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【摘 要】 本文主要从铁路供电系统配电自动化介绍、铁路供电系统中应用配电自动化的必要性、建立综合电力供电自动化系统平台、供电自动化核心技术等方面做出了详细的阐述。
【关键词】 铁路；供电系统配电；自动化
一、前言
随着铁路运输事业的不断发展，列车运行速度大幅度提高，尤其是对客车的运行安全和运行正点率的要求越来越高，同样，对铁路供电的可靠性和供电质量的要求也越来越高，铁路供电配电自动化越来越受到供电段和施工单位的重视，本文就该部分内容进行了探讨。
二、铁路供电系统配电自动化模式
1.分布控制模式。分布控制模式指的是配电自动化终端具有的自主判断故障和隔离能力，并通过各分站直接的配合，能够进行网络重构，其全部过程均通过系统自动完成，不需主站参与。配电自动化终端具有两种分段器，分别为电压时间型与电流计数型，且这两种结合开关都具有重合功能。
2.集中控制模式。集中控制模式，實行分级管理，实现方式是通过配电自动化终端来将所有收集到的故障信息上传到主站，并通过主站分析计算后所得出的隔离与恢复方案下达到配电自动化终端，并由配电自动化终端进行执行。集中控制模式可以分成三个步骤：第一，配电自动化终端检测到现场供电故障后，将出现的所有故障信息进行上传至配电子站。第二，配电子站接受其上传本地区的故障数据后，进行故障数据分析、故障处理和操作控制。第三，主站对联网的配电子站进行管理与优化。
集中控制方式的实现是需要一个前提条件的，这个条件就是必须要有一个功能非常强大的主站系统。集中控制方式也是围绕着主站系统进行设置和实施的，主站系统有着与其相配套的高级应用模块，它可以处理各种复杂的网络结构故障。
3.集中控制模式配电自动化系统设计
集中控制模式的配电主站主要由服务器、调度员操作终端、通讯系统和监控设备构成，配电主站系统主要实现都是传统“三遥”、故障信息采集处理分析以及实时监测等功能。配电主站还配置了智能化一体开关，它作为配电自动化系统的基础设备，能够准确地检测实时发生的故障信息，并及时上报，从而让配电主站的故障处理效率大大增加。
供电段并没有供电系统的专用通讯通道，因而需要利用现有的铁路信息系统的通信通道来进行数据传输，也正是这一点使得其通信受到铁路环境的影响比较大，有时可能出现通信不清晰或者中断的情况出现。在这种情况下通信系统便无能为力，因而在通信系统的设计与灵活配置方面还需要进行深入的研究才能够满足铁路供电系统的通信需求。
三、铁路供电系统中应用配电自动化的必要性
1.我国的铁路供电系统主要分为两个方面，一是牵引供电系统，其的主要工作目标是为铁路行车动力提供牵引电源；二是配电供电系统，其的工作目标是保证铁路运输过程中的信号电源、生产供电、用户照明、供水等配套电源电力设施的正常运行。供电系统的相关设施包括变电配电设施、接触网供电设备以及其他供电服务设施，在列车运行过程中，如果供电设备出现异常，没有及时有效的抢险抢修，会直接影响到铁路运行的质量，作为铁路运行中的一级负荷，如何保证其供电系统的安全性和稳定性是现阶段各供电段需要考虑的问题。
2.在传统的铁路配电中，为保证铁路供电系统的正常运行，需要人工处理各类与供电相关的数据，并进行图表整理等。除此之外，还要求配电室值班员及时掌握现场供电系统的运行情况，在系统出现故障时，要及时对其故障原因进行分析，要快速准确判断故障类型，及时的处理故障，保证在最短时间内恢复供电。我国当前的铁路运行环境下，但在现行的供电运行环境下，靠人工管理，由于供电的高稳定性对供电调度、配电值班员的工作强度、工作准确度具有较高的要求，这就导致工作效率较低，质量较差，所以，在供电系统中实现配电自动化对提高我国铁路的运行安全性与运行质量具有十分重要的意义。
3.由于铁路运输的特殊性和重要性，现有的电力供电系统以双电源供电以及自备电源装置来保证铁路信号电源设备供电的连续性。尽量保证相邻配电室之间的连接方式实现自闭式和贯通式的结合，增加供电方式的稳定性。虽然供电系统设置了自动投入供电功能，但是由于传统的供电配置具有不可避免的局限性，只适用于配电室内，当电力线路出现永久故障后，如果人工不能作出及时调整和恢复供电，将会导致供电中断。
四、综合电力供电系统自动化平台
建立完备的供电系统自动化模式，应避免多个“孤岛自动化”系统，完备的电力供电自动化系统，包括电力调度自动化（SCADA），配电室综合自动化系统，数字信号电源监控和生产线自动化系统的综合的、强大的电力供电自动化系统。设计时应逐个满足各个子系统的自动化要求，避免隔离设计或执行单方面的某些功能的内容，而忽略了整体综合考虑的其他自动化系统，如独立的电力调度自动化系统，独立的信号电源监控系统和配电室单独的自动化系统等多个“自动化孤岛”，每个子系统都能够实现某些特定的功能，但对于系统的扩展、升级和管理，带来了困难和不便，因此，在电力自动化系统方案的设计，应该做的总体规划，综合考虑，循序渐进，一步一步的实现。
五、电力供电自动化系统的核心技术
1.实时监控技术。实时监控技术主要采用先进的控制技术、通信技术以及计算机技术等。监控系统是由前端的设备、调度主站以及通信网络等部分系统组成。监控系统的功能主要有视频录像功能、实时监控功能、环境监控功能、视频调度等其他的一些功能，其中前端的设备主要采用数字硬盘、摄像机录像机以及环境监控等一些设备组成，通信网络主要是运用点对点的专盘专线的方式实现通信以及监控功能。
2.线路故障检测技术和定位技术，线路故障检测技术包括相间短路故障、小电流接地系统单相接地故障和断相故障的检测，这是实现线路自动化功能的基础。
2.1相间短路故障检测技术。相间短路故障发生时，短路电流非常大，特征明显，容易检测。相间短路故障一般判断线路电流是否超过整定值来检测故障。定位原理：在同一次故障中，相间短路故障点位于FTU感受到的故障次数不同的两个相邻车站之间。
2.2单相接地故障监测技术。铁路电力线路一般采用中性点不接地方式。当发生单相接地故障时，由于接地电流等原因，单相接地故障检测一直是一个难点。利用不接地电网中故障线路零序电流比非故障线路零序电流大的特点。缺点是当某一线路远远长于其他线路，即其分布电容与系统总的分布电容相差不大时，或接地点过渡电阻较大时，装置可能拒动；不适用于谐振接地电网。
2.3断线故障监测技术，在同一个供电臂内，主站系统根据FTU上报的线路电压数据，检测到线路上某相电压低于整定上限值（如：小于180V），而且大于整定的下限值（如：大于30V）时，就认为发生了断线故障，基本原理是当故障发生时三相电压会发生严重不平衡现象。在已知供电方向的情况下，高压断相故障的位置应该在第一个出现任意线电压或电压低于断相故障电压上限门槛值，而且大于断相电压下限门槛值的开关和与其相邻的上游开关之间。
六、结束语
随着列车运行速度的提高，各种铁路电源设备的大量投入使用，对电力供电的可靠性要求越来越高，在建设铁路电力供电系统自动化时，要充分考虑整个综合自动化系统是否具有开放性、整体性和扩展性，使得在今后设备更新改造、应用软件更新升级时，设备状态更加稳定，能够提供高质量铁路电力供电，缩小故障影响范围，缩短停电时间。只有加强对铁路供电配电自动化的研究，才能使该部分技术更加完善，也适合对供电现状的自动化管理，是非常有现实意义的研究。
参考文献：
[1]彭海辉.浅析铁路供电系统中的配电自动化[J].中华民居.2013（3）：166-168.
[2]王朝.浅析铁路供电系统中的配电自动化[J].新西部下半.2012（3）：16-18.
[3]高洁.浅析铁路供电系统中的配电自动化[J].价值工程.2013（6）：66-69.
【关键词】 铁路；供电系统配电；自动化
一、前言
随着铁路运输事业的不断发展，列车运行速度大幅度提高，尤其是对客车的运行安全和运行正点率的要求越来越高，同样，对铁路供电的可靠性和供电质量的要求也越来越高，铁路供电配电自动化越来越受到供电段和施工单位的重视，本文就该部分内容进行了探讨。
二、铁路供电系统配电自动化模式
1.分布控制模式。分布控制模式指的是配电自动化终端具有的自主判断故障和隔离能力，并通过各分站直接的配合，能够进行网络重构，其全部过程均通过系统自动完成，不需主站参与。配电自动化终端具有两种分段器，分别为电压时间型与电流计数型，且这两种结合开关都具有重合功能。
2.集中控制模式。集中控制模式，實行分级管理，实现方式是通过配电自动化终端来将所有收集到的故障信息上传到主站，并通过主站分析计算后所得出的隔离与恢复方案下达到配电自动化终端，并由配电自动化终端进行执行。集中控制模式可以分成三个步骤：第一，配电自动化终端检测到现场供电故障后，将出现的所有故障信息进行上传至配电子站。第二，配电子站接受其上传本地区的故障数据后，进行故障数据分析、故障处理和操作控制。第三，主站对联网的配电子站进行管理与优化。
集中控制方式的实现是需要一个前提条件的，这个条件就是必须要有一个功能非常强大的主站系统。集中控制方式也是围绕着主站系统进行设置和实施的，主站系统有着与其相配套的高级应用模块，它可以处理各种复杂的网络结构故障。
3.集中控制模式配电自动化系统设计
集中控制模式的配电主站主要由服务器、调度员操作终端、通讯系统和监控设备构成，配电主站系统主要实现都是传统“三遥”、故障信息采集处理分析以及实时监测等功能。配电主站还配置了智能化一体开关，它作为配电自动化系统的基础设备，能够准确地检测实时发生的故障信息，并及时上报，从而让配电主站的故障处理效率大大增加。
供电段并没有供电系统的专用通讯通道，因而需要利用现有的铁路信息系统的通信通道来进行数据传输，也正是这一点使得其通信受到铁路环境的影响比较大，有时可能出现通信不清晰或者中断的情况出现。在这种情况下通信系统便无能为力，因而在通信系统的设计与灵活配置方面还需要进行深入的研究才能够满足铁路供电系统的通信需求。
三、铁路供电系统中应用配电自动化的必要性
1.我国的铁路供电系统主要分为两个方面，一是牵引供电系统，其的主要工作目标是为铁路行车动力提供牵引电源；二是配电供电系统，其的工作目标是保证铁路运输过程中的信号电源、生产供电、用户照明、供水等配套电源电力设施的正常运行。供电系统的相关设施包括变电配电设施、接触网供电设备以及其他供电服务设施，在列车运行过程中，如果供电设备出现异常，没有及时有效的抢险抢修，会直接影响到铁路运行的质量，作为铁路运行中的一级负荷，如何保证其供电系统的安全性和稳定性是现阶段各供电段需要考虑的问题。
2.在传统的铁路配电中，为保证铁路供电系统的正常运行，需要人工处理各类与供电相关的数据，并进行图表整理等。除此之外，还要求配电室值班员及时掌握现场供电系统的运行情况，在系统出现故障时，要及时对其故障原因进行分析，要快速准确判断故障类型，及时的处理故障，保证在最短时间内恢复供电。我国当前的铁路运行环境下，但在现行的供电运行环境下，靠人工管理，由于供电的高稳定性对供电调度、配电值班员的工作强度、工作准确度具有较高的要求，这就导致工作效率较低，质量较差，所以，在供电系统中实现配电自动化对提高我国铁路的运行安全性与运行质量具有十分重要的意义。
3.由于铁路运输的特殊性和重要性，现有的电力供电系统以双电源供电以及自备电源装置来保证铁路信号电源设备供电的连续性。尽量保证相邻配电室之间的连接方式实现自闭式和贯通式的结合，增加供电方式的稳定性。虽然供电系统设置了自动投入供电功能，但是由于传统的供电配置具有不可避免的局限性，只适用于配电室内，当电力线路出现永久故障后，如果人工不能作出及时调整和恢复供电，将会导致供电中断。
四、综合电力供电系统自动化平台
建立完备的供电系统自动化模式，应避免多个“孤岛自动化”系统，完备的电力供电自动化系统，包括电力调度自动化（SCADA），配电室综合自动化系统，数字信号电源监控和生产线自动化系统的综合的、强大的电力供电自动化系统。设计时应逐个满足各个子系统的自动化要求，避免隔离设计或执行单方面的某些功能的内容，而忽略了整体综合考虑的其他自动化系统，如独立的电力调度自动化系统，独立的信号电源监控系统和配电室单独的自动化系统等多个“自动化孤岛”，每个子系统都能够实现某些特定的功能，但对于系统的扩展、升级和管理，带来了困难和不便，因此，在电力自动化系统方案的设计，应该做的总体规划，综合考虑，循序渐进，一步一步的实现。
五、电力供电自动化系统的核心技术
1.实时监控技术。实时监控技术主要采用先进的控制技术、通信技术以及计算机技术等。监控系统是由前端的设备、调度主站以及通信网络等部分系统组成。监控系统的功能主要有视频录像功能、实时监控功能、环境监控功能、视频调度等其他的一些功能，其中前端的设备主要采用数字硬盘、摄像机录像机以及环境监控等一些设备组成，通信网络主要是运用点对点的专盘专线的方式实现通信以及监控功能。
2.线路故障检测技术和定位技术，线路故障检测技术包括相间短路故障、小电流接地系统单相接地故障和断相故障的检测，这是实现线路自动化功能的基础。
2.1相间短路故障检测技术。相间短路故障发生时，短路电流非常大，特征明显，容易检测。相间短路故障一般判断线路电流是否超过整定值来检测故障。定位原理：在同一次故障中，相间短路故障点位于FTU感受到的故障次数不同的两个相邻车站之间。
2.2单相接地故障监测技术。铁路电力线路一般采用中性点不接地方式。当发生单相接地故障时，由于接地电流等原因，单相接地故障检测一直是一个难点。利用不接地电网中故障线路零序电流比非故障线路零序电流大的特点。缺点是当某一线路远远长于其他线路，即其分布电容与系统总的分布电容相差不大时，或接地点过渡电阻较大时，装置可能拒动；不适用于谐振接地电网。
2.3断线故障监测技术，在同一个供电臂内，主站系统根据FTU上报的线路电压数据，检测到线路上某相电压低于整定上限值（如：小于180V），而且大于整定的下限值（如：大于30V）时，就认为发生了断线故障，基本原理是当故障发生时三相电压会发生严重不平衡现象。在已知供电方向的情况下，高压断相故障的位置应该在第一个出现任意线电压或电压低于断相故障电压上限门槛值，而且大于断相电压下限门槛值的开关和与其相邻的上游开关之间。
六、结束语
随着列车运行速度的提高，各种铁路电源设备的大量投入使用，对电力供电的可靠性要求越来越高，在建设铁路电力供电系统自动化时，要充分考虑整个综合自动化系统是否具有开放性、整体性和扩展性，使得在今后设备更新改造、应用软件更新升级时，设备状态更加稳定，能够提供高质量铁路电力供电，缩小故障影响范围，缩短停电时间。只有加强对铁路供电配电自动化的研究，才能使该部分技术更加完善，也适合对供电现状的自动化管理，是非常有现实意义的研究。
参考文献：
[1]彭海辉.浅析铁路供电系统中的配电自动化[J].中华民居.2013（3）：166-168.
[2]王朝.浅析铁路供电系统中的配电自动化[J].新西部下半.2012（3）：16-18.
[3]高洁.浅析铁路供电系统中的配电自动化[J].价值工程.2013（6）：66-69.