交流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的功率監(jiān)測(cè)

1、交流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的功率監(jiān)測(cè)Power Monitoring of AC Electric Switch Machine 摘 要：介紹了2006微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)提速道岔交流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)功率的監(jiān)測(cè)原因、數(shù)據(jù)采集原理及采集器的維護(hù)方法。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)轍機(jī) 監(jiān)測(cè) 功率 維護(hù) 2006型微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)增加了提速道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)功率監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)對(duì)S700K等三相交流道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)有功功率的監(jiān)測(cè)，分析交流轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作功率曲線 ，就能準(zhǔn)確判斷轉(zhuǎn)轍機(jī)的工作狀態(tài),一旦發(fā)現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)轍機(jī)可立即進(jìn)行整治。一、 監(jiān)測(cè)提速道岔功率的原因分析根據(jù)電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的設(shè)計(jì)原理可知，電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的輸出工作拉力直接反映其工作情況和道岔的安裝運(yùn)用狀態(tài)，而轉(zhuǎn)轍

2、機(jī)實(shí)際推拉力由其動(dòng)作功率直接體現(xiàn)。因此，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員準(zhǔn)確掌握轉(zhuǎn)轍機(jī)工作狀態(tài)的關(guān)鍵是了解轉(zhuǎn)轍機(jī)的動(dòng)作功率。對(duì)于直流轉(zhuǎn)轍機(jī)，實(shí)時(shí)功率計(jì)算公式為P=UI，其中U為定值，則I的實(shí)時(shí)變化正比于P，因此，電流曲線可以如實(shí)反應(yīng)P的變化。對(duì)于交流轉(zhuǎn)轍機(jī)，實(shí)時(shí)功率計(jì)算公式為P=U*I*cos，其中是相電壓與相電流間的夾角。在道岔動(dòng)作過(guò)程中，U的峰值基本恒定，I的峰值只有在啟動(dòng)和截止過(guò)程中，有較大變化，在動(dòng)作過(guò)程中變化不大，真正影響功率數(shù)值變化的是電壓與電流間的夾角。通過(guò)以上的分析可知，2000型微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)電流I的數(shù)值，對(duì)于直流轉(zhuǎn)轍機(jī)，電流曲線能如實(shí)反映功率變化；但對(duì)于交流轉(zhuǎn)轍機(jī)，電流曲線基本無(wú)法反映功率的

3、變化情況，因此2006型微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將其更改為監(jiān)測(cè)功率曲線。二、提速道岔功率監(jiān)測(cè)基于總線架構(gòu)的TJWX-2006微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中心設(shè)備是通信接口分機(jī)，通過(guò)485總線收集各采集單元上傳的信息，然后集中通過(guò)CAN總線送往監(jiān)測(cè)上位機(jī)。各采集單元做成繼電器形式，對(duì)應(yīng)不同的采集組合。1、監(jiān)測(cè)原理提速道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作功率的監(jiān)測(cè)由電流功率綜合采集器完成，電流以穿心方式采集，電壓以高阻加光隔方式采集，這樣就保證了采集單元與被監(jiān)測(cè)設(shè)備之間可靠的電氣隔離。功率監(jiān)測(cè)原理如圖所示，三相電壓分別從斷相保護(hù)器的11、31、51節(jié)點(diǎn)上采集，三相電流使用斷相保護(hù)器21、41、61的輸出組合內(nèi)部配線，經(jīng)過(guò)電流傳感器穿孔采集，由

4、提速道岔電流功率綜合采集器將采集到的每相電壓和電流換算成相功率數(shù)值，描繪功率曲線。功率監(jiān)測(cè)原理圖三相交流電流采樣模塊使用霍爾傳感器，三相電流分別穿過(guò)三個(gè)孔，穿心無(wú)方向。在傳感器副邊，每相電流都經(jīng)過(guò)放大、整流、再放大，轉(zhuǎn)換成A，B，C三路05V直流電壓。2、1DQJ狀態(tài)采集1DQJ開關(guān)量的采集，用于記錄道岔動(dòng)作的開始和結(jié)束時(shí)間，以描繪道岔動(dòng)作功率曲線。1DQJ狀態(tài)使用開關(guān)量采集模塊采集，模塊采集1DOJ第四組半空落下接點(diǎn)，采集電路如圖所示。開關(guān)量模塊上共有5個(gè)接線端子，其中1，2端子接GND和+5V電源，4，5端子接1DQJ的中間和落下節(jié)點(diǎn)。3端子為模塊的輸出端，工作原理如圖所示：平時(shí)1DQJ處

5、于落下?tīng)顟B(tài)，3端子上有+5V輸出。當(dāng)?shù)啦韯?dòng)作時(shí)1DQJ吸起，3端子上輸出電壓為0，綜合采集器開始描繪功率曲線；當(dāng)?shù)啦磙D(zhuǎn)換到位時(shí)1DQJ落下，3端子上有+5V輸出，綜合采集器停止描繪功率曲線。2、 TC6AP-J提速道岔電流功率綜合采集器此采集器專門用于提速道岔電流功率采集，共有三個(gè)采集模塊，分別對(duì)應(yīng)提速道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)380V交流電源的A、B、C三相電壓和電流，采集一組電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的功率曲線。傳感器設(shè)置和指示燈意義：撥鍵開關(guān)J5的低7位設(shè)置RS485地址分別對(duì)應(yīng)地址1127，最高位未用。（ON=0“1”為最低位，“8”為最高位）。指示燈D13為單片機(jī)3.6V電源指示燈；指示燈D23為單片機(jī)運(yùn)行指示燈；

6、指示燈D12為通訊接收指示燈；指示燈D11為通訊發(fā)送指示燈。傳感器正常工作時(shí)D13電源指示燈應(yīng)為常亮， D23運(yùn)行指示燈每1秒左右閃一次；D12接收燈和D11發(fā)送燈在無(wú)通訊時(shí)常暗，當(dāng)D12接收燈在閃爍時(shí)說(shuō)明485總線有信號(hào)，如傳感器滿足響應(yīng)條件則發(fā)送信號(hào)D11發(fā)送燈也相應(yīng)閃爍。三、功率采集繼電器的調(diào)試與維護(hù)1、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試方法：1）1DQJ開關(guān)量的采集必須正確，即與該道岔的電壓電流采集對(duì)應(yīng)。在調(diào)試之初，可用萬(wàn)用表測(cè)量采集單元底座配線接點(diǎn)的12，22兩點(diǎn)電壓核對(duì)其正確性：當(dāng)對(duì)應(yīng)道岔沒(méi)有動(dòng)作時(shí)，12，22兩點(diǎn)電壓為5V；當(dāng)對(duì)應(yīng)道岔動(dòng)作時(shí)，5V是否變?yōu)?V。采集單元底座配線表：72UA（1）82UB（3

7、）71UC（5）81UN（7）73835262516153IA（12）63IB（14）32IC（16）42IN（18）3141334312IN3+（9）22IN3-（10）112113RS485-A23RS485-B3GND4GND1+12V22）電流采集的穿孔方向固定，不能像交流電流采集那樣無(wú)方向性。因?yàn)橐玫焦β是€，電流要與電壓比較相位角。3）三相的電壓與電流必須匹配，即A相電壓對(duì)應(yīng)A相電流等。核對(duì)電壓采集是否正確：用萬(wàn)用表測(cè)量斷相保護(hù)器的A相、B相、C相與功率采集單元的A相、B相、C相之間的電壓，都為0V則電壓采集正確。檢測(cè)電流采集是否正確：可將采集單元拔掉，然后引線核對(duì)底座端子與電流

8、采集模塊輸出的線是否正確。4）交流380V電源的零線，道岔組合零層沒(méi)有時(shí)，需要從電源屏上引出。零線對(duì)各相間電壓都是220V，可以先逐個(gè)量一下電壓，以確定零線和其他線的位置沒(méi)有接錯(cuò)。5）當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)鎖未開通，道岔未連通室外時(shí)，要檢測(cè)曲線，可以在分線盤掛5個(gè)100W的燈泡，一頭分接X(jué)1、X2、X3、X4、X5端子，另一頭連在一起懸空，構(gòu)成三相的一組星型連接。每次道岔動(dòng)作時(shí)，會(huì)亮其中的3個(gè)燈泡，對(duì)應(yīng)道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)的三相線圈。三相曲線大小形狀應(yīng)該一致。2、常見(jiàn)故障分析1) 傳感器接好后無(wú)任何反應(yīng)，所有指示燈都不亮，也無(wú)法通訊。一般為12V工作電源未接入所致，可用萬(wàn)用表測(cè)量“+12V”對(duì)“GND”電壓是否正常。2) 電源指示燈和運(yùn)行指示燈正常，但無(wú)法通訊。主要看D12通訊接收指示燈的狀態(tài)：如果閃爍則總線信號(hào)正常，有可能是傳感器的地址或波特率未設(shè)置對(duì)所致；如果常亮則有可能是將 485總線的 A、B線接反了；如果常暗則表示無(wú)總線信號(hào)或總線未連接到傳感器。3）通訊正常，傳感器讀出顯示的數(shù)字量不對(duì)。如果讀出數(shù)據(jù)總為0或某一確定值，則有可能是電源電壓過(guò)低所引起的，應(yīng)檢查“+12V”對(duì)“GND”電壓是否低于10.8V。4）電源指示燈閃爍，傳感器工作不正常。電源指示燈閃爍說(shuō)明單片機(jī)程序運(yùn)行不正常，可用萬(wàn)用表測(cè)量“+12V”對(duì)“GND”電