高铁电力远动终端抗干扰的施工技术探讨 田洋

发表时间:2020/6/17   来源:《中国电业》2020年2月第4期   作者:田洋
[导读] 高铁是现阶段轨道交通的重要组成部分,在区域交流和地区经济发展实践中发挥着重要的作用
        摘要:高铁是现阶段轨道交通的重要组成部分,在区域交流和地区经济发展实践中发挥着重要的作用,强调高铁的稳定性和安全性是当前高铁建设中必须要强调的内容。从高铁运行的稳定和安全分析来看,抗干扰是必须要强调的,本文对高铁电力远动终端抗干扰的施工技术进行分析与总结,旨在为现实施工实践提供参考与指导。
关键词:高铁;电力远动终端;抗干扰;施工技术
    高铁的稳定、安全运行和电力系统有显著的关系,所以关注电力系统的建设有突出的现实意义。从目前的资料研究来看,远动终端在高铁运行中的利用可以实现对电力信息的实时采集,从而为高铁的运行控制提供相应的参考,保证高铁的稳定运行。不过在实践中,终端设备会因为干扰出现信息传输不畅或者是信号丢失的情况,所以强调设备抗干扰非常必要。
一、高铁电力系统
   高铁电力系统是高铁稳定运行、可靠运行和安全运行的重要支撑系统,强调高铁电力系统的完善性建设,重视电力系统的价值发挥有突出的现实意义。在实践中,为了进一步的完善高铁电力系统,需要对其的基本构成进行明确。以下是高铁电力系统构成的基本阐述。
(一)车站监控系统
        车站监控系统是电力系统的重要组成部分,就该系统的具体构成来看,其主要的组成部分有高压监控系统和低压监控系统。就高压监控系统而言,其主要的功能是对车站变压器原边具体输入电压以及实际的输入电流进行监控,具体的监控值有输入电压值以及输入电流值。与此同时,该系统还需要对在线路上设置的高压断路器进行监控[1]。就低压监控系统的具体功能来看,其主要是对车站的变压器次级输出电压以及实际输出电流进行监控,在监控的过程中,其还有一个重要的作用是进行电流故障的录波,以此来对低压配电盘当中的低压电路器进行控制。
(二)变/配电所安装的监控系统
         在变/配电所安装的监控系统也是高铁电力系统的重要组成部分。就该系统的具体利用来看,其主要的功能是对高铁的变/配电所当中的高压设备以及直流电源系统的呢过进行监控。就具体的监控分析来看,一般会使用三种方式:1)在变/配电所中高压设备安装的二次保护装置,其主要利用微机保护装置,在高压设备的分合实践中,主要采用的微机控制。操作者在实践中会利用微机进行保护整定值的设置;2)在变/配电所里面[2],高压设备安装的二次保护装置主要利用传统的继电器保护装置,在此装置的基础上可以增设相应的微机监测装置。就两种方式的具体利用来看,其能够为远动系统提供相应的数据接口。需要注意的是,在具体方式利用的过程中,方式(2)中高压设备所具备的微机控制能力比较的低,所以在系统“远动”目的实现中,其作用不够理想。
二、远动终端
   远动终端在目前的高铁运行实践中被广泛的利用。从资料分析来看,所谓的远动终端具体指的是电力系统设置于厂站端用以采集和发送发电厂或变电站实时运行参数,接收并执行调度中心控制与调节命令的终端设备。调查研究远动终端的具体功能,发现其主要功能有4个:1)采集并向远方发送状态量,该功能被简称为“遥信”;2)采集并向远方发送数字量、脉冲量及模拟量,该功能在实践中被称之为“遥测”;3)接收并执行远方调度控制命令,此功能在实践中被称之为“遥控”;4)接收并执行远方调度调节命令,该功能被称之为“遥调”。总的来讲,远动终端的具体功能可以被概括为“四遥”,除了“四遥”功能外,远动终端还可以在具体的要求下进行选配功能的实现,比如进行数据总加、信息编辑转发、越限告警、事件顺序记录、接收并执行校时命令、接收并执行信号复归命令等。
    就现阶段高铁实践中的远动终端利用进行分析可知其主要是微机型远动终端,该终端由硬件和软件两个部分组成,其中硬件是由各种功能版配上相应的机箱和电源构成的。在硬件当中,功能版可以由远动设备研制生产单位选用各种集成电路片和自行设计印剧电路板构成,称为片级设计,亦可以采用微机生产厂家生产的原板(OEM) 构成,称为板级设计。
三、远动终端抗干扰价值分析
        远动终端在高铁运行实践中有显著的应用。对终端的具体使用进行分析,其具有两方面的突出价值,以下是对相关内容的具体分析。
        第一是在高铁运行的过程中,其运行安全与信号传输的准确性有显著的关系,如果信号迟滞或者是信号参数存在丢失等情况,系统获取的信息准确性会严重下降,高铁运行的相关参数也会改变,这回造成不安全事故的发生[3]。就实践分析来看,造成信号迟滞或者是信号参数丢失的主要原因是信号传输以及才着急设备受到了外界的干扰,所以在实践中为了进一步的提升信号的准确性,必须要对干扰问题进行解决。远端终端的抗干扰能力提升对于发挥终端的现实价值有积极的作用。
        第二是在高铁的运行实践中,其运行是否稳定受高干扰因素的影响。从目前掌握的资料来看,高铁的供电环境具有复杂性和恶劣性,主要是因为其存在着较多的干扰因素,所以在高铁运行的过程中,系统会受到较多因素的干扰。当系统被干扰后,其接受信号的准确性和及时性会大受影响,在部分路况,没有准确的信号做参考,高铁的运行无法保证安全,所以其速度等会明显的放缓,乘客们的乘车体验感也会大受影响,在这样的环境下强调干扰的控制,保证高铁运行的稳定等有突出的现实价值。
四、远动终端抗干扰措施
    高铁电力运动终端在高铁运行实践中发挥着重要的作用,所以需要强调其功能的稳定发挥,而要保证其功能的稳定,就必须要对终端做抗干扰处理。基于实践分析可知,电力远动终端要达到抗干扰的目的,可以实施以下几项措施。
(一)屏蔽措施
        屏蔽可以有效的控制干扰因素,保证远动终端的运行效果,所以重视屏蔽措施的利用有突出的现实价值[4]。对高铁电力远动当中的监控系统运行做分析发现对其产生干扰的因素不仅仅是10千伏的电压,还有区间继电站设置的电力远动终端FTU。就接触网的具体使用来看,其所产生的电压负荷具有非常大的变化性,所以所受到的干扰会比较的频繁,这种情况下,外部干扰大多无法消除,所以要有效的减少干扰的影响,只能通过屏蔽的方法实施。
        就具体的屏蔽措施执行来看,其主要强调3部分的内容:1)针对高压设备、远动终端输入和输出,在进行电缆选用的时候可以选择具备铠装的电缆,同时强调电缆钢铠两端的接地,这样能够有效的进行耦合感应电压值的降低,从而达到屏蔽干扰的目的。2)字进行变电所或者配电所以及中继站电力设备的时候,可以选择设置了专门屏蔽层的相应互感器,这样,高频干扰远动终端设备的情况可以有效缓解。3)就远动终端设备的具体利用来看,在其的输入端可以进行耐高压小电容的对地安装,这样,外部高频干扰可以得到很好的抑制。总的来讲,采用有效的屏蔽措施可以将外部的干扰隔离,从而实现终端抗干扰能力的提升。
(二)接地设计
        在远动终端的抗干扰实施中,第二项非常有效的措施是进行接地设计。对目前的实践进行总结可知,能够有效抗干扰的接地设计主要有三种形式,以下是具体的设计分析。
        第一是一次系统接地[7]。在实践中,远动终端想要达到防雷的效果或者是要加强对设备自身的保护,需要强调一次系统接地处理。就具体的措施实施来看,构建合理性的接地系统,该系统可以为设备的安全运行提供保障。需要注意的是,在一次系统接地处理中,断路器柜的接地位置需要增加接地扁铁,这样,接地极的数量被提高。

与此同时,设备的接地位置还需要适当的增加相应的接地网络互连线,这样,接地网面当中的瞬变电位差会减小,二次设备的具体电磁容量会有显著的提升,这样,远动终端受干扰的程度会明显的降低。
        第二是二次系统接地。就此种接地形式来看,其主要分为两种,其一是安全接地,其二是工作接地。就安全接地的具体分析来看,其主要的作用是防止工作人员因为设备绝缘的损坏或者是绝缘设备自身的绝缘性下降而出现触电风险,另外,安全接地也有保护设备安全的目的。就该接地的具体实施来看,在设备外壳接地的过程中,一般会采用多股铜软线,这种线的导电性能良好,接地较为可靠,而且利用此中软线可以实现接地网和一次设备相应接地网的有效连接。就工作接地的具体利用来看,其主要的作用是为保护装置、电子设备以及微机控制系统继续拧明确的电位基准提供,这样可以保证设备、系统等受到地环流的显著干扰。在系统中,高低压柜采用的制造材料本身具有屏蔽的效果,而且高低压柜均满足可靠接地的具体需要。
        第三是远动系统接地。就远动系统的接地来看,主要有两部分内容:1)电力远动终端主要有FTU和RTU,其是远动控制当中进行远动监控的终端装置,是电力远动系统里面最基本的环节组成部分。就具体终端的作用来看,其可以实现对高铁车站变/配电所运行状态具体模拟量以及状态量的数据收集。在资料收集的基础上监视相关内容,同时实现向远动调度中心的数据传输。FTU、RTU、危机电源地以及数字地不和相应的机壳相连,这样,电源线以及设备机壳当中的实际分布电容会降低,如此一来,远动监控系统的利用安全性与可靠性会有显著提升。2)在接地过程中,需要遵循地线分流的相关原则,有效的规避强弱信号的一起接地,这样,信号和噪声可以被有效隔开,系统抗干扰的能力会有显著的提升。
(三)隔离措施
        在远动终端的抗干扰实践中,隔离措施的具体利用也能够起到巨大的作用,所以需要积极的讨论隔离措施在实践中的具体利用。以下是基于实践总结的隔离措施应用分析。
        第一,进行隔离变压器的措施采用。从现实利用来看,远动终端的实际利用中,电源是不可缺少的一部分,其能够对监测系统工作的可靠性产生显著的影响,所以要有效的规避电源干扰的产生。如果在实践中存在着电源高频噪声,可以采用变压器初级或者是次级寄生电容产生的耦合来实现隔离。与此同时利用屏蔽层将变压器初级和次级进行隔离,这样,分布电容被有效降低,抗共模干扰能力会有显著的提升。
        第二,就实践分析来看,远动监控系统在使用的过程中实现开关量的输出,一个主要的目的是为了达到电力调压器设置的分接头断路器和负荷开关控制。就系统中的断路器和负荷开关分析来看,其均位于强电回路里面,所以要利用光电隔离措施进行处理,以此来有效的降低其给电力远动终端FTU和RTU所造成的干扰。这样,采样信号的准确性可以得到保证,系统误判的问题能够有效的规避。
        第三,对实践中对强信号或者是弱信号电缆进行隔离的时候,需要实现信号电缆和电力电缆的有效隔开。从FTU和RTU 的具体电路板布线做分析发现在过程中,为了有效的预防互感问题的发生,必须要采用积极的措施。在实践中,如果通信线路需要进出高铁变/配电,尤其是需要和电力电缆你进行橡胶,必须要实现穿钢管线路敷设。
        第四,在线路相互之间的干扰问题规避实践中,可以利用光电耦合器。此种设备在实践中可以发挥突出的作用,一方面是光电耦合器的输入阻抗非常的小,而且其干扰源的内阻非常的大。再者,输入以及输出回路之间的实际分布电容非常的小,其存在的绝缘电阻比较的大,所以在回路一侧出现干扰后,其难以利用光耦传递到另外的一侧,如此一来,干扰从过程通道传至主CPU的问题可以得到有效的处理。
五、反思与建议
        从上文的具体分析来看,在高铁运行的过程中,电力远动终端的具体效果会对高铁的运行安全、稳定等造成显著的影响,所以在实践中需要对电力远动终端的运行稳定和安全做分析。抗干扰强调能够有效的提升电力远动终端的现实利用效果,所以就其抗干扰的处理分析做相关讨论现实意义显著。从上文的分析来,造成干扰的因素很多,抗干扰的措施也很多,但是具体的因素影响和抗干扰的措施利用效果却是不同的,所以为了更好的强调电力远动终端抗干扰,需要明确如下的内容。
        第一是必须要对远动终端造成干扰的因素做全面的分析。兵法有云“知己知彼,百战不殆”,在电力远动终端的具体利用中,要想真正的解决一个问题,势必要对该问题有全面的了解,这样,问题处理的完善性和有效性才会更加的显著。在具体的干扰处理中,对造成干扰的因素做全面的分析,并就干扰因素的干扰大小做科学的分析与判断,这样,在干扰问题的处理实践中,具体因素控制的轻重缓急排序会更加的有效,相关工作开展的现实意义也会更加的突出。简言之,做好相关因素的准确界定与分析有突出的现实价值。
        第二是需要针对具体的干扰因素制定针对性的解决措施。常言道“对症下药方能药到病除”,在干扰因素处理的过程中,如果不能基于干扰的具体因素进行策略实施,即使采取了防干扰工作,其收效也是非常小的。而且这种情况还容易造成资源的浪费,所以为了解决具体的问题,需要在问题处理实践中明确问题产生的具体原因,然后基于原因做分析与讨论,这样可以制定更加完善的策略,最终的干扰控制也会获得突出的效果。
        第三是在实践中需要对具体利用的人员进行水平提升。从上文的分析来看,在干扰处理实践中,需要通过接地设计来达到干扰抑制或者是减弱的情况。在接地设计的过程中,如果人员本身的专业认知或者是具体的设计操作等存在问题,那么其接地设计的可靠性与有效性会受到影响。基于此,为了保证现骨干措施实施的有效性,需要对人员的设计理论、设计专业性操作等进行全面的提升,这样可以有效的实现设计效果提高,从而达到抗干扰能力的提升。
        第四是在实践中需要强调评价。在电力远动终端的具体使用中,可以构建完整的评价系统,就目前的评价系统建设来看,其强调如下内容:1)系统框架建设,主要是对系统的覆盖范围和涉及区域进行明确,从而使系统的整体应用效果更加突出。2)系统内容建设,主要是进行评价体系中的内容指标建设,并对具体的指标评价标准等做判断。3)评价方法确定。评价方法的科学性和有效性会对最终的评价工作产生影响,所以重视评价方法的科学界定是非常重要的。总之,在实践中,基于完整的框架、规范的标准和科学的评价方法对电力远端设备的抗干扰实践进行具体的分析,积极的改正其不足的地方,这样,技术利用的最终效果会更加显著。
    综上所述,高铁电力远动终端在实践中发挥着重要的作用,其在受到干扰的情况下,现实价值会有显著的降低,高铁的运行稳定和安全也会大受影响,所以需要对抗干扰问题进行具体的分析,讨论分析抗干扰的相关内容,对抗干扰实施的具体措施以及可以达到的预期进行思考与分析,这可以为实践工作的开展提供帮助与指导工作。
参考文献:
[1]李耀坤.电力系统远动终端技术的应用[J].电子世界,2019,000(012):154.
[2]耿士斌.铁路电力远动系统设备抗干扰措施研究[J].通信电源技术,2019,036(004):17-18.
[3]王泽锋.铁路电力远动系统抗干扰对策浅析[J].数字化用户,2019,025(002):117.
[4]郝玉海,涂传鹏.铁路电力远动系统抗干扰对策浅析[J].科技经济导刊,2019(17).
[5]韩轩.高铁供电SCADA系统的调试及典型问题分析[J].电气技术与经济,2018,000(003):P.35-37.

投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: