摘要：随着新时代铁路运输的发展和信息时代的到来， 电力自动化技术在铁路建设中的应用是铁路电力系统必然的发展趋势。文章在当前铁路电力系统的组成和状况的基础上， 对铁路电力自动化的概念与特点进行了解释与分析， 并对铁路电力自动化的技术在铁路建设中的应用方法与原则进行了探讨。

关键词：铁路建设;电力自动化;应用;

铁路是我国国民经济最重要的组成部分之一， 能够在人民日常生产生活中起到巨大的作用。而随着时代的不断进步和轨道交通的飞速发展，铁路交通不仅成为了人们的主要出行工具之一， 其使用率和运输量也在不断增加， 我国铁路运行在朝着大客流、高密度和高速方向快速发展。近几年来我国铁路使用率对铁路建设的要求也越来越高。

1 当前铁路电力系统的组成和状况

铁路电力系统是由公共电网供电、铁路部门自行管理的电力网络， 主要由铁路沿线变配电所 （站） 、贯通电力线路和自动闭塞电力线路、低压变配电系统及配套电力设施组成。作为一项铁路建设中主要组成部分的铁路电力系统， 则是铁路电力自动化作为远程监控控制与调度管理的主要技术之一， 不仅要为铁路沿线运输生产和生活供电， 更是保障铁路设施安全供电的基础， 与铁路运行中的安全问题密切相关。基于以上原因， 国家对于铁路电力系统的供电更加重视， 对它的要求也更加严厉和苛刻。然而就目前形式来看， 劳工调度、电话调度等一些传统的监测和控制方法， 已经不能满足新时期下铁路电力系统的要求， 更不能满足行车安全的要求。为了实现更好的远程自动化控制和调度管理， 成功达到铁路电力系统安全供电保障行车安全的目的， 铁路系统的电源管理部门和运行单位应该一致落实应用更加优良和先进的铁路电力自动化技术。这不仅是安全的需要， 更是铁路发展的一种必然趋势。

2 铁路电力自动化建设采用的关键技术分析

2.1 物联网技术

该项目以常规物联网系统架构作为建设思路，围绕电力系统分别设置感应层、网络层、平台层以及应用层，具体表现如下。

（1）感应层。系统感应层以传感器系统与RFID技术核心，其主要用于采集沿线配电网络的工作状态及实际情况。其中，传感系统主要监测对象为电缆头温度、电缆环流、环境湿度与温度等相关数据，采集结果可以通过RFID电子标签读取。

（2）网络层。前端感应系统读取的数据可以通过网络层传递回后台服务器中，网络层主要以无线通信技术为主，采用NB-IOT窄带通信方式传输信号，在此过程中，通过边缘算法筛除冗余数据，减轻主站负担。此外，部分信号不通畅区域采用光纤复合光缆的形式进行有线通讯，实现电力与信号的共同传输。

（3）平台层。其用于统计前端数据并搭建铁路部门私有云平台。

（4）应用层。将前端数据发送至计算机或智能手机终端，运维人员可以通过远程操作的方式了解铁路电力系统的运行状态及故障警报，并借助故障定位、精确诊断等数字化管理功能调控电路系统。

2.2 CIS技术

CIS技术即地理信息系统，其主要功能是将电缆数据、管线资料、基础地理数据、传感器动态数据等相关信息与地理空间坐标对接，并向用户提供地图引擎，帮助运维人员时刻了解电缆的动态数据。

2.3 空间索引技术

铁路电力系统辐射范围较大，系统需要监控的数据类型众多。因此，为了进一步提高其自动化控制能力，需要采用空间索引技术按照特定顺序排列电缆的路径、数量、位置以及空间关系，并将大量的瞬时数据整理为结构化信息自动归档，以提高系统的数据处理效率。

3 铁路电力自动化在铁路建设

3.1调度自动化控制系统

铁路电力工程中的调度自动化控制系统的整体结构由调度自动化主站，也被称之为远程调动主站。通信通道、站端系统及装置等几个重要结构构成。在该自动化控制系统运行过程中，主要将电力调度中心设定在铁路工程沿线中的供电段中，最终实现调度自动化系统对电力工程中的每个供电环节进行智能调度与监控。在该系统的运行过程中，调度主站其所扮演的角色为整个控制系统的数据枢纽以及指挥中心。该系统在运行过程中最主要的职能是对站端系统以及其他相关设施在运行过程中产生的不同的数据信息进行及时处理与收集。在此过程中，该系统可为不同装置提供相应的人机交互结构以及相关的管理功能，并且会根据每个设施在运行过程中的运行状态发出相应的控制与调节命令，最终有效实现电力系统在运行过程中的实时监控、故障处理以及远程调度的重要功能。

3.2配电所微机保护以及综合自动化

站端系统以及相关的设备装置其主要指的是变配电所运行过程所应用的微机保护以及综合自动化系统。其中微机保护其主要运用的设备为集配电保护、智能化监控以及通信系统为一体的一个综合装置，整个系统有一体化装置、集中组屏、自动装置、脉冲电度表、直流电源监控单元等设备构成。在整个系统运行过程中需要运用工业以太网对所有设备进行有效的连接，在连接过程中需要运用5类双绞线对所有设备进行互联。在微机保护开启以后，变配电所内部的自动化控制系统可与铁路交通中的车站中的自动化运行终端共同运用一个通信通道，在其开启保护以后，系统将运用光缆接到铁路车站内的以太网，在经过2M环网来实现与调度自动化主站实现实时沟通与通信工作。

3.3 设计综合电力自动化系统平台

应采取避免多个“孤岛自动化”系统铁路电力自动化系统， 包括主电网调度自动化 （SCADA） ， 变电站综合自动化系统， 数字信号电源监控和生产线自动化系统的自动化， 以避免隔离设计或执行方面的某些方面自动化的内容， 而忽略了整体考虑的其他自动化系统， 如独立的电网调度自动化系统， 独立的信号电源监控系统和一个单独的生产线自动化系统的设计， 在硬件渠道和软件资源的重复设置， 数据或信息共享后， 系统的扩展、升级和管理的困难和不便， 因此， 在电力自动化系统方案的设计， 你应该做的总体规划， 综合考虑， 以避免此事的设计技术解决方案防止多个“自动化孤岛”， 而在项目的实施过程中， 根据轻重缓急， 因为地面系统宣布， 循序渐进， 一步一步的实现。

3.4 远程人工操作

（1）视频模块。视频模块的主要功能是监控铁路沿线的重点电力设施，并借助系统的通讯网络将对应的设备信息反馈到调度主站中，协助管理人员通过视频调度的方式控制沿线电力设施。

（2）IP调度电话。远程控制指令的下达方式主要是通过IP调度电话来实现，该项目在建设过程中采用了以Vo IP技术为核心的电话交换系统，其可以有效规避传统通信模式中对于信号强度的依赖，并借助简单的路由技术实现呼叫迂回、主备用切换等相对复杂的通讯操作。此外，该系统还具备极为灵活的组网功能，可以根据调度主站的操作需求来扩充节点，当调度主站通过视频模块监测到电路系统的异常数据后，可以快速通过IP调度电话建立与附近站端之间的联系，实现对电力网络的有效控制。

结语

综上所述，本文对铁路电力自动化在铁路建设中的应用展开了深入分析。通过设置电力自动化系统，可以有效提高电力系统运行的稳定性，并基于物联网、视频监控等先进技术手段的支持，全面加强对电力设施的监控力度，不仅能够确保铁路供电系统性能更加完善，也有助于促进我国铁路运输事业的发展。

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