電力技術(shù)論文：當(dāng)代鐵路電力技術(shù)的特征概述

1、電力技術(shù)論文：當(dāng)代鐵路電力技術(shù)的特征概述本文 鐵路電力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn) 電力負(fù)荷在鐵路運(yùn)行中，電力主要為以下的設(shè)備進(jìn)行供電：自動(dòng)閉塞信號(hào)，通信系統(tǒng)，集中調(diào)度，車(chē)站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖，自動(dòng)化的駝峰等設(shè)備。在整個(gè)鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中，每一個(gè)環(huán)節(jié)的供電都是很重要的。如果有任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了斷電，都將影響了整個(gè)鐵路的運(yùn)行情況，將造成鐵路運(yùn)行停止嚴(yán)重時(shí)將造成人員傷亡。根據(jù)事故造成的后果將電力分成三個(gè)等級(jí)：一級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成人員傷亡；造成鐵路運(yùn)輸秩序的嚴(yán)重的混亂；中斷供電將在政治經(jīng)濟(jì)上造成重大的損失。二級(jí)負(fù)荷：中斷供電將在政治經(jīng)濟(jì)上造成較大的損失。將影響重要用電單位的正常工作，嚴(yán)重影響鐵路的正常運(yùn)輸。三級(jí)負(fù)荷：不屬

2、于一級(jí)負(fù)荷，二級(jí)負(fù)荷的為三級(jí)負(fù)荷。鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)鐵路電力自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象包括：變配電所，電氣集中電源，信號(hào)電源，自動(dòng)/貫通電力線(xiàn)路，各種高低壓開(kāi)關(guān)等。將調(diào)度自動(dòng)化主站分為：供電段電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和鐵路局調(diào)度信息管理系統(tǒng)。供電段電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是以生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)為主的。鐵路局調(diào)度信息管理系統(tǒng)是以信息管理為主的。鐵路電力自動(dòng)化系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分組成：鐵路局自動(dòng)化管理系統(tǒng)，變配電所自動(dòng)化系統(tǒng)，信號(hào)電源和電氣集中電源，自動(dòng)化監(jiān)控終端，通信系統(tǒng)，開(kāi)關(guān)自動(dòng)監(jiān)控裝置，水電段供電段電力調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)等部分組成。局級(jí)電力調(diào)度管理主站局級(jí)電力調(diào)度管理主站為鐵路局的信息管理中心。它的自動(dòng)化的監(jiān)視和管理

3、整個(gè)全局的每個(gè)供電段的電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況。將統(tǒng)計(jì)整個(gè)范圍的電力生產(chǎn)信息，管理電力生產(chǎn)設(shè)備和牽引電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，行車(chē)調(diào)度的信息交換的接口。局級(jí)系統(tǒng)采用IOM/交換式以太網(wǎng)計(jì)算的環(huán)境。段級(jí)電力調(diào)度管理主站供電段電力調(diào)度系統(tǒng)是由：調(diào)度主站，信號(hào)電源監(jiān)控裝置，變配電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，通信系統(tǒng)，車(chē)站開(kāi)關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)。這些系統(tǒng)共同完成在其范圍內(nèi)的鐵路電力運(yùn)行的監(jiān)視，報(bào)警，控制，和故障處理以及調(diào)度等工作。高速鐵路有綜合自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)將設(shè)置于綜合維修中心中。而電力系統(tǒng)是該系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)。信號(hào)電源監(jiān)控信號(hào)電源對(duì)電源供應(yīng)的要求很高，并且供電的運(yùn)行較為復(fù)雜。信號(hào)電源監(jiān)控由信號(hào)電源控制裝置完成。它的主要任務(wù)是：對(duì)信號(hào)電源

4、的監(jiān)視，開(kāi)關(guān)狀態(tài)控制，施壓報(bào)警和故障錄波等功能，故障定位和隔離。變配電所自動(dòng)管理系統(tǒng)變配電所自動(dòng)管理系統(tǒng)是鐵路電力管理系統(tǒng)的基本組成單元，完成的是：配電所內(nèi)部的數(shù)據(jù)的傳輸，轉(zhuǎn)發(fā)和遙控等命令的執(zhí)行。它的主要功能有：SCADA監(jiān)控，所內(nèi)的保護(hù)，與監(jiān)控車(chē)站開(kāi)關(guān)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制功能。例如：故障定位，恢復(fù)和對(duì)故障的隔離向調(diào)度中心轉(zhuǎn)發(fā)變配電所的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。接受主站下發(fā)的相關(guān)命令。在變配電所系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了無(wú)人留守的自動(dòng)化的控制。在變配電所自動(dòng)管理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了視屏的監(jiān)視也是很有必要的，它能更好的使電力系統(tǒng)的運(yùn)行完善化，更為有效。電力線(xiàn)路的自動(dòng)化系統(tǒng)電力線(xiàn)路包括：自閉和貫通線(xiàn)的管理。具體是指：對(duì)較長(zhǎng)的電力線(xiàn)路，

5、進(jìn)行分段，在每臺(tái)分段開(kāi)關(guān)處安裝好開(kāi)關(guān)監(jiān)控器，對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化的監(jiān)控，還有對(duì)故障的定位，分析和排除恢復(fù)。鐵路線(xiàn)路的供電距離較長(zhǎng)，環(huán)境比較惡劣，自動(dòng)化的供電管理保障了鐵路供電的安全。車(chē)站的控制車(chē)站是整個(gè)鐵路系統(tǒng)的基本單元，是保證鐵路運(yùn)行的重要組成部分。線(xiàn)路自動(dòng)化分段的開(kāi)關(guān)和車(chē)站信號(hào)電源都在車(chē)站中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)信號(hào)電源和線(xiàn)路的監(jiān)控工作。 機(jī)電設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng) 鐵路的機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)首先采用的第三代的BAS技術(shù)，通常叫做：網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)。這種系統(tǒng)在鐵路設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)這種系統(tǒng)應(yīng)用于鐵路中時(shí)，需要第二代的BAS技術(shù)作為補(bǔ)充。第三代的BAS技術(shù)主要包括：PLC等智能控制器。它是以太網(wǎng)為接口，

6、遵循的是TCP/IP協(xié)議。使得系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化的結(jié)構(gòu)更為扁平。對(duì)于大型的車(chē)站和特別長(zhǎng)的隧道，網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)可以選擇環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或者是雙層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。它屬于整個(gè)系統(tǒng)的子系統(tǒng)。通過(guò)通信控制器將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)連通。為值班員提供相關(guān)的交互服務(wù)。為了增強(qiáng)抗干擾能力和延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)化的距離，交換機(jī)可以選擇光纖交換機(jī)。因?yàn)樵谧冸娝凶詣?dòng)化的裝置比較密集。 中央監(jiān)控站 中央監(jiān)控站可以配置遠(yuǎn)程抄表和負(fù)荷管理工作站以及監(jiān)控工作站。維護(hù)工作站，報(bào)表工作站，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，通信服務(wù)器，打印機(jī)投影系統(tǒng)，UPS，WEB服務(wù)器，GPS。為了提高系統(tǒng)的可靠性，關(guān)鍵設(shè)備例如：數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，通信服務(wù)器，監(jiān)控工作站等可以選擇冗余設(shè)置。遠(yuǎn)程抄表以及負(fù)荷管

7、理工作站，用電負(fù)荷的遠(yuǎn)程自動(dòng)，負(fù)荷以及表計(jì)的控制。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。報(bào)表工作站主要用于自動(dòng)編輯生成各種表，生產(chǎn)和統(tǒng)計(jì)計(jì)算報(bào)表。驅(qū)動(dòng)打印機(jī)打印。監(jiān)控工作站主要是為工作人員數(shù)據(jù)的監(jiān)視，分析，模式，節(jié)能設(shè)備控制等等的控制。通信監(jiān)控器主要用于中央監(jiān)控站與各個(gè)子系統(tǒng)之間進(jìn)行通信。完成了數(shù)據(jù)的處理和轉(zhuǎn)發(fā)。通信監(jiān)控器還可以作為BAS系統(tǒng)于其它系統(tǒng)例如：BAS系統(tǒng)等系統(tǒng)的接口裝置。也可以配置單獨(dú)的PC機(jī)來(lái)代替監(jiān)控器。WEB服務(wù)器提供了WEB服務(wù)功能。這種服務(wù)器可以將歷史數(shù)據(jù)和監(jiān)控的數(shù)據(jù)以網(wǎng)頁(yè)的形式傳輸出去。這樣可以有效的完成了對(duì)鐵路的監(jiān)控任務(wù)。維護(hù)工作站用于系統(tǒng)維護(hù)人員執(zhí)行參數(shù)整定，系統(tǒng)的配置，進(jìn)程，網(wǎng)絡(luò)管理以

8、及系統(tǒng)的維護(hù)等任務(wù)?？刂茖討?yīng)該根據(jù)受控制的對(duì)象和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的具體要求選擇合適的監(jiān)控方案和設(shè)備。最為典型的方案是DDC監(jiān)控器。對(duì)于變配電所等比較大的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)需要許多設(shè)備終端?？刂茖涌蓪⑦@些終端連接起來(lái)組成子系統(tǒng)。并通過(guò)通信控制器接入通信網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場(chǎng)層是指：對(duì)各種儀器儀表和傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集包括，脈沖數(shù)據(jù)，模擬數(shù)據(jù)，數(shù)字量，交流量等。通過(guò)開(kāi)關(guān)閥門(mén)來(lái)接收控制器以及上一級(jí)主站的命令。當(dāng)然為了保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，也需要配置相關(guān)的手動(dòng)裝置。以便現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)任務(wù)尤其是在緊急情況下。 電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的硬軟件組成 硬件系統(tǒng)：前置機(jī)，電力調(diào)度自動(dòng)化工作站，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，數(shù)字投影，多串口服務(wù)器，模擬屏，網(wǎng)絡(luò)化的站端設(shè)備

9、等。軟件系統(tǒng)包括：支持軟件和應(yīng)用功能軟件。在硬件系統(tǒng)中，前置機(jī)又叫做通信處理機(jī)，負(fù)責(zé)主站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和相關(guān)的數(shù)據(jù)處理。一般是雙機(jī)冗余，兩臺(tái)前置機(jī)互為熱備用。這樣的配置提高了通信的可靠性能。電力調(diào)度自動(dòng)化工作站完成了調(diào)度員的人機(jī)交換功能。是操作員對(duì)系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)輸入的接口。顯示控制畫(huà)面和系統(tǒng)配置圖，接線(xiàn)配置圖。數(shù)據(jù)和信息以及報(bào)表管理。數(shù)據(jù)查詢(xún)等功能。多串口服務(wù)器：為了和上級(jí)系統(tǒng)進(jìn)行通信，必須提供多路串口。擴(kuò)充多路串口是用的是多串口卡或者是多串口服務(wù)器?？梢蕴峁?16個(gè)串口。模擬屏和數(shù)字投影由調(diào)度工作站驅(qū)動(dòng)顯示電力網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)化的站端設(shè)備：鐵路中的站端設(shè)備有RTU，STU，F(xiàn)TU，配電所綜合化系