自動(dòng)化技術(shù)在鐵路電氣工程中的應(yīng)用探究

黃成玉 公超

摘要：近年來(lái)，自動(dòng)化技術(shù)不斷進(jìn)步，在一系列行業(yè)中得以普遍地應(yīng)用。在鐵路電氣工程中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)理想的效果，不僅提高了鐵路建設(shè)質(zhì)量，而且提高了鐵路建設(shè)效率，因而能夠推動(dòng)鐵路電氣工程的發(fā)展。為此，本文分析了鐵路電氣工程中的一些自動(dòng)化技術(shù)，以及自動(dòng)化技術(shù)在鐵路電氣工程中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：鐵路;電氣工程;自動(dòng)化技術(shù);應(yīng)用

自動(dòng)化技術(shù)屬于一種綜合技術(shù)，其涵蓋很多先進(jìn)技術(shù)，像是電子技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等等。自動(dòng)化技術(shù)即是這一系列技術(shù)的統(tǒng)一，計(jì)算機(jī)及其控制屬于自動(dòng)化技術(shù)的中心環(huán)節(jié)。在持續(xù)拓展自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用范圍的影響下，自動(dòng)化技術(shù)不斷發(fā)展和成熟。

1鐵路電氣工程中的一些自動(dòng)化技術(shù)

1.1饋線自動(dòng)化技術(shù)

當(dāng)今，鐵路電氣工程中經(jīng)常應(yīng)用一種饋線自動(dòng)化技術(shù)，能夠劃分饋線自動(dòng)化技術(shù)為集中控制、綜合控制、分布式控制。

1.1.1集中控制

此饋線方式需要全部建成通信系統(tǒng)、主站、終端，以及都具備優(yōu)良的運(yùn)行狀態(tài)，主站會(huì)通過(guò)通信系統(tǒng)收集終端信息，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鲋缶_定位故障，在探究故障位置之后下達(dá)指令，結(jié)合遠(yuǎn)程遙控和開(kāi)關(guān)隔離出故障范圍，進(jìn)而確保無(wú)故障范圍通電的正常。

1.1.2綜合控制

此饋線方式的原理類似于集中控制，盡管能夠處理故障問(wèn)題，可是其效率低，難以實(shí)現(xiàn)非常高的適用性。

1.1.3分布式控制

此饋線方式能夠迅速地區(qū)別非故障范圍和故障范圍，分開(kāi)主站與終端任務(wù)，從而使故障處理效率大大提升。

1.2測(cè)控終端技術(shù)

鐵路電氣工程中應(yīng)用測(cè)試終端技術(shù)具備十分顯著的優(yōu)勢(shì)，其能夠科學(xué)分配子站與主站的運(yùn)行壓力，還可以自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)面臨的故障問(wèn)題，在故障被檢測(cè)到之后，能夠自主隔離和處理故障。測(cè)試終端不會(huì)受到復(fù)雜天氣的影響，在雨雪雷電等條件下，能夠穩(wěn)定運(yùn)行，這有助于鐵路供電穩(wěn)定性的提升。

1.3通信技術(shù)

鐵路電氣工程中的通信是非常關(guān)鍵的一個(gè)組成部分，其中的光纖通信技術(shù)應(yīng)用十分普遍，此技術(shù)的信息載波是光波，其傳輸信號(hào)的方式是光導(dǎo)纖維，因此能夠使光波在光纖中長(zhǎng)距離傳輸，從而提高信息傳輸?shù)挠行院蛯?shí)時(shí)性。

2自動(dòng)化技術(shù)在鐵路電氣工程中的具體應(yīng)用

2.1信號(hào)電源監(jiān)控

信號(hào)電源監(jiān)控也被叫做SMC，其指的是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)控鐵路自動(dòng)閉塞信號(hào)設(shè)備，從而檢測(cè)其運(yùn)行狀態(tài)，記錄存在的異常和故障信息。從本質(zhì)上來(lái)講，SMC即是鐵路信號(hào)電源中SCADA 技術(shù)的應(yīng)用。一個(gè)完整的信號(hào)電源監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備的主要功能包括：電壓電流及開(kāi)關(guān)狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)視;高低壓開(kāi)關(guān)遠(yuǎn)程控制;電壓異常報(bào)警;過(guò)流檢測(cè)及故障錄波等。

2.1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

信息電源監(jiān)控系統(tǒng)的主要組成部分是通信通道、主站層、監(jiān)控設(shè)備。為了使系統(tǒng)的性能提升，能夠結(jié)合信號(hào)電源監(jiān)控與SCADA一體化方案，此監(jiān)控系統(tǒng)可以讓工作者及時(shí)把握信號(hào)供電設(shè)備的工作情況，解決缺少針對(duì)性管理的問(wèn)題，能夠明確故障隱患，且迅速進(jìn)行處理，以保障供電的穩(wěn)定性。并且，此系統(tǒng)能夠記錄出現(xiàn)故障的電流和電壓波形，進(jìn)而引導(dǎo)工作者把握故障的出現(xiàn)過(guò)程，從而探究導(dǎo)致故障的因素。除此之外，當(dāng)存在越級(jí)跳閘的情況下，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)，如此一來(lái)，工作者勿需長(zhǎng)途奔波處理上一級(jí)故障，能夠提高工作效率與減小勞動(dòng)量。

2.1.2主站功能

在鐵路電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中，SMC屬于高級(jí)應(yīng)用，其能夠?qū)崿F(xiàn)下面的功能：一是工作監(jiān)視功能。能夠在計(jì)算機(jī)屏幕上直觀呈現(xiàn)信號(hào)電源接線圖，結(jié)合查看，工作者可以及時(shí)明確開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電流和電壓參數(shù);能夠呈現(xiàn)信號(hào)電源電流與電壓改變趨勢(shì)的曲線;能夠以列表方式呈現(xiàn)開(kāi)關(guān)位置變換事件順序的記錄結(jié)果。二是事件報(bào)警功能。在系統(tǒng)接收了場(chǎng)地監(jiān)控設(shè)備傳回的電流與電壓不正常報(bào)警信息之后，報(bào)警畫面可以自動(dòng)彈出在計(jì)算機(jī)屏幕上，且呈現(xiàn)相應(yīng)的報(bào)警信息。與此同時(shí)，還能夠具備聲光效果，進(jìn)而提示值班工作者查看與解決故障問(wèn)題。三是故障錄波功能。能夠檢索與呈現(xiàn)過(guò)流故障錄波結(jié)果，以及具備平移、縮小、放大波形等功能，能夠在移動(dòng)光標(biāo)的基礎(chǔ)上測(cè)量波形選定點(diǎn)的瞬時(shí)值，且下達(dá)人工錄波指令。四是圖形管理功能。能夠劃分圖形管理功能為下面幾個(gè)組成部分：一級(jí)是管理布局圖，二級(jí)是管理供電臂示意圖，三級(jí)是管理車站圖，能夠在一級(jí)圖中調(diào)取二級(jí)圖，需要便捷和簡(jiǎn)單地繪制圖表。除此之外，還能夠在二級(jí)圖上控制高壓側(cè)開(kāi)關(guān)。五是讀取與整定參數(shù)，重點(diǎn)涵蓋下面一些內(nèi)容：讀取與整定場(chǎng)地監(jiān)控設(shè)備的站址;遙測(cè)越限及錄波啟動(dòng)的整定值。

2.2鐵路線路自動(dòng)化

鐵路線路自動(dòng)化又被簡(jiǎn)稱為FA，其指的是應(yīng)用有關(guān)技術(shù)對(duì)線路分段開(kāi)關(guān)實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控以及故障定位和隔離，且記錄故障信息。可以說(shuō)，F(xiàn)A屬于鐵路電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的一種子系統(tǒng)。

2.2.1處理短路故障

線路中恢復(fù)供電與隔離故障具備兩種方式，其中之一是場(chǎng)地控制，另外一種是遠(yuǎn)程遙控。場(chǎng)地控制重點(diǎn)結(jié)合場(chǎng)地中的自動(dòng)重合器與分段器進(jìn)行，全部過(guò)程控制勿需通信;遠(yuǎn)程遙控是結(jié)合主站遙控進(jìn)行，應(yīng)結(jié)合通信信道傳輸信號(hào)。場(chǎng)地控制中應(yīng)用的控制模式為V-T方式，也就是電壓——時(shí)間模式，其運(yùn)行原理是：在線路失壓的情況下，自動(dòng)分段器出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象，在檢測(cè)至一邊存在電壓，能夠延遲一段時(shí)間之后合閘，如果在實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的時(shí)間之內(nèi)存在失壓現(xiàn)象，那么會(huì)迅速跳閘，且進(jìn)行自鎖。

2.2.2遠(yuǎn)程遙控

遠(yuǎn)程遙控的控制模式重點(diǎn)結(jié)合通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，其是遙控線路當(dāng)中的負(fù)荷開(kāi)關(guān)，進(jìn)而有效地隔離故障，且使非故障范圍的供電恢復(fù)。經(jīng)過(guò)探究能夠明確的是，如此的控制模式較為簡(jiǎn)單，開(kāi)關(guān)的動(dòng)作次數(shù)比較少，對(duì)系統(tǒng)形成的沖擊不大，然而要求實(shí)施遠(yuǎn)程通信，因此投入比較大。

2.2.3處理小電流故障

在線路有這種故障的情況下，零序電流由故障點(diǎn)兩邊向故障點(diǎn)流動(dòng)，此電流初始的極性相反，如果故障點(diǎn)在線路末端，那么此故障點(diǎn)前面的FTU檢測(cè)的是最大的零序電流值。結(jié)合這種現(xiàn)象，能夠準(zhǔn)確地判斷小電流故障的范圍。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，將自動(dòng)化技術(shù)科學(xué)地應(yīng)用于鐵路電氣工程中，能夠?qū)崿F(xiàn)鐵路電氣工程整體技術(shù)能力的強(qiáng)化，從而有效地保障鐵路運(yùn)營(yíng)的穩(wěn)定性以及安全性。在以后的一段時(shí)間中，需要注重分析自動(dòng)化技術(shù)，不但改進(jìn)與完善固有的自動(dòng)化技術(shù)，而且對(duì)一系列新型的自動(dòng)化技術(shù)予以開(kāi)發(fā)，進(jìn)而在鐵路工程建設(shè)中提供更好的服務(wù)。

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作者簡(jiǎn)介：黃成玉（1981.10—），男，漢族，山東省沂水縣人，本科，工程師，科員，研究方向：工程機(jī)械與電子或液壓方面