铁路10kV电力远动技术的工程应用及分析

铁路10kV电力远动技术的工程应用及分析

【摘要】在当今社会生活中铁路成为了不可缺少的交通工具，铁路以快捷，便宜，安全的特点受到了人们的青睐。铁路的铺设技术也由原来清朝时期的引进外国的技术和人才转化为我国自主研发和设计，在铁路工程中10kv电力远动技术是该工程中的主要应用。本文着重概述铁路10kv电力远动技术的工程应用和分析。【关键词】铁路工程； 10kv电力；远动技术的工程应用

一.前言

随着铁路现代化的发展，由原来传统的工业革命前期的蒸汽机发展到如今烦人电力列车，不仅仅是速度上的提高，也是科技的飞速进步。电力在铁路列车上的应用为人类的生活和出行带来了极大地方便。铁路10kv电力远动技术在铁路建设中广为应用，同时自动闭塞信号、车站计算机联锁、调度集中、自动化驼峰、通信系统、工业电视等设备的使用，对铁路供电可靠性和供电质量提出了更高的要求。这也充分说明了铁路电力远动技术的重要性。

二.铁路电力远动系统概要

近年来，铁路电力远动系统在国内日益发展、普及，对于铁路的电源运行、电力线路及行车供电有重要的保障作用。铁路电力远动系统主要包括远动控制主站、远动终端和通信通道三部分。远动通道又包括车站监控系统和变、配电所监控系统。

1、车站监控系统

该系统分为高压监控系统和低压监控系统。高压监控系统监控车

站10 kv变压器高压侧输入电压、电流。监测对象主要是输入电压值、输入电流值和高压断路器。低压监控系统监控车站10 kv压器低压侧输出电压、输出电流。监测对象主要是输出电压值、输出电流值和低压断路器[1]。

2、变、配电所监控系统

此系统主要监控铁路变、配电所的高压设备和直流电源系统。在铁路内通常采用以下两种方式实施监控：一种是变、配电所高压设备次保护装置和分合均采用微机保护装置。另一种是变、配电所高压设备二次保护装置继续采用继电器保护装置的同时增设微机监

测装置。

3、通讯通道

现今的铁路内部，一般都是运用公网通讯的通讯通道，远动通道所采集的信息都是由通讯通道发往调度中心的。一般都是使用调制解调器作为通讯设备，如此能降低运营成本。

三.铁路电力运行方式

1、变配电所运行方式

铁路系统电源取自地方供电局的变电站，供电方式为专盘专线，电压等级一般为：110kv、35kv或10kv，少量使用220kv。35kv正逐步取消，10kv应用最广泛。铁路系统为了提高供电可靠性，一般采用双电源同时运行、母线母联分段供电方式.

2、系统结构。

铁路电力自动化系统的监控对象主要包括：变配电所、贯通线路、

信号电源及各种高低压开关等。按照功能和内容来分，铁路电力自动化系统主要包括：调度自动化主站、变配电所综合自动化、信号电源监控及贯通线路自动化系统。调度自动化主站实际以生产运营为主要任务的供电段调度自动化为主。系统结构如图所示：

3、系统介绍

（一）变电所综合自动化。变电所综合自动化系统是铁路电力自动化系统的基本单元，主要完成变配电所内部的自动化功能，包括保护、监视、控制以及数据转发等。主要功能包括：变配电所综合自动化，如常规保护、scada监控、就地自动化监控等；与车站开关监控配合完成线路自动化功能，如故障定位、故障隔离、备自投快速恢复供电等；向段调度中心转发配电所和附近车站自动化装置的实时数据，并结束主站下发的遥控、遥调命令。

（二）信号电源监控。信号电源是铁路系统的最重要的负荷，采用双电源供电。信号电源不仅供电可靠性要求高，而且管理复杂，高压侧由电力专业负责，低压侧由信号专业负责。信号电源监控由信号电源监控装置（stu，semaphore terminal unit）来完成。stu 主要完成信号电源日常运行监视、失压报警、开关状态控制、故障录波等功能。

（三）车站开关监控装置（也叫贯通线路自动化）。贯通线路自动化以车站为单位，用开关进行分段，对每台分段开关安装开关监控器（ftu feeder terminal unit ），由ftu对开关设备进行自动化监控，与调度主站配合完成线路故障检测、故障定位、故障线段

自动隔离以及非故障线段的快速恢复供电功能。stu与ftu的配合：stu通常安装在车站信号楼内，可以直接连至通信机械室，完成与上级主站的通信。ftu一般安装在室外线杆上，在实施电力自动化时stu与ftu一般作为一个整体考虑。洛站铁路ftu采用光纤与工业以太网连接，stu通过双绞线与工业以太网连接，以太网再和通信机械室的通信机连接。

四.铁路电力线路故障检测技术和定位技术

线路故障检测，包括相间短路故障、小电流接地系统单相接地故障和断相故障的检测，这是实现线路自动化功能的基础。

1、相间短路故障。相间短路故障发生时，短路电流非常大，特征明显，容易检测。相间短路故障一般判断线路电流是否超过整定值来检测故障。定位原理：在同一次故障中，相间短路故障点位于ftu感受到的故障次数不同的两个相邻车站之间。

2、单相接地故障。铁路电力线路一般采用中性点不接地方式。当发生单相接地故障时，由于接地电流等原因，单相接地故障检测一直是一个难点。利用不接地电网中故障线路零序电流比非故障线路零序电流大的特点。缺点是当某一线路远远长于其他线路，即其分布电容与系统总的分布电容相差不大时，或接地点过渡电阻较大时，装置可能拒动；不适用于谐振接地电网。

五. 铁路电力远动系统的抗干扰方略

1、合理利用电磁密封衬垫

电磁密封衬垫是具有弹性的导电材料，它可以将缝隙间的非接

触点填满，消除中间存在的缝隙。在缝隙间安装上连续的电磁密封衬垫，就可以避免电磁波的泄露，这是现今铁路普遍采用的办法，而且由于锡接触电阻的面积较小，同时比较稳定，那么可以在金属的表面进行镀锡处理，这样可以减少缝隙间的阻抗[2]。

2、巧妙设计自动化设备位置和布线

由于电缆极易受电力负荷波动、开关操作和强电电缆产生的电磁场干扰，轻则导致“四遥”信息误码率的提高，重则直接损坏接口，在夏季，高压室内的温度很高，设备内部很容易因热量产生的噪声所干扰，在这种情况下，应该将设备集中组屏，既能减免多种干扰因素对设备的影响，同时又为检修和年检工作提供方便，改善设备的运行环境。

3、开关电源滤波电路

铁路电力远动系统的电源来自贯通线的变压器，用电量起伏不定，稳定性差，容易导致电网波形失真，从而干扰铁路电力远动系统的开关电源的正常运行。此时，应采用双端对称输入来控制干扰，合理选用适宜的滤波技术，有效的输入滤波器能提高开关电源的抗干扰能力。

4、远动系统接地

铁路电力远动系统中，ftu、rtu是一种远动监控终端装置，一般安装在变配电所。ftu、rtu以及数字地和微机电源地是不能与机壳外壳相接的，在接地时，信号和噪声应分开接地，强、弱信号宜分开，如此才能增强抗干扰能力，缩小机壳间与电源线的分布电容，