目前，在先進(jìn)技術(shù)手段的推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)鐵路10kV變配電系統(tǒng)的自動(dòng)化程度逐漸提升，進(jìn)一步增強(qiáng)了鐵路的管理運(yùn)營(yíng)效深本文將對(duì)鐵路供電系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，并探究鐵路10kV變配電所自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用。
引言
鐵路是我國(guó)重要的基礎(chǔ)設(shè)施，是國(guó)內(nèi)各地區(qū)開(kāi)展交通運(yùn)輸活動(dòng)的主體，而供電工程是保障鐵路穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)?；诖?，對(duì)于鐵路10kV變配電所自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用的探究有著重要意義。
1 鐵路供電系統(tǒng)特點(diǎn)
1.1電壓等級(jí)不高
鐵路的電力系統(tǒng)的主要職責(zé)在于為鐵路站點(diǎn)的照明、空調(diào)維修、信號(hào)、通信、貨運(yùn)進(jìn)行負(fù)荷供電。通常會(huì)從地方電網(wǎng)系統(tǒng)中引入10kV電源并設(shè)置變配電所，并為各站點(diǎn)的低壓變電所供給電源?，F(xiàn)階段，鐵路的電力系統(tǒng)主要以10kV電壓為主，電壓等級(jí)相對(duì)較低，保護(hù)裝置配置也較為簡(jiǎn)單，有益于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)鐵路10kV變配電所的智能化、自動(dòng)化，有助于提升鐵路電力系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)效率、建設(shè)效率以及管理效率。
1.2 接線方式較為簡(jiǎn)單
鐵路電力系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)在于接線方式較為簡(jiǎn)單，由于系統(tǒng)的斷路器主要采取分段運(yùn)行模式，從地方電網(wǎng)系統(tǒng)中引入10kV電源，并分別給配電所內(nèi)兩條母線進(jìn)行供電，將母聯(lián)開(kāi)關(guān)設(shè)置在兩條母線間。通常情況下，鐵路供電系統(tǒng)兩條母線在運(yùn)行過(guò)程中互相獨(dú)立，若一條母線電源出現(xiàn)停電，通過(guò)母聯(lián)開(kāi)關(guān)控制斷路器合閘，將變電所的全部負(fù)荷轉(zhuǎn)移到另一母線電源上，這種運(yùn)行方式在電力系統(tǒng)中常見(jiàn)。這種較為簡(jiǎn)單的接線方式也使得鐵路變配電所具有更為穩(wěn)定、可靠的線路布置，通常每隔50km設(shè)置配電所，使用10kV貫通線連接兩座相鄰的配電所，使用探索供電模式進(jìn)一步增強(qiáng)供電系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性。這種結(jié)構(gòu)單一、接線簡(jiǎn)單的配電所并無(wú)明顯的功能差異，有助于進(jìn)一步推動(dòng)變配電所的智能化、自動(dòng)化發(fā)展。
2 鐵路10kV變配電所自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用
2.1 分控制方式
作為鐵路10kV變配電所應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要技術(shù)分布控制借助終端測(cè)控自動(dòng)化控制斷路器，收集數(shù)據(jù)信息，保護(hù)數(shù)據(jù)信息，并對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行控制。通常情況下，技術(shù)人員主要采取直接安裝的方式，將測(cè)控終端安裝在高壓柜上，接入光纖或電纜，傳遞控制信息，采集信息，降低電磁干擾對(duì)信息傳遞的影響，進(jìn)一步推動(dòng)鐵路電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的自動(dòng)化。在鐵路自動(dòng)化變配電系統(tǒng)中，各測(cè)控終端均屬于獨(dú)立的運(yùn)行模塊，一旦某個(gè)測(cè)控終端模塊在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障，很難影響系統(tǒng)中的其余模塊。此外，自動(dòng)化系統(tǒng)借助分布控制連接高壓柜與控制后臺(tái)，使用光纜實(shí)現(xiàn)就地保護(hù)，避免控制電纜出現(xiàn)二次鋪設(shè)問(wèn)題進(jìn)而降低鐵路變配電所的運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，有助于鐵路技術(shù)人員開(kāi)展運(yùn)行維護(hù)與故障排查工作，進(jìn)一步推動(dòng)鐵路變配電系統(tǒng)的自動(dòng)化。
測(cè)控終端自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于鐵路10kV變配電所系統(tǒng)中能夠產(chǎn)生顯著優(yōu)勢(shì)，有效分擔(dān)變配電主站、子站在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中所面對(duì)的工作壓力，準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的各類(lèi)故障及時(shí)開(kāi)展故障隔離作業(yè)。同時(shí)，測(cè)控終端具有較強(qiáng)的天氣適應(yīng)能力，能夠在惡劣的天氣環(huán)境下，保障鐵路電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定、安全，及時(shí)檢測(cè)電力系統(tǒng)運(yùn)行中的各類(lèi)問(wèn)題，幫助技術(shù)人員及時(shí)排查系統(tǒng)的運(yùn)行故障，進(jìn)一步增強(qiáng)鐵路變配電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性、可靠性。
2.2 集中控制方式
集中控制作為相對(duì)有效的鐵路10kV配電系統(tǒng)自動(dòng)化控制方式，主要借助通信系統(tǒng)、終端設(shè)備、主站設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制終端設(shè)備主要負(fù)責(zé)對(duì)末端數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，由通信系統(tǒng)將采集到的末端數(shù)據(jù)信息傳遞到集中控制模式的主站設(shè)備，借助網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治觯芍髡驹O(shè)備對(duì)故障位置、故障類(lèi)型進(jìn)行判斷，用通信系統(tǒng)將控制信號(hào)傳送至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，將系統(tǒng)的故障區(qū)域準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地#行隔離，并全程為系統(tǒng)的安全區(qū)域進(jìn)行供電。集中控制對(duì)于系統(tǒng)的主站控制功能存在一定要求，需要系統(tǒng)的主站可以準(zhǔn)確、快速、實(shí)時(shí)地分析判斷終端設(shè)備，傳遞各類(lèi)數(shù)據(jù)信息，發(fā)出相應(yīng)控制指令，并對(duì)故障進(jìn)行準(zhǔn)確快速地解除處理”。為確保鐵路10kV變配電站系統(tǒng)的主站控制設(shè)備能夠穩(wěn)定、正常地運(yùn)營(yíng)，需要將終端設(shè)備收集到的各類(lèi)數(shù)據(jù)信息傳遞到電力系統(tǒng)的各應(yīng)用模塊，為后續(xù)的故障判斷工作提供有力的數(shù)據(jù)支持。
鐵路10kV變配電所在應(yīng)用集中控制方式時(shí)，主要將保護(hù)裝置與控制測(cè)控裝置安裝在鄰近高壓室的控制室內(nèi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)集中組屏。這種安裝方法不僅能夠有效采集模擬量、開(kāi)關(guān)量，還可以實(shí)時(shí)保護(hù)、監(jiān)控鐵路10kV變配電所的數(shù)據(jù)信息以及設(shè)備的運(yùn)行情況。在使用集中控制模式時(shí)，尤其要注意主站設(shè)備控制屏以及開(kāi)關(guān)柜的二次電纜連接作業(yè)，若二次電纜連接使用較多電纜很有可能引發(fā)接線錯(cuò)誤。相比于分布控制模式，集中控制模式在一定程度上增加了投資額與施工難度，但集中控制模式也有助于鐵路10kV自動(dòng)化變配電系統(tǒng)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)集中化、綜合化的戰(zhàn)略目標(biāo)，有益于推動(dòng)自動(dòng)化變配電所的智能化發(fā)展。
2.3 通信傳輸系統(tǒng)
若鐵路10kV變配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，需要依靠通信傳輸系統(tǒng)將故障信息傳遞至主站設(shè)備中，并由主站設(shè)備將相應(yīng)的控制指令傳遞到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。基于此，系統(tǒng)的通信傳輸系統(tǒng)有著至關(guān)重要的作用，鐵路10kV自動(dòng)化變配電系統(tǒng)需要具備密碼管理以及智能模擬功能，確保為鐵路單位提供針對(duì)性更強(qiáng)的服務(wù)。主站控制中心在系統(tǒng)中主要承擔(dān)信息傳輸功能，推動(dòng)系統(tǒng)終端設(shè)備的交流互動(dòng)，對(duì)各運(yùn)行模塊的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行準(zhǔn)確判斷、分析。為充分發(fā)揮上述功能，系統(tǒng)需要提高通信傳輸系統(tǒng)的配置?，F(xiàn)階段，大部分鐵路10kV的通信傳輸系統(tǒng)難以滿(mǎn)足自動(dòng)化變配電所的通信需求，如果系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)各類(lèi)問(wèn)題，很難實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效通信。因此，相關(guān)技術(shù)部門(mén)在設(shè)計(jì)通信傳輸系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)著重提升通信傳輸系統(tǒng)的靈活性，滿(mǎn)足鐵路10kV變配電系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行需求。
3 安科瑞Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)
3.1方案綜述
Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在邏輯功能上由站控層、間隔層二層設(shè)備組成，并用分層、開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接。站控層設(shè)備包括監(jiān)控主機(jī)，提供站內(nèi)運(yùn)行的人機(jī)聯(lián)系界面，實(shí)現(xiàn)管理控制間隔層設(shè)備等功能，形成全站監(jiān)控，并與遠(yuǎn)方監(jiān)控、調(diào)度通信；間隔層由若干個(gè)二次子系統(tǒng)組成，在站控層及站控層網(wǎng)絡(luò)失效的情況下，仍能獨(dú)立完成間隔層設(shè)備的就地監(jiān)控功能。
針對(duì)工程具體情況，設(shè)計(jì)方案具有高可靠性，易于擴(kuò)充和友好的人機(jī)界面，性能價(jià)格比*，監(jiān)控系統(tǒng)由站控層和間隔層兩部分組成，采用分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，站控層網(wǎng)絡(luò)采用TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)。站控層網(wǎng)絡(luò)采用單網(wǎng)雙機(jī)熱備配置。
3.2應(yīng)用場(chǎng)所
適用于公共建筑、工業(yè)建筑、居住建筑等各行業(yè)35kV以下電壓等級(jí)的用戶(hù)端配、用電系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視和控制管理。
3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.4系統(tǒng)功能
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；報(bào)警處理；調(diào)節(jié)與控制；用戶(hù)權(quán)限管理
4 系統(tǒng)硬件配置
5 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，國(guó)內(nèi)鐵路的電力系統(tǒng)具有電壓等級(jí)較低主接線簡(jiǎn)單，供電連續(xù)性、供電穩(wěn)定程度、供電安全程度的要求較高的特點(diǎn);因此，在鐵路10kV自動(dòng)化變配電所的應(yīng)用過(guò)程中采取分布控制或集中控制的模式有助于進(jìn)一步推動(dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化發(fā)展。
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