鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)研究

楊昌堅(jiān)

[摘要]鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)在我國(guó)鐵路被廣泛應(yīng)用，針對(duì)電力遠(yuǎn)動(dòng)的特點(diǎn)、構(gòu)成、功能等幾個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

[關(guān)鍵詞]電力 遠(yuǎn)動(dòng)

中圖分類號(hào)：TM7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671－7597（2009）0220126－01

一、引言

鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)由遠(yuǎn)動(dòng)控制主站、遠(yuǎn)動(dòng)終端和通信通道三部分組成，是近年來(lái)在國(guó)內(nèi)全面推廣的鐵路電力新技術(shù)，其技術(shù)含量高，是涉及到鐵路電力工程設(shè)計(jì)、各級(jí)電力調(diào)度管理模式、遠(yuǎn)動(dòng)終端的數(shù)據(jù)采集和處理、各級(jí)遠(yuǎn)動(dòng)控制主站與遠(yuǎn)動(dòng)終端之間數(shù)據(jù)通信及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等多專業(yè)的系統(tǒng)工程。

二、鐵路電力系統(tǒng)特點(diǎn)

鐵路電力系統(tǒng)由于應(yīng)用的特殊性，在系統(tǒng)構(gòu)成和功能上都有一些有別于地方電力系統(tǒng)的特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：

（一）電壓等級(jí)低，變（配）電所結(jié)構(gòu)單一。從電力系統(tǒng)的角度看，鐵路負(fù)荷屬于終端負(fù)荷，直接面對(duì)最終用戶，所以鐵路電力系統(tǒng)絕大多數(shù)為lOkV配電所和35kV變電所。

由于功能要求、應(yīng)用范圍基本相同，所以鐵路電力系統(tǒng)中的變（配）電所構(gòu)成基本相同，功能配置也變化不大。根據(jù)鐵路變（配）電所結(jié)構(gòu)與功能標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，在進(jìn)行鐵路電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)時(shí)，可以將變（配）電所的功能作為標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)方式統(tǒng)一考慮。

（二）系統(tǒng)接線形式簡(jiǎn)單。鐵路電力系統(tǒng)的接線就像鐵路一樣，是一個(gè)沿鐵路敷設(shè)的單一輻射網(wǎng)，各變（配）電所沿線基本均勻分布，并且互相連接，構(gòu)成手拉手供電方式。連接線有兩種：一種是自閉線，還有一種是貫通線，可能二種連接線都有，也可能只有二者之一。

（三）供電可靠性要求高。鐵路電力系統(tǒng)雖然電壓等級(jí)低，接線方式簡(jiǎn)單，氣集中設(shè)備及區(qū)間自閉信號(hào)點(diǎn)提供可靠、不間斷電源但直接為鐵路各車站電，對(duì)供電可靠性的要求很高，其負(fù)荷（自動(dòng)閉塞信號(hào)）的供電中斷時(shí)間不能超過(guò)150ms。

三、典型鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成

為了充分發(fā)揮電力貫通線作用，確保電力貫通線安全可靠供電，減少對(duì)鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)的影響，遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)被引入到鐵路電力系統(tǒng)。

鐵路10kV電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)綜合的鐵路供電及設(shè)備運(yùn)行管理系統(tǒng)，由鐵路供電的特殊要求，決定其需要采集的數(shù)據(jù)量。鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)一般選用分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，主要由遠(yuǎn)動(dòng)控制主站、遠(yuǎn)動(dòng)終端和通信通道三部分構(gòu)成。

鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)鐵路配電所、電力線路及信號(hào)電源運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制，起到消滅事故隱患，加快故障處理速度，保證鐵路行車供電的作用。

鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)采用N鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，即一臺(tái)遠(yuǎn)動(dòng)控制主站對(duì)應(yīng)著N個(gè)被控端；系統(tǒng)一般除了具有遙測(cè)、遙控、遙信功能外，還應(yīng)具有判斷和切除線路故障的功能。鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)如圖1-1所示。

四、電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的主要功能

（一）遙測(cè)、遙信、遙控功能。遙測(cè)、遙信、遙控和遙調(diào)是遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的基本功能。應(yīng)用通信技術(shù)傳送被測(cè)變量的測(cè)量值，稱為遠(yuǎn)程測(cè)量，簡(jiǎn)稱遙測(cè)。應(yīng)用通信技術(shù)完成對(duì)設(shè)備狀態(tài)信息的監(jiān)視，稱為遠(yuǎn)程信號(hào)，簡(jiǎn)稱遙信。

調(diào)度控制中心送給發(fā)電廠或變電所的遠(yuǎn)程命令有控制命令和調(diào)節(jié)命令等。應(yīng)用通信技術(shù)，完成改變運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)的命令稱為遠(yuǎn)程命令，又稱遙控。當(dāng)調(diào)度控制中心需要直接抑制發(fā)電廠、變電所中的某些設(shè)備，如斷路器的合閘、分間，發(fā)電機(jī)的開機(jī)、停機(jī)等，就發(fā)出相應(yīng)的控制命令。這種應(yīng)用通信技術(shù)，完成對(duì)有兩個(gè)確定狀態(tài)的運(yùn)行設(shè)備的控制稱為遠(yuǎn)程切換。在我國(guó)，通常把遠(yuǎn)程切換也稱為遙控。

遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的功能根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際需要還在不斷地?cái)U(kuò)展，為了有助于分析電力系統(tǒng)的事故、保證遠(yuǎn)動(dòng)裝置的正常運(yùn)行和便于維護(hù)，還具有自檢查、自診斷功能等等。

（二）線路故障檢測(cè)。遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)在線路故障檢測(cè)中發(fā)揮了重要的作用。故障發(fā)生時(shí)，采用過(guò)電流檢測(cè)原理，即判斷線路電流是否超過(guò)整定值來(lái)檢測(cè)故障。由FTU檢測(cè)到故障并上報(bào)主站，主站系統(tǒng)首先完成故障自動(dòng)定位功能，在確認(rèn)線路失電的情況下，自動(dòng)遙控?cái)嚅_故障線段兩側(cè)的負(fù)荷開關(guān)，隔離故障點(diǎn)，最后，自動(dòng)下發(fā)遙控命令閉合兩側(cè)配電所出線開關(guān)，恢復(fù)非故障線段的供電，并給出提示信息和故障處理報(bào)告，供調(diào)度員作進(jìn)一步分析。故障發(fā)生時(shí)，主站自動(dòng)查找故障區(qū)間內(nèi)所有FTU的暫態(tài)3I0值，找到最大值所在的FTU，則故障點(diǎn)位于該FTU相鄰的某一側(cè)。然后比較該FTU兩側(cè)的暫態(tài)3I0值，找到較大者，并比較最大值與較大值暫態(tài)零序電流的方向，如果相同，則故障點(diǎn)位于最大值FTU的另一側(cè)；如果相反，則故障點(diǎn)位于兩者之間。主站系統(tǒng)根據(jù)FTU上報(bào)的線路電壓數(shù)據(jù)，高壓斷相故障的位置應(yīng)該在第一個(gè)出現(xiàn)任意線電壓或相電壓低于斷相故障電壓上限門檻值（如小于180V），而且大于斷相電壓下限門檻值（不為0，如大于30V）的開關(guān)和與其相鄰的上游開關(guān)之間。鐵路l0kV電力貫通線自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)施，大大地提高了鐵路供電的可靠性，減少了電力管理維護(hù)工作量，極大地推進(jìn)了鐵路供電管理的現(xiàn)代化進(jìn)程，發(fā)展前景十分廣闊。目前，該系統(tǒng)已應(yīng)用于多條鐵路線上。

五、鐵路遠(yuǎn)動(dòng)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題

目前電力遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備在使用中主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）站端通信（FTU到車站）設(shè)備抗雷電能力弱，易損、故障多發(fā)。（2）接地電阻不能滿足要求。（3）缺少電力遠(yuǎn)動(dòng)專用通道。現(xiàn)在很多鐵路局的遠(yuǎn)動(dòng)通信干道主要有兩種，一是共用路局TMIS網(wǎng)；二是利用信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)網(wǎng)，共用小帶寬通道。這些直接影響了遠(yuǎn)動(dòng)的使用。

針以上這些問(wèn)題，一般整改需要：（1）整治不合格接地電阻；（2）用光纜代替一般電纜和網(wǎng)線。（3）改善電力遠(yuǎn)動(dòng)通道，例如可以采用信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)網(wǎng)，相比TMIS網(wǎng)通道故障率低，能節(jié)省通道租用費(fèi)。

六、結(jié)語(yǔ)

遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用，能夠使調(diào)度值班員在調(diào)度中心就可以實(shí)時(shí)監(jiān)控全線電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況，也能夠使調(diào)度中心的上級(jí)主管部門及時(shí)掌握系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)，進(jìn)一步提高故障分析的全面性；同時(shí)遠(yuǎn)程操作大大降低了操作人員人身事故發(fā)生的幾率，適應(yīng)了新時(shí)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。

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