1.铁路10kV电力远动技术系统概述
铁路10kV电力远动系统,是利用计算机、网络和通信技术,结合铁路电力系统的实际,实现对铁路沿线10kV配电所、车站变配电设施及电力线路综合自动化监控的系统。该系统能够实现电压、电流、有功功率、无功功率及功率因数等参数的实时监测,电力网络运行状况的动态显示,电力设备的远程控制等功能,同时具有友好的人机界面。铁路10kV电力远动系统由调度主站、被控站和远动通道三部分组成,在被控站将采集到的末端电力设备的测量、状态和事故信息,经远动终端单元的软硬件设备处理后,由远动通道上传至调度主站,在调度主站通过调度管理软件实现日常管理、故障判断及对终端设备的控制。铁路10kV电力远动系统的应用,实现了统一管理、集中操作,降低了运营人员劳动强度,减少了人为误操作概率,能够快速查找自动闭塞线路和电力贯通线路及设备上的故障点,并及时切除、缩小故障范围,迅速恢复非故障线路和设备正常供电,大大缩短了事故处理时间。由于对供电设备进行了集中监控,大大提高了铁路供电的可靠性。
2.铁路10kV电力远动系统的工程应用
2.1调度主站
调度主站的核心是计算机设备,通过计算机构建的局域网络,具有很多功能模块组成的系统。系统运行正常时,均衡分配网络负载,而出现故障之后,就互为备用的功能。调度主站由调度工作站、系统维护工作站、前置通信处理机、服务器等组成。调度工作站是调度员用来实时监控10kV配电系统运行状态,并管理10kV配电系统。系统维护工作站则是建立系统数据并进行加工,管理数据库,定义和修改系统参数,开发和维护程序。通信子系统是10kV电力远动系统和被控站之间的通信链路,用于收集加工数据,监控通信。服务器则是后台处理数据,分配网络资源。在10kV电力远动系统中的调度主站,有两个外部电源,可以进行手动/自动切换,调度主站还装置了GPS系统,能够与被控站终端对时,保持时间同步。主站系统网络设置了防火墙,很好地保证网络安全。
2.2被控站
被控站又有配电所、远动箱变和低压监控站三部分。远动箱变有RTU设备、变压器和高低压开关。远动箱变主要作用是为调度主站上传高低压供电系统的实时信息,并执行调度主站管理高低压供电系统的命令。在该部分需要重视:
(1)电源屏电流端子用封片短接,电压保险管拆除,保证连接电缆不带电,电流互感器正常运行。(2)联系电务段将信号电源倒闸至2路电源,断开自闭回路去往机械室电源。(3)连接电压采样电缆。(4)联系供电区间相邻配电所进行自闭合网操作,调试自闭侧高压开关,进行当地分合操作。调试电源屏低压自闭远动开关,进行当地分合操作(5)连接通道调制解调器,与调度沟通进行调度员远方操作,并观测电流电压是否上传正常,开关状态是否与现场实际相符,全部正常后自闭回路安装调试完毕取消合网操作,恢复正常供电。(6)贯通回路安装调试方法同自闭回路。
2.3远动通道
远动通道就是生产网通道,通过光缆与调度主站连接,实现调度主站对各被控终端的实时数据管理。
3.加强铁路10KV电力远动技术的应用的具体措施
3.1合理设计自动化设备的位置和布线方式
由于电缆附近存在电磁场,很容易会受到电力负荷大小波动以及线路断开闭合等问题的影响而出现电磁场干扰现象,使得电力远动系统的通信通道难以正常接收信号,导致通信信息置所发出的指令发生误差,增大误码率,甚至还有可能会损坏到通信接口。另外,在夏季温度较高,设备在运行中很容易产生较大热量,并引起较大噪音,这些也会干扰到系统的正常运行。为此我们在设计系统的自动化设备安装位置时,必须要充分考虑抗干扰措施,将设备都集中在一起进行屏蔽,并做好散热措施,这样不但能够起到防干扰作用,而且也为维修养护工作提供了便利。
3.2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。
3.3远动系统接地
该种方式主要是为了防止外部干扰因素的雷电影响,合适的接地系统可以保障设备的安全运行。在电气设备的接地处可以采取增加网络互接线的方式来降瞬变电位差,在增大对二次设备电磁兼容度的同时减少对远动终端内部设备的影响。二次系统的接地由安全接地和工作接地构成,前者以工作人员的人身安全为中心通过提高电力设备的绝缘度来降低触电风险,主要措施为将电气设备的外壳接地,而导电性能较强且牢固度高的接地网可以应用于一次设备,一般不会对人身和设备造成损伤。后者工作接地主要考虑到电气设备运行的稳定性,尽量避免地环流干扰。在这里需要注意的是,高低压柜的材料一般是采用具有一定屏蔽能力的镀锌薄钢板,所以高低柜都可以安全接地,一方面,可以减小电源线同机壳之间的电容容量,在一定程度上增加设备的抗共模能力,另一方面,对于电力远动控制系统的监测能力提供帮助。
3.4完善滤波器
滤波器要打破之前传统的设计方案,采用低通滤波去高次谐波的方式。将两端对称输入的方式同离散采集方式相结合,辅以适应性最强的数字滤波技术,真正实现抑制共模干扰的目标,更好的提高电力系统的安全性。主要建议措施如下:
(1)关于数据采集的改善。在信息量采集过程中可以先去除变送器屏柜,将专门的变送器拆分成部分零部件分别装在RTU内,通过该种措施来缩减信息采集的步骤,从而减少变送器部分输出的电流路线的长度,提高数据采集的效率。(2)在印刷电路板设计的时候尽可能将数字电路板和模拟的电路地分开,各个环节都保证安全性。(3)保持适当的交差距离。在电力远动控制系统的终端和通信站之间具有很多通信电缆,在这里建议对此类电缆实施加穿钢管的处理,在电缆与电缆之间通过钢管进行连接,当通信电缆要通过其他电缆去传递电流时要尽可能的避免电缆之间的缠绕,以免出现信息出错的情况。
结束语
随着经济的飞速发展,科学技术的日新月异,促进了铁路电力事业的不断发展。但是社会的发展进步对铁路运输事业的要求越来越高。因此,还需要不断发展和完善铁路远动技术,才能保障铁路安全稳定运行,推动社会发展。
参考文献
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