铁路10KV电力线路自动化技术的应用探讨

华传东

【摘要】铁路是国民经济和社会发展的重要基础产业部门，铁路正常安全的运行关系到社会经济的发展。因此保障铁路系统的正常运行至关重要，而电力系统是铁路运输生产的重要组成部分，一旦电力系统发生故障，就可能造成铁路运输中断，严重时会造成人身伤亡，给国民经济和人民财产造成巨大损失。如何对铁路自闭贯通线路发生的故障快速精确的排除，是当前我们面临的问题，本文将简述铁路自闭贯通线路的特点，在了解铁道供电线路智能化关键技术的基础上，系统分析了轨道供电智能化关键技术的构成，并对其运用进行了研究，希望对我国电气化铁路建设有所裨益。

【关键词】 铁路供电系统;10KV电力线路;自动化技术;铁路运输;

引言：

10kv电力线路是我国铁路的主要输电线路，是构成我国铁路运输网络极为重要的设备，一旦电力系统线路出现问题，铁路行车信号、客货票系统、红外线探测、车号识别系统、无线列调、车站站场及隧道照明、机车车辆运用检修、通信设备、调度管理系统都会出现障碍，甚至整个铁路系统都会出现瘫痪。近年来，我国的铁路事业快速发展，伴随着改革的不断深入，我国的科技水平不断提高。随着社会的要求，我国目前已经将自动化技术应用到铁路电力事业的发展当中，这也使得在电力安全和快速运输的道路上越走越远。

一、铁路电力线路自动技术的介绍

"铁路电力线路自动化技术"是由电力系统主要由电力设备、继电保护、自动装置、测量和计量仪表以及通讯和控制设备结合电子计算机科学技术、电力通信科学技术、互联网传输技术以及微电子计算技术等所构成的组成。重点是用来监控和管理轨道系统供电线路的专门科学技术。它能提高轨道系统的部署、管理、维修和运作能力，并保证了轨道供电的安全性。在铁路的机械设备出现故障时，自动化技术能够有效监测故障线路和处理故障。同时员工还能够及时发现问题，并利用控制系统的高度智能化，迅速评估并做出合理的诊断与解决，从而减少因电力故障所造成的损失。

二、10kV自闭贯通电力自动化的线路构成及特点

铁路10kV电力线路供电区间长度四十至六十千米，由贯通线路和自闭线路两条线路连接两个配电所形成双电源系统，每条线路均可双向供电，两个配电所按主供方向分别形成主送和备送电源。

10kv自闭贯通线路具有以下特点：

1、供电线路较长，给设备管理部门查找定位故障增加了困难。

2、供电点少，供电负荷小，继电保护设备易于自动化控制。

3、运行环境较为复杂，设备种类较多，地点隐蔽，维护上有难度。

4、自闭线贯通线互为备份，具有更高的可靠性。

每个供线路按区间长度分给多个电力工区管理，电力线路跳闸需多个工区分别派人巡视线路，查找故障原因恢复故障线路。

三、铁路电力线路自动化的组成

（一）线路监控自动化技术

铁路线路监控设备的组成复杂，其设备对整条电力线路的运行情况进行监控，这里面包括了线路探测设备、传输设备和铁路通讯网络。其中线路探测设备的主要功能是用来探测线路运行情况并产生信号;传输设备使用铁路通讯网络进行信息的传输、汇总。线路监控自动化技术不仅仅可监控铁路电力运行的状况，还可以对电网的电力分配进行实时监控。

（二）调度自动化技术

调度智能化技术是电力自动化技术实现的关键保障。铁路电力线路调度智能化技术主要是由三部分所构成的。首先是主站的控制系统，第二是路端装置，第三是通信技术。如果铁路供电线路的信息传输实现了自动化，供电调度中心将会成为整个线路供电系统的中枢，铁路供电线路上的路端装置将成为控制电力的关键节点，采用微机控制技术根据线路监测的数据实时判断故障点的位置，迅速作出切断故障线路区段的操作。

（三）配电所综合自动化技术

配电所综合的智能化技术，是由监测装置、通信设备以及应急保障设施等所构成的。当铁路供电系统出现故障，继电保护设备就可以迅速监测到问题，并启动断电设备，然后在问题和故障排除后立即恢复供电。配电所的综合智能化技术具备了多项功能，如故障记录、通信设备管理系统、远程控制等。

四、线路故障发生时的数据分析及故障判断

（一）数据方面分析

目前，相邻10kV配电所之间的供电方式是互供。通常情况下，配电所馈出线采用的线路保护方式包括：快速断电保护、电压失衡保护。此外还有备送配电所失压送电装置和主送配电所一次自动重合闸装置，其主要功能是保护线路当中的馈出线的作用。当高压线路运行出现故障时，可以从复杂的供电系统中快速检测出故障线路，并且能够根据反馈情况迅速采取保护措施，来保护整个电力系统运行，并且产生以下运行变化：

如果线路上出现了瞬时性故障，供电配电所的会根据检测到的瞬时电流进行过流或速断保护分断断路器，将故障线路停电。由于线路上的故障是瞬时性故障，所以在这个状况下进行的无论是主动所手动合闸动作，又或者同时完成的被动所自动投入装置动作，都可以恢复线路供电，用电设备不会受到长时间停电影响。

当线路上出现了永久的短路故障以后，假如主供电配电所或是备送配电所，都装有速断保护、过流保护设备，主送所设置了一次重合闸功能。一旦出现了永久性的故障，在这个情况下首先主送配电所的短路过电流保护或者是速断保护首先动作，然后备送配电所在检测的线路失压会进行一次备自投动作，但是由于线路上故障依然存在，备送所也将触发短路过电流保护或者是速断保护，之后主送配电所在延时完成时进行一次自动重合闸操作，但是由于线路上故障依然存在，会再次触发主送所短路过电流保护或者是速断保护。所以故障点至重合闸的这一端各处开关会有两次过电流的信号，相反故障点另一侧仅有一次过电流信号。

（二）关于故障判断

当轨道电源发生短路且故障为永久性故障时，无论是备送所的备自投还是主送所的一次重合闸动作，都会触发继保设备的保护动作;鉴于在第一次跳闸后，其中的第二次跳闸的时间间隙会略微延迟，所以可以通过对线路上探头产生的电流数据进行详细分析，来实现对故障区域的准确定位。

五、铁路电力线路自动化技术的应用

铁路电力线路自动化技术可以有效的监控整个铁路运行的环境，并减少重大电气事故的频率，并且变相的提高了铁路电力线路的管理和维护的能力，这在整个铁路系统安全系统当中起到了至关重要的作用，也是铁路电力线路自动化技术应用的一种体现。

例如：郑州至西安铁路线路自动化技术是以计算机技术和计算机自动监控技术为基础，是与整个铁路电力系统紧密联系的，在电路连接中发挥重要作用。

铁路路线的电力分布和监控能力里面包括：高压开关、低压开关的远程控制信号，远程传输报警信号、远程控制高压负载开关，负荷开关状态距离测量、接地报警等。

电力线自动化技术包括：低压配电网、通过铁路线提供的10千伏电力以及能够为铁路照明、信号、通信和其他需求提供电力的车站。它还具有故障负荷特性、多台发电机的供电长度等。总结：

铁道供电线路智能化可以增强铁道供电系统的稳定性与安全，还但能够大大提高列车的运输效率，够创造出更多的经济效益。通过探头来实现远距离的實时监控，能够帮助管理人员及时了解整个电力系统线路的运行情况，节约解决故障的时间，更重要的是能够节约人力和物力，相关工作人员不必翻山越岭去一段段检查输电线路是否存在障碍，保障了相关工作人员的生命安全。我认为在这种科学技术的支持下，可以使供电线路的稳定性更强，能够更好地为铁路运输事业服务。

参考文献：

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