高速铁路电力运动系统研究

第34卷第4期 西南民族大学学报·自然科学版 JoumalofSouthwestUniversityforNationalitics·NaturaIScienceEdition 文章编号： l003-2843(2008)04．0734一05 高速铁路电力运动系统研究 廖宇．张本川 (中国中铁二院工程集团有限责任公司，成都6l0031) 摘要：论述高速铁路电力运动系统的结构．阐述常速铁路、 高速铁路不同的通信系统 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，详细讨论高速铁路电力调 度主站软硬件构成、 变配电所自动化， 通信信号电源监控、 贯通线故障切除技术的应用． 关键词：高速铁路；电力运动；通信系统：调度主站 中图分类号：U223 文献标识码：A 高速铁路电力系统由铁路沿线变配电所、10KV贯通电力线路、低压配电系统及配套电力设施组成，担负 着为铁路沿线信号电源、 通信电源等一级负荷和动力照明等二、 三级负荷的供电任务旧1． 高速铁路电力远动系统利用先进的计算机软硬件技术、 网络通信技术，对铁路电力系统的各重要环节‘3州， 女口变配电所、通信电源、信号电源、贯通线10kv分断开关等，进行集中监视、控制、故障报警和处理，实 现电力供电系统的自动化调度和 管理．提高供电可靠性及运行管理 稳l维护水平，保证铁路电力系统的 安全、经济运行． 1 高速铁路电力远动系 统的构成 1．1系统结构 高速铁路电力远动系统(如图 1)主要由安装在铁路调度中心的 电力远动训度主站、现场的被控站 以及通信系统组成，被控站包括变 配电所综合自动化系统、通信信号 电源监控装置、贯通线分断开关自 动监控装拦． 1．2调度主站 调度主站是整个铁路电力远 动系统的核心，也是{』爿度人员与电 力远动系统交互的接口，它的性能 好坏，直接关系到整个电力远动系 统运行的效果． 收稿日期：2008．04-21 作者简介：廖宇(1965一)．刃，·Il围-I-铁=院：1：程集团“限责仃公Ld离级．I：程jIIlj 图I高速铁路电力远动系统 万方数据 第4期 廖宇等：高速铁路电力远动系统研究 735 1．3被控站 1．4通信系统 铁路电力远动系统中，调度主站与被控站之问、调度主站与复示工作站之问、调度主站与铁路综合信息 系统(MIs)之间的数据传输和信息交换，是通过数据通信网来完成． 2调度主站 高速铁路电力远动系统的调度主站由硬件和软件二大系统组成． 2．1硬件系统 电力远动调度主站完成渊度员入机交互功能，它为调度员执行运行操作提供了所有入口：显示各种监控画 面、变配电所接线图、系统配置斟、实时数据和信息、生产报表管理、告警信息、 各种曲线，并具有历 史数据查询功能；变配电所监控和管理、 通信信号电源监控、贯通线分段开关监控等，也是通过工作站的人 机交互完成．高速铁路电力远动系统调度主站系统图见幽2． 上图为高速铁路电力远动主站单独设置的模式；最近提出铁路电力远动主站与铁路牵引供电(为铁路电力 机车供电)调度主站合建的模式，该模式与上幽的区别是在双网结构上再挂接2台牵引供电调度员工作站、2 台通信前置机和打印机，其余没备公刚．公崩设备功能增强．下文以电力远动调度主站单独设置为例来叙述． 电力调度主站采用客户硝艮务器访问方式，能有效地使川网络和各单元的CPu资源，防止功能分布不当而引 起通信的“瓶颈”效应．系统采坩平衔式双以太网结构，正常情况下双网I司时工作，自动动态平衡双网负荷．当某 一网络故障时，非故障网络能自动接管系统中所有网络负荷，确保系统正常运行，并实现单网故障情况下系统 数据不丢失． 2．2软件系统 软件系统按各自功能可分为系统软件和应埘软件两大类． ． 3通信系统 图2电力远动调度主站系统图 万方数据 736 西南民族大学学报·自然科学版 第34卷 通信系统是电力远动系统的基础，也是电力远动系统的关键组成部分．高速铁路和常速铁路通信网使川光 同步数字传输网(sDH)，电力远动系统通道采片{基于sDH的数字通道，根据接入sDH传输网的不f司方式．电 力远动的通道应用有四种模式【JJ． 3．1基于低速异步数字接口的通信 sDH网的接入设备能够提供低速吲步／异步信号的插板称为数字接口板(D【B)，DIB接入I硎是供小于64Kbl协 的同步／异步子速率数据，可以直接用作电力远动系统的通信通道。 该接入网方案实质上是数字专线的通信方式，具有可靠性高、效率高的优点，缺点是需要运营商提供DIB接 口板，传输速率低，当采用Rs．232接口时只能实现点对点通信，当采州Rs．485接口时，可以实现类似Rs-485 总线的通信效粜．现在铁路电力远动基本不采坩该方案． 3．2基于IP的数字专线 ’ 接入网采用网桥方案，即在sDH设帑外置IP转换器，采用通用网桥／1)PP，连续虚级联技术，占用n×64K甩1 专用电路，实现数字业务的接口转换和点对点透传功能．这一方案兼容各种sDH设备，具有专尉带宽、天然隔 离，但只能片j于点对点传输． 这种方案采用IP转换器将n×64K或E1接口转换为IP接口，能够充分利用sDH提供的带宽，可以用作视 频系统传输通道，并允许网络侧接入多个lP设备．缺点：由于不其备包【P包交能力，只能提供点对点数据传输， 网络资源占用比较浪费；通信网络不能提供数据交换能力，每个点的接入能力也受到限制．现在部分常速铁路采 用该通信方案． 这种方案采用IP转换器将n×64K或E1接口转换为IP接口，能够充分利用sDH提供的带宽，可以月j作视 频系统传输通道，并允许网络侧接入多个lP设务．缺点：由于不具备包IP包交能力，只能提供点对点数据传输． 网络资源占用比较浪费；通信网络不能提供数据交换能力，每个点的接入能力也受到限制．现在部分常速铁路采 用该通信方案． 3．3基于路由器方式 对上述网桥方案的改进是在SDH设备内嵌或外置路由器，采用IP包交换技术，实现网络侧N：1端口汇集 和宽带共享功能．此时，在每个网络节点保留两个2个n×64K或2个El接口(G．703 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 )，通过路由器将所 有网络节点连接起来i构成一个具有包交换能力的环型通信通道． 该方案采用路由器，能提供各节点之问的包交换能力，实现任意点之间的数据交换，网络侧接入能力和扩 展能力都得到显著提高；各路由器之问组成一个环形通道，环的一侧故障时，数据可以自动“选径”经过另一侧传 输，提高了通信系统的可靠性．缺点是d{于采用路由器，需要解读lP包头来决定数据的传输目的，传输速率会 有所下降． 现在常速铁路和少量高速铁路采州该通信方案．每一被控端向通信专业 申请 关于撤销行政处分的申请关于工程延期监理费的申请报告关于减免管理费的申请关于减租申请书的范文关于解除警告处分的申请 2个E1(2M，G703)接口构建 1个2M环形通道，调度主站、配电所自动化系统、贯通线分段装置等均作为通信节点，经必要的通信适配器 接入环形通道． 3．4数据网方式 高速铁路设置基于sDH的数据网．数据网除能够传输电力远动数据外，还承载综合视频监控系统、动力及 环境监控系统等业务，并为办公系统预留网络接入条件． 数据网系统采用TCP／IP协议，为州户提供1oM门00M和2Mb／S等灵活的接入手段，根据用户不同带宽要求， 支持灵活的带宽分割技术，接入层设备能提供16个等级的限速．在专网专用的结构下可提供面向连接的网络层 专线服务和交换型数据业务互联服务． 在路由器与外网之间设防火墙，保障系统的安全．网络其有良好的扩展能力，满足未来业务增长的需要．数 据网建成后，能在不影响全网业务的前提下，根据日后实际的业务开展规模进行调整，确保业务发展不受影响 并保障已有网络的使用． 具有先进的队列机制实行拥塞控制，对不I司等级的业务进行不l司的处理，包括时延的不同和丢包率的不I司． 对非常重要的特殊应用，可以采用保留带宽资源的方式保征其可靠性． 万方数据 第4期 廖宇等：高速铁路电力远动系统研究—— !!! 由于基于sDH的数据网具有巨大优势，高速铁路电力远动一般采用该网络结构．在高速铁路电力远动的每 一被控端向通信专业申请1路2M带宽的TcP／IP网络接口，调度主站申请2路2M带宽的TcP／IP网络接L]，通 信专业对整个数据网进行监控管理，确保通信通道可靠性． 4被控端 4．1电力变配电所综合自动化系统 电力变配电所综合自动化系统具有对高压设备的保护、测控功能，接受远程监控．采坩分层分布式系统， 由问隔层、通信层、站控层组成‘2j，其典型结构见图3． 图3变配电所综合自动化系统图 4．2通信、 信号电源监控装置STU及贯通线分断开关控制装置FTU sTu是针对0．4kv通信、信号低压电源的测量、保护、控制、故障处理的装置．FTu是针对lokV负荷 开关的测量、控制、 故障处理的装置，上述设备原理、 构造基本相I司，安装在I一一箱体内． 通信、信号电源监控装置sTu具备以下功能： 越限告警：通信、信号电源正常供电时，当外电网波动，导致任一相电流或电压超出设定值的范匝J，经过 预定的延时后，上报相应的告警信息． 波信息：当o．4kv供电电源故障，导致断路器跳闸或失压，此时 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 故障发生前后各10个周波的采样数据． 每周波8个采样点，向调度主站上报故障信息13J． 测控功能：记录电流电压值；显示被控开关的位置及其它状态信号；接受远方控制命令，并执行相应开关 的分、合闸操作． 通信功能：通过通信接口，收发报文，实现电力远动调度主站对其监控．设置IP电话，方便装置调试和故障 查找时，与调度主站联系 FTu的功能基本I司上，FTu和sTu共I可组成1o／o．4kV智能箱变控制系统见图4． 万方数据 738 西南民族大学学报·自然科学版 第34卷 5 结语 去调度系统 图4智能箱式变电站FTU、STU系统图 高速铁路电力供电系统使用远动技术，大大增强供电可靠性，减少维护检修的工作量． 铁路变配电所是供电中枢，采州远动技术，辅以视频监视，能够实现变配电所无人值守． 智能箱变中设置的贯通线分断开关自动监控装置FTu和通信、信号电源自动监控装置sTu，使调度主站 能够实时监控和处理通信、信号电源故障，保证行车安全． 调度主站后台专州软件与FTu、sTu相配合，能怏速切除贯通线故障，保证贯通线每一50～70km供电臂 出现一处故障时，不影响铁路供电系统难常]：作． 在实际 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 和施工中，高速铁路电力远动系统应注意通信规约一致，通信接口协调，系统调试分步实施． 参考文献： 【l】 吴罔新，吉逸．计算机I】c习络【M】．南京：东南入学⋯版社，2000：135-147j 【2】 黑龙江rU力调度中心．变l也所白动化实刚技术及心用指南【M1一E京：中田IU力⋯版}l：，2004：162—164 【3】 狸纯玉，店志勇，张奉川．铁路lU力自动化技术『M1．北京：中闺铁道⋯版札，2006：118-119． 【4】 刘均．城农嘲10kv配Ib线路单相接地故障分析『JJ．1U力安伞技术，2007(2)：43．44． Researchonthehigh—speedrailwaypowertelecontrolsystem LIAoYu．ZHANGBen—chuan (ChinaRailwayEryuanEngineeringGroupCo．LTD，Chengdu610031，P_R．C．) Abstract：111ispaperdiscussesthestrucIureofthehigh·speedrailwaypowerleIecontrolsystem，thed“krentmodesof communicationsystemofno邢al-spcedrailwayandhigh—speedrailway．ItaIsodiscussesthchardwareandsoRware cOnngurationinmaindispatchingstation．automationofpowersubstationanddistributionstation，monitoringandcontrolof powerforsignalandcommunicatjondeviccs。andtheusageOfrailwaypowerIincfauItrcmoValtechnology_ l(eywords：high·speedrailway；powcrtelecontrol：communicationsyStem：maindispatchingstation 万方数据