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一、鐵路電力系統特點分析
鐵路電力系統與一般電力系統在功能及構成上存在著較大差異,其主要特點表現在以下幾個方面:
(一)電力等級較低,變配電設施結構簡單
在鐵路電力系統中,其負荷為終端負荷,直接面對最終用戶,為此,鐵路電力系統中變配電設施多設置為10KV或35KV。因鐵路電力系統其對電力功能要求較低,其適用范圍基本一致。在此基礎上,鐵路電力系統變配電設置多采取統一的結構標準與功能標準。
(二)接線方式簡單
鐵路電力系統其接線方式十分簡單,即按照鐵路敷設結構進行接線,形成單一輻射網。鐵路變配電設施多以均勻分布的方式設置于鐵路沿線,變電所與變電所相互連接,形成簡單的供電網絡。當前,鐵路電力系統連接線方式可以分為自閉線與貫通線兩個方式。
(三)對供電可靠性要求高
雖然鐵路電力系統結構較為簡單,電壓等級偏低,但其對供電的可靠性及連續性要求較高,對供電中斷時間要求不得超過150ms,以保障鐵路運行安全性。
二、鐵路電力遠動系統結構構成介紹
為保障電力貫通線安全可靠供電,降低對鐵路運輸生產的影響,在鐵路電力系統中應用遠動技術。鐵路電力遠動系統結構主要包括遠動終端、遠動控制主站與通信通道三個部分。其中遠動終端是核心,遠動控制主站為控制及操作中心,通信通道是保障遠動信號傳輸可靠性及有效性的重要基礎。鐵路電力遠動系統為綜合鐵路供電及設備運行管理系統,在系統設計中多采取分層分布式系統結構。鐵路電力遠動控制技術的應用,可以對鐵路配電所、電力線路、信號電源等運行狀態進行實時監測控制,及時發現問題并消除事故隱患,提高故障處理效率,保障鐵路列車供電可靠性及穩定性。本文在研究鐵路電力遠動控制技術中,以鐵路電力遠動終端抗干擾設計為中心進行介紹。
三、鐵路電力遠動控制系統遠動終端抗干擾設計
(一)干擾對鐵路電力遠動控制系統的影響
無論在遠動控制系統中應用交流電源供電,還是采取直流電源供電,干擾源與電源之間均存在著較多耦合通道,對遠動終端設備產生干擾及影響。如在輸入模擬量的過程中受到干擾,則可能會引起數據采樣失真,對計量精度與計量準確性造成影響,計量不精準導致微機保護誤動,從而引起遠動終端設備出現一定損壞。如干擾源對開關量輸入及輸出通道造成干擾,則會引起遠動調試終端數據錯誤或微機判斷失誤,無法作出準確判斷;如遠動終端CPU部件受到干擾,則會導致CPU作業異常,嚴重損傷遠動終端程序。遠動終端屬于鐵路電力遠動系統核心,其運行質量直接關系著整個遠動系統作業質量,影響著鐵路電力供電可靠性。然而干擾因素會對遠動終端正常運行產生干擾及影響,為保障遠動系統運行質量,應進行鐵路電力遠動控制系統遠動終端抗干擾設計。
(二)鐵路電力遠動控制系統遠動終端抗干擾設計
1.應用屏蔽措施,提高抗干擾能力
在選擇鐵路電力配變電設施及中繼站等電力設備時,應選擇沒有專門鎧裝的互感器,從而有效防止高頻干擾對遠動終端設備內部所產生的影響;針對高壓設備相連接的遠動終端,其輸入電纜與輸出電纜均設置屏蔽層,對電纜屏蔽層作接地處理,以降低耦合感應電壓;為提高遠動終端設備抗外部高頻干擾能力,可以選擇耐高壓小電容設置于遠動控制終端輸入端子上。
2.做好系統接地工作,提高抗擊干擾能力
對遠動終端設備進行一次系統接地,可以防止雷擊影響。針對中線點作接地處理,能夠提高設備防護力度。在接地處理時應合理選擇接地系統,充分保障設備運行安全性;進行斷路器柜接地處理時,應在接地處理位置增設接地極;應用增加接地互接線方式進行設備接地處理,可以有效降低接地網中瞬變電位差,提高二次設備電磁兼容,降低終端受干擾程度。做好二次系統接地工作,可以提高遠動終端抗干擾能力,二次系統接地主要為安全接地與工作接地兩種形式。安全接地是為保護設備絕緣破損狀態下操作人員的安全所設置的,可以有效避免操作人員觸電事故。安全接地主要是采取多股銅軟線將遠動終端設備外殼作接地處理,完成安全接地后,應將一次設備接地網與安全接地網相連接。通過工作接地,確保遠動終端微機電位基準、保護裝置電位基準、電子設備電位基準及其設備運行安全性及穩定性。
3.應用隔離措施
采取隔離變壓器,可以有效降低遠動終端自身電源所產生的干擾,隔離變壓器采取屏蔽層隔離,其抗共模干擾能力較強;信號電纜設置應避開電力電纜,于遠動終端電路板布線作業時,應避免出現互感問題。
4.濾波器應用
在遠動系統終端設備中采取數字濾波技術,應用低通濾波消除高次諧波;在遠動終端到通信展之間所應用的數字通信電纜加穿鋼管,保持一定的交叉距離;一旦出現數據傳輸錯誤,則自動重發,保障遠動系統信息傳統可靠性;在電路板設計中分開設置模擬電路地與數字電路地;
四、結語
鐵路電力系統運行質量直接關系著鐵路車輛運行安全性及可靠性,為保障電力貫通線安全可靠供電,降低對鐵路運輸生產的影響,在鐵路電力管理中應用遠動控制技術。本文在分析鐵路電力系統運行特點的基礎上,簡單分析了鐵路電力遠動系統結構構成,并以遠動系統終端抗干擾設計為重點,對鐵路電力運動控制技術進行分析。實踐證明,在鐵路電力中應用遠動控制技術,可以有效提高調度效率,實時掌握電力系統運行狀態,在保障鐵路供電可靠性,實現鐵路運行效益等方面發揮著重要現實意義,其應用前景廣闊。
作者:徐國輝 單位:中鐵十七局集團電氣化工程有限公司山西太原