自动化技术在铁路电气工程中的实践探讨

邢挺

作为我国交通运输领域中的重要组成部分，铁路系统的运输水平与当地经济发展之间存在密切关联。结合对自动化技术的有效应用，不仅可以保证电气工程的高效化利用，同时亦可让电气工程始终处于安全、稳定的运行状态。鉴于此，为充分发挥出自动化技术在电气工程建设中的作用，依据对铁路电气要求的分析，将自动化技术合理应用于电气工程中，继而為铁路系统的可靠运行提供技术支撑。

一、铁路电气工程特点

（一）接线方式

纵观当前铁路电气工程的建设，主要借助辐射网进行供电系统建构，同时以变电所、配电所为支撑实现对铁路整体进行有效供电。对于线路连接而言，主要类型划分为一级负荷、综合负荷贯通两种。通常情况下，需依据施工条件、现场情况的分析来合理选择上述接线方式，以保证核心铁路干线供电符合稳定、可靠的要求。同时，为进一步提升铁路连接线的运行稳定性，需在保证各变电所可靠连接的前提下，以相关标准为参照来控制信号电源的供应。

（二）供电系统电压等级与配电站结构

现阶段铁路电气工程的建设需以终端负荷的考虑为前提，在明确用户实际需求的基础上，对配电所与变配电站的负荷等级加以确定。通常情况下，可将变配电站、配电所的电压负荷分别控制在35KV、10KV左右，而110KV的变配电所在铁路电气工程建设中的应用相对少见，主要原因在于110KV等级变配电所建设涉及大量资金的投入。

二、铁路电气工程自动化系统要求

为保证电气工程能够助力铁路运输业务的有效开展，需在构建自动化系统时遵循以下要求：

一是安全性、高效性要求。要想最大化体现出自动化技术在电气工程中的功能与作用，需在构建自动化系统时囊括电力调度、变电所综合自动化、在线监测、MIS、安全监控等模块。同时，供电自动化系统的可靠运行，离不开对系统平行层、上下层的协调运行，并将运、工、机、电维持在分工运作状态。另外，为保证自动化系统的建构符合高效、安全要求，需依据实际运输需求来应用自动化技术，实现将电气工程自动化系统能维持在长期稳定的运行状态。

二是可靠性要求。尽管供电系统对于电压等级控制要求不高，且变配电所的构成不复杂，但自动化系统的建构面临较高的可靠性要求。在实际运行期间，需以自动闭塞信号为前提，按规定要求将供电中断时间控制在≯150ms范围内，避免铁路系统的稳定运行受到自动闭塞信号灯全部变红的影响。鉴于此，为保证自动化系统的运行符合可靠性需求，一方面可在供电系统中设置双电源机制，并结合对自动投入装置的安设来维持铁路可靠供电。另一方面则可借助贯通线、自闭线对相邻配电所进行连接，以保证线路连接符合可靠性需求。

三、自动化技术在铁路电气工程中的实践应用

（一）信号电源监控

现阶段铁路电气工程建设中信号电源监控应用较为常见，主要是对自动闭塞信号装置借助网络通信、微电子、计算机等技术的集成应用来达到远程监控目的，其具体监控内容涉及故障异常发现、运行状态监测等。从某种角度而言，信号电源监控的建构需以SCADA技术为本质。尽管铁路电气工程中信号电源监控的组成至关重要，并且因故障录波的高要求控制，促使信号电源监控实现独立运行。另外，对于信号电源监控系统构建是否符合要求的判断，除了分析远程监视内容是否涉及电压、开关、电流等方面之外，还需检查高低压开关能否具备远程控制功能，并分析电压异常自动报警、故障录波、过流检测等方面。对于信号电源监控建构的分析，具体表现为：

一是系统结构。为最大化发挥出自动化技术的功能作用，可视情况对信号电源监控与SCADA技术进行有机结合。在实际系统运行期间，自动监控系统的应用能够为相关人员提供更为准确、全面的信号供电装置运行信息，且人员可依据信息数据分析来确定运行状态，避免因盲目管理影响到电气工程的有效运行。同时，相关人员可借助监控系统进行隐藏故障、问题的发掘，通过及时解决来提升电气工程运行可靠性。另外，在出现电气故障时，系统可自动对电压、电流波形记录，在人员故障分析时可将故障录波作为参考，通过故障的及时发掘与消除来加强铁路供电稳定性控制。此外，可借助信号电源监控对电气系统是否存在越级跳闸情况进行监管，不仅为电气工程的安全、可靠运行提供技术支撑，亦可借助自动化技术来促进人员工作效率的显著提升。

二是主站功能。在现代化电力调度中，信号电源监控系统的功能设置呈现出多样化的特点，主要包括：一是运行监视功能。即运行期间以计算机屏幕为载体，清晰呈现信号电源接线图，可帮助管理人员明确掌握电气系统运行状态，并对开关、电压、电流状态进行科学分析。同时，可以曲线的形式来体现信号电源电流、电压变化趋势，并借助顺序表格对开关位置变换事件加以记录。二是事件报警功能。系统运行期间能够自动接收来自现场监控装置发出的电压、电流信息，并通过信息自动分析来判断是否存在异常，以计算机屏幕为载体自动显示警告信息，结合对声光效果的增设来达到警示工作人员目的。同时，利用系统进行事件警报，还能以动态化的形式来体现电流、电压情况。三是故障录波功能。即系统支持对过流故障录波的检索，并通过故障显示为维修方案的制定提供参考。同时，可利用该功能来客观体现出波形移动、大小，对波形利用光标移动的方式对选定点瞬时值的有效测量，并通过对指示命令的下达来实现人工录波。四是图形管理功能。图形管理构成中第一级、第二级、第三级分别为布局图管理、供电臂式示意图管理、车站图管理，运行期间可在遵循简单、便捷原则的基础上，借助第一二级图像进行图标绘制。另外，可以第二级为基准来实现高压侧开关控制。五是参数读取与整定功能。主要是以信号电源监控系统为载体，设置录波启动整定值与监测限定值远距离测试功能等。

（二）铁路线路自动化

铁路线路自动化（LA）已然是实现现代化铁路建设的关键基础，是指以线路分段开关为基准，借助自动化技术来实现隔离、故障定位与远程监控，并按照规定要求对故障信息自动化记录分析。作为电力调度系统中的重要组成，LA的主要功能涉及远程控制、故障区域隔离、故障线路定位等。在实际运营期间，可借助LA对小电流接地、短路等故障进行精准定位与全面检测，并通过对故障区域的第一时间隔离来保证非故障区域的可靠、稳定供电。同时，可利用LA来转变以往线路巡视检查工作模式，依托于自动化技术对故障位置进行精准、及时定位，避免铁路安全运行受到故障处理不及时问题的影响。在铁路电气工程中应做到对LA技术合理应用，运行期间相关人员可分别利用远距离遥控、现场控制手段进行故障隔离，尽可能在短时间内快速恢复供电。其中现场控制手段的应用，主要是依托于自动重合器、分段器的应用，在现场对故障区域加以控制。远距离遥控则是以系统主站为载体，借助通信渠道完成信号传输，相关人员能够远程控制线路开关，以期对故障区进行精准、快速隔离。例如X点出现永久性短路故障，其远程严控实施流程表现为：现场传感器对故障数据信息进行采集并传输至控制主站。在判断出故障发生位置后，主站可对分段器以遥控的方式进行控制，以保证故障、非故障区得到有效隔离，降低非故障区供电受到故障问题的影响。

（三）集中控制技术

该控制技术在铁路电气工程中的应用，主要是以主站为对象，借助配电自动化终端进行故障信息的传输，信息接收后自动进行信息分析计算，并根据数据库提供内容制定科学解决方案。经人员确定后对配电自动化终端下达方案。通常情况下，集中控制技术的应用涉及以下层次：一是在采集故障信息的基础上，为主站及时传递相关信息。二是对故障区域进行临时性控制。三是主站制定解决方案后，配电终端需按照方案自动执行。要想最大化发挥出集中控制在铁路电气工程运行中的最大效用，需保证通信系统的应用符合可靠性要求。同时，在自动化技术应用过程中需重视对主站赋予多种功能，以保证其故障问题得到有效解决。

四、结语

综上所述，自动化技术的灵活应用不仅可为铁路电气工程的可靠、安全运行提供保障，同时关乎着电气工程自动化、智能化控制的实现。鉴于此，为最大化体现出自动化技术在铁路电气工程建设中的作用，需在明确认知对自动化技术应用重要性的前提下，以信号电源监控、线路自动化、集中控制等为切入点来优化对自动化技术的应用，结合自动化运行网络优化建构、加强自动化技术研发、优化自动化监管系统应用等措施实施，在充分展现自动化技术应用优势的同时，为我国铁路电气工程的自动化、智能化发展提供技术支撑。

（作者单位：中国铁路青藏集团有限公司供电部）