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铁路10kV 电力远动技术的工程应用及分析

作者：张建周日期：2014-09-22 15:32 来源：电子技术与软件工程

摘要：随着社会经济的不断发展，人民生活水平得到了显著提高，在人民正常出行中应用最多地交通工具就是铁路了，不仅全国各地都有铁路线路，而且铁路快捷、方便，在人民正常生活中起到了重要作用。我国的铁路建设最早要追溯到清朝时期，由于受到西方发达国家的影响，清政府开始投入资金建设了我国最早的铁道线路。与此同时清政府也派遣了大量人才去国外学习铁路技术，无论从铁路自主研发设计还是运行都离不开10kv 电力远动技术，这也是铁路建设中最为关键的技术，接下来在本文中就详细介绍下我国铁路建设中对于10kv 电力远动技术的应用现状，针对铁路建设中存在的问题应采取哪些解决措施，从而确保10kv 电力远动术的成熟应用。
【关键词】铁路工程 10kv 电力远动技术工程
应用
随着科技的快速发展，传统的蒸汽机时代已经被取缔。现代的告诉电力列车不仅提高了列车的速度同时也加快了科学的快速发展。电力的广泛应用也直接推动了铁路列车改革步伐，电力列车的应用给人们的生活带来了更大的方便。10KV 电力远动技术在铁路上应用最为广泛，其中的自动闭塞信号、调度集中、通信系统等设备的运用直接给铁路安全系统提供了更加有效的安全保证。从这些特点可以看出铁路远动技术对电力列车的重要性。
1 铁路电力远动系统的概述
这些年来，随着铁路电力远动系统在我国的快速发展应运用给铁路的电源运行、列车供电提供了有效的安全保障。铁路电力远动系统一般的由控制主站、远动终端、通信通道这三部分组成。其中的车站监控统和配电所监控系统是远动通道的主要构成部分。
1.1 车站监控系统的构成以及工作原理
车站监控系统一般的可以分为高压监控系统和低压监控系统。所谓的高压监控系统是在监控车站10KV 变压器的高压侧进行输入电压和电流。为了更好地检测到安全运行情况一般的对输入端的电压值、输入流、断路器进行数据监测。低压监控系统是在监控车站10V 变压器的低压一端输入相应的低压电流和低压电压。其监控的数据是低压电流、电压值和相应的低压断路器。
1.2 配电所监控系统监控对象
配电所监控系统一般的是对配电所的高压设备以及直流电源系统进行监测。通常的铁路监控系统检测方式可以分为两种方法；第一，对高压设备的保护装置进行分和的时候采用微机保护的方法进行间接监测。第二，在高压设备的二次保护中安装继电器进行保护，但是为了增加保护的安全及时性也相应的增加微机检测装置，这样更大程度上增加了系统的安全性。
1.3 通讯通道的运行
在如今的铁路实际运行过程中，大多的铁路在使用通讯通道的时候采用公共通讯。这汇总通讯通道都是先把收集到的信息传送到调度中心然后再通过调制解调器进行信息通讯。这种通讯办法的运用在很大程度上降低了运营过程中的成本。
2 铁路电力运行的工作机理
2.1 变配电所的运行
大多数的铁路电源都是在地方的供电局的变电站进行采取，其中的供电方式一般是相应的专盘采用相应的专线。变电站的电压等级可以分为110KV、35KV、10KV、220KV。但是对于220KV 的的使用却很少。随着科技的不断进步35KV 正在逐渐的被10KV 取代。同时为了进一步增强供电过程中的安全性，在进行电源供取的过程中使用双电源同时运行和母线母联分段式两种供电形式。
2.2 电力自动化系统的构成
为了进一步加强铁路列车的安全运行，自动化系统通过对变配电所、贯通线路、信号电源等进行数据监测从而可以及时的发现列车在运行过程中的动态问题很大程度上提高了安全系数。铁路电力自动化系统的运行不是单一的一个系统而是由调度自动化主站、变配电所综合自动化、信号检测等几部分的独立系统构成一个完善的电力自动化系统。这种通过各个分支的协调工作更加有效的保证了运行的安全性。
2.3 系统简介
2.3.1 变电所综合自动化运行方式
变电站最基本的单元是铁路安全运行中的变电所综合自动化系统，虽然看似简单但是却完成了变配电站中基本上所有的自动化功能。其中在运行过正中对数据的监测、设备的监控、保护都有直接的联系。就一般的功能来说，可以分为以下几种情况。第一，管理变配电所综合自动化管理，其中监控对象有常规保护、就地自动化监控等。第二，和车站监控开关联合使用实现线路自动化功能。当有故障的时候可以及的监测同时把故障隔离，当故障出现以后还可以启动备用装置进行快速电源恢复。第三，及时的把附近的车站自动化装置的数据传输到段调度中心同时对主站传达的遥控、遥调命令进行及时的结束终止。
2.3.2 对信号电源进行及时监控
信号电源是铁路系统中最后总要的部分由于数据量大相应的负荷也就增加。为此在进行信号电源选取的过程中都是采用双线电源供电。信号信息量的增加要求信号电源在供电过程中具有相对的稳定。只是单的电源稳定也是不能满足信号的稳定传输，在管理方面也是相对的复杂所以在高压方面应该找相应的专业人士来管理，以此类推低压信号侧也是一样。信号电源监控装置对收集到的信号进行监控从而完成运行过程中的日常监视、失压报警、开光状态关闭等任务。
2.3.3 车站开关监控装置的运行
铁路监控器在运行过程中对其进行控制的时候是由很多开关进行分段操作。其中最小的单元是贯通线路自动化。在运行过程中监控器通过和调度站主配同时工作来实现对故障进行定位以及故障的隔离和快速恢复供电。调度主站和监控的合理配合更加增加了电力列车的安全运行。通常调度主站都是安装在车站的信号楼内，在通过跟通讯机械室的连接以后直接可以和上级主站获得数据联络。但是监控器一般都是安装在室外的天线上在真正的运行过程中往往把监控器和调度主站当成一个整体来考虑。拿洛站铁路来说，监控器和工业连接中使用光纤连接，调度主站和工业连接采用双绞线和太网连接。这样用太网和通讯机械室之间获得了完美连接。
3 铁路电力线路故障定位以及检测方法一般情况下线路出现的故障可以分为以下几种情况：相间短路、小电流接地、断相故障。对于线路上故障的准确定位和及时的检测是自动化功能的一种体现。
（1）相与相之间的短路情况。当发生两相电源之间短路时瞬间的电流会突然增大，这种故障一般比较明显所以很容易查出。装置的故障检测一般是通过的电流和设定的保护电流进行对比，当电流瞬间高于设定值时监测设备会自动报警断开。监测设备工作原理是当在同一个故障中，监测器可以通过在相邻的两个车站之间感受到的故障次数的不同从而判断出故障的位置所在。
（2）单相电源接地问题。通常的铁路电力线路在进行单相接地故障检测时使用中性不接地形式。如果发生单向接地时由于接地时电流变化不同所以在很大程度上增加了对于接地漏电的检查难度。这中单相接地保护装置根据不接地过程中电网中零序电流比没有故障时电流小的原理进行设计。但是还是存在着相应的缺点，当某一条线路过长是接地点的电阻比较大对于通过的电流大小变化不易检测所以很容易造成设备的判断不及时。所以在谐振接地电网中一般很少采用单相接地报警装置。
4 增加铁路远动系统的抗干扰办法。
4.1 根据需要安装电磁密封衬垫
铁路电力系统在实际应用过程中都存在一定的缝隙，可以通过添加一些弹性到点的电磁密封衬垫，这样不仅起到了密封效果还增加了到点效果。缝隙之间接触点面积的增加也在很大程度上减少了电磁波传播过程中的损失。为了进一步减少接触面之间的阻抗值可以通过表面镀锡处理来减少阻抗。
4.2 采取相应的隔离办法
电力列车在实际运行过程中往往受到多方面因素的影响。为此，为了进一步增加系统的安全性必须对这些干扰因素进行处理。例如，在给列车进行供电的过程中使用的交流电源功率比较大为此电源对于系统必然存在着一些干扰因素，所以为了排除电源对系统的干扰可以通过安装隔壁变压器。变压器在进行安装过程中在初级和次级之间安装屏蔽层这样降低了分布电容的同时还在很大程度上增加了抗干扰能
力。
5 结束语
一个国家经济快速发展离不开铁路运输的快速按发展。随着科学技术的不断发展10KV 电力远动技术在铁路上的使用越来越广泛。系统的安全运行离不开电力设备方面的稳定运行，如果局部的电力设备出问题必然会对铁路安全系统带来安全隐患。所以，铁路10KV 电力远动技术工程的发展对于铁路的安全运行起到了关键作用。
参考文献
[1] 钱清泉著，电气化铁道远动监控技术[M].
北京: 中国铁道出版社,2010.
[2] 李焱. 从德国铁路电力看我国铁路电力的
发展[J]. 铁道标准设计,2012(02):93-
95.
[3] 王小虎. 电力系统自动化设备的电磁兼容
技术[J]. 广西水利水电,2009(03):33.
作者单位
郑州中原铁道工程有限责任公司　河南省郑州
市　450000