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  浅谈高铁电力远动终端抗干扰的施工技术

  在我国经济实力逐渐增强的今天,国家会越来越重视铁路工程的建设,对铁路工程建设的投入不断增加,先后将会出现很多新建高速铁路工程以及旧线路进一步改造等工程建设。不管是新建工程还是改建项目,均对电力供给方面提出了新的要求。由于传统高铁电力供电网以及采用的调度模式难以满足目前高铁运输发展的具体要求,所以现代化电力远动具体监控技术已经开始应用于高铁电力供电以及牵引供电中,这些新技术采用了自动化、计算机以及通信等技术。而评价该远动监控系统具有的可靠性的一个重要指标就是远动控制终端所具有的抗干扰性。

  1 高铁电力系统的具体构成

  1.1 车站监控系统

  这一系统的主要构成部分有高压监控系统以及低压监控系统。其中高压监控系统的功能是监控车站变压器原边具体输入电压以及实际输入电流,包含有监测输入电压值以及具体输入电流值,同时控制设置在线路上的高压断路器。而另一种低压监控系统的功能是监控车站变压器具体次级输出电压以及实际输出电流,包含有监测输出电压值以及具体输出电流值,同时对输出电流发生的故障进行录波,控制低压配电盘里面设置的低压断路器。

  1.2 变、配电所安装的监控系统

  这一系统主要功能是监控高铁变、配电所里面的高压设备和直流电源系统。通常采用的方式有:(1)变、配电所里面高压设备安装的二次保护装置主要采用的是微机保护装置。而其中高压设备的分合主要采用的是微机控制。操作员利用微机设置高压设备具体保护整定值;(2)变、配电所里面高压设备安装的二次保护装置还是采用传统继电器保护装置,并且变、配电所里面增设相应的微机监测装置。以上两种方式均可以给远动系统提供相应的数据接口,可方式(2)变、配电所中的高压设备具有的微机控制能力比较低,所以难以让电力系统达到;远动”的目的。

  2 远动终端采取抗干扰技术的现实意义

  一般远动设备插件主要组成部分是电子元件,其抗雷电和雷电导致的感应过电压能力有限。如果雷电以及感应过电压干扰达到某个程度,就会使远动设备误发信号或使元件永久性遭到损坏,对自动化系统的正常运行造成严重的影响。所以,对远动设备进行有效的防护,尽量降低雷电冲击给其造成的干扰是高铁远动监控系统进行研究的一个重要课题。

  要想满足沿线通信以及信号等重要负荷对电力的要求,就应该利用性能先进的远动控制系统来提升高铁电力系统运行的可靠性。但是高铁供电环境恶劣,存在的干扰因素也非常多,运行过程中系统受到极大的干扰,导致系统在实际运行中出现了各种不稳定问题,尤其是远动终端具有的抗干扰性能会对远动系统实际运行可靠性产生直接的影响,有时候甚至会使得系统因为干扰信号而产生误操作等非常严重的事故。所以分析高铁电力远动终端具体干扰产生原因是非常有必要的。自首次接线开始,对远动终端具体抗干扰性进行分析以及改进,从而提升远动终端所具有的抗干扰性,确保远动监控系统实际运行过程中的可靠性。

  3 对远动终端抗干扰采取的具体施工措施

  3.1 屏蔽措施

  对于高铁电力远动中的监控系统,其干扰影响因素不仅有10千伏电压,同时还有区间中继站所设置的电力远动终端FTU―通常是在贯通线以及自闭线馈线中应用的配电终端。因为接触网里面电压负荷产生的变化非常大以及干扰比较频繁,所以受到外部的干扰极多且无法消除,提出的屏蔽要求相对较高,具体为:(1)对于高压设备以及远动终端输入和终端输出,其所采用的电缆应该是具备铠装的电缆,同时电缆钢铠两端必须接地,从而有效降低耦合感应电压值,图1为电缆钢铠详细接地图;(2)挑选变/配电所以及中继站中所使用的电力设备的过程中,应该尽量使用设置了专门屏蔽层的相应互感器,同时也避免高频干扰传到远动终端设备里;(3)对于远动终端设备,其输入端子应该对地安装耐高压小电容,从而对外部高频干扰进行强有力地抑制。

  3.2 对系统进行接地设计

  3.2.1 一次系统接地。想要防雷以及保护设备,就应该对一次系统进行接地处理。建立合适的接地系统能够给设备安全运行带来一定的保障,同时断路器柜接地位置应该增加接地扁铁以及提高接地极数量,并且在设备接地位置增加相应的接地网络中的互接线,以此来减小接地网里面的瞬变电位差,有效提升其对二次设备的具体电磁兼容,降低对远动终端造成的干扰程度。

  3.2.2 二次系统接地。该接地能够分成两种,分别是安全接地以及工作接地。其中安全接地的作用主要是为了防止工作人员由于设备绝缘损坏或者是绝缘降低而有触电危险,同时确保设备安全,让各设备外壳实现接地的时候,一般采用的是多股铜软线,这种线具有比较优良的导电性,同时接地牢固性非常可靠,并且安全接地网能够与一次设备相应的接地网相连。而另外一种工作接地的作用是为了给保护装置、各个电子设备以及微机控制系统一个明确的电位基准,确保其能够可靠运行,防止地环流造成的干扰。

  因为高低压柜所采用的制造材料主要是镀锌薄钢板,所以其本身也具备屏蔽作用,均实现可靠接地。

  3.2.3 远动系统接地。

  (1)电力远动终端主要有FTU以及RTU,也就是远动控制系统里面设置在变配电所进行远动监控的相应终端装置,其属于电力远动系统里面的最基本环节之一。其作用主要是收集高铁车站变/配电所实际运行状态的具体模拟量以及状态量,进行监视的同时往远动调度中心传输收集到的模拟量以及状态量。FTU、RTU、微机电源地以及数字地不与相应的机壳相连,从而降低电源线和设备机壳之间的实际分布电容,增强抗共模干扰性,有效提升远动监控系统所具有的安全性以及可靠性。(2)接地过程中,应该遵循地线分流具体原则,不能让强、弱信号一起接地,隔开信号以及噪声,实际走线过程中应该隔开模、数以及地。

  3.3 隔离措施

  3.3.1 远动终端非常重要的一个部分就是电源,会对监测系统具有的工程可靠性产生直接的影响,想要防止电源干扰,就应该采取隔离变压器具体措施。对于电源高频噪声,所以利用变压器初级以及次级寄生电容产生的耦合来进行隔离,同时隔离变压器初级以及次级之间通过屏蔽层进行隔离,降低分布电容,从而增强抗共模干扰性。

  3.3.2 远动监控系统实现开关量的输出就是为了有效控制电力调压器设置的分接头断路器以及负荷开关。以上这些断路器以及负荷开关均位于强电回路里面,需要采取光电隔离措施,降低其给电力远动终端FTU以及RTU造成的干扰,从而确保采样信号具有足够的准确性,防止系统出现误判问题。

  3.3.3 在隔离强信号以及弱信号电缆的时候,应该有效隔开信号电缆以及电力电缆,FTU以及RTU具体电路板布线的过程中,必须防止发生互感问题。如果通信线路需要进出高铁变/配电,尤其是需要与电力电缆等相交的情况下,必须穿钢管进行敷设。

  3.3.4 通过光电耦合器能够避免相互之间发生干扰问题,因为光电耦合器具有的输入阻抗非常小,并且干扰源内阻非常大,同时输入以及输出回路之间实际分布电容非常小,具有的绝缘电阻比较大,所以回路一侧产生的干扰难以利用光耦传至另一侧,因而可以有效避免干扰从过程通道传至主CPU。

  4 结语

  提高高铁电力远动终端所具有的抗干扰能力,可以给高铁的运行可靠带来一定的保障,所以应该依据远动终端实际工作环境,对相关干扰因素进行分析,并且从工程设计施工以及安全方面入手,采取相应的抗干扰措施,从而确保高铁行车设备即使处于非常恶劣的环境中,也可以实现安全稳定地运行,有效克服传统高铁远动终端存在的抗干扰性能比较低的缺点。

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