鐵路電力供電系統(tǒng)中配電自動化的運用探討

陳燕菊

（中國鐵建電氣化局集團有限公司北京城市軌道工程公司，北京 100043）

在鐵路運行中，電力供電系統(tǒng)是不容忽視的重要組成部分，如果供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題，鐵路安全有序運行狀態(tài)必然會受到影響，甚至極容易出現(xiàn)嚴重故障，要求引起高度重視。雖然鐵路電力供電系統(tǒng)的難度并不大，但是要求卻相對較高，不允許出現(xiàn)任何偏差問題，如此也就需要注重從技術手段入手予以創(chuàng)新調(diào)整，以求更好實現(xiàn)對于最終供電穩(wěn)定性的保障。配電自動化技術在該方面的應用就可以表現(xiàn)出較強的價值，應予以高度重視。

1 鐵路電力供電系統(tǒng)概述

鐵路電力供電系統(tǒng)的重要性不容忽視，其要求能夠為鐵路系統(tǒng)提供穩(wěn)定持續(xù)的供電服務，避免因為供電中斷出現(xiàn)異常問題?；阼F路電力供電系統(tǒng)的運行而言，其往往需要具備不可中斷性特點，要求能夠基于鐵路運行提供持續(xù)供電，嚴禁在鐵路運行過程中出現(xiàn)電力供應的中斷或者是異常變化，由此更好優(yōu)化電力供電效果。鐵路電力供電系統(tǒng)所需要的電壓相對都比較低，并不需要高壓參與供電，因為該供電系統(tǒng)位于鐵路系統(tǒng)的末端，需要高壓的設施并不多，設置低壓配電所就能夠有效滿足地鐵系統(tǒng)供電要求，當前常見的為10 kV或者35 kV的配電變電所。當然，伴隨著我國鐵路行業(yè)的快速發(fā)展，同樣也存在著一些需要高壓配電所供應的項目，但是其電壓依然并不是特別高，該方面不存在較大難度。從鐵路電力供電系統(tǒng)的布置和運行中來看，其連接線路相對單一，并不存在過于復雜的形式，如此也就表現(xiàn)出了較為明顯的易操作性，一般不會在線路方面出現(xiàn)較為嚴重的偏差問題，相應變電所、配電所以及線路中轉站的布置也相對簡單，只需要按照鐵路電力供電系統(tǒng)的運行需求配置即可。

雖然從鐵路電力供電系統(tǒng)的電壓以及電力線路方面來看，均不存在較高的難度，布置處理相對較為簡單高效，但是其往往面臨著相對較高的要求，需要確保供電穩(wěn)定、連續(xù)、安全，由此規(guī)避該環(huán)節(jié)運行不當出現(xiàn)的異常，確保鐵路系統(tǒng)有序運行。基于此，針對鐵路電力供電系統(tǒng)中的所用材料、設施以及相關技術，都需要進行重點把關控制，以便促使相應構成要素較為適宜可靠，避免在任何部位出現(xiàn)偏差及混亂問題。比如鐵路電力供電系統(tǒng)往往需要確保供電及時穩(wěn)定，要求延遲時長能夠控制在150 ms以內(nèi)，由此避免延遲方面的隱患，導致鐵路運行穩(wěn)定性受損。針對鐵路電力供電系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的各類故障問題同樣也應該引起高度重視，要求在借助于優(yōu)化配置以及構成部件嚴格把關的基礎上，積極引入運用一些先進技術手段，以此形成較為理想的鐵路電力供電系統(tǒng)優(yōu)化運行效果，滿足當前越來越高的運行要求，降低該方面帶來的故障問題。

2 配電自動化在鐵路電力供電系統(tǒng)中的應用價值

鐵路電力供電系統(tǒng)中配電自動化的應用具備明顯優(yōu)勢，相對于傳統(tǒng)滯后的配電方案，配電自動化相關技術和系統(tǒng)的應用價值主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

首先，配電自動化可以較好適應于鐵路電力供電系統(tǒng)在當前提出的較高要求，確保穩(wěn)定、連續(xù)、安全運行，這也是該技術應用的主要原因。在配電自動化相關技術手段的應用下，鐵路電力供電系統(tǒng)可以得到實時自動化調(diào)控和把關，由此促使配電工作更為順暢高效，對于以往常見的問題可以形成良好規(guī)避效果。比如在當前鐵路電力供電系統(tǒng)提出了較高延遲時長控制要求背景下，配電自動化技術的應用就可以進行優(yōu)化，促使延遲時長相對較短，較好滿足了150 ms之內(nèi)的要求，維系整個系統(tǒng)的安全有序運行。

其次，配電自動化的應用還能夠有效降低人員工作壓力，尤其是對于相對繁瑣以及處理難度較大的工序，利用配電自動化予以優(yōu)化處理極為必要，同時規(guī)避了人員失誤問題帶來的不利影響和危害。因為鐵路電力供電系統(tǒng)涉及到的區(qū)域相對較大，波及到的范圍同樣也比較大，如此也就必然加大了人工處理難度，尤其是在一些相對偏遠的區(qū)域，如果僅僅依賴人員進行管控檢修，則必然難以達到理想效果，也容易出現(xiàn)滯后性問題。但是在配電自動化相關技術應用下，大量工作都不需要人員直接參與，如此也就必然可以形成更為高效有序的檢修保養(yǎng)以及調(diào)控效果，作用價值較為突出。

另外，配電自動化的應用還能夠較好實現(xiàn)故障問題的及時處理，由此更好保障鐵路電力供電系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運行，降低故障問題帶來的不利影響。在配電自動化相關技術的應用中，往往可以較好實現(xiàn)對于相應供配電過程的實時動態(tài)調(diào)控，能夠及時根據(jù)不同狀態(tài)予以調(diào)控，進而也就可以明顯降低發(fā)生故障問題的幾率，從根源形成良好故障控制效果。與此同時，在配電自動化相關技術應用下，即使在鐵路電力供電系統(tǒng)中出現(xiàn)了故障問題，也能夠及時予以自動化分析和處理，將故障問題控制到最小范圍內(nèi)，甚至還能夠及時予以修復，確保鐵路電力供電系統(tǒng)恢復正常運行狀態(tài)。

3 鐵路電力供電系統(tǒng)中配電自動化的運用

3.1 控制方式選用

在鐵路電力供電系統(tǒng)中運用配電自動化技術時，注重控制方式的優(yōu)化選擇極為必要，要求結合鐵路電力供電系統(tǒng)的運行要求，考慮到配電自動化技術的應用特點，進而選擇相匹配的自動化控制方式，由此形成較為理想的自動化控制結構，確保鐵路電力供電系統(tǒng)可以得到有序穩(wěn)定運行?，F(xiàn)階段鐵路電力供電系統(tǒng)中配電自動化的運用主要涉及到以下幾種常見方式和技術手段：首先，分布式控制技術，該處理方式主要是借助于自動化終端以及開關設施，實現(xiàn)對于鐵路電力供電系統(tǒng)的全面監(jiān)管，可以針對所有終端設施進行實時監(jiān)測，進而更好實現(xiàn)穩(wěn)定性以及安全性的保障。但是該模式在應用中表現(xiàn)出了明顯的單一性特點，且需要針對整個鐵路電力供電系統(tǒng)進行分段控制，繁瑣程度較為明顯，也容易出現(xiàn)偏差問題。其次，集中式控制技術在當前鐵路電力供電系統(tǒng)中同樣也能夠得到優(yōu)化運用，其主要依托主站實現(xiàn)對于整個供配電系統(tǒng)的有效監(jiān)管和調(diào)控，根據(jù)各個終端提供的信息進行分析，了解相應故障成因，確定好相應故障處理方案，進而發(fā)送給配電自動化終端，促使相應調(diào)控手段可以實現(xiàn)穩(wěn)定運行狀態(tài)的維系。雖然該技術的應用可以較好實現(xiàn)系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的保障，也有助于防控各類故障問題，但是卻需要確保主站、配電自動化終端以及中間線路的穩(wěn)定可靠運行，一旦任何一環(huán)失控，都會干擾最終運行效果，要求予以精細化把關控制。另外，光纖通信技術同樣也是優(yōu)化配電自動化系統(tǒng)運行的關鍵手段，要求確保相關信息資料的傳輸較為穩(wěn)定可靠，且能夠盡量縮短信息傳輸所用時間，如此也就可以更好實現(xiàn)信息質量的保障，解決因為信息層面的干擾和影響，導致鐵路電力供電系統(tǒng)中配電自動化技術的應用效果受到制約。

3.2 變配電所自動化

在鐵路電力供電系統(tǒng)中運用配電自動化時，針對變配電所進行自動化轉變極為必要，這也是在整個鐵路電力供電系統(tǒng)中推動配電自動化落實的關鍵環(huán)節(jié)，要求提升其自動化運行水平。在變配電所自動化控制中，為了達到較為理想的調(diào)控運行以及優(yōu)化布置效果，往往需要靈活運用分散控制和集中控制相結合，促使所有變配電所運行程序得到實時自動化調(diào)控，同時還能夠融入遠程控制系統(tǒng)，必要時可以輔助人工進行優(yōu)化調(diào)控，由此更大程度上確保變配電所穩(wěn)定有序運行。在變配電所自動化控制系統(tǒng)運行中，往往需要重點圍繞著管理層、通信層以及間隔層予以優(yōu)化布置，以便更好維系自動化調(diào)控功能。管理層主要是依據(jù)所有資料進行智能化分析和決策，進而力求對于整個鐵路電力供電系統(tǒng)形成有效調(diào)控把關，避免因為調(diào)控不及時或者不準確出現(xiàn)嚴重故障問題；通信層則主要是圍繞著變配電所中的所有設施進行必要連接，由此形成穩(wěn)定可靠的信息傳輸通道，尤其是對于終端設施相關信息資料到管理層的傳輸，更是應該引起重視；間隔層則主要是作用于變配電所中的回路以及終端設施，以便促使相應回路以及終端設施可以形成較為理想的穩(wěn)定運行狀態(tài)，要求具備較為理想的反應速度，尤其是在相應故障或者異常問題發(fā)生時，更是需要及時進行反應和調(diào)控，避免給變配電所帶來嚴重危害。

3.3 供電調(diào)度中心自動化

在鐵路電力供電系統(tǒng)中配電自動化運用中，供電調(diào)度中心作為比較關鍵的環(huán)節(jié)，同樣也需要引起高度重視，力求實現(xiàn)相應供電調(diào)度中心的優(yōu)化運行，由此表現(xiàn)出較為理想的自動化特點，降低該方面在運行中可能出現(xiàn)的故障問題，由此形成良好供配電效果?；阼F路供電調(diào)度中心配電自動化的構建而言，首先應該重點考慮到所有涉及到的硬件設施，比如服務器、前置機、通訊柜以及調(diào)度站等，都需要予以優(yōu)化調(diào)整，積極融入運用自動化技術，促使其可以形成良好的自動化調(diào)控效果。從供電調(diào)度中心自動化配置中軟件的合理運用來看，往往MACS-SCADA控制系統(tǒng)的應用比較常見，可以為自動化控制平臺的構建和運用提供較為理想的基礎條件，解決了軟件系統(tǒng)方面存在的限制問題，應該引起重視。基于供電調(diào)度中心自動化配置和運行控制，往往還需要重點結合實際狀況予以靈活調(diào)整，無論是對于自動化操作平臺的構建，還是在相關硬件設施的協(xié)調(diào)配置上，都需要體現(xiàn)出理想的針對性，由此更好實現(xiàn)供電調(diào)度中心的優(yōu)化運用。為了更好地優(yōu)化后續(xù)供電調(diào)度中心自動化運行效果，往往還需要重點考慮到網(wǎng)絡、經(jīng)濟效益和安全性的綜合兼顧，避免在任何方面出現(xiàn)偏差。

3.4 網(wǎng)絡通訊自動化

鐵路電力供電系統(tǒng)中配電自動化運用還應該重點考慮到網(wǎng)絡通訊環(huán)節(jié)的調(diào)整，要求促使該環(huán)節(jié)同樣能夠具備較強的自動化特點，由此更好實現(xiàn)對于相關信息數(shù)據(jù)資料的自動化傳輸和準確運用，解決該環(huán)節(jié)的制約問題。在網(wǎng)絡通訊自動化調(diào)控中，往往需要重點圍繞著數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)交換進行合理設置，促使相應工作可以便捷有序落實，由此較好完成網(wǎng)絡通訊任務，保障數(shù)據(jù)傳輸較為合理可靠，在規(guī)避各類違規(guī)傳輸問題形成的同時，提升傳輸效率，確保鐵路電力供電系統(tǒng)中涉及到的所有信息資料均能夠形成較為理想的優(yōu)化運用。為了較好滿足網(wǎng)絡通訊自動化運行條件，除了要促使信號屏以及數(shù)據(jù)控制中心之間具備理想傳輸基礎外，還應該優(yōu)化配置大型處理機，由此促使相應數(shù)據(jù)信息可以得到準確及時轉換和處理，尤其是在IEC870-5-101向CDT轉換時，相應處理機的運行效果要求得到理想保障。伴隨著當前越來越普遍使用的5G相關技術手段，同樣也可以將其應用到鐵路電力供電系統(tǒng)網(wǎng)絡通訊中來，以便確保信息傳輸更為高效準確，且更好提升其抗干擾能力，保障配電自動化系統(tǒng)得以安全可靠運行，降低該環(huán)節(jié)運行不當出現(xiàn)故障問題的幾率。

3.5 故障處理自動化

在鐵路電力供電系統(tǒng)運行中，配電自動化的運用還應該高度關注故障問題的有效處理，要求在盡可能短的時間內(nèi)，準確分析相應故障問題的發(fā)生原因，并且同步采取相匹配的應對方式，將相應故障問題控制在最小范圍內(nèi)，最終形成相應故障損失的有效控制。在故障處理自動化機制構建中，往往需要重點考慮到人工智能相關技術的融入，要求能夠更為準確高效分析相應故障問題，避免在故障判斷方面出現(xiàn)偏差，由此更好提升后續(xù)故障自動化處理的準確度，在保障時效性的基礎上，更好形成準確度控制。

4 結束語

鐵路電力供電系統(tǒng)中配電自動化的運用極為必要，其可以適應于當前要求越來越高的鐵路電力供電系統(tǒng)運行要求，促使大量繁瑣工作能夠自動化完成，由此更好形成高效穩(wěn)定運行效果，尤其是對于各個關鍵系統(tǒng)和構成單元，更是需要予以優(yōu)化配置。