浅论高速铁路电力远动技术的应用

浅论高速铁路电力远动技术的应用

董晓敏

中国铁路上海局集团公司杭州供电段  浙江省杭州市 310000

摘要：随着我国综合国力的不断发展，铁路作为我国重要的交通设施为我国的经济发展贡献了巨大力量，特别是进入新世纪以来，国家大力加强高铁建设，形成了纵横分布，连接全国大部分主要城市，覆盖众多二三线城市的高铁网络。在现代科学技术的不断发展下，铁路技术也得到了更新，其中，电力远动控制技术最为明显。它是依靠先进科学技术发展出来的一种铁路供电技术。本文通过对电力远动控制技术的介绍及实际工作中出现的问题分析，浅论高速铁路电力远动技术。

关键词：高速铁路；RTU；远动控制技术；电力远动系统；分析

铁路运输具有高速、强运、低耗、安全、舒适、经济、环保等优势，且不易受到天气环境影响同时随着我国国力不断增强，高铁网络不断发展，高铁运营里程不断增加。高速铁路已经成为人们日常生活中不可缺少的交通工具。为了保障高铁网络系统能够高效安全的运行，铁路电力系统必须做到足够的安全可靠。而高速铁路电力系统离不开电力远动技术的支持。电力远动技术在实际的运用当中，有着许多不足之处，因此分析电力远动技术，发现问题并探究解决方法，使得电力远动技术不断完善，为我国高铁的发展提供强有力的技术保障。

1高速铁路电力远动技术介绍

1.1高速铁路电力远动技术的含义

高速铁路电力系统一般使用10kV和35kV，而现在更以10kV为主，高速铁路电力远动技术是依靠通信网络技术通过计算机和互联网对高速铁路进行实时监控和远程操作。监控的对象主要在铁路沿线和周边的设施，其中包括电流、电压、功率等设备参数。电力远动系统能够达到监控和操作铁路沿线的整体设备的目的，是需要强有力信息技术支持的，当发生故障时，铁路调度员需要以最快的速度对故障进行处理，隔离故障区段，避免不必要的故障发生，缩短抢修用时，减少因故障对高速铁路运输造成的影响。

1.2高速铁路电力远动技术的发展概述

国内的电力牵引远动系统最早于20世纪70-80年代开始使用，主要经过了三代的发展。第一代牵引远动系统是一种集中式监视控制系统，它采用的专用计算机和专用系统和日本、英国所采用的是相同的。这种系统的维护比较固化，仅拥有简单的“四遥”功能，并且无法做到自行维护和升级，无法兼容其他系统和网络。第二代牵引远动系统也是一种集中式操作系统，主要于20实际80-90年代开始投入，采用UNIX操作系统，这是一种可替换性能的操作系统，有着一定储存数据的功能，但它依旧不具备扩展和联网功能。第三代牵引远动系统是20世纪末期投入使用的，是一种由主机、分机及通道组成，采用UNIX和WINDOWS双系统构成的网格化数据管理系统，组成这种系统的设备普遍具有通用性，便于替换、维修、升级，同时便于针对性的功能扩展。系统搭载的互联网功能能够快速连接到其他系统，从而建立强大的数据库并以此展开数据分析。

而我国的铁路电力远动系统的研究应用相对较晚，但随着我国铁路运输不断提速，国内电力牵引远动技术不断成熟，电力远动技术设备不断更新，对各设备的可靠性要求越来越高，目前国内所使用的都是第三代远动技术，主要实现了遥测、遥信、遥控、遥调功能，而遥视功能正在逐步实现当中。电力调度员利用远动控制技术实现远程监控、远程操作。

1.3高速铁路电力远动技术组成的系统

电力远动技术组成的系构主要是由调度主站、被控站和远动传输通道组成的。其中调度主站是系统的中心，是调度员进行控制和操作的组成部分，被控站是收集信息和远动操作的核心，分布在铁路沿线，远动传输通道保障了远动信号传输的可靠性和有效性。

⑴调度主站

调度主站是电力远动控制系统中的重要关键，它是由调度工作站、系统维护工作站、前端与交换机、终端与服务器系统结合而成。如图一所示。调度主站相当于整个电力远动控制系统大脑的存在，能够精准地做出判断和分析，保障了整个系统的可靠性。

图一：调度主站的系统控制流程

⑵被控站

被控站主要分为开关站、低压监控站、配电所三种。通过监测系统，不断收集被监视设备运行情况，将电流、电压等设备数据实时传输到调度主。同时当发生故障时，能完成调度主站远程操作的动作指令。

⑶远动传输通道

远动传输通道是通过网络接线的方式将被控站的数据传输到调度主站，实现调度主站一对多的控制模式。远动传输通道作为调度主站和被控站信息交换和传递的重要途径，是不可或缺的一环。

2高速铁路电力远动系统的应用

2.1高速铁路电力远动系统的应用情况

2.1.1在形成一级贯通+综合贯通的高速铁路供电模式之前，我国采用的是电力贯通线、自闭线的串传统铁路供电管理模式。这种管理模式依靠每月电力工对线路进行巡视、检查，排查运行中可能发生的事故，当线路发生故障时，由供电段调度组织人员，到铁路沿线车站或线路中间开关箱进行拉闸、进行多次试送电，缩小故障范围，以此来查找故障。这种故障排查方式存在着严重的缺陷，无法达到现代化铁路快速、安全运输的需求：

⑴信息反馈不及时，影响范围大，电力作业人员得到故障通知较晚，甚至可能已经危及行车安全。

⑵故障处理流程长、查找判断时间长、恢复供电时间长。即在接到故障通知后，需要召集人员，随后由电力工对故障区段进行巡视检查。架空线路故障点在电杆顶端，有些甚至难以辨别，因此需要较长时间，一般需要3-5小时。而电缆线路部分埋在地下故障点更难以判断，查找故障需要更长时间。

⑶由于线路较长，所以需要大量的人力物力，需要作业人员全线撒网，地毯式地对电力线路进行查找、职工劳动强度大。

2.1.2当远动控制系统投入到高铁线路中之后，一旦线路发生故障，系统主站将会对故障点进行定位，根据判断的故障类型和位置，分人工处理和自动处理两种方式进行处理。人工处理即在系统完成故障点判断后，有电力调度员根据显示的故障报告，远动操作故障区段两端断路器，隔离故障区段，再指挥人员对非故障区段恢复供电。自动处理即在系统完成故障点判断后，远动控制系统根据设置的数据，自动故障区段两端的断路器进行分断，隔离故障区段。在实际运用中，当发生单相接地故障时，一般不会自动进行分断，只进行报警并提示故障区段，采用人工处理，由电力调度根据具体情况组织处理；而当发生相间短路故障和高压断相故障时，采用自动处理，由系统自动分断。这种运行方式存在以下几个优势：

⑴实现铁路电力线路各站设备监视和远程控制，一旦发生开关动作，第一时间反馈到调度主站，能够及时对开关进行操作，有效降低了电力线路故障发生频率和概率。

⑵自动检测故障性质及故障定位，快速隔离故障区段，组织人员第一时间进行抢修，极大程度上缩短了故障处理的时间。

⑶缩小了故障范围，使得抢修人员有了确定的目标，降低了故障抢修的劳动强度，极大的节约了抢修人力物力，减少了维修成本。

2.2远动控制技术在工作中的提现

电力远动控制技术第一次出现在我们工作当中是发生在2009年，当时杭深线刚刚建设完毕正式运行，宁波电力工区迎来了正式的高铁线路。

和老旧设备相比，原有的既有线，如电力局宁西变至宁波北配电所进线电源总长约为10kM，当接到故障通知后，工区负责人立即通知工区人员集合，按照出动时间白天不超过15分钟，夜里不超过20分钟的原则，迅速整理工具材料出发抢修，人员需要前往线路上的隔离开关，人为分断线路，进行试送电，以达到缩小故障范围的目的，而前往线路中部分设备的路况较差，且交通情况不稳定，导致花费较长时间。从接到通知到人为寻找到故障点并隔离故障区间，恢复非故障区间供电需要2-3小时。

新建成的杭深线，一旦发生故障，线路两端断路器动作跳闸，会通过RTU迅速传输到电力调度员处，电力调度员可以立即进行远程操作，通过远动功能对线路进行分断，再通过分段开口试送电，迅速缩小故障范围，甚至确定故障区段。从故障发生至隔离故障区间，恢复非故障区段的供电仅需要不到30分钟的时间。极大的缩短了确定故障区段的时间，大大提高了抢修效率，有效降低了发生更大事故和影响列车正常运行的概率。

3.结束语

无论是货运还是客运，高速铁路在生活中扮演着越来越重要的角色，更是一张中国走向世界的重要名片。铁路电力系统运行质量的保障和车辆运行的安全性不可分割，而电力远动控制系统在保证铁路供电可靠性方面起到了不可或缺的作用。电力远动控制技术的发展将成为高速铁路无人化、自动化的指路明灯。因此，研发人员应当不断探索未知，不断改革创新，使得电力远动控制技术更加趋于完美，更加符合我国高速铁路运行的实际，切实有效的提高铁路电力系统的安全性和可靠性。

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