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鐵路電力線路自動(dòng)化技術(shù)探析論文
摘要:隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們的交通方式選擇越來(lái)越多，現(xiàn)如今，隨著鐵路這一交通方式的出現(xiàn)，人們的出行也變得越來(lái)越便利，人與人之間的空間距離隨著交通方式的改變變得越來(lái)越近。隨著自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用到鐵路中，鐵路運(yùn)輸能力變得越來(lái)越強(qiáng)。文章首先簡(jiǎn)要闡述了鐵路電力線路自動(dòng)化技術(shù)，然后分析了鐵路電力線路自動(dòng)化的組成，并結(jié)合實(shí)際工程案例，對(duì)高速鐵路電力系統(tǒng)供電特點(diǎn)與電力線路自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行了討論，提出了線路故障分析與判斷的解決措施，提高了鐵路運(yùn)輸?shù)男省?/p>
關(guān)鍵詞:視頻監(jiān)控自動(dòng)化;調(diào)度自動(dòng)化技術(shù);故障數(shù)據(jù)分析
最近幾年，隨著改革開(kāi)放春風(fēng)吹來(lái)，科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，我國(guó)的鐵路運(yùn)輸行業(yè)在國(guó)家的帶領(lǐng)和發(fā)展下得到了蓬勃發(fā)展，鐵路事業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的騰飛，帶動(dòng)了人民走向小康之路。如今自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展使鐵路電力線路更加具有保障，使鐵路運(yùn)輸走向迅速發(fā)展的道路。
1鐵路電力線路自動(dòng)化的簡(jiǎn)介
鐵路線路自動(dòng)化是電力自動(dòng)化的一門(mén)分支，其是有計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、微電子學(xué)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)、通訊技術(shù)等多門(mén)學(xué)科相互融合的一門(mén)學(xué)問(wèn)，具有專(zhuān)業(yè)多樣化的特點(diǎn)。鐵路電力線路通過(guò)多門(mén)學(xué)科的相互融合達(dá)到對(duì)鐵路線路的一系列管理、控制以及檢查，通過(guò)這樣的途徑對(duì)鐵路線路進(jìn)行管理，使鐵路運(yùn)輸在繁忙的運(yùn)輸中變得有條不紊，井然有序，使鐵路運(yùn)輸在穩(wěn)定中發(fā)展。同時(shí)，當(dāng)鐵路運(yùn)輸中某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，自動(dòng)化鐵路電力線路系統(tǒng)能夠迅速檢測(cè)出問(wèn)題的所在，并通過(guò)相關(guān)的系統(tǒng)分析檢測(cè)，得出處理方案，相關(guān)工作人員能夠根據(jù)系統(tǒng)顯示的問(wèn)題迅速做出響應(yīng)，盡快修復(fù)鐵路電力線路中存在的故障，提高鐵路的運(yùn)行穩(wěn)定性，能夠大幅度地降低鐵路電力線路故障帶來(lái)的損失。
2鐵路電力線路自動(dòng)化的組成
2．1視頻監(jiān)控自動(dòng)化技術(shù)。鐵路電力線路組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，其中鐵路電力視頻監(jiān)控系統(tǒng)在鐵路電力系統(tǒng)中舉足輕重，因?yàn)槠浼缲?fù)著整個(gè)鐵路電力系統(tǒng)的監(jiān)控作用。鐵路電力自動(dòng)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是由鐵路通信、鐵路前端供電設(shè)施以及調(diào)度設(shè)備3大部分組成。其中鐵路通信主要是對(duì)鐵路相關(guān)視頻信息的收集和整理，鐵路前端供電設(shè)施對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行供電，使鐵路通信系統(tǒng)手機(jī)的相關(guān)信息能夠迅速傳輸?shù)借F路調(diào)度設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析整理。2．2配電所微機(jī)保護(hù)和綜合自動(dòng)化技術(shù)。在現(xiàn)代化的鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中必不可少的是完備的通信和相關(guān)保護(hù)技術(shù)，主要是由通信設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備以及完善的應(yīng)急保護(hù)設(shè)備共同組成。其中，通信設(shè)備負(fù)責(zé)鐵路電力線路的相關(guān)通訊需求，使分散的鐵路系統(tǒng)能夠得到統(tǒng)一的通訊指令，以防止某些意外情況的發(fā)生導(dǎo)致相互之間通訊的阻斷。監(jiān)控設(shè)備起到對(duì)正鐵路電力系統(tǒng)的監(jiān)控功能，其主要組成部分有監(jiān)控單原子、直流電源供電系統(tǒng)、脈沖電度表顯示器、自動(dòng)啟動(dòng)關(guān)閉裝置以及必要的系統(tǒng)保護(hù)機(jī)制，其中所有的組成部分都由以太網(wǎng)相互連接形成一個(gè)有機(jī)的整體，共同工作，當(dāng)鐵路電力系統(tǒng)某個(gè)部分出現(xiàn)故障，相應(yīng)的部件就能夠迅速檢測(cè)出故障部位以及檢測(cè)出問(wèn)題的所在，同時(shí)啟動(dòng)迅速斷電裝置，當(dāng)相應(yīng)的故障被排除解決之后，迅速啟動(dòng)系統(tǒng)，回復(fù)供電需要。2．3調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)。鐵路運(yùn)輸四通八達(dá)，要是沒(méi)有相應(yīng)的、合理的鐵路調(diào)度和運(yùn)營(yíng)，則很難使鐵路運(yùn)輸在繁忙的運(yùn)輸中做到井然有序，所以合理規(guī)范的鐵路電路自動(dòng)化調(diào)度技術(shù)是完成鐵路龐大的交通運(yùn)輸?shù)囊淮笾匾ＷC。一般來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在最為先進(jìn)的鐵路電力線路自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)是由鐵路站終端裝置、相關(guān)的通信通道以及鐵路站調(diào)度信息系統(tǒng)3大部分組成，其相互之間的協(xié)調(diào)合作使鐵路調(diào)度更加有效率［1］。
3工程案例
3．1某高速鐵路電力系統(tǒng)供電特點(diǎn)分析。某高鐵線路是以客運(yùn)為主的運(yùn)輸線路，這條以客運(yùn)為主的高鐵運(yùn)輸線路沿途設(shè)有15個(gè)車(chē)站，線路全長(zhǎng)為600km左右，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得知，該鐵路線路全年最高運(yùn)輸能力可達(dá)到近100萬(wàn)人次，運(yùn)輸能力之高是因?yàn)閼?yīng)用了自動(dòng)化鐵路電力線路。據(jù)相關(guān)官方數(shù)據(jù)說(shuō)明，該高鐵電力線路系統(tǒng)是由低壓配電裝置形成的網(wǎng)絡(luò)回路以及鐵路沿線合理設(shè)置的變電所和高壓電力裝置3大主要部分組成的。該電力系統(tǒng)主要供應(yīng)了鐵路沿線相關(guān)的供電需要，使鐵路運(yùn)輸在長(zhǎng)途的運(yùn)輸中能夠得到相關(guān)電力保障和水的供應(yīng)，這樣更便于鐵路運(yùn)輸能夠達(dá)到更加長(zhǎng)遠(yuǎn)的距離，不會(huì)因電力系統(tǒng)的不足而被限制。由上文可知，在整個(gè)鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中，先進(jìn)的鐵路電力系統(tǒng)是鐵路運(yùn)輸?shù)闹匾Ｕ�，其中自�?dòng)化的鐵路電力系統(tǒng)更是成為當(dāng)下鐵路運(yùn)輸?shù)闹髁�。自�?dòng)化技術(shù)在鐵路電力系統(tǒng)中有著不可小覷的優(yōu)勢(shì)，那便是自動(dòng)化的鐵路電力系統(tǒng)更有利于相應(yīng)的電力管理，減少電力系統(tǒng)的故障，確保鐵路運(yùn)輸過(guò)程中穩(wěn)定的電力供應(yīng)，促進(jìn)了鐵路事業(yè)的穩(wěn)定的發(fā)展，為鐵路運(yùn)輸安全運(yùn)行提供了有力保障［2］。3．2電力線路自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用。3．2．1電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)概述。該高鐵的自動(dòng)化電力線路系統(tǒng)主要是運(yùn)用了多種高科技技術(shù)，主要融合了現(xiàn)階段高端的監(jiān)控技術(shù)，自動(dòng)化的檢測(cè)技術(shù)，多種計(jì)算機(jī)硬件和軟件配套設(shè)施，將這些先進(jìn)的技術(shù)護(hù)通過(guò)整合應(yīng)用到現(xiàn)今的鐵路電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了鐵路的整體化和管理一體化。該系統(tǒng)主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，將鐵路中復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)范化處理分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路電力系統(tǒng)各種參數(shù)的實(shí)時(shí)性檢測(cè)和分析，這樣位于遠(yuǎn)端的額終端處理系統(tǒng)便能夠統(tǒng)一地對(duì)鐵路電力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，避免某些特殊因素導(dǎo)致供電不穩(wěn)定，這樣就能夠更好地保證鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)穩(wěn)定地運(yùn)行，減少某些故障帶來(lái)的損失。3．2．2系統(tǒng)應(yīng)用情況�，F(xiàn)階段的鐵路電力系統(tǒng)均配備有相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)，以防止出現(xiàn)某些預(yù)料之外的故障，系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)出故障的位置，所以，在鐵路相關(guān)線路均布置有遠(yuǎn)端監(jiān)控設(shè)備，監(jiān)控設(shè)備主要的功能是監(jiān)控電力線路的運(yùn)行狀況，其監(jiān)控的主要的內(nèi)容有:(1)相應(yīng)開(kāi)關(guān)的使用狀態(tài)，避免一些開(kāi)關(guān)處于某些不正常的狀態(tài)。(2)開(kāi)關(guān)故障遙感裝置，主要是感應(yīng)開(kāi)關(guān)故障的位置，一遍能夠迅速判斷相應(yīng)的故障并且進(jìn)行排除解決。(3)電源的遠(yuǎn)程監(jiān)控控制，這個(gè)主要是控制電力線路的電壓，避免某些不正常的電壓狀況。與之相似的還有電流的遠(yuǎn)程遙感監(jiān)控控制。
4線路故障的分析發(fā)生時(shí)的數(shù)據(jù)分析及故障判斷
4．1快捷的故障數(shù)據(jù)分析。當(dāng)前最為常見(jiàn)的供電方式就是連續(xù)型供電方式，就是在鐵路沿線設(shè)置多個(gè)鐵路電力供電所，采取多個(gè)供電所連續(xù)供電的方式使供電系統(tǒng)能夠穩(wěn)定供電�，F(xiàn)階段使用的電力線路保護(hù)措施通常是熔斷保護(hù)，即在短路工作或不穩(wěn)定的情況下，電力系統(tǒng)便會(huì)啟動(dòng)該系統(tǒng)，以防止造成更大的損失;失壓保護(hù)即在某些狀況下，電壓可能存在不穩(wěn)定的情況，長(zhǎng)時(shí)間的電壓不穩(wěn)定導(dǎo)致電力線路會(huì)受到損傷，為了使電力線路能夠使用長(zhǎng)久，電力系統(tǒng)便能夠?qū)�路進(jìn)行失壓保護(hù);過(guò)流保護(hù)，與家庭常見(jiàn)的過(guò)載保護(hù)也是一樣的，在某些突發(fā)情況下可能會(huì)出現(xiàn)電流過(guò)大，長(zhǎng)時(shí)間的電流過(guò)大使線路處于高溫的狀態(tài)，高溫對(duì)于材料來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一種致命的傷害，為了避免電力線路的過(guò)流現(xiàn)象導(dǎo)致不可挽回的后果，電力系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)設(shè)置了過(guò)流保護(hù)裝置，很多情況下能夠減少過(guò)流下帶來(lái)的不必要的損失;當(dāng)然還有一種是自動(dòng)重合裝置，當(dāng)電力線路重新處于穩(wěn)定的狀態(tài)時(shí)，電力系統(tǒng)的自動(dòng)重合裝置便會(huì)啟動(dòng)使電力線路重新處于工作狀態(tài)。當(dāng)高壓線路處于故障的狀態(tài)時(shí)，各個(gè)配電所便會(huì)分析各配電段的線路狀況，根據(jù)各個(gè)線路相對(duì)應(yīng)裝置的反應(yīng)情況作為數(shù)據(jù)參考，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的自動(dòng)分析處理得到相對(duì)應(yīng)的故障檢查結(jié)論，相關(guān)人員根據(jù)故障的結(jié)論對(duì)相對(duì)應(yīng)電力線路進(jìn)行故障的排除，維修故障線路。一般來(lái)說(shuō)，相應(yīng)的故障有以下不同的情況:(1)某些線路發(fā)生瞬間性的故障時(shí)，在這種情況下，電力線路在判斷到故障的出現(xiàn)時(shí)，相應(yīng)的應(yīng)急保護(hù)措施便會(huì)自動(dòng)采取，所以，在發(fā)生瞬間性故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)故障部位做出過(guò)流或熔斷保護(hù)措施，所以在這種情況下故障點(diǎn)以及其他的正常部位都能夠感受到過(guò)流電的存在。(2)當(dāng)線路發(fā)生永久性的故障時(shí)，主動(dòng)供電系統(tǒng)會(huì)迅速做出相應(yīng)的故障響應(yīng)，即可進(jìn)行熔斷保護(hù)，此時(shí)線路上便會(huì)出現(xiàn)斷路的狀況，各個(gè)故障部位便會(huì)出現(xiàn)故障時(shí)刻指標(biāo)，系統(tǒng)根據(jù)相應(yīng)的故障數(shù)據(jù)判斷，自動(dòng)鎖定永久性故障點(diǎn)位。4．2關(guān)于故障判斷。當(dāng)電路出現(xiàn)故障時(shí)，電路會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)相應(yīng)的保護(hù)措施，但是系統(tǒng)更為主要的是在做出保護(hù)后能夠進(jìn)行相應(yīng)的故障排查和鎖定，為后續(xù)故障解決作出依據(jù)。一般來(lái)說(shuō)，線路上的各個(gè)開(kāi)關(guān)都會(huì)有相應(yīng)的電流感應(yīng)，系統(tǒng)可以根據(jù)各個(gè)開(kāi)關(guān)位置的電流感應(yīng)對(duì)電力線路進(jìn)行故障判斷，另外系統(tǒng)可以根據(jù)線路傳輸?shù)较到y(tǒng)接收位置的電流時(shí)間差，計(jì)算相應(yīng)故障位置于系統(tǒng)電流接收處的位置，從而判斷出故障點(diǎn)位。
5結(jié)語(yǔ)
綜上所述，隨著自動(dòng)化技術(shù)在鐵路電力線路的應(yīng)用，我國(guó)鐵路事業(yè)已經(jīng)取得了很大的成就。鐵路電力線路系統(tǒng)借助自動(dòng)化信息技術(shù)有效地保障了鐵路沿線的電力供應(yīng)，有效地保障了鐵路供電的穩(wěn)定性和安全性，很大意義上提高了鐵路運(yùn)輸?shù)男�，提高了生產(chǎn)效率，為社會(huì)主義建設(shè)提供了強(qiáng)有力的支持，使我國(guó)的鐵路運(yùn)輸事業(yè)在世界遙遙領(lǐng)先。
參考文獻(xiàn):
�。�1］趙永林．鐵路電力線路自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究［D］．濟(jì)南:山東大學(xué)，2006．
�。�2］阿勇．鐵路電力線路自動(dòng)化解決方案的研究［J］．內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2010(02):51～53，43．
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