1铁路电力配电系统
铁路供电系统分为两部分:电力供电和牵引供电,前者为调度指挥、通信信号和旅客服务等业务提供必要的电力保障;而后者为电气化铁路的机车提供必要的电能。
目前,我国铁路电力供电线路一般由沿铁路全线设置一条一级负荷电力贯通线和一条综合电力贯通线构成,通常采用10kV电力贯通线,大约每隔50~70km设置一个配电所或开闭所,沿线与行车有关的通信、信号、综调系统等由一级负荷电力贯通线主供,综合电力贯通线备供。
铁路电力配电系统由于其应用的特殊性,有其自身特点:(1)电压等级低,铁路供电系统中大部分采用10kV配电所和35kV变电所,且铁路变、配电所的结构功能、配置基本相同;(2)供电半径较长,铁路电力配电系统的供电半径通常在50~70km之内;(3)供电可靠性要求高,需要确保配电系统的供电可靠性,以便配合铁路的正常运行。
2铁路电力配电系统出现故障的因素
2.1线路问题
在配电系统与用户之间进行有效衔接的过程中,导线充当着媒介的作用。线路问题是电力系统中最常见的问题,也是最不容易解决的问题。虽然导线充当着配电系统与用户之间相通的媒介角色,但是很多用户和配电系统之间的距离较远,管道内的导线错综复杂。一旦导线出现安全问题,排查故障根源时,需要消耗大量的时间。而且在排查线路故障的过程中,导线有可能自行燃烧,并波及其他用户与配电系统相连的导线。不仅造成了一连串的安全问题,对于铁路配电系统的运转也是一大阻力。所以,有关线路的安全问题,不仅要在安装过程中进行严格排查和筛选,更要在平时定期对线路进行检查,才能确保铁路配电系统的顺利运转。
2.2自然环境因素
铁路电力配电系统的部分设备与外界自然环境直接接触,很容易受到外界自然环境的影响,从而影响配电系统的可靠性。例如电力贯通线沿铁全线线路铺设,由于铁路跨越地域较广,在不同地区往往存在较大的气候差异,对电力贯通线产生了不利的影响。此外,地震、海啸、洪水、雷电、暴雪、冰冻、火灾等都会对电力贯通线造成破坏,从而影响整个电力配电系统。
2.3外力伤害
除自然灾害和线路问题外,外力伤害也是铁路电力配电系统容易出现故障的因素之一。这里所指的外力伤害不仅包含外物的伤害,更包含人为的破坏。外物的伤害存在很多的不确定性,如电线杆倒塌、车辆撞击等。虽然外物的伤害存在诸多的不确定因素,但在平时多加审查铁路的配电安全问题就可以大大减少外物伤害事件的发生。此外,铁路配电系统中因为人为破坏而出现故障问题,大多属于人为蓄意破坏。近年来,我国多个地区出现了人为破坏铁路配电系统的现象。例如,东北某地区的铁路配电系统设置在郊外,周边的居民将铁路配电系统的保护铁网拆卸下来,不仅破坏了铁路电力配电系统的防御措施,更在一定程度上增加了铁路配电系统的危险性。针对外力伤害导致铁路电力故障的事件,要想从根本上得到防治,需有关部门加固防御措施和设置专业监察人员。
3铁路电力配电系统可靠性发展策略
3.1前期准备阶段
首先,要有效掌握自动化系统设备。比如安装自动化装置、保护屏等,掌握主结线与不同间隔运动状态机的实际位置,检查二次设备的外观等;其次,对各个屏电源接法的精准性进行全面检查,无误之后要实现装置的逐一上电,对装置反应的正确性进行全面的检查。之后实现装置地址的设置,对设备通讯线是否连接进行检查,对全部装置的通讯进行调试,在后台机中能够对数据进行观察。
3.2规划范施工
对于铁路工程施工来说其质量要求是非常高的,应该严格按照规范和标准进行施工。在具体施工时要根据实际的用电需求,必须满足供电范围内的正常生产和生活所需,并加强对设备和安全措施的检测。在施工之前要做好相应的准备工作,所涉及的材料、机械设备以及工作人员必须就位,为了保障铁路工程的整体质量,还必须再次审核设计方案与图纸。此外,还必须做好安全技术措施,在施工过程中所涉及到的工作票、安全防护用品、安全标识语、倒闸的作业票以及其他的安全配套设施等,都要按照标准和规范设置好,所有的工作准备就绪才能进行下一步操作和施工。
3.3优化运行流程
就我国铁路电力部门发展现状来看,铁路施工系统的运行流程还存在诸多弊端。流程的烦琐性不仅耽误处理安全故障的黄金时间,更不利于配电系统整体的运转。优化运行流程,不仅要减少流程的烦琐性,还要增加各个部门的协调性,极大程度地促进整个铁路部门的加速运转,提高铁路施工的实际工作效率。
在优化流程时,要明确划分各个流程体系中的职能目的,在模拟衔接的过程中,找出不必要的流程和复杂流程。针对不必要的流程,进行适当拆除,确保流程的简洁性和高效性;针对复杂流程,进行有机的整合和规划,在确保流程运转无误的情况下,将流程简单,使之更加便捷。同时,针对职能简单的流程部门,进行适当整合,将两个同等效力的部门整合到一起,合理调配人力资源。
3.4防雷接地保护措施
雷电会危害到铁路10kV配电所的运行,其热量也会导致供电线路及装置受到破坏,以此出现严重供电事故,直接影响广大人民群众财产和生命安全。在防雷措施制定及实施过程中,有助于降低雷电的可能性。一般,铁路10kV配电所防雷装置较为简单,安装避雷器能够便民雷电波损坏到铁路10kV配电所。
3.5提高供电系统的可靠性
想要促进铁路配电自动化的发展,还必须要提高供电系统的可靠性,对于提高供电系统的可靠性,有以下两种方法:(1)零序电流法。通过对零序电流法的有效运用,可以有效掌握铁路供电系统中的稳态电流幅值,并清楚的了解故障发生的具体位置。零序电流法在具体的应用中有诸多的优势,例如简单快捷、容易操作以及效率高等等,因此可以被大量使用。(2)暂态功率方向法。暂态功率方向法主要是运用暂态零模电压来推算出故障的大致方向,在大致方向确定以后,在对故障的方向键进去确认、对比以及分析,最后找出具体的故障发生点。但是需要注意的是像这种小电流接地故障的定位方法不必在中性点投人电阻,也可以不在供电系统中注入信号,因为间歇性电弧以及中性点并不会对其产生太大的影响。
结论
铁路电力配电系统不仅是铁路部门顺利运转的前提,更是铁路用电安全的保障。在电力施工过程中,不仅要保障用电安全问题,还要有效预防和避免安全事故的发生。随着人工智能时代的到来,铁路配电系统应该引进新技术,以实现铁路电力部门的智能化。虽然铁路电力建设中还存在诸多问题,但只要通过规范的手段和科学的方法,就能最大程度地降低安全事故的发生。
参考文献：
[1]丁伟.基于最小割集的铁路电力供电系统可靠性评估[J].现代商贸工业,2019(17):190-191.
[2]孙建明,丁坚勇,高重晖,等.铁路贯通线与城市配电网供电系统的可靠性分析[J].铁道运输与经济,2019(9):77-79.
[3]陈车.大型铁路客站供配电系统设计及其可靠性分析[J].智能建筑电气技术,2019(3):50-57.
