本文選自北大核心級期刊《水電能源科學》，《水電能源科學》創刊于1983年，由教育部主管，中國水力發電工程學會、華中科技大學、國測水電技術 研究院主辦，面向國內外公開發行，目前為全國中文核心期刊（2008版，水利水電類核心期刊排名第6）及中國科技核心期刊，也為華中科技大學D類期刊之 一。

　　摘要：介紹了遠動技術在鐵路電力貫通線路中的作用，電力貫通線遠動技術的主要功能，分析了其系統構成，針對貫通線頻發性故障，從電力遠動技術實際應用的角度，對貫通線的短路故障，小電流接地故障的定位、隔離及實現方式進行了探討。

　　關鍵詞：鐵路,電力貫通線,遠動技術,應用

　　1引言

　　鐵路10kV電力貫通線路作為鐵路各站及沿線電氣集中設備的主供電源，其沿鐵路線狹長分布，供電距離長，在惡劣環境下事故多發，尤其在山區、叢林等地一旦線路發生故障，由于交通不便，故障點查找和維修都十分困難，如線路上瓷瓶、懸垂的絕緣損壞，避雷器被擊穿等故障，由于其隱蔽性，故障查找費時費力，從而造成恢復供電時間長，嚴重影響供電可靠性�，F階段，要改變這種狀況除了要著力提高設備產品質量外，電力遠動技術的引入也成為逐漸成為一種主要手段。對于鐵路電力貫通線，主要是提高其線路的自動化水平，線路自動化技術的引入，在正常情況時，實現電力系統及線路的自動監視和控制；故障時，能夠自動檢測故障和自動確定故障位置，通過線路分段實現故障線段自動隔離，非故障線段快速恢復供電，縮小停電范圍，減少停電時間，提高供電可靠性，以滿足列車安全、可靠、高效運行的需要。

　　2系統功能

　　貫通線遠動技術又稱饋線自動化是對配電線路上的設備進行遠方實時監視、協調及控制的集成系統，是鐵路電力遠動系統的主要組成部分之一。近年來，隨著鐵路行車速度不斷的提高，對供電可靠性和供電質量提出了更高的要求。鐵路配電網饋線自動化是提高供電可靠性最直接、最有效的技術手段。其主要功能有：

　　1.饋線運行數據的采集與監控（SCADA），即遙信、遙測、遙控功能，分段開關的監控。

　　2.饋線故障定位、隔離及自動恢復供電。即線路故障區段（包括相間短路及小電流接地故障）的定位與隔離及無故障區段供電的自動恢復。

　　(1)遙控基本功能：遙控操作有多種方式，無論何種方式，對同一個RTU（RemoteTerminalUnit，遠方終端單元）而言，在同一時間只允許一臺管理機對其具有控制權，而另一臺管理機的控制權自動取消，兩臺管理機能很方便地進行控制權的轉換，并自動實現控制權互鎖，只有具有控制權的管理機才能完成遙控操作。

　�。�2）遙信監視功能：接收來自各RTU、FTU(FeederTerminalUnit，饋線終端單元——遠動開關控制器)的各種遙信信號在控制中心進行顯示、記錄，以實現對各被控站進行狀態的集中監視。主要有正常、異常運行狀態的監視，警報提示（包括畫而顯示、文本信息和音響報警等)。事件記錄，操作記錄及故障記錄畫而。

　�。�3）遙測功能：遙測電流、電壓、功率及電度等參數，在被控站主接線上，實時顯示這些參數。當遙測量出現越限時，變色給予提示，設置專用圖表畫而顯示遙測參數。

　　3系統構成

　　電力遠動系統一般由主站、通信通道、現場監控終端裝置三部分組成。采用SCADA、調度自動化一體化，把線路自動化作為一體化調度的一個高級應用功能來處理。其中饋線自動化系統可分為一次設備、控制箱、分散多點通信、控制主站四部分。

　　1.一次設備：采用的開關設備有自動重合器、負荷開關及分段器，電壓、電流互感器等。

　　重合器是用于配電網自動化就地保護為主的智能化的開關設備，它本身具備有控制及保護功能，能夠檢測故障電流并按預先整定的重合閘操作次數自動完成分合操作。

　　分段器是一種智能化負荷開關，通常與重合器或斷路器配合使用，是用來隔離線路區段的自動開關設備。

　　2.控制箱：控制箱起到聯結開關與SCADA監控系統的橋梁作用�？刂葡鋬戎饕�部件有：開關操動控制電路和

　　不間斷供電電源。

　　3.通信終端（FTU、RTU等）是饋線自動化系統中的一個關鍵單元。

　　4.控制主站：系統的控制中心，負責監控及數據采集等，全面掌握整個系統的運行狀態。

　　4遠動技術的應用

　　電力貫通錢遠動技術的引入，對于線路故障定位，縮短停電范圍，自動隔離故障區段等起到重要作用，主要體現在以下幾個方面：

　　4.1短路故障

　　短路故障隔離及恢復供電的方式：當地控制方式：由重合器、自動分段器完成，不依賴通信通道。遠方遙控方式：由控制主站遙控完成，需要通信通道。

　　當地控制方式（電壓-時間法）：不需通信通道，投資較小，易于實現，但多次重合，對用電設備沖擊較大。分段器S11在線路失壓時跳閘，檢測到一側有壓后延遲一段時間合閘，合閘后如在預定時間內失壓，則立即跳閘并自鎖，如圖1所示。

　　圖1開關控制方式

　　圖2為當地控制方式線路模型，若F點永久故障：CB1跳，S1、S2、S3、S4失壓跳閘；CB1合，S1合到故障上，CB1跳開，S1失壓跳開后自鎖；CB1再合，恢復配電所甲與S1之間線路供電。

　　預定延時后，CB2合，S4、S3依次成功合閘，S2合到故障上，CB2跳開，S2、S3、S4失壓跳閘，S2自鎖；CB2合，S3、S4依次合閘，恢復S2與配電所乙之間線路的供電。

　　電壓-時間法有以下特點：

　　（1）能夠自動隔離故障點，縮小故障范圍，并能夠根據開關動作時間估計故障位置，為快速檢修提供依據；

　�。�2）無需通信通道，即可實現線路自動化的主要功能，投資小見效快；

　�。�3）重合器重合時間整定相對困難，特別是線路較長時，故障隔離過程復雜，難做到精確配合，可能會給故障定位帶來誤差；

　�。�4）故障隔離、定位過程需要多次重合，對變配電所設備、線路沖擊，容易造成設備損害；

　　（5）本身不具有遠動和實時監控功能，故障分析和管理功能有限。

　　圖2當地控制方式

　　遠方遙控方式：遙控負荷開關隔離故障，恢復非故障區段供電減少開關動作次數，對系統沖擊小可以實現分段開關的遠程監控需通信通道，投資較大。

　　若F點永久故障：CB1跳開后，FTU、RTU將故障檢測結果送到控制主站。CB1、S1處開關檢測出故障電流，而其他開關無故障電流流過，確定故障點在S1、S2之間。控制主站遙控跳開S1、S2，合上CB1、CB2，隔離故障區段，恢復無故障區段供電。其等效模型如圖3所示。

　　圖3遠方遙控方式

　　4.2小電流接地故障

　　主站比較FTU送上來的暫態零序電流的幅值與相位，確定貫通路小電流（單相）接地故障點所在的區段。

　　暫態零序電流幅值遠大于穩態值時確定故障，因此檢測靈敏度一般較高。檢測故障引起的暫態電壓是否超過門檻值來啟動單相接地故障檢測。使用零序電流互感器的輸出或三相電流互感器輸出相加，剔除不平衡電流的影響后，獲取零序電流。單相接地情況下零序電流示意圖見圖4。貫通線單相接地故障模型及零序等效網絡模型見圖5、圖6。

　　圖4單相接地零序電流

　　圖5貫通線單相接地故障

　　圖6接地故障零序等效網絡

　　發生小電流接地故障時，線路零序（電容）電流特征：零序電流從故障點兩側流向故障點故障點兩側零序電流初始極性相反。故障點在線路末端時，故障點前的FTU測量到的零序電流幅值最大。

　　故障區段識別判據：主站比較FTU上報的零序電流初始極性測量結果。如果發現相連的兩個測量點測到的零序電流初始極性相反，則認為故障點在該區端上。如果所有FTU送上來的零序電流初始極性相同，則找出測量到最大零序電流有效值的FTU，故障點在該FTU的前方。

　　5結語

　　根據目前鐵路面向自動化、信息化發展的趨勢，10kV貫通線遠動技術的應用勢在必行。鐵路電力貫通線路線路遠動系統的實施，大大地提高了鐵路供電的可靠性，減少了電力管理維護工作量，極大地推進了鐵路供電管理的現代化進程，發展前景十分廣闊，是鐵路系統向著高速化、安全化和自動化發展的必然趨勢。

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