打印设备用于提供电力系统运行状态的永久记录,一般打印运行记录,事故记录,有选择的系统状态报告,统计和运行报表。也可在运行人员要求下进行召唤打印。
(三)信息传输子系统
信息传输子系统主要在调度端完成被控端与调度端的通信接口功能,在调度端起到通信枢纽的作用。一方面信息传输子系统能够把调度端的控制等下行命令信息转发给被控端,另一方面,它可以接收被控端的上行命令,并通过调度端局域网转发给调度端的信息采集处理和控制子系统和人机接口子系统。
二、被控端组成
早期的远动系统被控端是由远程终端RTU构成,RTU完成测控功能。现代的远动系统被控端常采用集测控/继电保护功能为一体的综合自动化系统。本书对变电所综合自动化系统的结构及功能仅作简单介绍,而本章所指被控端主要是常规牵引远动或电力配电远动的RTU设备。
RTU的主要功能是现场数据的采集和处理,对现场设备传送控制命令,向调度端传输信息和从调度端接收指令,电力配电RTU还具备录波、故障判断等辅助功能。
牵引供电监控系统被控端RTU设置于牵引变电所、开闭所、分区亭、AT所等处用以采集和发送所亭的实时运行参数,接收并执行调度中心控制与调节命令的终端设备
电力配电监控系统的被控站RTU设在配电所、开关站、电力箱变等处的一种远动装置,它负责采集所在区域电力运行的状态和测量数据,并向调度中心传送信息;执行调度中心发往该电力监控终端的控制和调度命令。
无论对牵引供电还是电力配电RTU,其基本组成结构是一致的,包括:
① 主处理器单元:CPU板:含微处理器,内存等实现对各I/O模块的管理、数据处理
和远动数据的收发
② 遥控输出单元:YK板及相应的出口继电器 ③ 遥信输入单元:YX板采集现场监视对象的实时状态
④ 遥测输入单元:遥测板,采集测量对象的电压,电流,功率信息 ⑤ 电源单元:为RTU各模板提供电源
三、远动信道的组成
远动系信道包含通信介质及相关的通信接口设备,负责完成调度端与被控端系统间的数据传输。铁路供电调度自动化系统远动信道分为有线信道和无线信道。
有线信道采用对称电缆、同轴电缆、架空明线或光纤做为传输介质;无线信道通常以自由空间为传输媒质,微波、卫星通信等。
远动信道所采用的传输介质不同,通常还需配置不同的通信接口设备,例如音频有线信道常用的通信接口设备是调制解调器;光纤信道常采用路由器;无线信道常采用有线/无线转发装置等。
第三节 高速铁路供电监控系统的功能及特点
一、高速铁路供电监控系统的功能
在高速铁路供电监控系统中,调度端需要正确和及时地掌握每时每刻都在变化着的牵引或电力供电系统设备的运行情况,完成天窗作业,处理影响整个牵引(电力)供电系统正常运行的事故和异常情况,迅速、正确、可靠地收集分散在几十公里、几百公里以上至上千公里以外的所亭内表征牵引(电力)供电系统设备运行状态的信息,及时地以友好人机界面向调度员显示,并对所有数据进行分析、处理、存储及打印,并转发其它系统共享。
调度端的主要功能包括:在远方对其所管辖的电气设备的遥控操作,包括单控和程控操作;收集远动被控端上送的采集信息进行分析、处理和控制,包括自动监视与报警处理;故障录波、故障报告的处理;事件的顺序记录;屏幕显示和操作;自动按需生成报表和记录、自动(按需)打印;大屏幕显示控制;复视功能等。
对于常规的RTU被控端,其功能为:可靠的控制输出功能;遥测、遥信采集功能;程序自恢复功能;设备自诊断功能;具有信道监视功能;具有向调度的双信道并能自动切换的功能。
除了上述共有的基本功能外,牵引供电监控系统还完成以下特有的功能:
调度端可设置系统分析工作站主要用于对整个牵引供电系统的分析,根据接入本系统监控范围的电气化铁路供电设备的运行状态的实时信息、历史事项以及历史信息对整个牵引供电系统作出全局分析。
对于常产生事故的供电设备进行分析,根据故障点标定信息,判断出事故经常发生的地点、时间以及原因。
为保证整个供电系统的正常运行提供有效的方案,预防和减少事故的发生;同时对事故发生后如何进行处理提供解决办法,还可以在分析工作站上完成调用故障录波,负荷录波,故障报告等信息,查看整定值,辅助完成故障分析功能。
可以生成各种与调度管理相关的报表,文档工作,完成相应的牵引供电系统调度管理提
供了读写整定和整定区切换的接口,实现倒闸作业管理,检修计划管理和接触网作业管理,实现录入,修改和删除功能。
铁路电力配电监控系统所特有的功能主要体现在故障区段标定方面或馈线自动化(或是配电网故障诊断和断电管理)方面。馈线自动化主要功能:当馈线发生相间故障或单项接地故障时自动判断故障区段,自动将故障区段隔离,并恢复对非故障区段用户的供电,缩短对用户的停电故障区段,减少停电范围。主要有如下功能:
(1) 故障自动定位到站间、隔离和快速恢复供电 (2) 提供故障过程开关设备动作的跟踪记录和查询功能 (3) 小电流接地区段自动判别 (4) 断线检测及断线区段判别 (5) 其他故障信息,如故障录波
二、高速铁路供电监控系统的特点
为了实现铁路跨越式发展, 我国于2008年提出的《中长期铁路网规划》明确了我国铁路网中长期建设目标和任务, \十一五\期间,将加快建设京沪、京广、京哈、沈大、陇海等时速200-300公里的高速铁路,建设京津、沪宁、沪杭、宁杭、广深、广珠等大城市群的时速200公里以上城际快速客运交通系统,从而初步形成铁路快速客运网。\十一五\期间,铁路拟建设新线17000公里,其中高速铁路7000公里,主要技术装备达到或接近国际先进水平。
面对如此庞大的建设规模,铁道部对高速铁路供电监控系统的建设一开始就明确了在“统筹规划、分步实施”的原则,通过统一的建设标准和制式对全国高速铁路进行调度指挥。高速铁路监控系统采用N+1调度管理模式,即在全国范围内设置N个区域调度所,在铁道部设置一个高速铁路总调度中心。区域调度所负责管辖区域内的所有高速铁路系统的监视控制和调度指挥,铁道部调度中心统筹实施对高速铁路的统一调度指挥,在正常工作模式下可以监视各区域调度所系统的运行状态,并在必要时提供协调性调度指挥建议。
基于中国铁路高速铁路 “N+1”调度指挥模式的需要,无论是位于铁道部调度中心的系统,还是位于各个区域调度所的系统,均需要采用统一的技术框架和硬、软件技术平台,以满足各高速铁路统一监控调度指挥的需求,因此,我国高速铁路供电监控系统将具有如下特点。
(一)调度模式改变
中国高速铁路供电监控系统将由单一线路的监控转向多线路、区域化的调度监控模式,无论是区域调度所,还是铁道部调度中心,都将是一个能承载多条线路监控,且能在单个独立系统的基础上,通过逐步扩展,最终到达未来20年高速铁路发展的监控需求。
(二)监控对象扩展
高速铁路供电监控系统不再沿用普速铁路中对牵引供电系统、电力配电系统分别设置独立监控系统的实现方式,系统的监控对象不仅包括牵引供电系统,同时还包括10kV电力配电系统,具体为:
牵引供电监控对象包括:牵引变电所、AT分区所、AT所、开闭所、接触网上网隔离开关。
10kV电力配电监控对象包括:(35)10kV(变)配电所、箱式变电站、10/0.4kV低压变电所。
(三)监控容量巨大
由于整个高速铁路供电监控系统在牵引供电监控方面将增加了AT所,而且所有的上
网隔离开关将纳入监控,而在电力供电监控方面将通信、信号、光纤直放站箱变、环网柜、所有的10/0.4KV低压变电所纳入监控,也就是说将所有的高、低压回路纳入监控。而且监控的线路不再是单一线路的监控,而是多条线路共同监控。因此其监控容量较过去传统的普速监控系统的容量十几倍的剧增。
比如以上海客专供电监控系统为例,它管辖了包括沪杭甬、杭长、宁杭、沪宁等全
长3000公里的10几条城际客专,经统计,整个系统的监控容量为55万点,而过去普速铁路的监控模式一般采用一条线路设置一个监控系统的模式,那么以其中最长的杭长客专为例,其线路里程880公路,牵引供电监控系统的监控容量为2.8万IO,电力供电监控系统的监控容量为2.5万IO.相较于整个上海客专供电监控系统55万点的监控容量,有20倍的容量增加。
(四)功能需求提高
随着自动化系统应用的成熟和电气设备品质的提升,中国高速铁路牵引供电和电力配电系统的被控站点一般采用无人值守的运行模式,所以,供电监控系统除了完成常规的监视和控制功能外,还需要为电力调度人员、生产抢修人员提供丰富的故障分析数据,如故障录波、故障报告等,以加快供电系统事故的处理进程。同时,还需具备电力配电自动化系统DMS(Distributed Management System)的故障判断和故障隔离功能,以及对被控站系统的运