铁路供电
铁路供电系统分为2部分:①为提供铁路行车�提供�电源的牵引供电系统;②承担牵引供电以外所有铁路负荷的供电任务(本文简称铁路供电系统),包括信号系统、生产、车站、供水系统以及生活等铁路用电负荷,其供电可靠性不仅直接影响铁路运输系统的正常安全运行,还关系到很多铁路职能部门的正常工作。本文结合兰州铁路局嘉峪关水电段配电调度自动化系统的实施和应用,讨论了铁路供电系统对配电自动化功能要求,并提出实际应用方案。��
1 铁路供电系统的特点�
铁路供电系统由于应用的特殊性,在系统构成和功能上都有一些有别于电力系统的特点,主要体现在3个方面:�
(1) 电压等级低,变(配)电所结构单一。从电力系统的角度看,铁路负荷属于终端负荷,直接面对最终用户,所以铁路供电系统中绝大多数为10�kV配电所和35�kV变电所,这取决于地方供电系统电源的情况和铁路就地负荷的要求,只有在极个别的地方,存在有110�kV的变电所,但数量很少。
由于功能要求、应用范围基本相同,所以铁路供电系统中的变(配)电所构成基本相同,功配置也变化不大。根据铁路变(配)电所结构与功能标准化的特点,在进行铁路供电系统配网自动化设计时,可以将变(配)电所的功能作为一个标准实现方式统一考虑。�
(2) 系统接线形式简单。铁路供电系统的接线就像铁路一样,是一个沿铁路敷设的单一辐射网,各变(配)电所沿线基本均匀分布,并且互相连接,构成手拉手供电方式。连接线有二 种:一种是自闭线,还有一种是贯通线,实际系统中,可能二种连接线都有,也可能只有二者之一。连接线除了实现相邻所之间的电气连接外,还为铁路供电最重要的负荷(自动闭塞信号)提供电源,其接线形式如图1所示。�
图1 铁路供电系统图�
(3) 供电可靠性要求高。铁路供电系统虽然电压等级低,接线方式简单,但对供电可靠性的要求却很高,从理论而言,其负荷(自动闭塞信号)的供电中断时间不能超过150�ms,否则,将会导致所有供电区间的自动闭塞信号灯变为红灯,影响铁路的正常运输。�
由于上述供电的重要性,在应用配电自动化技术之前,铁路供电系统已经采取了多种方法来保证供电的可靠性。
通过采用双电源供电和安装备用电源自动投入装置来保证电源的供电可靠性。相邻配电所之间的连接线尽可能实现自闭线和贯通线二种连接方式,从一次设备的角度提高连接的可靠性。在相邻配电所的贯通线路保护装置与自闭线路保护装置增加失压自投保护功能,在连接线因为主供所不能供电而失电时,自动投入相临备用所线路开关,迅速恢复供电。�
虽然铁路供电系统采取了诸多措施来保证供电的可靠性,但是由于这些措施都是局限于配电所范围内的,所以对于其最重要的贯通线或自闭线出现永久性故障时没有任何隔离、定位和恢复措施,必然导致贯通线或自闭线失电,影响系统可靠性。同时,铁路供电系统的特点决定了其远离城市,检修费时费力,没有准确的故障定位也给检修工作带来很大困难。配电自动化技术为上述问题带来了根本的解决方案。
2 配电自动化的实现方式�
2.1 分布控制方式�
分布控制方式是指配电自动化终端(FTU)具有自动故障判断与隔离能力,通过互相之间的配合,也具备了网络重构能力,整个过程不需要主站的参与。主要有电压时间型和电流计数型,都是由FTU结合开关构成具有重合功能的分段器。
由于原理上的限制,此种方式不可避免地存在以下缺陷:�
(1) 故障处理与供电恢复速度慢,对系统和用户冲击大。 ��
(2) 需要改变变电站出线保护定值和重合闸动作方式。�
(3) 分段越多,相互之间配合越困难,动作缺乏选择性。�
所以,在铁路供电系统这种对供电可靠性要求比较高的供电方式下不宜选择这种方式。�
2.2 集中控制方式�
集中控制方式下,由现场FTU将采集到的故障信息上送主站,由主站的应用模块经计算后,得出故障隔离与恢复方案,再下达给FTU执行。一般分为3个层次:① 配电终端层完成故障的检测和信息上送;② 配电子站完成本区域的故障处理和控制;③ 主站完成全网的管理与优化。�
这种方式对通信系统的可靠性和速率要求较高,因为在其故障处理过程中需要高速传递故障信息和控制指令。集中控制方式是以功能强大的主站系统为中心建立和实施的,专用的高级应用模块可以处理应对复杂的网络结构和故障情况(如多重故障)。铁路供电系统是以水电段为基础单位运行的,所以配电自动化系统也应以水电段为单位建立和实施。由于铁路供电系统结构固定,模式统一,运行管理完全由水电段调度室完成,所以从功能完成和节约投资方面考虑,可以建立简化的集中控制式配电自动化系统,在简化系统中,省略配电子站功能,由主站直接完成全网的配电自动化应用功能。�
3 嘉峪关水电段配电调度自动化系统的设计与构成
嘉峪关水电段配电调度自动化系统作为兰州铁路局试点项目,完成了由嘉峪关调度配电主站,清水、酒泉二个35kV变电所和红山堡、上河清两个智能一体化负荷开关构成的配电自动化系统。�
3.1 系统设计与构成�
调度配电主站硬件系统由服务器/调度员工作站、前置机、通讯柜组成,考虑初期系统规模,服务器和调度员工作站共用一台机器,但设置为双机冗余系统,2台机器运行于热备用方式。软件为CSDA2000配电自动化系统,为开放的可扩充跨操作系统的系统平台,集成了传统SCADA系统的全部功能,同时将SCADA/DMS/GIS统一设计,采用统一的数据模型、实时数据库平台,真正实现了一体化,并且贯彻系统结构分层、功能分层的思想。配电自动化的FA功能由CSDA2000系统中的配网高级应用软件(PAS)模块完成,PAS由若干模块化应用软件构成,分别完成网络的运行控制、安全性分析和经济性分析三大块功能。根据铁路供电系统的特点,在本次工程中对PAS的功能做了适当的简化,实际应用了网络拓扑、故障分析、故障检测、隔离与恢复等功能模块。�
清水变电所在此次工程中进行了综合自动化改造,酒泉变电所安装了集中式RTU,根据整个系统的配电功能要求,RTU的基础单元由配电测控终端CSF102构成,同时所有保护信息通过远动系统上送主站。�
智能化一体开关由开关本体和智能控制器CSF100构成,智能控制器作为核心,主要实现的功能是实现传统“三遥”、配电网故障信息采集处理、通信、开关在线监测等功能。作为配电自动化系统的基础设备,智能化一体开关能够迅速准确的监测故障信息并上报主站,并接受主站命令,执行开关分、合操作,隔离故障和恢复供电。�
3.2 通信系统设计�
铁路供电系统本身没有任何通信设施,必须使用铁路系统的公共通信系统来传输数据,由于此通信网络服务于铁路的所用部门,所以受现场环境制约比较大,有时可能通信条件不能达到比较理想的状况,这时就必须采取灵活的措施。�
在本工程中,智能化一体开关的数据必须通过酒泉变电所上送主站,由于其他设备的原因,主站与酒泉变电配电所的通信协议只能采用部颁CDT规约。为了解决数据共同传送和规约转换问题,在酒泉变电所中设置了功能强大的通信处理机CSE200,实现了上行数据的汇总、下行数据的分流、以及IEC870-5-101到CDT规约的双向转换。
��这只是在铁路局部供电系统中遇到的部分通信问题,由于铁路供电系统自动化技术远落后于电力系统,所以通信系统中关于供电系统自动化部分的建设也不够完善,在保证配电自动化系统功能完善的前提下,应用于铁路供电的配电自动化系统需要具备完善的通信系统设计和灵活的配置才能较好的满足铁路供电系统的应用。�
3.3 故障试验�
为了验证整个配电自动化系统的功能,本次工程进行了完整的故障试验,试验方案如图2所示。试验结果显示:当系统发生故障后,贯通线路保护速断动作,重合失败,保护信息上报主站,启动故障处理模块(SRS),主站立即召唤FTU故障信息,根据故障信息判断故障发生于F2与F3之间,立即进行故障处理,跳F2、F3,合C1、C4,准确完成故障处理。整个过程在3�min内完 成,与过去数小时恢复供电相比,意义不言而喻。
图2 故障隔离恢复试验�
4 结束语�
铁路供电系统可以看作是电力供电系统的一种简化形式,除个别特殊的保护功能外,其他要求完全一致,所以电力系统中的成熟、先进技术完全能够在铁路供电系统中应用。当前铁路供电系统的自动化水平远远落后于电力系统,采取电力系统的成熟经验和技术,加快铁路供电系统的自动化改造,不仅能够大大改进铁路供电系统自身的运行和管理水平,提高劳动生产率,也对整个铁路系统的运行大有益处。
铁路 电力 远动终端 干扰
[论文摘要]研究分析电磁干扰产生的原因、特点及干扰对电力远动系统的影响,从设计的角度对铁路电力远动监控系统进行抗干扰分析研究。
抗干扰设计是电力远动监控系统安全运行的一个重要组成部分,在研制综合自动化系统的过程中,如果不充分考虑可靠性问题,在强电场干扰下,很容易出现差错,使整个电力远动监控系统无法正常运行或出错误(误跳闸事故等),无法向站场和区间供电,影响铁路行车安全。
一、电磁干扰产生的原因及特点
(一)传导瞬变和高频干扰
1.由于雷击、断路器操作和短路故障等引起的浪涌和高频瞬变电压或电流通过变(配)电所二次侧进入远动终端设备,对设备正常运行产生干扰,严重还可损坏电路。2.由电磁继电器的通断引起的瞬变干扰,电压幅值高,时间短、重复率高,相当于一连串脉冲群。3.铁路电力供电中,特别是现代高速铁路对电力要求都比较高,一般都是几路电源供电,母线投切转换比较频繁,振荡波出现的次数较多。
(二)场的干扰
1.正常情况下的稳态磁场和短路事故时的暂态磁场两种,特别是短路事故时的磁场对显示器等影响比较大。2.由于断路器的操作或短路事故、雷击等引起的脉冲磁场。3.变电所中的隔离开关和高压柜手车在操作时产生的阻尼振荡瞬变过程,也产生一定的磁场。4.无线通信、对讲机等辐射电磁场对远动终端会产生一定的干扰,铁路中继站通常会和通信站在一处,通信发射塔对中继站电力远动终端设备的干扰比较大。
(三)对通信线路的干扰
1.铁路变电所远动终端的数据由串口通信经双绞线进入车站通信站,再经过转换成光信号沿铁通专用通信光缆送至电力远动调度中心,遥信和遥控数据在变电所到通信站的过程走的是电信号,由于变电所高低压进出线缆很多,远动终端受的干扰比较大。2.中继站一般距铁路都比较近,列车通过时的振动对远动终端设备有一定的干扰。
(四)继电器本身原因
继电器本身可能由于某种原因一次性未合到位而产生干扰的振动信号,或负荷开关、断路器、隔离开关等二次侧产生振动信号。
二、干扰对电力远动系统的影响
无论交流电源供电还是直流供电,电源与干扰源之间耦合通道都相对较多,很容易影响到远动终端设备,包括要害的CPU;模拟量输入受干扰,可能会造成采样数据的错误,影响精度和计量的准确性,还可能会引起微机保护误动、损坏远动终端设备和微机保护部分元器件;开关量输入、输出通道受干扰,可能会导致微机和远动终端判断错误,远动调试终端数据错误远动终端CPU受干扰会导致CPU工作不正常,无法正常工作,还可能会导致远动终端程序受到破坏。
三、抗干扰设计分析
(一)屏蔽措施
1.高压设备与远动终端输入、输出采用有铠装(屏蔽层)的电缆,电缆钢铠两端接地,这样可以在很大程度上减小耦合感应电压。2.在选择变电所和中继站电力设备时尽量选设有专门屏蔽层的互感器,也有利于防止高频干扰进入远动终端设备内部。3.在远动终端设备的输入端子上对地接一耐高压的小电容,可以有效抑制外部高频干扰。
二)系统接地设计
1.一次系统接地主要是为了防雷、中性点接地、保护设备,合适的接地系统可以有效的保障设备安全运行,对于断路器柜接地处要增加接地扁铁和接地极的数量,设备接地处增加增加接地网络互接线,降低接地网中瞬变电位差,提高对二次设备的电磁兼容,减少对远动终端的干扰。2. 二次系统接地分为安全接地和工作接地,安全接地主要是为了避免工作人员因设备绝缘损坏或绝缘降低时,遭受触电危险和保证设备安全,将设备外壳接地,接地线采用多股铜软线,导电性好、接地牢固可靠,安全接地网可以和一次设备的接地网相连;工作接地是为了给电子设备、微机控制系统和保护装置一个电位基准,保证其可靠运行,防止地环流干扰。3.由于高低压柜本身都是多都是采用镀锌薄钢板材料,本身也有屏蔽作用,将高低高柜都可靠接地。4.远动终端微机电源地和数字地不与机壳外壳相连,这样可以减小电源线同机壳之间的分布电容,提高抗共模干扰的能力,可明显提高电力远动监控系统的安全性、可靠性。
(三)采取良好的隔离措施
1.为避免远动终端自身电源干扰采取隔离变压器,电源高频噪声主要是通过变压器初、次级寄生电容耦合,隔离变压器初级和次级之间由屏蔽层隔离,分布电容小,可提高抗共模干扰的能力。2.电力远动监控系统开关量的输入主要断路器、隔离开关、负荷开关的辅助触点和电力调压器分接头位置等,开关量的输出主要是对断路器、负荷开关和电力调压器分接头的控制。3.信号电缆尽量避开电力电缆,在印刷远动终端的电路板布线时注意避免互感。4.采用光电耦合隔离,光电耦合器的输入阻抗很小,而干扰源内阻大,且输入/输出回路之间分布电容极小,绝缘电阻很大,因此回路一侧的干扰很难通过光耦送到另一侧去,能有效地防止干扰从过程通道进入主CPU。
(四)滤波器的设计
1.采用低通滤波去高次谐波。2.采用双端对称输入来抑制共模干扰,软件采用离散的采集方式,并选用相应的数字滤波技术。
(五)分散独立功能块供电,每个功能块均设单独的电压过载保护,不会因某块稳压电源故障而使整个系统破坏,也减少了公共阻抗的相互耦合及公共电源的耦合,大大提高供电的可靠性。
(六)数据采集抗干扰设计
1.在信息量采集时,取消专门的变送器屏柜,将变送器部分封装在RTU内,减少中间环节,这样可以减少变送器部分输出的弱电流电路的长度。2.遥信由于合闸一次不到位或由于二次侧振动而产生的误遥信干扰信号,并且还会产生尖脉冲信号,也可能对遥信回路产生干扰误遥信号。
(七)过程通道抗干扰设计
(八)印刷电路板设计。在印刷电路板设计中尽量将数字电路地和模拟地电路地分开;电源输入端跨接10~100μF的电解电容。
(九)控制状态位的干扰设计
(十)程序运行失常的抗干扰设计
(十一)单片机软件的抗干扰设计
(十二)对于终端至通信站的数字通信电缆加穿钢管,特别是穿越其他电力电缆时,避免和其他电力电缆等同沟敷设并保持一定的交叉距离。
(十三)对于特殊的变(配)电所或区间信号站的环境
(十四)提高远动信息传输的可靠性,在电力调度中心和远动终端之间建立出错重发技术直到住处确认信息为止。
我只有一篇机务系统的论文,不知道能不能帮到你,你看看修改下可以用吗,这是我以前的。
一、实习的基本情况
由于学校的学习环境有限,主要学得的一些知识多在与书本,而在真正实际操作上的历练与经验十分匮乏,不能够很好的满足以后实际工作的需要。会有这样现象的出现,很大一部分原因是在学校学习,实践的太少,这也是为什么我们要出去实习的缘由。由于我们刚进入铁路,实习是我们除了学习以外,获得知识的另一条重要路线。就大方面说我们可以通过实习了解基本行车安全知识,让我们可以更多的接触到机车,了解机车的结构和组成,培养我们的工作的能力。同时,也培养我们这责任意识,上车首先要为我们身后的生命和财产着想。就小方面说实习使我们在学校获得的理论知识能够同实际情况相结合,同时专业实习又可以锻炼和培养我们业务素质和能力,提高自己实际的动手能力,以及培养我们吃苦耐劳的精神。经过段教育科的安排,我们58名同学于2月10号至5月31日,在济南机务段进行乘务实习。
二、实习的内容和过程
我们来到兖州段区后,首先进行了《机务作业人身安全标准》和《安全生产法》的学习。为了使我们在下一步的学习中,能更好了认识和理解,在杨老师的组织带领下,我们参观了段运用、检修、监控、电气、小辅修车间。通过参观,使我们对将要学习的东西有了直观的认识,也对我们今后的工作有了一定得了解。然后经过安全技能考试合格后,安排我们跟车进行乘务实习。实习的主要内容如下:
(1)在学习规章制度方面
通过学习机务作业人身安全标准、技规、行规,明白了要想在工作中保护好在身安全,只有安规章上的规定作业。作为一名机车乘务员,在出勤值乘的时候,要严格按照规章规定:动车前,认真做好机车检查、给油等整备工作;运行中,要认真了望,按规定鸣笛,集中精神,为自己和牵引的生命和财产安全着想;下车时,要注意临线状态,看好车下地形。电力机车出库前,做好应检查好各开关位置是否正常、做好高低压试验、各通风机状态是否良好、各风管连接正常,不能为了节省时间,偷工减料,为旅客的生命和财产安全种下不良因素。
(2)制动机
无论是机车还是车辆,制动机都是必不可少的。当机车、车辆编组成列车后,其各自的系统互相联系而构成一个统一的制动系统——列车制动系统。他由人为地产生列车减速力,并且通过控制这个力的大小从而控制列车减速或阻止它加速运行的过程。而这个力的供应就是由制动机的充气、排气控制的。通过制动机的冲排气从而产生缓解、制动和保压状态,使列车产生加速、减速和惰行的状态。不但学习了制动机的基础知识,还学习了各个组成部件,以及各部件在制动机运行中起到的作用,还有制动机在手柄个位置时的作用以及“五步闸”和“七步闸”的检查方法和项目。
(3)柴油机
柴油机是内燃机车的动力系统,没有额柴油机,机车放在那就是一追废铁。以前在学校学习柴油机的时候,十分的抽象。经过在这实习,在车间看到真的柴油机之后,还真有点吃惊,跟想象的太不一样了。通过实习,对柴油机的一些基本故障都能够了解和解决,也熟悉了柴油机的组成和各部件的作用。通过柴油机运行时冒的烟能够判断出故障的原因和解决方法,通过乘务实习,跟着师傅偶尔遇到的柴油机故障,看着师傅熟练地解决故障,使我也加深了对柴油机的了解。除此之外,还了解了柴油机的甩缸方法,更换联调油,更换不良碳刷,更换不良闸瓦,调整制动活塞和闸瓦间隙。
(4)内燃机车的电传动
内燃机车电传动主要就是通过小的按钮控制大的器件。通过老师给我们讲解了机车的主电路、控制电路、辅助电路、励磁电路和照明电路,是我对机车电路有了深刻的印象,老师通过多年的经验,给我们介绍了很多在书本没有的知识。还给我们讲了机车电路故障的判断方法,电路跳DZ故障的处理方法,电路接地故障的判断和处理方法。除了这些之外,还给我们安排了机车电气动作试验程序的模拟操作,以及前进工况走车电路实验程序、内容和电器框各继电器动作试验的程序、内容。
最后,在我们安全技能考试合格后,安排了我们的乘务实习。
三、实习感受
1、成绩与收获
(1)第一,自身素质得到了提高。因为虽然只有三个多月的实习时间,但是我觉得我在我自身的动手能力跟沟通能力都是在不断提高的。以前的我总是对所做的工作没有信心,害怕会给同时带来麻烦,即使是懂得工作程序和方法,也不敢大胆的尝试。这也是我自己很不足的一方面。还有就是我的沟通方面,在实习之前我的性格比较内向,到哪都是什么都不敢说出口,但是,通过这三个多月的时间磨练,我认为我自己在这两方面我是得到了改善跟进步的了,最起码我能且敢跟不同的人说话跟讲出我自己对工作的看法和建议。
(2)第二,自身业务水平得到提高。在单位实习的三个多月的时间里,通过理论学习、现场教育、乘务实习,从开始的不懂到现在了解,这也是一个很困难的过程。我学的是驾驶专业,所以在机车值乘方面,我感觉到受益菲浅,通过值乘了解了机车乘务员的一次乘务作业标准,从出勤、接车、机车整备、出段、挂车、发车准备、发车、机车操纵、机车防寒、(鸣笛、呼唤、车机联控、了望)、制动机的使用、继乘站换班、终点站及入段、转向、交车整备、退勤等内容的作业标准和操作规定。刚开始乘务实习的时候,师傅就告诉我:要多看多琢磨,不明白的地方就问,千万不要一知半解的,当一名合格的乘务员不是那么容易的,上了车就要为你所牵引的旅客和货物安全着想。当时这句话就让我知道我以后什么都要努力、努力、再努力,跟上铁路发展的脚步不掉队。
(3)第三,对火车司机的工作有了初步的了解,认真深化在职业教育科学习的理论知识,脑中开始积累乘务员一次乘务标准的电点滴滴,细心体味着作为一名合格的火车司机应该具有的职业素质,同时积极配合好我的司机师傅的工作,做到不影响他的正常工作的同时多问多学现场知识,对不知道和不明白的地方坚决做到深知熟解,并能举一反三,正常行车情况下能熟练的在脑中模拟驾驶要领,遇到特殊情况能做到不急不乱,快速准确的反映出解决方案,在以后的正式工作中保证机车的安全正常运行。
2、问题与不足
经过三个多月的实习,虽然从自身各方面取得了成绩,但是还存在着不少不足之处。有些问题是需要及时解决的:
(1)在自己主观思想上希望多深入多了解和全面掌握业务知识,提高自己业务水平,在工作中也努力争取去做,但由于和同事之间缺乏沟通交流,在某种程度上给自己和工作造成了不利的影响,在今后需要也必须注意和克服;
(2)在理论学习上,思想还是不够端正,有时感觉不到压力的存在,容易放松对自己的要求。
3、对策与建议
(1)在以后的工作生活中,加强对自身业务理论知识的学习,不管干什么,都必须有过硬的理论基础,才能在实践中才能更好的完成各种工作。
(2)在工作方法上还需要更加扎实,更加细致,把原则性和灵活性很好地结合起来,提高业务水平;学无止境,一个人的能力和水平是有限的,只有不断学习才能完善提高。在工作中,我时常感到能力和知识的欠缺,需要进一步提高政治业务素质和理论水平,提高理论和实践水平,使自己圆满出色地完成本职工作。
在今后的工作中我要克服自身不足,认真总结经验,继续努力学习,不断提高工作效能,完善自己的知识结构,从而进一步提高自己的综合能力与综合素质。努力使自己成为一个现代化的铁路工人。以上是我的实习报告,如有不妥之处,请多加指正。
铁道工程学论文题目
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100、中职铁道信号专业学生评价体系建设浅探
101、电气化铁道线路改道中的接触网施工
102、铁道电气化接触网硬点产生的原因及改进措施
103、铁道线路大中修质量成本管理
104、改进基层铁道信号计量工作探讨