铁路电力远动系统

《铁路电力远动系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铁路电力远动系统（5页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、铁路电力远动系统铁路电力远动系统,工业技术,姚 群 约3375字摘要:电力远动系统在电力系统管理中的作用越来越重要,它为铁路供电安全、 优质、经济运行提供了重要的技术手段。本文介绍了我国铁路电力远动系统的发展, 分析了铁路电力远动系统的构成,探讨了电力远动系统的主要功能。关键词:电力远动系统;铁路供电;主要功能1 我国铁路供电远动系统概述 远动技术的广泛应用在我国时间不长,但发展十分迅猛,发展过程中大体经历了 三个阶段第一阶段有触点式阶段 这是以继电器为主要元件,配以步进选线器、电子管等元件组成的远动装置。这类远动装置有大量接点,维护工作量大,可靠性较差,寿命短,属早期远动产品。铁 路供电方面

2、没有经历这一阶段。第二阶段布线逻辑式阶段 这一阶段经历了晶体管、集成电路的过程。布线逻辑式远动装置是无接点式装 置,按预定的要求进行设计,使构成装置的各部分逻辑电路按固定的时间顺序工作, 以完成预定的功能。这些装置属于硬件式装置,不能随意进行功能的扩展。在 70 年 代,我国各大电力系统都使用过这类装置,在电气化铁路上也有过使用。第三阶段软件化阶段我国SCADA系统在电气化铁道远动系统的应用技术上已经取得突破性进展，应 用上也有迅猛的发展。由于电气化铁道与电力系统有着不同的特点,在 SCADA 系统 的发展上与电力系统的道路并不完全一样。由于电力系统的稳定可靠对铁路运行至 关重要,为了充分发挥

3、电力贯通线、自闭线(现一般都统称为“贯通线”)作用,确保 电力贯通线安全可靠供电,提高对电力贯通线管理水平和控制能力,减少对铁路运输 生产的影响,远动技术于90年代被引入到我国铁路电力系统。2 铁路电力远动系统的构成铁路电力远动系统如图1所示。2.1 远动控制主站远动控制主站一般采用计算机局域网结构,分布式控制系统,以计算机设备为核 心,以网络结点为单元进行配置。系统的硬件配置主要有前置机、后台处理机、维 护工作站、模拟屏、操作员节点机等网络节点设备及相应的人机接口设备,设置了 实时数据打印,文档管理报表打印机、实时监视及卫星时钟同步等外围设备。应用 软件是整个远动系统的灵魂,应用软件协调完成

4、同各个远动终端的数据通讯任务;应 用软件把硬件系统采集的各种数据如电压、电流、电量等经过计算然后以合理的方 式显示出来供操作人员参考;操作人员的操作也要通过应用软件才能执行。应用软 件的好坏,直接影响到整个远动系统的应用水平和稳定性能。2.2 远动终端远动终端设备分为配电所监控终端(RTU )、杆上开关监控终端(FTU )和信号电 源监控终端(STU)。配电所综合自动化安装集中式RTU,根据整个系统的配电功能要求,RTU实现对 配电所的遥控、遥信和遥测,将配电所基础单元的所有保护信息通过远动系统上送 主站,以满足远方遥控、遥测、遥信、遥视等在线监测和远方诊断及维护的要求。 配电所装设RTU采集

5、进线电压、母线电压：电源进线电流、有功功率、无功功率、 功率因数;馈线电流、有功功率;贯通馈线电压、电流、有功功率、无功功率;电容 补偿装置电流、无功功率;采集各断路器位置遥信及保护动作遥信;记录电源低电压、过流、速断时断路器动作触发点前后 10个周期数据,并保存 10个故障录波数 据供系统事故分析。杆上开关监控终端(FTU)以配电远动控制终端为核心单元，配以不锈钢控制箱 体、操作机构、智能充电装置、免维护蓄电池组以及其它外围设备。FTU主要安装 在电力贯通线的分段开关上，用以检测和控制开关的运行状态，测量线路的电压、电 流及有功功率、无功功率等电气量，采集高压远动负荷开关、高压线路过流、短路

6、 遥信、高压线路接地遥信等遥信量，保存 10 个故障录波数据供系统事故分析。信号电源监控终端(STU)设在沿线车站信号机械室内，实现对信号楼电源遥测、 遥信、遥控功能。信号电源监控终端(STU )采用配电远动控制平台作为核心单元，与 杆上开关监控终端(FTU等远动控制终端共同组成车站监控节点，并转发它们的数据 至远动控制主站，完成其远动控制功能。STU主要检测电力贯通线经变压器输出的 信号电源的电气参量，采集信号电源相电压、相电流以及有功功率、功率因数、正 序、负序等模拟量及低压远动断路器过流、短路遥信等遥信量。记录两路信号电源 的低压远动断路器在发生过流、速断跳闸时，故障点前后各5个周期的电

7、压、电流 波形曲线，保存10个故障录波数据供系统事故分析。此外，还记录发生越限时，越限 点前后各 5s 的电压、电流有效值的故障曲线。远动终端采集的数据有利于分析正常时的负荷变化趋势和故障时的变化情况， 为合理调配资源、科学分析判断故障提供依据。远动终端主要由数据输入输出模 块、数据通讯部分、电源部分三个部分构成:(1) 数据输入输出(I/O)模块。远动终端的核心部分,主要有三个功能:一是把现 场仪表输入的电信号转化成数字信息，并把这些数字信息传送到远动控制主站的计 算机中;二是把远动控制主站计算机发送来的控制信息转化成相应的电信号，输送到 执行机构，以完成控制过程:三是数据通讯功能，完成和上

8、位机或其它设备的数据通 讯。在远动终端中用作数据输入输出(I/0)模块的设备主要有两种:基于单片机的数 据采集模块和可编程控制器PLC(Programmable logic Controller,可编程控制 器)。(2) 数据通讯部分。数据输入输出(工/0)模块和监控中心的数据传输通道。(3) 电源部分。为数据输入输出模块、电台、调制解调器、仪表等提供直流电 源。常用的直流电源有+5V,+12V,+15V,+24V几种。电源部分对远动终端工作的稳 定性有影响，所以不能掉以轻心。每个RTU的电源必须根据具体情况进行配置，但要 求电源功率有足够的带载能力、抗干扰能力强、波纹小、具有过流过压保护功能

9、。2.3 通信通道 通信通道是远动系统非常重要的组成部分。借助于通信通道,各远动终端和远 动控制主站得以相互交换信息和信息共享,提高了电力系统运行的可靠性,减少了连 接电缆和设备数量,实现终端远方监视和控制。远动终端通过通信通道向远动控制 主站传送的实时信息包括:电压、电流、功率的数值大小、断路器位置状态、事件 记录等;接收远动控制主站的断路器操作控制命令以及查询和其他操作控制命令。 远动通道物理结构一般采用由光缆构成的环形结构,动态备用运行方式:远动控制主 站通过远动通道查询报文查询远动终端的数据,远动终端如有数据则上送远动控制 主站,如无数据则回答正常应答报文。由于铁路电力远动系统系统本身

10、没有通信线 路,远动控制主站通过铁路通信系统提供的专用主/备光纤数字通道与被控终端进行 通信,实现远程监视和控制,光纤数字通道采用环型结构。主控站采用双以太网配置, 在逻辑上与被控站通信共同构成点对点通信方式。3 电力远动系统的主要功能 电力远动系统的主要任务是:将表征电力系统运行状态和各发电厂和变电所的 有关实时信息采集到远动控制主站;把远动控制主站的命令发往远动终端,对设备进 行控制和调节。从远动终端发往远动控制主站的信息有测量量和状态量等,测量量有有功功 率、无功功率、电压、电流、频率、水库的水位等。状态量有断路器、隔离开关的 位置状态,自动装置、继电保护的动作状态,发电机组、远动设备的运行状态等。主 要功能有:遥控、遥信、遥测;打印;具有对线路故障进行检测的能力;具有对实时数据进行采集、传输、分析、处 理的功能;具有对远动终端进行在线自检和相应显示的功能;对用户画面和用户数据 库实现在线修改、编辑和定议的功能;所有计算机具有自启动、自恢复功能;冗余配 置的双主机系统,具有可自动切换和手动切换的功能;对操作人员可进行模拟培训和 演示的功能。参考文献1 钱清泉著.电气化铁道远动监控技术,中国铁道出版社,2000.2 王小虎.电力系统自动化设备的电磁兼容技术,广西水利水电,2006.3 唐涛.电力系统厂站自动化技术的发展与展望,电力系统自动化,2004.