铁路电力供电系统中配电自动化的应用分析

乔利峰

（神华新朔铁路供电分公司，内蒙古 鄂尔多斯 010300）

0 引 言

铁路是我国交通运输体系中的重要构成部分，是推动我国国民经济和运输行业稳定健康发展的重要保障。近几年，在科学技术的不断发展下，配电自动化技术在我国铁路行业中逐渐实现了广泛应用，并且有力推动了我国生产力水平的提升。现阶段，铁路列车为了响应国家节能环保的相关政策，以电力系统为依托来开展相关工作，因此保障铁路供电系统的稳定性和可持续性至关重要。在开展铁路供电系统相关工作时，供电系统部门应该加强对配电自动化的应用，加强对相关自动信息化技术的重视，针对供电系统可能出现的问题采取科学合理的预防措施，以提升供电系统的稳定性和安全性，为铁路列车的正常运行打好坚实基础，从而推动我国铁路运输行业的健康可持续发展，促进地区间文化和经济的交流传播，提高国家经济水平，实现综合国力的增强。

1 现阶段我国铁路供电系统的主要特点

1.1 铁路电力供电系统中接线清楚

接线清楚是我国铁路电力系统具有的一项重要特点，是供电系统稳定运行和防止错误出现的重要保障。整个铁路供电系统较为庞大，涉及的线路和变电所较多，并且各个供电所、站点以及线路之间相互连接，分布较为广泛。只有保证供电系统各个线路和站点之间接线的清楚，才能够保证电力的运输安全与稳定。现阶段，我国供电系统的接线方式主要有贯通形式和自闭形式两种，两者通常会并列应用。在我国现阶段的供电系统接线工作中，两种接线方式共同使用能够有效保障接线和配电所的相互连接，保证整体的稳定性和电力运输正常，并且能够在某条线路发生问题时及时实现填充和备用的功能，进而保证整个铁路的稳定运行。

1.2 铁路电力供电系统结构简单

结构简单是我国铁路电力供电系统的主要特点，能够有效保证系统电压的稳定性和安全性。现阶段，我国铁路电力的服务对象是用户。大多数铁路供电系统的配电所参数较低，其他类型的数值较少。通过这种较低电压来进行工作，能够有效保证铁路负荷的稳定性，提高电源的输出安全性，并且使整体铁路电力供电系统结构更简单，还能够实现配电自动化技术的有效应用[1]。

1.3 铁路电力供电系统供电可靠性具有严格要求

虽然我国铁路电力供电系统的电压等级较低且供电系统线路结构较为简单，但是因为具有很强的可靠性，所以整体的供电要求较多。在实际的铁路电力供电系统运行过程中会涉及到很多方面的内容与工作，因此会制定较多的要求来保证供电的稳定性，必要时还会采取相关的措施与手段来提高供电系统的可靠性，从而减少安全问题和事故的发生。例如，在供电系统的相邻配电所之间会设置贯通线路的保护装置，当主体供电所某条连接线出现问题导致无法供电时，会自动引入备用的线路开关，以保证正常供电和电力运输，保证铁路电力系统的稳定运行[2]。

2 铁路电力供电系统中配电自动化技术的主要应用

2.1 配电自动化分布控制的应用

配电自动化分布控制的应用是铁路电力供电系统中的一项重要项目，是保障供电系统安全的重要内容。配电自动化分布控制的应用主要是指在供电系统的工作过程中，会把铁路供电系统的配电所保护和相关控制设备的电力系统由以前应用的集成电路保护和电磁保护优化为综合自动化、智能化以及网络化的保护，通过信息化技术和科技的应用，实现对供电系统相关数据的全面获取与分析研究，以保证数据的传播与通信，从而全面监督控制供电系统，做好相应的防护措施，有效提高工作质量和效率，实现一体化发展与工作应用。配电自动化分布控制中的配电自动化终端，能够实现对供电系统故障的准确定位和分析研究，预防可能发生的问题。此外，它能够实现整体系统的自动诊断和故障隔离等功能，通过和供电系统的相互工作，在缺乏主站的条件下实现对整个铁路电力供电系统的优化和重组构建。现阶段，我国铁路电力供电系统对配电自动化的分布控制方式主要包括电压时间型和电流技术型两种。但是，由于控制原理，铁路电力供电系统配电自动化分布控制存在一定的局限性。一方面，变电站的重合闸动作方式和相应的出线保护定值需要进行重新优化设置，才能够保证分布控制的效果。另一方面，当整体系统的分段较多时，配电自动化和系统之间会存在一定的冲突，整体配合性较低，不利于供电系统的安全运输。因此，通过上述分析可以确定，在各种线路和变电站接线较为简单的供电系统中，可以应用配电自动化分步控制方式。具体应用应该根据实际情况进行选择、分析以及确定[3]。

2.2 铁路电力供电系统中配电自动化技术集中控制的应用

配电自动化技术集中控制是指通过配电自动化终端来对供电系统中的信息和数据实现收集，并通过专门的传输机构把收集到的信息运送到供电系统的相关主站控制中心，通过对数据的研究分析和相应的处理，全面诊断与检测整体的电系统，从而判断供电系统的安全性和各项设备的性能。对于可能出现问题的设备或部位区段，根据相应的诊断方案做好处理措施，必要时实施相应的隔离[4]。现阶段我国铁路电力供电系统中配电自动化集中控制主要包括3个方面的内容。第一，配电自动化能够通过相应的终端实现对整体系统的全面监测与控制，收集并传输相应的信息。第二，通过配电自动化对供电系统实现全面的研究与数据分析，对信息进行处理，根据最终的信息处理结果确定供电系统发生故障的位置，并且制定相应的处理解决方案，在第一时间解决故障问题，最大程度防止问题的扩大。第三，通过配电自动化能够对整个供电系统完成控制管理，通过相应主站的控制中心对供电系统发布指令，使其做出相应的决策与工作，有效保证供电系统的稳定性和可靠性。不仅如此，通过配电自动化的集中控制方式，还能够实现对供电系统的密码管理、时间控制以及模拟训练，有效实现了铁路电力供电系统的转型与优化[5]。

2.3 铁路电力供电系统中配电自动化分布控制与集中控制相互结合的应用

通过配电自动化分布控制和集中控制的相互结合应用，能够有效提高供电系统的工作效率、稳定性以及安全性，保障铁路的正常运行。在我国现阶段的铁路供电系统中，分部控制和集中控制相互结合是铁路处理的常用方法，一般应用于铁路10 kV贯通和自闭线路的故障问题中。分布控制方式中的配电自动化终端能够实现故障位置的准确判断与及时隔离，进而通过两者的相互结合，实现整体网络的优化重组，整体过程简单便捷，且不需要主站的介入。电压时间型和电流技术型都是通过配电自动化终端和开关相互使用实现重合功能，扮演分段器的角色。另外，供电系统中配电自动化集中控制是通过主站控制中心构建相应的系统来开展和实施工作，能够准确掌握和实时监控供电系统的隔断情况，从而保证整体系统的稳定性。通过分布控制和集中控制的相互应用，可实现对供电系统故障的全面处理与保护，最大程度地保证系统的安全稳定。一般在供电系统中应用分布控制和集中控制两种控制手段，其中主要手段为分布式微机保护控制。分布式微机保护控制通过故障状态差动保护的方法实现配电自动化与终端之间的故障诊断，进而实现指令的发布，保证分合闸的稳定性和准确性。此外，断开故障点两侧的断路器，可实现对故障的有效隔离，从而保证电路系统的输电安全。集中式控制手段通常作为后备方式，如果出现分布式保护拒动情况，才会由主站开展相关的工作，进而判断供电系统的故障[6]。

3 现阶段我国铁路电力供电系统故障的主要检测手段

3.1 注入信号法

注入信号法是我国现阶段铁路电力供电系统故障检测的一项重要且常用的手段，一般在铁路电力供电系统频率信号出现变化时应用，能够有效实现对故障位置的确认，有助于准确处理故障。例如，当电力供电系统出现谐振接地故障时，可以应用注入信号法进行处理。首先，电力配电系统传输信号时，应该合理设置相应的信号检测装置，保证能够及时发现供电系统故障，有效提高整体的工作效率，从而避免发生更大的故障。在铁路电力供电系统运行过程中出现接地故障时，相关人员可以在供电系统中添加零序信号电源的方式进行处理。通过添加的零序信号电源全面检测整体系统，从而实现对整体的线路故障的定位。在故障检测完成后，相关人员可以拆除添加的零序信号电源，以避免对供电系统的运行造成影响。另外，对于信号电流存在的相对故障，电流相关人员可以忽略。与负荷电流相比，由于注入信号的电流很低，通过工频和谐波很容易会构成单相接地的故障电流和复合电流。因此，在应用注入信号方法对供电系统故障进行检测时，一定要根据实际情况选择注入信号的方式，保证相应探测器注入信号的灵敏度，减少检测错误的发生，从而实现全面的保护与检查[7]。

3.2 零序电流法

零序电流法是指通过检测电流确定供电系统中的故障位置。这种方法能够有效提高故障检测效率，并且能够保证数据获取的准确性和真实性，实现对供电系统各项设备和零件的准确维护，从而保证其性能的稳定。零序电流法在实际的铁路电力供电系统故障检测过程中备受青睐，具有便捷和快速的特点。不仅如此，通过零序电流法还能够第一时间方便维修人员制定相应的解决方案，以及时处理和解决故障问题。

3.3 暂态功率方向法

暂态功率方向法能够实现对铁路电力供电系统配电自动化的有效落实，为配电自动化工作提供有力保障。通过研究和分析可知，配电系统通过结算和网络开展远程监控能够有效实现供电系统配电自动化。在整个配电自动化系统中，主要包含3层内容。第一，管理层。管理层是指对整个铁路电力供电系统的线路、运行工作状态以及性能实现全面的监督与控制，通过异常数据判断故障和问题，进而保证线路的稳定性和通信的正常性。第二，通信层。通信层是指配电自动化系统中管理层和隔离层进行沟通交流的通道，主要承担沟通和数据的运输交换功能，能够有效保证数据传输的稳定性、准确性以及真实性。第三，间隔层。间隔层主要是指通过对终端设备和仪器的控制来实现系统的全面检测，及时处理异常情况，维护整体系统的稳定性和合理性，以保证各项性能[8]。

4 结 论

在铁路电力供电系统中，配电自动化技术的应用对供电系统的稳定运行有着重要意义，能够有效促进铁路行业的发展进步，实现我国交通运输体系的发展与完善。铁路作为当前交通运输业的重要方式，为运输业领域作出了重要贡献。为了实现铁路电力供电系统的稳定运行，应积极引进配电自动化技术，做到与时俱进，学习先进的科学技术和经验。自动化控制系统可以对铁路供电系统进行自动控制，减少人工操作强度和人工操作的失误，减少人力和物力的支出，不断优化管理与改进，从根本上提高整体的工作质量和工作效率，强化铁路电力供电系统的运行质量和管理水平，进而推动铁路行业的健康可持续发展。