配电自动化在铁路供电系统中的实践

王鑫鸿

摘   要：配电自动化技术是综合性的技术措施，科学社会经济的不断发展对配电网的运行管理提出了更高的要求。配电自动化在电气化铁路建设之中也起着越来越重要的作用，配电自动化技术的不断完善，是实现铁路供电系统信息化以及智能化管理的保障。近年来，铁路配电网自动化程度有了较大的提高，配电网自动化已成为必然趋势，人们对配电网的重要性有了全新的认识，加快配电网自动化的发展和应用刻不容缓，这对确保铁路配电网的安全可靠供电有着至关重要的作用。

关键词：配电自动化;铁路供电系统;应用实践

1  引言

作为铁路运行所需要的动力保障，供电系统需要每日为铁路提供稳定以及充足的电能，一旦供电系统出现问题，便会导致铁路交通出现瘫痪，使人们的交通出行受到严重的影响，甚至有时还会使乘客的生命安全受到威胁。这时铁路供电系统实现配电自动化就显得格外重要，例如我参建的广西省既有南昆铁路在增建二线的同时对既有线进行配电自动化改造以满足铁路上日益增长的生产、生活用电需求，提高铁路用电质量以及供电可靠性。

2  既有南昆铁路供电系统的结构特征

（1）电压等级低，结构单一。既有南昆铁路的电力系统原阶段是根据当地供电系统的电源情况以及铁路运营的就地负荷进行梯接电源，配电所绝大多数都属于35kV型变电所或10kV型变电所，其中有个别110kV型变电所存在。因此铁路电源的供电可靠性受地方供电限制。

（2）接线结构单一，形式简单。既有南昆铁路供电系统在进行实际接线时，电源从分布在铁路沿线的各个配电所接取，彼此没有连接，无法互为主备用，从而形成可靠的供电模式，以便保障铁路各项设备的正常运转;且从各个配电所接取电源时，电源电缆不可避免的需要经过地方用地，加大了用电风险和后期运营维护的工作量。

（3）系统供电的可靠性不高。由于既有南昆铁路供电系统所需要的电压级别比较低，其要求的接线方式也十分简单，但是需要注意的是，其对于供电系统的可靠性以及稳定性却有着十分高的要求。从理论上分析，铁路最主要负荷其整体的供电过程之中，要求供电的中断时间控制在150秒之内，而一旦超出，便会导致供电区的自动闭塞信号灯转变为红色，对于铁路的正常行车会有严重的影响。供电系统一旦发生故障，运营管理人员需到达现场后进行故障排查，个别情况下发生故障的原因比较复杂或隐蔽，因此即使加上UPS备用电源的时间，既有的供电方式也无法满足要求，系统供电的可靠性不高。

3  铁路供电系统实现配电自动化的优点

既有南昆铁路在配电自动化完成改造后，有一次那宁站至田阳站区间的普铁那田自闭21#直放站箱变高压电缆头发生故障，通过箱变RTU直接在主站后台系统上显示故障类别和故障位置，值班人员通知现场就近设备管理人员准备好相应的材料和工具，直接赶往故障点，大大节约了故障排查时间。待设备管理人员到达现场后，发现因故障造成设备燃烧，管理人员立即用灭火器灭火，避免故障进一步扩大造成更多的损失。通过相关数据的对比和运营管理单位的反馈意见，可以发现铁路供电系统实现配电自动化后具备以下优点。

（1）提高用电质量。供电质量的保持与提高是供电网络的目标，在自动化技术应用下，配电系统的管理与服务水平获得了较大的提高，通过自动化技术供电系统可以直接监控网络运行的基本情况，针对故障可以直接发现，也可对异常情况进行记录与警示，以此降低了故障出现和扩大的概率，自动对系统运行的参数进行调整，最大限度的提高了供电质量。

（2）保证供电可靠性。供配电系统在实现自动化后，系统中的一些控制参数与控制指令将转变为自动化控制，减少了人为控制的误差，因为系统会按照固定的指令对系统进行调节，保持了系统供电的稳定性，从而使得系统更加可靠。如果配电系统中出现故障，配电自动化技术会在最短的时间内发现并进行处理，对故障位置加以保护，从而实现稳定供电。

4  铁路供电系统中配电自动化的常见方式

虽然，当前在我国铁路建设以及发展的过程之中，配电自动化系统有着较多的优势，但是还存在一定的问题。首先，其设备的影像并不完善，在目前自动化系统之中，并没有投入影像，因此便无法使工作人员对于现场的实际情况进行直接性的监测观察。第二，目前配电自动化系统的总图存在不够完善的情况，除系统的总图描述处理不生动之外，还存在所描述的内容并不丰富，无法使工作人员对于当时的实际情况直接进行了解。最后，需要和自动化管理系统相连接，其不能形成独立的供电工作，否则会使供电系统出现紊乱，造成不必要的损失以及麻烦。而当前为了减少这些麻烦，根据现场的实际情况，在我国铁路供电系统中配电自动化的常见方式为。

（1）分布控制法。因为在实施的过程中，尤其是配电方面，能够对于自动化终端进行故障的判断以及隔离故障点，而通过这两方面的相互配合，可以经过主站对网络进行重新架构。而使用分布控制法，主要型式是电压时间型以及电流计数型，其配电自动化终端和其他的开关进行合并，之后得到相应的分段器，某些分段器还具有重合闸的功能，所以在目前我国铁路供电系统实践操作中，首选的便是分布控制法。

（2）集中控制法。在目前使用的集中控制法中，可以通过现场的自动化终端，将故障的信息和地点传送到主站，并且通过主站所设置的应用模块，对故障完成计算以及分析，使工作人员可以根据分析结果，设计出故障修复的方案，最后再将设计的方案传送到配电自动化系统中，从而完成集中控制。這种方式在使用的过程之中，要求系统在控制的方式方法上，需要有一定的可靠性以及效率。供电系统作为较为强大的主站，可以对问题进行集中控制，能够快速建立问题库，以及实施相应的功能。

5  铁路供电系统中配电自动化的应用

（1）注入信号法。在我国铁路供电系统之中，出现频率信号变化的时候，可以选择使用注入信号法进行处理。所谓的注入信号法，能够对于相对稳定的信号进行检查，从而对出现故障的方位得以确定。而在配电系统传输相关的信号时，可以安装相应的信号检测装置，从而更加快速以及准确的对故障发生进行确定，使技术人员的工作得到简化。在出现接地故障的时候，可以在系统之中增加零序信号电源，利用该信号，对于出现故障的线路以及方位进行判断。需要注意的是，在探测注入信号时，要选择合适的方式，从而保障铁路供电系统的稳定性。

（2）零序电流法。所谓的零序电流法，其实就是通过利用电流的检测，来对出现故障的方位进行定位。在铁路供电系统之中引入零序电流法，可以使工作人员更加快速获得相应的电流数据，而通过该数据可以使工作人员对于故障问题得到更好的判断。因此现阶段配电线路出现问题时，工作人员可以通过零序电流法提供的数据得到相应的解决措施。

6  结束语

在目前，我国铁路施工已经处于比较普及的状态，因此要加强对铁路的重视度。而在铁路施工中，供电系统的可靠性对于铁路能否稳定运行有着直接性的影响，在实际运行的过程之中，如果供电系统出现问题，便会导致铁路的运行出现问题，甚至可能会出现停运的状态。因此在目前的铁路供电系统中实现配电自动化，对于保障铁路供电系统的稳定性有着十分重要的意义，不仅可以大大的减少后期运营管理的工作量，降低运营成本;更关键的是，可以及时发现故障点、切断隔离故障点，避免事故扩大造成更多的损失。

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