新沂遠動技術在新長鐵路電力系統(tǒng)中的應用

新沂遠動技術在新長鐵路電力系統(tǒng)中的應用

新沂-長興鐵路（包括海安-南通鐵路）是國務院批準建設的重要東北航線。全長638公里。整個電氣工程（新沂-元北）始于1999年12月，于2002年9月竣工并開始運營。遠動、即應用通信技術,完成遙測、遙信、遙控和遙調等功能的總稱。早在20世紀50年代,遠動技術在電力系統(tǒng)中已有所應用,20世紀80年代以來,隨著計算機與通信技術的飛速發(fā)展,功能強勁的微機型遠動裝置已廣泛應用于華中、華東、東北等國家大型電網中并取得了良好的經濟效益。近年來,隨著對鐵路行車及信號電源供電可靠性要求的不斷提高,遠動技術已逐漸運用于各大鐵路局,新長鐵路作為國鐵Ⅰ級干線,將該技術應用于全線電力系統(tǒng)中,希望通過該技術的應用能提高鐵路供電的可靠、及時性,為鐵路運輸生產提供更穩(wěn)定的電網條件。1遠動技術在基層與中層管理體系的應用鐵路電力遠動系統(tǒng)以鐵路電力網為基礎,并在系統(tǒng)調度管理體制和調度職責范圍劃分明確的條件下進行,新長鐵路作為新型的鐵路運輸生產管理機構對電力系統(tǒng)實行了三層管理機制,在沿線10個車站設10座高壓變配電所,其中35kV變電所2座,10kV配電所8座,全線信號、通信及該所所在車站用電均由這10個所供電,構成基層管理體系;在海安站設立電力調度中心,作為中層管理機構;另在海安設立機輛分公司作為海安調度中心的行政領導,作為高層管理機構。遠動技術主要應用于基層與中層管理體系。在與統(tǒng)一調度、分級管理的體制相適應下,遠動系統(tǒng)由調度端、遠動終端及數(shù)據通信通道三部分所組成見圖1。在遠動端的高壓變配電所中,作為信號源的電壓、電流互感器、開關及繼電器等都離主控制室的保護屏很近,因此采用電纜通道把各個信號送到主控制室的保護屏,一個信號占用一對電纜芯線,保護屏中的監(jiān)控管理單元配備了2個RS485通信接口,一進一出,通過專用調制解調器將數(shù)字量轉換成模擬量后利用通信電纜(音頻四線2對)接入所在車站通信機械室內的接入網,而后通過傳輸設備進入新長線主通信通道。新長鐵路作為國家新建項目,通信系統(tǒng)采用了較為先進的光纖通信,與以往采用架空明線或電纜直接傳輸遠動信號相比,光纖通信容量大,不易受外界電磁場的干擾,電力遠動通信利用該8芯光纖中的2芯并預留了備用通道,各站信號以循環(huán)數(shù)字式傳送方式經海安站通信樓通過20對音頻四線傳送至調度端海安電力調度中心。2通信監(jiān)控系統(tǒng)網方案海安調度控制中心采用雙以太網結構,分布式計算機控制系統(tǒng),并以計算機設備為核心,以功能為模塊,以節(jié)點為單元進行購置,采用雙前置機、雙前控、雙調度、雙服務器局域網方案,并配置了衛(wèi)星鐘進行效時。配置結構如圖2。數(shù)據通信管理機采用多路通信接口方式,遠方數(shù)據接收(音頻)的通信模塊也安裝在管理機上,與海安通信樓連接的音頻四線即接在上面,通信管理機同時具備通信監(jiān)視功能,實時監(jiān)控通信數(shù)據傳輸;前置工控機用以通訊控制上網,便于進行遠程分析與及診斷,主備用工作站通過網絡服務器接入新長公司局域網,可直接與海安機輛公司、南京公司機關進行數(shù)據交換并反映實時情況,公司機關和機輛公司也可通過局域網向調度中心下達調度命令,衛(wèi)星種上網接口效時可避免出現(xiàn)時間誤差。3“四遙”的工作過程鐵路電力遠動系統(tǒng)的遠動對象為鐵路電力網中的各類(級)變、配電所(包括無人值班變、配電所和開關站)及供電線路上的線路分斷設備等。新長鐵路目前的遙控對象主要指高壓變配電所內的斷路器、負荷開關及電動隔離開關,并在此基礎上預留了對貫通供電線路上的負荷開關和電動隔離開關遙控的條件。遙測對象主要包括各所進線、母線、饋出線、貫通線的電壓、電流、有功功率、有功電能、無功電能及主變壓器溫度、母聯(lián)回路的電流等。遙信對象主要包括主變壓器、進線及饋出線、電容補償裝置、調壓變壓器、交直流系統(tǒng)等的故障信號以及各類自動裝置的動作信號等。遙調對象則主要包括上述各種參變量的調控。下面我們通過對安裝在變配電所保護屏上的RTU(REMOTETERMINALUNIT)的工作分析,進一步了解“四遙”的工作過程。如圖3所示,RTU是一種模塊化總線結構的、多CPU的微機系統(tǒng),具有“四遙”子系統(tǒng)、脈沖量采集功能并能夠與調度、PC機等相連接,下面對主要子系統(tǒng)進行簡介。3.1a/d轉換及數(shù)據上傳當需要遙測各路數(shù)值不同的遙測量時,被測量經過變送裝置后轉變?yōu)橐欢ǚ秶鷥鹊哪M量,遙測子系統(tǒng)將模擬量接入A/D轉換裝置,通過模數(shù)轉換將模擬量轉換成二進制數(shù)碼,轉換結束后,采用中斷方式,通知I/O總線上的主控制器將數(shù)據取走,被取走的數(shù)據通過專用調制解調器與調度接口相連接并上傳至調度中心,在調度中心在再經過一次解調后即可在工作站中獲取遙測量。3.2變位事件順序遙信子系統(tǒng)有一個智能板(帶CPU)能夠按確定的時間間隔(每5ms中斷一次)掃描從高壓室送進來的多路狀態(tài)信號,并將掃描結果與存儲在該智能板上的舊數(shù)據相比較,確定是否有狀態(tài)變位發(fā)生,如有變位發(fā)生,則記錄下新狀態(tài)及變位標志,以準備向調度中心報告,同時還可以報告變位的精確時間,即事件順序記錄,可以作為分析電網事故的重要手段和依據。3.3可執(zhí)行命令的執(zhí)行遙調子系統(tǒng)采用選擇/返送校驗/執(zhí)行方式。調度中心首先對需調整的參變量發(fā)送選擇調節(jié)命令,RTU受到該命令后,將選擇命令中的整定值取反并送回到調度中心,主工作站通過校核該命令,確定是否執(zhí)行。如執(zhí)行,則發(fā)執(zhí)行命令,遙調子系統(tǒng)將整定值的數(shù)碼經“數(shù)模轉換”轉換成模擬量,給有關設備的自動調節(jié)裝置執(zhí)行。如不執(zhí)行,主工作站不發(fā)令,RTU過60s后,自動清除復歸。3.4號開關的執(zhí)行遙測、遙信是傳送信息,而遙控則是實現(xiàn)操作,所以遙控子系統(tǒng)要求有很高的可靠性。因此,遙控子系統(tǒng)同樣采用返送校驗方式,例如要斷開某變電所內的1號開關,調度中心首先發(fā)送遙控命令,遙控子系統(tǒng)在受到這個命令后不立即執(zhí)行,而是將這個命令先寄存下來,并把該命令利用遙信子系統(tǒng)返送給調度中心,調度中心收到后進行復核,如果與原命令一樣才向變電所發(fā)執(zhí)行命令信號,變電所受到執(zhí)行命令后才去跳1號開關。接著1號開關的位置節(jié)點通過遙信子系統(tǒng)傳送到調度中心,然后調度中心第三次發(fā)出“清除”命令,將變電所寄存器中所存放的原先命令全部清零。4遠動技術的應用近年來,為適應我國經濟的飛速發(fā)展,鐵道部對全國相當范圍內的鐵路干線進行了幾次大提速,新長鐵路作為鐵道部規(guī)劃的國家路網“八縱”的第一縱,必將面臨列車行車速度不斷提高的要求,對信號電源供電的穩(wěn)定性和可靠性的要求也會越來越高,遠動技術的應用,能夠使調度值班員在調度中心就可以實時監(jiān)控全線電力系統(tǒng)的運行情況,也能夠使調度中心的上級主管部門及時的掌握系統(tǒng)運行的狀態(tài),進一步提高故障分析的全面性;同時遠程操作大