铁路电力论文，铁路电力系统论文
铁路作为我国重要的交通设施,在推动国民经济发展中发挥着重要现实作用。铁路电力系统运行质量是影响铁路运行安全可靠性的关键因素。下面是小编为大家整理的铁路电力论文，供大家参考。
铁路电力论文范文一：浅谈铁路电力线路
[摘 要]随着列车速度的提高，各种车辆安全监控设备的投入使用，对供电可靠性要求越来越高。提高供电质量，缩小故障影响范围，减少故障停电时间，是铁路运输部门对供电部门提出的基本要求。
[关键词]高速铁路 电力 迁改 铁路电力远动系统
中图分类号：U238 文献标识码：A 文章编号：1009-914X(2014)24-0269-01
随着国家的繁荣，各种基础设施建设越来越完善，尤其是电网的输电设施，目前仍旧在新建扩建，山区高速铁路的电力线路迁改因受地形限制通道选择困难以及山区电力短缺线路负荷大停电困难等因素的影响显得更为复杂。因此，建设单位有必要对山区高速铁路电力线路迁改进行系统的分析和研究，为山区高速铁路建设实践提高参考和指导。
一、铁路电力远动的组成
一般铁路电力远动系统由远动控制主站、远动终端和通信通道三部分组成。其中，远动终端又可分为车站监控系统和变、配电所监控系统两部分。系统使用的技术涉及到铁路电力工程设计、各级电力调度管理模式、远动终端的数据采集和处理、各级远动控制主站与远动终端之间数据通信及计算机系统等多个方面及专业，是一项复杂的系统工程。
(1)车站监控系统
该系统包括高压监控系统、低压监控系统。高压监控系统主要是对车站10 kV变压器高压侧输入电压、输入电流的监控。它包括对输入电压值、输入电流值的监测，以及对安装于10 kV电线路上的高压断路器的控制。低压监控系统主要对车站10 kV变压器低压侧输出电压、输出电流的监控。它包括对输出电压值、输出电流值的监测，对低压配电盘中低压断路器的控制。
二、电力线路迁改技术要求
一是根据现行《架空送电线路设计技术规程》(SDJ3-87)、《架空配电线路设计规程》(SDJ206-87)、《110kV～750kV架空输电线路设计规范》(GB50545-2010)、《66kV及以下架空送电线路设计技术规程》(GB50061-97)、《铁路电力设计规范》(TB10008-2006)中有关要求，铁路两侧征地红线及车站征地红线范围内的电力线路及电力设施，不满足电气化铁路安全界限标准及有关规程、规范要求的电力线路需进行迁改。
二是所有迁改后的杆塔须位于铁路征地界外，平行电力线路的杆塔距高速铁路铁路最邻近股道中心的距离大于杆高加3m的要求;交叉跨越时杆塔外缘至轨道中心距离原则上大于杆塔高度，困难时应大于50m，距接触网正馈线带电部分的距离需满足规范要求。
三是原则上按电力线路现状技术条件进行迁改，所有迁改后的电力线路原则上不提高技术标准和线路等级。
四是迁改后电力线路所采用的导线、电缆、电杆等主要材料和电力设备应符合国家现行的有关标准，导线应采用LGJ型钢芯铝绞线，应等于或者大于原导线截面，且不小于35mm2。
五是考虑电气化铁路的因素，10kV及以下电力线路与高速铁路铁路交叉跨越时，应采用电缆穿保护钢管过轨的方案。电力线路迁改采用电缆方式过轨时，应满足下列要求：
第一、电缆应采用交联聚乙烯绝缘钢带铠装铜芯电力电缆，电缆截面应等于或大于原导线截面，且管内不得有接头。
第二、电缆过轨应穿管保护，每处穿管采用两根钢管保护管(一根穿缆，一根备用)，并在保护管两端、征地界外各设电缆井一处。保护管采用热镀锌直缝钢管，内径应不小于管内电缆外径的1.5倍，路基以下不应设置电缆接头。过轨钢管敷设长度超过40m时，钢管应做防涡流处理(顺钢管开槽)。
第三、路基下钢管埋深距路基底面不得小于1.0m(或按路基专业要求)，若需同时穿越排水沟，其埋深不得小于沟底面0.5m;路基外电缆直埋部分其电缆外皮距地面的深度：一般地段不得小于0.7m，耕地不得小于1.0m。城市道路边的电缆径路和敷设方式应符合规划部门要求。电缆从高挡墙上引下及从电杆引下入地(地下0.3m至地上2.0m范围)处应加热镀锌直缝钢管保护。直埋电缆的上、下面应铺垫不少于100mm厚的砂或软土，并加盖混凝土板或砖，覆盖宽度应超出电缆两侧各50mm。
六是平行接近高速铁路的电力线路作外移处理，平移的电力线路选择新的路径方案时，应经济合理，尽可能控制电力线路的长度，原则上按原线路标准根据地形地貌采用架空方式进行迁改，无径路条件时可采用电缆方式进行迁改。
七是35kV及以上架空电力线路与高速铁路交叉跨越不满足跨越高度要求、跨越杆(塔)位于高速铁路征地界内时，原则上采用自立型铁塔升高、外移方式迁改;升高、外移后的电力线路跨越档导线支持方式应采用双挂点、双固定或耐张型方式，跨越档内的导线不允许有接头;迁改后的电力线路导线对轨顶高度采用标高控制方式;导线最大弧垂按导线温度为70℃计算。导线截面不低于原线路供电能力，并满足相关设计要求。如果杆塔形式或绝缘子形式不满足相关规范，原则上要加以改造，以满足规范要求。跨越杆(塔)应接地，其接地电阻不宜大于30欧。
三、电力线路迁改施工中应该注意的事项
一是电力线路在迁改前，应对原线路状况做详细的调查，确定经济、技术合理的迁改方案，并取得产权单位的认可。
二是在实施电力迁改时必须考虑架桥机影响，尽可能一次迁改到位，避免二次迁改。
三是所有迁改后的电力线路均应满足现行国家、铁道部及电力行业颁布的有关规程、规范要求和高速铁路技术要求。
四是高速铁路沟槽管线多，在实施电力迁改时一定要根据站前工程的相关要求，密切和设计单位、施工单位配合，避开正式工程的沟槽管线的位置。
五是对站、段、场、所范围内的电力线路作地埋过轨处理时，一般不在站、段、场、所内作地埋过轨处理，尽可能改为绕行。
六是对路内外重要负荷电源线路的迁改应慎重指定迁改方案，并制定应急预案，尽量保证重要负荷的供电和电网安全。
四、电力远动系统的故障判断
在铁路的电力线路发生永久性短路时，我们都可以在沿线的开关检测到有电流的通过，不管是先自投还是先重合，而仅是单一的通过是否有电流经过不能够对故障区进行定位，这是因为在第一次过流速断和重合闸之后，加速跳开期间有一定的延时，也就是说这期间时间的长短是由备用电池所决定的，所以就要保证沿线的各个RTU存在的时间的误差要小于一个定值的前提下通过上报的过电流的报警时间来进行分析，可以对发生故障的区域来进行定位，因为故障点的地方就在电流第一次通过的远端和最末端的相邻的两个开关之间。整个故障判断的方法步骤如下：
(1)故障判断的启动条件是根据配电所的贯通馈出线重合闸这个动作后，所产生的加速跳闸，或者是对末端的备自投的动作的后加速动作。
(2)监控设备先后会得到跳闸动作的数据分别是：备自投后加速跳闸、过流速断跳闸、重合闸后加速跳闸。
(3)根据备自投和重合闸和线路的情况设定延时。
(4)按照电流的流向读取RTU最后一次所检测到的跳闸时间来为主站的故障定位。
(5)根据以上数据对故障进行分析，得出故障原因和故障地点。
铁路电力论文范文二：铁路电力远动系统的研究与分析
前言
铁路是国家的重要基础设施、国家的大动脉、大众化交通方式之一，它具有运输能力大、成本低、能耗少、速度高、适应性强等众多优点。在综合交通体系中处于骨干地位，如果没有铁路的现代化就难以实现国家的现代化。由于中国幅员辽阔、内陆深广、人口众多，资源分布及工业布局不均衡，铁路运输在各种运输方式中的优势更加突出，在国民经济和社会发展中具有特殊的地位和作用。
铁路技术装备和信息技术的现代化是实现铁路现代化的重点任务之一，铁路技术装备是铁路运输的物质基础，它包括线路、车站、电力、通信信号设备，机车、车辆、装备、给水设备和建筑物以及电气化铁路的供电设施等。
近年来随着运行管理模式的改革和技术进步，提高了电网安全、经济运行水平、改善供电质量，达到了减人增效的目的，提高处理事故的灵活性和电网的稳定性、安全性，提高了铁路供电单位的经济效益和劳动生产率。先进的电力装备、良好的供电质量记忆一流的服务水平，已成为铁路对电力需求的重要组成部分。在电力的管理中，需要有一套完善的用电管理系统，电网运行状态进行实时监测，及时掌握低压配电网运行状况。利用高科技手段提高用电效率，节约成本，给用电管理提供直接、便利的技术支持，为符合预测、电力调度、用电管理、配套服务奠定坚实的基础。
1 典型铁路电力远动系统组成
为了充分发挥铁路电力的贯穿作用，确保铁路用电的安全可靠，减少其对铁路运输生产造成的影响，所以电力远动技术被引入到铁路电力系统中，电力远动系统在我国的广泛应用时间并不长，大致经历了三个阶段，分别是：有触点式阶段、布线逻辑式阶段和软件化阶段等。
铁路10kV电力远动系统是一个综合的铁路供电和设备运行管理系统，由铁路供电的特殊要求决定其需要采集的数据量。铁路电力远动系统一般选用分层分布式系统结构，主要包括远动控制主站、运动终端和通信通道三部分。
铁路电力远动系统对铁路供电所、电力线路及信号电源进行情况等的实时监测控制，消灭了事故隐患、加快事故的处理速度、保证了铁路行车的供电需求。
铁路电力远动系统采用N链式结构，即一台远动控制主站对应着N个被控端，系统一般除了具有遥控、遥信、遥控功能外，还应具有判断和切除线路故障的功能。铁路电力远动系统如图所示：
1.1 远动控制主站
远动控制主站主要是指在电网调度控制中心的计算机控制系统，它是整个电网调度管理控制系统的心脏部分，一般采用计算机局域网结构，分布式控制系统，以计算机设备为核心，以网络节点为单元进行配置。它主要负责相关信息的收集与处理及综合管理等，对沿线配电所及各站信号电源实施遥测、遥信和遥控，对个站贯通线和自闭线上的高压分段开关实现遥控与遥信。
系统的硬件配置主要有前置机、后台处理机、维护工作站、模拟屏、操作员节点机等网络节点设备及相应的人机接口设备，设置了实时数据打印，文档管理报表打印机、实时监视及卫星时钟同步等外围设备。
应用软件是整个系统的灵魂，应用软件协调完成同各个远动终端的数据通讯任务;应用软件把硬件系统采集的各种数据如电压、电流、电量等经过计算后以合理的方式显示出来供操作人员参考;操作人员的操作也要通过应用软件才能执行;应用软件还有很多其它功能。应用软件的好坏将直接影响整个远动系统的应用水平。
1.2 运动终端
运动终端设备分为配电所监控终端(RTU)、杆上开关监控终端(FTU)及信号电源监控终端(STU)。
运动终端采集的数据有利于分析正常时的负荷变化和故障时的变化情况，为科学分析判断故障和合理调配资源提供了依据。
配电所综合自动化安装集中式RTU，根据整个系统的配电功能要求，RTU实现对配电所的遥测、遥信和遥控，将配电所基础单元的所有保护信息通过远动系统上送主站，以满足远方遥测、遥信、遥控、遥视等在线监测和远方诊断及维护的要求。
杆上开关控制终端FTU以配电远动控制终端为核心单元，配以不锈钢控制箱体、操作机构、智能充电装置、免维护蓄电池以及其它外围设备。它主要安装在电力贯通线、自闭线的分段开关上，用来检测和控制开关的运行状态，测量电路的电流、电压和有功功率及无功功率等电气量，采集高压远动负荷开关、高压线路过流、短路遥信、高压线路接地遥信等遥信量，保存十个故障录波数据供系统事故分析。
信号电源监控终端STU设在沿线车站信号机械室内，实现对信号楼电源遥测、遥信、遥控功能。STU以配电远动控制平台为核心单元，与杆上开关监控终端FTU等远动控制终端共同组成车站的监控节点，并转发它们的数据至远动控制主站，完成远动控制功能。它主要检测电力贯通线经变压器输出的信号电源的电器参量，采集信号电源相电压、相电流及有功功率、功率因数、正序、负序等模拟量及低压远动断流器过流、短路遥信等遥信量。记录两路信号电源的低压远动断路器在发生过流、速跳闸时故障点前后各5个周期的电压、电流波形曲线，保存十个故障录波数据供系统故障分析。另外还记录发生越限时，越限点前后各5s的电压、电流有效值的故障曲线。
远动终端主要包括数据输入输出模块、数据通讯部分、电源部分等三个部分组成。
1.3 通信信道
通信信道是远动系统中的最重要的组成部分。借助于通信信道，各远动终端盒远动控制主站得以相互交换信息和信息共享，提高了电力系统运行的可靠性，减少了连接电缆和设备数量，实现终端远方监控。
远动通道物理结构一般采用由光缆构成的环形结构，动态备用运行方式;远动控制主站通过远动通道查询报文查询远动终端的数据，远动终端如有数据则上送远动控制主站，如无数据则回答正常应答报文。
由于铁路电力远动系统本身没有通信线路，远动控制主站通过铁路通信系统提供的专用主/备光纤数字通道与被控终端进行通信，实现远程监控，光纤数字通道采用环形结构。主控站采用双以太网配置，在逻辑上与被控站通信构成点对点通信方式。
2 电力远动系统的主要功能
铁路电力远动系统的主要任务就是将表征电力系统运行状态和各发电厂和变电所的有关实时信息采集到远动控制主站;把远动控制主站的命令发往远动终端，对设备进行调节和控制。
从远动终端发往控制主站的信息有测量量和状态量，测量量有有功功率、无功功率、电压、电流、频率和水库的水位等。状态量有断路器、隔离开关的位置状态、自动装置、继电保护的动作状态，发电机组、远动设备的运行状态等。
主要功能包括遥测、遥信、遥控、打印;具有对线路故障进行检测的能力;有对实时数据采集、传输、分析和处理的能力;具有对远动终端在线自检和显示的功能;对用户画面和用户数据库实现在线修改、编辑和定义的功能; 所有 计算机有自启动、自恢复功能;冗余配置的双主机系统，有可自动切换和手动切换的功能;对操作人员可进行模拟培训和演示功能等。
2.1 遥测、遥信及遥控功能
遥测、遥信和遥控功能是铁路电力远动系统的最基本的功能。 应用通信技术传送被测变量的测量值称之为远程测量，简称遥测;应用通信技术完成对设备状态信息的监视称之为远程信号，简称遥信;调度控制中心发送给发电厂或变电所的远程命令有控制命令及调节命令，应用通信技术完成改变运行设备状态的命令称之为远程命令，又称之为遥控。
当调度中心需要直接抑制发电厂、变电所中的某些设备，就会发出相应的控制命令，这种应用通信技术完成对有两个确定状态的运行设备的控制成为远程切换。在中国，通常把远程切换称为遥控。
随着科技的进步，铁路远动系统的功能根据电力系统的实际需要还在不断地扩展，为了有助于分析电力系统的事故、保证远动装置的正常运行和便于维护，还具有自检查、自诊断等功能等。
2.2 线路故障检测
远动系统在线路故障检测也发挥了重要的作用，当故障发生时采用过电流检测原理，即可判断线路电流是否超过整定值来检测故障。由FTU检测到故障并上报主站，主站系统首先要完成故障的自动定位，在确认线路失电的情况下自动遥控断开故障线段两侧的负荷开关，隔离故障点，然后，自动下发遥控命令闭合两侧配电所出现开关，恢复非故障线段的供电，并给出提示信息和故障的处理 报告，供调度员进一步分析。故障发生时，主站自动查找故障区间内所有的FTU暂态3I 0值，找到最大值所在的FTU，则故障点位于该FTU相邻的一侧。然后比较该FTU两侧的暂态3I 0值，找到较大者，并比较最大值与较大值暂态零序电流的方向，如果相同，则故障点位于最大值FTU的另一侧;如果相反，则故障点位于两者之间。同时利用零序电压3I 0值作为故障处理的启动条件和闭锁条件，提高故障检测和定位的准确性。主站系统根据FTU上报的线路电压数据，高压断相故障的位置应该在第一个出现任意线电压或相电压低于断相故障电压上限门槛值(如小于180V)，而且大于断相电压下限门槛值(不为0)的开关和与其相邻的上游开关之间。
3 电力远动系统存在的问题
就目前而言，我国的电力远动系统尚在建设之中，还没有形成规模，在铁路的供电 网络、路网供电方供电设备等与国外的差距还是很大 [2-3]，从而导致供电网络运行水平偏低，线路操作、倒闸作业、故障抢修、恢复供电等效率偏低，频繁的导致了许多重特大安全事故的发生，造成了重大的人员和财产损失，故应加快铁路电力远动系统建设提高供电网络整体运行水平，减少人员使用量，减少事故发生概率。
3.1 运动系统设备的干扰
远动系统设备属高度集成化的弱电设备，其绝缘水平较低，对外界的干扰较为敏感，对于雷电等强电磁脉冲和过电压的耐受能力很低。而远动设备 工作 环境却是极易受到电磁干扰的强电场所，这些干扰对数据的采集、传输、处理产生影响，进而影响系统的准确性与稳定性。这些干扰主要包括来自自然环境的干扰，放电过程产生的干扰和来自电网的干扰等。
为了防止此类干扰对远动系统的影响，可采取一些措施，如屏蔽措施、系统接地设计、滤波器的设计以及印刷电路板的设计等[3]，采用合理的抗干扰措施能够明显的电力远动监控系统的安全性及可靠性。
3.2 运动系统的通讯通道
路电力远动系统中通讯通道的设置方式主要以利用公网远程拨号方式为主。这种方式产生的原因主要由铁路电力远动系统技术 发展的历史原因所造成。电力远动技术进人铁路电力系统时，全路还未组建DMIS、TMIS等系统。为了解决电力远动的通讯通道问题，可以采取以下解决方案，如：电力线载波、利用公网各站端远程拨号上网、用户单位自行敷设通讯线等。随着时间的推移，利用公网各站端远程拨号上网方式逐渐在路内电力远动系统中占据主导地位。随着铁路内部DMIS、TMIS等系统的组建，铁路电力远动系统完全可以借用它们的通讯通道，与这些系统组成综合 管理或综合调度中心。铁路电力系统是为铁路通信信号设备供电的系统，该系统的正常工作是铁路通信信号设备正常工作的基本条件，因此，该系统的信息也应该属于行车安全信息。由此可见，铁路电力远动系统应该可以与DMIS、TMIS等系统合并，形成综合管理或综合调度系统。
3.3 远动系统的软硬件设计
由于现代铁路运输和指挥控制系统都是电气化系统，以及一些跟列车行驶有关的新设备都更多的引入了自动化，铁路用户对铁路电力远动系统的稳定性、可靠性提出了更高的要求，所以需要建立可靠、完善的铁路电力远动系统，这里主要的是远动系统的软硬件设计 [4]。
在软件设计上尽量使该软件的稳定性达到最好，功能齐全，并且有着严密的逻辑，减少外界干扰对系统的干扰，引起由于软件故障导致的事故发生。在硬件上有优秀的电路设计方案，并与该系统的软件设计相互配合，完成信号的处理与短信息收发等。一旦出现故障能及时发现并使主机或维修人员第一时间获得信息，及时处理。
4 总结
总之随着铁路事业的快速发展，对铁路电力远动系统的要求也在不断的提高，进一步的完善远动系统提高了故障分析的全面性，使主管部门及领导能及时了解系统运行状态，并且远程操作提高故障处理的速度，较少了事故发生的概率，适应 经济发展的要求。
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