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铁路供电系统分为两部分:①提供铁路交通？提供？牵引供电系统的电源；②承担除牵引供电(本文简称铁路供电系统)以外的所有铁路负荷的供电任务，包括信号系统、生产、车站、供水系统、生活等铁路电力负荷。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，还关系到许多铁路职能部门的正常工作。基于兰州铁路局嘉峪关水电站配电调度自动化系统的实施和应用，探讨了铁路供电系统对配电自动化的功能需求，并提出了实际应用方案。
1铁路供电系统的特点？
由于应用的特殊性，铁路供电系统在系统组成和功能上有一些不同于电力系统的特点，主要体现在三个方面:？
(1)电压等级低，变(配)变电站结构单一。从电力系统来看，铁路负荷属于终端负荷，直接面对终端用户，所以铁路供电系统绝大多数是10？千伏变电站和35？KV变电站，这取决于当地供电系统的供电情况和当地铁路负荷的要求，只存在于极少数地方，有110？千伏变电站，但数量很少。
由于功能要求和应用范围基本相同，铁路供电系统中变压器(配电)的组成基本相同，电源配置变化不大。根据铁路变电站结构和功能标准化的特点，在设计铁路供电系统配电自动化时，变电站的功能可以考虑作为一种标准实现方法。？
(2)系统接线形式简单。铁路供电系统的布线和铁路一样，是沿铁路铺设的单辐射网，变压器(配电站)基本上沿铁路均匀分布，相互连接，形成手拉手的供电方式。连接线有两种:一种是自闭线，一种是贯通线。在实际系统中，可能有两种连接线，也可能只有一种。连接线不仅实现相邻车站之间的电气连接，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，但对供电可靠性要求高。理论上其负荷(自动闭塞信号)的供电中断时间不能超过150？Ms，否则所有供电区段的自动闭塞信号灯都会变红，影响铁路正常运输。？
由于上述供电的重要性，在配电自动化技术应用之前，铁路供电系统已经采用了各种方法来保证供电的可靠性。
采用双电源供电，并安装备用电源自动投入装置，保证了供电的可靠性。相邻配电站之间的连接线尽可能采用自闭线和贯通线两种方式连接，从一次设备角度提高连接的可靠性。相邻配电所的贯通线路保护装置和自闭线路保护装置增加了失压自动合闸功能。当连接线路因主供电站无法供电而断电时，会自动合上相邻备用站的线路开关，快速恢复供电。？
虽然铁路供电系统采取了许多措施来保证供电的可靠性，但由于这些措施仅限于配电站的范围，当最重要的贯通线或自闭线发生永久性故障时，没有对其采取隔离、定位和恢复措施，必然导致贯通线或自闭线的失电，影响系统的可靠性。同时，铁路供电系统的特点决定了其远离城市，维护费时费力，不能准确定位故障也给维护工作带来很大困难。配电自动化技术从根本上解决了上述问题。
2.如何实现配电自动化？
2.1分布式控制模式？
分布式控制是指FTU具有自动故障判断和隔离的能力，同时还具有通过相互协作进行网络重构的能力，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，两者都是由FTU结合开关组成的具有重合功能的分段装置。
由于原理的限制，这种方法不可避免地存在以下缺陷:？
(1)故障处理和供电恢复速度慢，对系统和用户影响大。
(2)需要改变变电站出口保护的整定值和重合闸的动作方式。？
(3)分段越多，相互配合越困难，动作缺乏选择性。？
因此，在铁路供电系统中不宜选择这种模式，铁路供电系统对供电可靠性要求较高。？
2.2集中控制模式？
集控模式下，现场FTU将采集到的故障信息发送给主站，主站应用模块计算后得出故障隔离和恢复方案，然后发送给FTU执行。一般分为三个层次:①配电终端层完成故障检测和信息传输；(2)用电子站完成本区域的故障处理和控制；③主站完成整个网络的管理和优化。？
这种方法对通信系统的可靠性和速度要求很高，因为在故障处理过程中需要高速传输故障信息和控制指令。集中控制模式是围绕强大的主站系统建立和实现的，专门的高级应用模块可以处理复杂的网络结构和故障情况(如多故障)。铁路供电系统是以水电站为基础运行的，所以配电自动化系统也应该以水电站为基础建立和实施。由于铁路供电系统具有固定的结构和统一的模式，运行管理完全由水电站调度室完成，因此从功能完善和投资节约方面考虑，可以建立一个简化的集控配电自动化系统。简化系统中省略了配电电子站的功能，主站直接完成全网配电自动化的应用功能。？
3嘉峪关水电站配电调度自动化系统的设计和组成
嘉峪关水电站配电调度自动化系统作为兰州铁路局的试点工程，已建成由嘉峪关调度配电主站、清水和酒泉两座35kV变电站、红山堡和上河清两座智能综合负荷开关组成的配电自动化系统。？
3.1系统设计与组成？
调度分配主站硬件系统由服务器/调度员工作站、前置机和通信机柜组成。考虑到初始系统规模，服务器和调度员工作站使用一台机器，但设置为双机冗余系统，两台机器以热备方式运行。该软件是CSDA2000配电自动化系统，它是一个开放的、可扩展的跨操作系统平台，集成了传统SCADA系统的所有功能。同时，SCADA/DMS/GIS统一设计，采用统一的数据模型和实时数据库平台，真正实现了集成，贯彻了分层体系结构和功能的思想。配电自动化的FA功能由CSDA2000系统中的配电网高级应用软件(PAS)模块完成，PAS由多个模块化应用软件组成，分别完成网络运行控制、安全分析和经济分析三大功能。根据铁路供电系统的特点，本项目对PAS的功能进行了适当简化，实际应用了网络拓扑、故障分析、故障检测、隔离和恢复等功能模块。？
本工程清水变电站进行了综合自动化改造，酒泉变电站安装了集中式RTU。根据整个系统的配电功能要求，RTU的基本单元由配电测控终端CSF102组成，所有保护信息通过远动系统发送到主站。？
智能集成开关由开关本体和智能控制器CSF100组成。以智能控制器为核心，主要实现传统的三遥、配电网故障信息采集与处理、通信、开关在线监测等功能。智能综合开关作为配电自动化系统的基础设备，能够快速准确地监测到故障信息并上报给主站，接受主站的命令执行开关的分合闸操作，隔离故障，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，需要利用铁路系统的公共通信系统传输数据。由于这种通信网络服务于铁路使用的部门，受现场环境的制约很大，有时通信条件可能不太理想，必须采取灵活的措施。？
在本项目中，智能综合开关的数据必须通过酒泉变电站发送到主站。由于其他设备的原因，主站与酒泉子站之间的通信协议只能采用部级CDT协议。为了解决数据传输和规约转换同时进行的问题，酒泉变电站设置了功能强大的通信处理器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。
这只是铁路地方供电系统遇到的通信问题的一部分。由于铁路供电系统的自动化技术远远落后于电力系统，通信系统中供电系统自动化部分的建设还不完善。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有完善的通信系统设计和灵活的配置，以更好地满足铁路供电系统的应用。？
3.3失败测试？
为了验证整个配电自动化系统的功能，本项目进行了完整的故障测试，测试方案如图2所示。试验结果表明，系统故障时，贯通线保护动作迅速，重合失败。保护信息上报给主站，故障处理模块(SRS)启动。主站立即调用FTU故障信息，根据故障信息判断故障发生在F2和F3之间，立即处理故障，跳F2和F3，合C1和C4，准确完成故障处理。整个过程在3？它将在分钟内完成，这与过去几个小时恢复供电相比是不言而喻的。
图2故障隔离恢复测试？
4结论？
铁路供电系统可以看作是供电系统的简化形式。除了一些特殊的保护功能外，其他要求完全一致，因此电力系统中成熟先进的技术完全可以在铁路供电系统中应用。目前，铁路供电系统的自动化水平远远落后于电力系统。采用电力系统成熟的经验和技术，加快铁路供电系统的自动化改造，不仅可以大大提高铁路供电系统本身的运营管理水平，还可以提高劳动生产率，对整个铁路系统的运营大有裨益。
铁路电力远动终端干扰
【摘要】研究分析电磁干扰对电力远动系统的原因、特点和影响，从设计角度对铁路电力远动监控系统进行抗干扰分析和研究。
抗干扰设计是电力远动监控系统安全运行的重要组成部分。在开发综合自动化系统的过程中，如果没有充分考虑可靠性问题，在强电场的干扰下，很容易出错，会使整个电气远动监控系统不能正常运行或出错(误跳闸事故等)。)，无法向车站、区段供电，影响铁路行车安全。
一、电磁干扰的原因和特点
(A)传导瞬变和高频干扰
1.雷击、断路器操作和短路故障引起的浪涌和高频暂态电压或电流通过变压器(配电站)二次侧进入远动终端设备，会干扰设备的正常运行，严重损坏电路。2.电磁继电器通断引起的瞬态干扰电压幅值高、时间短、重复率高，相当于一系列脉冲群。3.在铁路供电中，尤其是现代高速铁路，对电力的需求比较高。一般由几个电源供电，母线切换比较频繁，振荡波数较多。
(二)现场干扰
1.正常情况下的静态磁场和短路事故时的瞬态磁场两种，特别是短路事故时的磁场对显示器的影响很大。2.断路器操作或短路事故、雷击等引起的脉冲磁场。3.变电站隔离开关和高压柜手车产生阻尼振荡的暂态过程也产生一定的磁场。4.无线电通信、对讲机等辐射的电磁场会对远动终端造成一定的干扰。铁路中继站通常与通信站设在同一地点，通信塔对中继站电力远动终端设备干扰较大。
(3)干扰通信线路
1.铁路变电站远动终端的数据通过双绞线串行通信进入车站通信站，然后转换成光信号，沿铁通专用通信光缆送至电力远动调度中心。在从变电站到通信站的过程中，电信和远程控制数据采用电信号的形式。由于进出变电站的高低压电缆较多，对远动终端干扰较大。2.中继站一般靠近铁路，列车通过时的振动对远动终端设备有一定的干扰。
(D)继电器本身
继电器本身可能由于某种原因一次不到位，产生干扰振动信号，或者负荷开关、断路器、隔离开关等二次侧可能产生振动信号。
二、干扰对电力远动系统的影响
无论交流电源还是DC电源，电源与干扰源之间的耦合通道相对较多，容易影响远动终端设备，包括关键CPU；模拟输入的干扰可能造成采样数据的误差，影响精度和测量的准确性，还可能造成微机保护的误动作，损坏远动终端设备和微机保护的部分元件；开关输入输出通道的干扰可能导致微机和远动终端的误判，以及远动调试终端的数据错误。远动终端CPU的干扰可能导致CPU的异常运行，也可能导致远动终端程序的损坏。
三、抗干扰设计分析
屏蔽措施
1.高压设备和远动终端的输入输出采用带铠装(屏蔽层)的电缆，电缆的钢铠装两端均接地，可大大降低耦合感应电压。2.在选择变电站和中继站的电源设备时，尽量选择具有特殊屏蔽层的变压器，这也有利于防止高频干扰进入远动终端设备。3.在远动终端设备的输入端接一个耐高压的小电容接地，可以有效抑制外部高频干扰。
2)系统接地设计
1.一次系统接地主要用于防雷、中性点接地和设备保护。合适的接地系统可以有效地确保设备的安全运行。对于断路器柜的接地位置，应增加接地扁铁和接地极的数量，增加接地网的互连线，以减小接地网中的瞬态电位差，提高二次设备的电磁兼容性，减少对远方终端的干扰。2.二次系统的接地分为安全接地和工作接地。安全接地主要是为了避免设备绝缘损坏或降低时触电的危险，保证设备的安全。设备外壳接地，接地线采用多股铜软线，导电性好，接地可靠。安全接地网可与一次设备的接地网相连；工作接地的目的是为电子设备、微机控制系统和保护装置提供一个电位参考，以保证其可靠运行，并防止地环流的干扰。3.因为高低压柜本身多为镀锌钢板，也有屏蔽作用，高低压柜可靠接地。4.远动终端微机的电源地和数字地不与外壳连接，可以减小电源线与外壳之间的分布电容，提高* * *模式的抗干扰能力，明显提高电力远动监控系统的安全性和可靠性。
(3)采取良好的隔离措施。
1.为了避免远动终端本身的电源干扰，采用了隔离变压器。电源的高频噪声主要通过变压器的初级和次级寄生电容耦合，隔离变压器的初级和次级通过屏蔽层隔离，所以分布电容小，可以提高抗* * *模式干扰的能力。2.电力远动监控系统的开关量输入主要是断路器辅助触点、隔离开关、负荷开关、电力调节器抽头等的位置。，而开关量的输出主要是对断路器、负荷开关和电力调节器的分接头的控制。3.信号电缆尽量避开电源电缆，远动终端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，但干扰源的内阻很大，而且输入/输出电路之间的分布电容很小，绝缘电阻很大，所以来自电路一侧的干扰很难通过光耦合送到另一侧，可以有效防止干扰从进程通道进入主CPU。
(4)滤波器的设计
1.使用低通滤波去除高次谐波。2.采用双端对称输入抑制* *模式干扰，软件采用离散采集模式和相应的数字滤波技术。
(5)采用单独的独立功能块供电，每个功能块都有单独的电压过载保护，使得整个系统不会因为稳压电源的故障而损坏，公共阻抗和公共电源的互耦也降低，大大提高了供电的可靠性。
(6)数据采集的抗干扰设计
1.在采集信息时，取消专门的发射机机柜，将发射机部分封装在RTU中，减少中间环节，可以减少发射机部分输出的弱电回路长度。2.电信是由于一次合闸失败或二次侧振动引起的虚假电信干扰信号，也会产生尖脉冲信号，也可能干扰电信电路。
(7)工艺通道的抗干扰设计
(8)印刷电路板的设计。在印刷电路板的设计中，数字电路接地和模拟电路接地应尽量分开；电源的输入端跨接在10 ~ 100μ f的电解电容上
(9)控制状态位的干扰设计
(10)异常程序运行的抗干扰设计
(11)单片机软件的抗干扰设计
(12)从终端到通信站的数字通信电缆穿过钢管时，特别是与其他电力电缆交叉时，应避免与其他电力电缆同沟敷设，并保持一定的交叉距离。
(十三)专用变电站(配电所)或区间信号站环境。
(14)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差错重传技术，直至驻留确认信息。