铁路变电站综合自动化技术探讨

铁路变电站综合自动化技术探讨

周宏利

（中铁电气化铁路运营管理有限公司呼和浩特公司供电维管段内蒙古呼和浩特市010050）

摘要：文章对铁路变电站综合自动化成为目前发展趋势的原因进行分析，并提出了在目前的电气化铁路变电站中应用综合自动化技术的必要性，提出了变电站综合自动化合理运行的设计措施和应用情况，供同行参考。

关键词：铁路；变电站；综合自动化技术

1引言

铁路一直以来在我国的现代化建设和经济发展中发挥着举足轻重的作用，近年来更是随着人们出行和运输需求的增加而不断加快了对铁路的建设，铁路建设的规模也在不断扩大。在此形势下，对铁路运营管理提出了较高的要求，尤其对于铁路变电站的运营管理，随着变电站运行操作仿真技术等先进技术的发展和应用，更多先进的计算机技术应用与铁路变电站运营管理中，使得目前的铁路变电站管理正在向无人值守的模式进步，所以对铁路变电站综合自动化技术的设计和应用也提出了较高的要求。

2铁路变电站综合自动化概述

目前随着现代化铁路建设规模的不断扩大，我国的铁路建设已经全面实现电气化建设，这也推动了我国铁路变电站技术的发展，这其中的综合自动化技术也逐渐成为电气化铁路设计、研究、运行和建设等部分关注的重点，也成为目前铁路建设中的必然趋势，分析其原因主要有以下几点：一是由于目前电气化铁路中电网的规模不断扩大，复杂程度不断加深，各级调度中心为了对铁路电网的运行情况进行实时掌握，需要获得更多有效的信息；二是目前在铁路变电站管理中逐渐推行无人值守的模式，来提高电气化铁路变电站的自动化水平，提高人员的劳动生产率，降低其成本消耗，达到减员增效的目的，还可以降低人为误操作的概率，提高系统运行的可靠性；三是为了提高电气化铁路变电站运行的可控性，需要采用远程集中控制、操作和反事故的运行方式；四是现代通信技术和计算机技术的发展，对二次设备的模式进行不断优化，改变了变电站的运行方式，降低其占地面积、电缆消耗和施工难度以及造价等，这些都需要变电站综合自动化技术的应用才能满足。

3铁路变电站综合自动化的必要性

正如上文所述铁路变电站综合自动化成为电气化铁路尤其是高速铁路建设中的必然发展趋势，加之目前高速铁路对电力牵引技术有着更高的要求，且高速铁路的客货流量较大，行车速度快，电力机车动车组的功率大，对铁路变电站容量有着较大的要求，并表现在以下几个方面：一是目前电气化铁路运营的特点对供电可靠性有着较高的要求，并且需要相应的控制保护系统来进行协调保障和配合；二是上文所述电气化铁路运营情况的复杂性以及现代化运行方式中故障排查的要求需要增强对电气化铁路的控制和保护功能；三是高速铁路对高压设备需求量的增加，也给操作人员和设备的安全带来较大的威胁，需要提高当地的监控和保护系统的自动化水平；四是为了进行统一的调度管理和维护，需要增强变电站与检修站以及调度中心之间的信息通讯功能；五是随着电气化铁路规模的扩大，一次设备增多导致控制对象不断增多，这也增加了电气化铁路运营管理的工作量。基于以上特点，在电气化铁路变电站中应用综合自动化技术则显得尤为必要。

4变电站综合自动化合理运行的设计措施

4.1确保电源的可靠性

在铁路变电站进行综合自动化技术的应用时，首先要确保电源的可靠性，并且可以采用以下方式来确保对变电站中的自动化设备、当地监控系统以及计算机及其辅助设备提供供电：一是将稳定的电压输入到第一级交流稳压装置中；二是将一级稳压箱220V交流电压以及变电站直流系统输出的110V稳压电流均输入到二级不间断稳压变电源中，并对其进行质量评估；三是确保提供稳压电源的设备和监控系统的质量。

4.2对变电站层进行合理配置

铁路变电站层的配置主要分为远动终端和就地工作站两部分，对于前者来说，可以采用组柜的方式，主要包括双机配置、主备通道、双扣调制解调器以及防雷保护器等，其主要作用就是对RTU远动规约进行支持，并进行任一远动终端和通道之间的数据通信。而对于后者来说，主要作用就是使用高性能的计算机实现相应工作站的作用，主要包括操作员工作站、工程师工作站和继电保护故障录波工作站。主要采用的方式就是通过在变电站调试和试运行、巡回检视以及就地维护和检修期间，通过间隔层测控装置采集现场的模拟量、数字量和电能量等信号，实现自动电压和无功控制功能，通过预设的控制策略或无功-电压曲线，对相关测控装置下达主变有载调压开关位置的调整和低压无功补偿设备的投切命令。

4.3应用实例分析

以某电气化铁路中的10kV配电所为例，其主接线采用单母线分段的接线方式，进线为两路独立的10kV电源，当母联断路器断开并其中一个电源失电之后，母联断路器则会自动进行投入运行。这两路主母线都与调压器进行连接，并且分别设置为综合贯通母线和一级贯通母线，前者采用低电阻接地系统，二者母线段集中设置磁控电抗器，并采用该你动态补偿的方式。此配电所中配置综合自动化微机保护装置。

本配电所中所用的开关柜为金属封闭式气体绝缘开关柜，并采用真空断路器和具有电动操作机构的隔离开关，此外，其综合自动化微机保护装置为单元式，可以对全所的电气设备进行测量、控制和保护，并集中设置在保护屏上，电能表统一选用综合测量电子智能仪表。

设两台所用变压器，变压器容量为50kVA，设一面交流屏，电源分别由所用电柜引来，两路电源按一主一备，备用自投方式运行，设一套铅酸免维护电池直流屏（两面屏），其二路电源由所用电柜引来。电气设备接地与房屋的防雷接地系统共用接地装置，其接地电阻值要求不大于1Ω。

5结语

目前随着我国电气化铁路建设规模的扩大和无人值守运营管理模式的迫切要求，综合自动化技术在铁路变电站中的应用成为电气化铁路发展的必然趋势，但是目前的电气化铁路对变电站供电可靠性有着较高的要求，以及目前铁路运营情况的复杂性和高压设备的增加以及统一调度管理和维护的需求，使得铁路变电站综合自动化设计迫在眉睫。而且变电站综合自动化合理运行的设计重点为确保电源的可靠性以及变电站层配置的合理性。

参考文献：

[1]张亮，李磊.铁路35kV变电站自动化的继电保护措施探讨[J].中国高新技术企业，2015（23）：151-152.

[2]王安民.铁路变电站综合自动化技术研究[J].通讯世界，2014（8）.