远动系统在铁路电力中的应用浅谈

张亚培　张捷

摘要：铁路系统的电力线路点多、线长、外部环境变化大、维修困难，如何在非正常情况下切除故障点，“先通后复”，远动断路器的设置及应用成为我们关注的重点。该文主要对郑州铁路局郑州供电段管内远动系统设备运行情况进行了阐述。

关键词：断路器；电力；远动系统

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）20-0058-03

Application of Remote Control System in the Electric Railway

ZHANG Ya-pei1， ZHANG Jie2

（1.Zhengzhou Institute of Aeronautics Industry Management， Zhengzhou 450046， China； 2.Zhengzhou Railway Bureau Zhengzhou Power Supply Section， Zhengzhou 450000， China）

Abstract： power lines of the railway system， line length， changes in the external environment， maintenance difficulties， how to in the non normal resection point of failure， "after the first complex"， setting and application of telecontrol circuit breaker become the focus of our attention. This paper mainly elaborated on the Zhengzhou Railway Bureau Zhengzhou power supply section telecontrol system equipment operation.

Key words： circuit breaker； power telecontrol system

铁路近几年的高速发展，使中国铁路正式跨入了高速铁路时代。高铁在提升速度和蓬勃发展的同时，也对设备的维护管理提出了更高的要求。电力系统在铁路上的应用更是举足轻重，如何给信号、通信等行车设备带来优质保证，就要求我们开拓思路，优化设备的设置。铁路电力远动系统对铁路配电所、电力线路及信号电源进行情况等的实时监测控制，消灭了事故隐患、加快了事故的处理速度、保证了铁路行车的供电需求。

1 铁路电力远动系统概述

铁路10kV电力远动系统是一个综合的铁路供电和设备运行管理系统，由铁路供电的特殊要求决定其需要采集的数据量。铁路电力远动系统主要包括远动控制主站、运动终端和通信通道三部分，采用一台远动控制主站（调度端）对应着多个被控端，系统具有遥测、遥信、遥控及判断和切除线路故障的功能。

1.1 远动控制主站

远动控制主站主要是指在调度控制中心的计算机控制系统，它是整个电网调度管理控制系统的心脏部分。主要负责相关信息的收集与处理及综合管理等，对沿线配电所及各站信号电源实施遥测、遥信和遥控，对各站贯通线和自闭线上的高、低压断路器实现遥控与遥信。

1.2 运动终端

远动终端主要由数据输入输出模块、数据通讯部分、电源部分等三个部分组成。在实际应用中配电所综合自动化安装集中式RTU（电力远动装置）将配电所基础单元的所有保护信息通过远动系统上送主站，以满足遥测、遥信、遥控、遥调等功能要求。杆上开关控制终端以配电远动控制终端为核心单元，配以控制箱体、操作机构、智能充电装置、免维护蓄电池以及其它外围设备。信号电源监控终端则设在沿线车站信号机械室内分界点处，实现对信号楼电源遥测、遥信、遥控功能。

1.3 通信信道

通信信道是远动系统中的最重要的组成部分。借助于通信信道，各远动控制主站得以相互交换信息和信息共享，提高了电力系统运行的可靠性，减少了连接电缆和设备数量，实现终端远方监控。远动控制主站通过远动通道查询报文查询远动终端的数据，远动终端若有数据则上送远动控制主站，若无数据则回答正常应答报文。由于铁路电力远动系统本身没有通信线路，远动控制主站通过铁路通信系统提供的专用主/备光纤数字通道与被控终端进行通信，实现远程监控，光纤数字通道采用环形结构。

2 几种典型的远动系统设置

2000年左右陇海、京广线高压远动断路器的推广使用使得故障的判断与处理效率大大提高。历经十多年的应用与总结，远动断路器的应用又有了很大的提高和改进。

陇海线、京广线、郑焦铁路线的设备运行情况基本都是A配电所与B配电所自闭、贯通线路互供（见后续图1、图2、图3）。A配电所主供贯通线路，B配电所备用，线路动作时保护动作程序为：A配电所贯通柜保护动作，断路器瞬时跳闸；B配电所检测到线路无压后，经备投时间后备投送电；如备投送电失败，A配电所贯通重合闸延时后进行重合送电。B配电所主供自闭线路，A配电所备用，线路动作时保护动作程序为：B配电所自闭柜保护动作，断路器瞬时跳闸；A配电所检测到线路无压后，经备投时间后备投送电；如备投送电失败，B配电所自闭重合闸延时后进行重合送电。

2.1 陇海线远动系统设置

2.1.1 陇海线设备运行示意图（此处简介自闭线路）

图1 陇海线设备运行示意图

2.1.2 优缺点

此线路的优点是可以带负荷操作，无明显断开点；可以迅速查找并切断故障区段，恢复线路供电；同时缩小巡视范围，节约时间；高压远动断路器采用通过式接法，无论是A所方向还是B所方向发生故障均可以通过断开断路器恢复部分供电臂，缩小影响范围。缺点是高压远动断路器为内嵌式箱体断路器，设计时未考虑UPS电源，两路电源停电后车站的通信通道会离线不通，此时的远动无法启用。

2.2 京广线远动系统设置

2.2.1 京广线设备运行示意图（此处简介贯通线路）

图2 京广线设备运行示意图

2.2.2 优缺点

此线路优点是可以带负荷操作，无明显断开点；可以迅速查找并切断故障区段，恢复线路供电；同时缩小巡视范围，节约时间；高压远动断路器采用通过式接法，无论是A所方向还是B所方向发生故障均可以通过断开断路器恢复部分供电臂，缩小影响范围。缺点是由于同时断开两个相邻站的远动开关，会造成如图所示的甲站短时间单电源供电，待人员到位后手动断开隔离开关，恢复非故障方向远动开关，才可恢复甲站双电源供电。

2.3 郑焦线远动系统设置

2.3.1 郑焦线设备运行示意图

图3 郑焦线设备运行示意图

此种接线方式简称通过式，正常运行情况下保证大线路方向隔离开关断开位，其余两个隔离开关在合位。此种接法主要构思为车站信号变压器两侧均有远动开关，故障判断时可以根据故障点断开，不会长时间影响车站信号。

2.3.2 优缺点

此线路优点是可以迅速查找并切断故障区段，恢复线路供电；缩小巡视范围，节约时间；故障判断过程中会造成如图所示的甲站短时间单电源供电，待故障点判断后即可恢复双电源供电。此种情况虽然会在切除故障故障中造成极短时间的单电源供电，但是不需要人工断开隔离开关，所以车站信号的双电源供电保障大大提高；可以带负荷操作，无明显断开点；高压远动断路器采用通过式接法，无论是A所方向还是B所方向发生故障均可以通过断开断路器恢复部分供电臂，缩小影响范围。缺点是需有较大空阔地方新加设备，部分位于市区的车站较难实现此种接法。

2.4 郑州北站综合自动化系统

2.4.1 郑北设备运行示意图

图4 郑北设备运行示意图

2.4.2 设备运行情况

郑州北站枢纽地区采用站场环线接法，该所2个母线段的两条馈出回路之间平时单独运行，遇到特殊情况可以合上环口断路器，变二为一，保证特殊条件的安全供电。环口断路器正常情况合位，环口断路器两侧隔离开关一个在合位，一个在分位。若线路一跳闸，则断开线路一高压远动断路器，试送线路一，试送成功则断开甲信号楼与环口间临近甲信号楼的隔离开关，恢复甲信号楼供电；若试送不成功，则故障点在所内高压柜下端至高压断路器之间，则断开高压远动断路器至所内临近的隔离开关，合上环口处常开位隔离开关、环口断路器及线路一高压远动断路器，恢复甲信号楼供电。

2.4.3 优缺点

此线路优点是站区环境及设备负责，可以迅速查找并切断故障区段，缩小巡视范围，节约时间；故障倒闸程序需根据现场实际情况提前书面准备，具体到每处信号楼，遇到故障情况根据倒闸程序操作；可以带负荷操作，无明显断开点。缺点是合上环口的方法是特殊情况下方可进行，因两条线路平时分别运行，故设置有常开口，免误操作。

3 结束语

上述所列近十五年来远动断路器在郑州铁路局郑州供电段的应用的过程中，无论断路器如何优化，均离不开通道。由于铁路运输需要安全性，所以铁路的高压远动开关的通道均依托相邻的信号楼，采用光缆敷设。陇海、京广线路区间较长，区间中无法装设此种断路器。目前一般采用隔离开关人工操作，遇到自闭、贯通两条线路均发生故障时，需要人工操作，影响铁路运输，所以可以考虑无线远动断路器加设区间。无线远动断路器一般利用电信CDMA网络，信号分布广，不容易出现离线等情况。遇到故障时由调度利用远程控制发送指令进行分合操作。但是否会在使用中出现干、串信号等导致误操作、不接收指令还有待进一步研究与讨论。