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铁路电气工程中自动化技术的应用

时间:2020-12-03 08:39来源:未知 作者:admin 点击:
摘要:随着我国铁路尤其是高速铁路开行规模和覆盖范围的持续增加,自动化技术在铁路电气工程中的应用越来越广泛,并且发挥的作用也越来越关键。在当前铁路运行规模、速度的精度、要求不断提高的情况下,自动化技术应用面临的需求也在逐步提高,这就要求深化
  
  摘要:随着我国铁路尤其是高速铁路开行规模和覆盖范围的持续增加,自动化技术在铁路电气工程中的应用越来越广泛,并且发挥的作用也越来越关键。在当前铁路运行规模、速度的精度、要求不断提高的情况下,自动化技术应用面临的需求也在逐步提高,这就要求深化对自动化技术在铁路电气工程中的应用研究,以保证技术的先导性。文章在分析自动化技术在铁路电气工程中应用的重要性的基础上,就自动化技术应用的实际情况进行介绍分析,以明确自动化技术在铁路电气工程中的应用方向和价值。
  
  关键词:自动化技术;铁路;电气工程;应用
  
  自动化技术泛指在人类生产、生活和管理活动中应用的一种凭借技术装置减少人工干预,进而达到提高效率、效益和效果的先进技术。从内涵上来讲,自动化技术是包括计算机技术、网络通信技术、信息技术、电子技术、控制技术等技术内容在内的一系列技术的综合体,是现代化技术中的典型代表。在自动化技术的众多内容中,计算机技术和控制是自动化技术的核心所在,也是实现自动化功能的关键。近年来,随着我国铁路尤其是高速铁路建设工程数量和规模的持续提高,自动化技术在铁路电气工程发展中的应用也越来越普遍,而关于自动化技术在铁路电气工程中的应用研究也成为适应现代化铁路建设的科学策略。
  
  1.铁路电气工程中经常涉及的自动化技术
  
  就目前铁路电气工程建设与运行的实际情况来看,经常涉及和使用的自动化技术主要有电力自动化技术、测控终端技术、通信技术、铁路电气线路自动化技术等,其技术模式和功能可以概括为以下几方面。
  
  1.1电力自动化技术
  
  电力自动化技术主要应用于电力机车的供电系统,功能在于对供电系统进行严格的监控。在电力自动化系统中,借助计算机网络技术对供电系统中的变电所、接触网回路、电力机车等进行实时监控,并实现对系统的远程控制。例如,电力自动化系统可以通过监控设备对变电所内的输入、输出回路的功率因素、线电压、电流等信息进行自动检测,并将检测信息通过通信系统上传到监控中心,实现远程监测。同时,当远程监测的数据中表现出系统异常的情况时,监控管理软件可以自动分析故障产生的原因,并快速找到问题所在,借助相应的控制网络进行远程的控制,调整参数或控制回路通断,进而缩短故障处置时间和成本。
  
  1.2测控终端技术
  
  作为铁路电气工程中应用优势比较突出的自动化技术类型,测控终端技术是通过远程测控终端机来进行设备运行信息的采集、控制、传输、存储,并根据铁路系统的运行压力对主站、子站的需求进行自动化的分配。当然,在功能上,测控终端技术还有自动检测故障的功能,一旦铁路系统运行中出现故障,测控终端就会自动将故障进行有效的隔离,确保整个电气系统运行的持续性、稳定性和安全性。再者,测控终端技术支持下的终端设备具有良好的稳定性,受外界因素的影响比较小,这对于处于恶劣天气状态下的铁路正常运行来说无疑是最为可靠和安全的。
  
  1.3通信技术
  
  通信技术是将信息从一个点传送到另外一个点,实现信息交互与反馈的自动化技术类型。在快速发展的自动化技术中,通信技术发挥的是基础和关键作用,也是保证铁路运行速度持续稳定提高的重点技术所在。随着通信技术的发展,以光导纤维为载体的通信技术的开发与应用愈加普遍,而这也是实现自动化技术在长距离运行环境中有效应用的重要保证。
  
  1.4铁路电气线路自动化技术
  
  铁路电气自动化技术是实现铁路电气线路自动化的技术类型,其在内容上主要包括远程监控线路分段开关、故障信息记录、定位故障地点3项。作为铁路电力调度系统的下属系统,铁路电气线路系统是对铁路电力线路故障进行精准定位,及时进行故障隔离、远程控制的重要手段。在实际的铁路电力调度系统运行中,铁路电气线路自动化技术可以保障电气线路系统的故障产生在一定的范围内,并对故障进行定位,大大提升了故障排查的效率,节省了故障处理的时间。在应用方面,铁路电气线路自动化技术主要应用于短路故障和远程遥控,其中对短路故障的处理主要有两种方式:当通信信道良好时,通过网络进行远程遥控,对故障发生区域进行隔离,对其他区域恢复供电;当通信信道断开或者没有建设的情况下,主要通过现场控制,用电压-时间的控制方式对故障区域进行隔离。
  
  2.优化自动化技术在铁路电气工程中应用的策略
  
  随着我国铁路系统尤其是高速铁路系统的逐步建设和完善,自动化技术面临的技术和功能需求正在发生明显的变化。在这样的情况下,铁路部门要根据电气工程建设和运行的实际情况,采取科学合理的自动化技术研发与应用措施,以适应动态发展变化的需求。具体来说,要从以下4个方面做好自动化技术的应用。
  
  2.1优化铁路电气工程自动化运行网络系统
  
  在铁路电气工程项目建设和运行过程中,铁路部门要根据实际情况构建符合实际铁路施工和运行需要的网络系统,以保证设备控制和技术监管等方面的功能系统能够被纳入到统一的管控体系中,充分保证电气工程自动化运行网络系统的功能优势,并对系统中分散、孤立的电气设备进行有效的关联,构建互联互通的网络系统。同时,为保证铁路电气工程运行中自动化技术应用环境的持续优化,铁路部门要对信息数据网络数据库中的信息进行及时的梳理、更新,去除冗余的系统设置,保证系统信息处理的高效性、稳定性。
  
  2.2注重铁路电气工程专属自动化技术的开发与应用
  
  虽然自动化技术的内容比较丰富,但并不是所有的技术都适合铁路电气工程。因此,要坚持自动化技术应用的铁路电气工程范畴,以铁路电气工程建设和运行为参考开发和应用自动化技术,确保自动化技术开发与应用的实效性和目标性。同时,铁路电气工程建设中的自动化技术开发与应用要保持足够的开放性和持续性,既能够从相关领域自动化技术应用的先进经验中汲取新思想、新方法,也能够根据自动化技术在铁路电气工程中应用的实际情况开发更好的自动化技术。
  
  2.3完善电力自动化网络系统
  
  保障电力设备及系统运行的安全、可靠、稳定是铁路电气工程建设的重点,也是自动化技术在铁路电气工程中应用的侧重点。为发挥网络技术在电力自动化网络系统建设方面的优势,铁路部门要借助网路技术对高压供电、变电站、接触网、电力机车的整个电路回路进行有效的监控管理。例如,可以通过网络技术对电网中的高压设备进行线电压、相电压的监测与控制,确保电力自动化系统能够更好地发现和解决电力系统运行中出现的问题。同时,随着社会经济的不断发展,科学技术的不断进步,变电站的电力设备数量和种类变得越来越多、结构也越来越复杂,基于此,为保证电网运行的安全性和稳定性,铁路部门要投入大量的资金、人力、物力来支持电力自动化网络系统的建设。同时,要加大科研经费的投入,保证铁路电气工程中电力系统的电力设备运行的有效性。
  
  2.4完善铁路通信网络建构
  
  远程遥控是自动化技术在铁路电气工程中应用的重要体现,也是彰显自动化技术铁路电气工程应用优势的重要方面。然而,该项功能实现的前提和基础是通信网络足够完善,即通信网络能够满足铁路电气线路中故障监测的需要。在上述分析中明确,当通信信道断开或者没有建设的情况下,主要通过现场控制的方式对故障区域进行隔离,这就突出了通信网络建设在铁路电气自动化技术应用方面的基础性作用。因此,为保证自动化技术的充分应用,应当不断完善铁路通信网络,通过建构更加完备、发达的网络系统来支持自动化技术的广泛、有效应用。
  
  3.结语
  
  自动化技术作为铁路电气工程建设与运行中的重要技术类型,在保证铁路电气工程建设精准性和运行科学性等方面发挥着基础性作用。面对持续提高的铁路电气工程建设要求,铁路部门除了要关注自动化技术开发的现实情况以外,还要根据自动化技术应用的实际情况进行必要的技术研发与应用,使自动化技术在推动铁路电气工程发展方面的优势功能得到切实发挥。当然,随着铁路电气工程建设规模和进度的持续推进,自动化技术在铁路电气工程中应用的逐步推广,加大自动化新技术的开发与应用也将是铁路电气工程建设中的重点项目内容。
  
  作者:刘晋武 单位:中铁电气化局集团有限公司北京电气化公司
(责任编辑:mac)
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