般由相关调度室控制。通常在配电站中设立控制信号屏，对铁路供电自动化的整体运行进行控制和监管，其是配电自动化设施中的核心内容，作为供电调度中心与配电所设施有效联系的枢纽，控制信号屏通过对配电所各智能设施的监控以及与调度中心的相关数据交换分析完成配电自动化的任务。

变配电所自动化

实现铁路变配电所自动智能化是保证铁路供电系统配电自动化的基本。一般来说，变配电站自动化采用分散与集中相结合的方式，既能通过计算机网络对其进行远程控制，也能进行人工管理。变配电所自动化的整个系统通常分为管理层、通信层以及间隔曾三个方面。三者的主要分工有所不同，管理层主要是通过控制信号屏完成对线路运行工作状态的监管、对相关数据的分析整理以及保证通信流畅。通信层作为管理层与间隔层之间的纽带，主要保证两者之间的数据交换工作的正常进行。而间隔层的主要工作目标是通过安装在回路或开关柜等处的远方终端装置，即FTU，及时检测线路故障并通过信号传输对故障处理作出反应，保证铁路供电系统的正常运行。

2、实现铁路供电调度中心的配电自动化

调度中心自动化在整个铁路供电自动化中占有中心地位。通常调度中心的硬件系统分为以下几个部分：服务器或人工调度站，前置机，通讯柜等。调度中心的计算机软件系统一般采用MACS-SCADA的控制系统，作为开放性的可扩充的自动化操作平台，其可以进行数据的及时监控分析，并进行分层管理，将不同结构不同功能的设施进行具体化管理。除此之外，调度中心的配电自动化还可以将网络运行、经济效益以及安全稳定等进行分类具体分析。

3、网络通讯自动化

通讯工作自动化是配电自动化中的关键性工作。网络通讯在铁路供电网中占有重要地位，一般数据传送、数据交换等都需要通过网络通讯完成，而实现其的自动化不仅可以有效避免数据传送中出现的错误也可以避免违规传送等问题的出现。配电所通过控制信号屏将相关数据向控制中心输送时，可以建设大型的处理机，实现数据的汇总以及合理转换，保证IEC870-5-101到CDT的转换。在保证配电自动化的顺利实施，需要不断对网络通讯自动化进行改革和完善，结合先进经验及时更新技术，及时解决网络通讯自动化中出现的问题。

四、结束语

随着科技的不断完善，自动化技术的逐渐发展与普及，网络力量的日益增强，实现铁路供电系统中的配电自动化具有越来越重要的意义以及必要性。当前我国铁路电力系统中自动化应用远远落后于电力系统，铁路配电自动化应该借鉴其他行业自动化经验，应用先进的技术，推进铁路运行中的供电安全性与稳定性。本文主要分析了当下我国铁路供电系统实现自动化的必要性，对配电自动化中的变配电所自动化、调度中心自动化以及网络通讯自动化进行了简要概括。通过分析发现，实现配电自动化不仅有利于节省铁路维修成本，还可以增加运行安全性，对于我国铁路事业的发展具有十分重要的意义。

参考文献：

[1]高建州.铁路供配电自动化系统方案研究[C].中国铁道学会电气化委员会2006年学术会议论文集.2006（06)

[2]于红.铁路牵引供电系统综合自动化控制探析[J].内蒙古煤炭经济.2011(03)

[3]秦立明.奉化供电配电自动化建设实施规划[D].浙江大学.2011(09)

[4]李振斌.浅析铁路配电自动化系统[J].机电信息.2013(01)