新沂遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)在新長(zhǎng)鐵路電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

新沂遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)在新長(zhǎng)鐵路電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

新沂-長(zhǎng)興鐵路（包括海安-南通鐵路）是國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)建設(shè)的重要東北航線。全長(zhǎng)638公里。整個(gè)電氣工程（新沂-元北）始于1999年12月，于2002年9月竣工并開(kāi)始運(yùn)營(yíng)。遠(yuǎn)動(dòng)、即應(yīng)用通信技術(shù),完成遙測(cè)、遙信、遙控和遙調(diào)等功能的總稱。早在20世紀(jì)50年代,遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中已有所應(yīng)用,20世紀(jì)80年代以來(lái),隨著計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展,功能強(qiáng)勁的微機(jī)型遠(yuǎn)動(dòng)裝置已廣泛應(yīng)用于華中、華東、東北等國(guó)家大型電網(wǎng)中并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。近年來(lái),隨著對(duì)鐵路行車及信號(hào)電源供電可靠性要求的不斷提高,遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)已逐漸運(yùn)用于各大鐵路局,新長(zhǎng)鐵路作為國(guó)鐵Ⅰ級(jí)干線,將該技術(shù)應(yīng)用于全線電力系統(tǒng)中,希望通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用能提高鐵路供電的可靠、及時(shí)性,為鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)提供更穩(wěn)定的電網(wǎng)條件。1遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)在基層與中層管理體系的應(yīng)用鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)以鐵路電力網(wǎng)為基礎(chǔ),并在系統(tǒng)調(diào)度管理體制和調(diào)度職責(zé)范圍劃分明確的條件下進(jìn)行,新長(zhǎng)鐵路作為新型的鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)管理機(jī)構(gòu)對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)行了三層管理機(jī)制,在沿線10個(gè)車站設(shè)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(hào)、通信及該所所在車站用電均由這10個(gè)所供電,構(gòu)成基層管理體系;在海安站設(shè)立電力調(diào)度中心,作為中層管理機(jī)構(gòu);另在海安設(shè)立機(jī)輛分公司作為海安調(diào)度中心的行政領(lǐng)導(dǎo),作為高層管理機(jī)構(gòu)。遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)主要應(yīng)用于基層與中層管理體系。在與統(tǒng)一調(diào)度、分級(jí)管理的體制相適應(yīng)下,遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)由調(diào)度端、遠(yuǎn)動(dòng)終端及數(shù)據(jù)通信通道三部分所組成見(jiàn)圖1。在遠(yuǎn)動(dòng)端的高壓變配電所中,作為信號(hào)源的電壓、電流互感器、開(kāi)關(guān)及繼電器等都離主控制室的保護(hù)屏很近,因此采用電纜通道把各個(gè)信號(hào)送到主控制室的保護(hù)屏,一個(gè)信號(hào)占用一對(duì)電纜芯線,保護(hù)屏中的監(jiān)控管理單元配備了2個(gè)RS485通信接口,一進(jìn)一出,通過(guò)專用調(diào)制解調(diào)器將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量后利用通信電纜(音頻四線2對(duì))接入所在車站通信機(jī)械室內(nèi)的接入網(wǎng),而后通過(guò)傳輸設(shè)備進(jìn)入新長(zhǎng)線主通信通道。新長(zhǎng)鐵路作為國(guó)家新建項(xiàng)目,通信系統(tǒng)采用了較為先進(jìn)的光纖通信,與以往采用架空明線或電纜直接傳輸遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)相比,光纖通信容量大,不易受外界電磁場(chǎng)的干擾,電力遠(yuǎn)動(dòng)通信利用該8芯光纖中的2芯并預(yù)留了備用通道,各站信號(hào)以循環(huán)數(shù)字式傳送方式經(jīng)海安站通信樓通過(guò)20對(duì)音頻四線傳送至調(diào)度端海安電力調(diào)度中心。2通信監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)方案海安調(diào)度控制中心采用雙以太網(wǎng)結(jié)構(gòu),分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),并以計(jì)算機(jī)設(shè)備為核心,以功能為模塊,以節(jié)點(diǎn)為單元進(jìn)行購(gòu)置,采用雙前置機(jī)、雙前控、雙調(diào)度、雙服務(wù)器局域網(wǎng)方案,并配置了衛(wèi)星鐘進(jìn)行效時(shí)。配置結(jié)構(gòu)如圖2。數(shù)據(jù)通信管理機(jī)采用多路通信接口方式,遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)接收(音頻)的通信模塊也安裝在管理機(jī)上,與海安通信樓連接的音頻四線即接在上面,通信管理機(jī)同時(shí)具備通信監(jiān)視功能,實(shí)時(shí)監(jiān)控通信數(shù)據(jù)傳輸;前置工控機(jī)用以通訊控制上網(wǎng),便于進(jìn)行遠(yuǎn)程分析與及診斷,主備用工作站通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接入新長(zhǎng)公司局域網(wǎng),可直接與海安機(jī)輛公司、南京公司機(jī)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換并反映實(shí)時(shí)情況,公司機(jī)關(guān)和機(jī)輛公司也可通過(guò)局域網(wǎng)向調(diào)度中心下達(dá)調(diào)度命令,衛(wèi)星種上網(wǎng)接口效時(shí)可避免出現(xiàn)時(shí)間誤差。3“四遙”的工作過(guò)程鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)對(duì)象為鐵路電力網(wǎng)中的各類(級(jí))變、配電所(包括無(wú)人值班變、配電所和開(kāi)關(guān)站)及供電線路上的線路分?jǐn)嘣O(shè)備等。新長(zhǎng)鐵路目前的遙控對(duì)象主要指高壓變配電所內(nèi)的斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)及電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān),并在此基礎(chǔ)上預(yù)留了對(duì)貫通供電線路上的負(fù)荷開(kāi)關(guān)和電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)遙控的條件。遙測(cè)對(duì)象主要包括各所進(jìn)線、母線、饋出線、貫通線的電壓、電流、有功功率、有功電能、無(wú)功電能及主變壓器溫度、母聯(lián)回路的電流等。遙信對(duì)象主要包括主變壓器、進(jìn)線及饋出線、電容補(bǔ)償裝置、調(diào)壓變壓器、交直流系統(tǒng)等的故障信號(hào)以及各類自動(dòng)裝置的動(dòng)作信號(hào)等。遙調(diào)對(duì)象則主要包括上述各種參變量的調(diào)控。下面我們通過(guò)對(duì)安裝在變配電所保護(hù)屏上的RTU(REMOTETERMINALUNIT)的工作分析,進(jìn)一步了解“四遙”的工作過(guò)程。如圖3所示,RTU是一種模塊化總線結(jié)構(gòu)的、多CPU的微機(jī)系統(tǒng),具有“四遙”子系統(tǒng)、脈沖量采集功能并能夠與調(diào)度、PC機(jī)等相連接,下面對(duì)主要子系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)介。3.1a/d轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)上傳當(dāng)需要遙測(cè)各路數(shù)值不同的遙測(cè)量時(shí),被測(cè)量經(jīng)過(guò)變送裝置后轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢ǚ秶鷥?nèi)的模擬量,遙測(cè)子系統(tǒng)將模擬量接入A/D轉(zhuǎn)換裝置,通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換將模擬量轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)碼,轉(zhuǎn)換結(jié)束后,采用中斷方式,通知I/O總線上的主控制器將數(shù)據(jù)取走,被取走的數(shù)據(jù)通過(guò)專用調(diào)制解調(diào)器與調(diào)度接口相連接并上傳至調(diào)度中心,在調(diào)度中心在再經(jīng)過(guò)一次解調(diào)后即可在工作站中獲取遙測(cè)量。3.2變位事件順序遙信子系統(tǒng)有一個(gè)智能板(帶CPU)能夠按確定的時(shí)間間隔(每5ms中斷一次)掃描從高壓室送進(jìn)來(lái)的多路狀態(tài)信號(hào),并將掃描結(jié)果與存儲(chǔ)在該智能板上的舊數(shù)據(jù)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?tīng)顟B(tài)及變位標(biāo)志,以準(zhǔn)備向調(diào)度中心報(bào)告,同時(shí)還可以報(bào)告變位的精確時(shí)間,即事件順序記錄,可以作為分析電網(wǎng)事故的重要手段和依據(jù)。3.3可執(zhí)行命令的執(zhí)行遙調(diào)子系統(tǒng)采用選擇/返送校驗(yàn)/執(zhí)行方式。調(diào)度中心首先對(duì)需調(diào)整的參變量發(fā)送選擇調(diào)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(diào)度中心,主工作站通過(guò)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(diào)子系統(tǒng)將整定值的數(shù)碼經(jīng)“數(shù)模轉(zhuǎn)換”轉(zhuǎn)換成模擬量,給有關(guān)設(shè)備的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置執(zhí)行。如不執(zhí)行,主工作站不發(fā)令,RTU過(guò)60s后,自動(dòng)清除復(fù)歸。3.4號(hào)開(kāi)關(guān)的執(zhí)行遙測(cè)、遙信是傳送信息,而遙控則是實(shí)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(yàn)方式,例如要斷開(kāi)某變電所內(nèi)的1號(hào)開(kāi)關(guān),調(diào)度中心首先發(fā)送遙控命令,遙控子系統(tǒng)在受到這個(gè)命令后不立即執(zhí)行,而是將這個(gè)命令先寄存下來(lái),并把該命令利用遙信子系統(tǒng)返送給調(diào)度中心,調(diào)度中心收到后進(jìn)行復(fù)核,如果與原命令一樣才向變電所發(fā)執(zhí)行命令信號(hào),變電所受到執(zhí)行命令后才去跳1號(hào)開(kāi)關(guān)。接著1號(hào)開(kāi)關(guān)的位置節(jié)點(diǎn)通過(guò)遙信子系統(tǒng)傳送到調(diào)度中心,然后調(diào)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(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用近年來(lái),為適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,鐵道部對(duì)全國(guó)相當(dāng)范圍內(nèi)的鐵路干線進(jìn)行了幾次大提速,新長(zhǎng)鐵路作為鐵道部規(guī)劃的國(guó)家路網(wǎng)“八縱”的第一縱,必將面臨列車行車速度不斷提高的要求,對(duì)信號(hào)電源供電的穩(wěn)定性和可靠性的要求也會(huì)越來(lái)越高,遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用,能夠使調(diào)度值班員在調(diào)度中心就可以實(shí)時(shí)監(jiān)控全線電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況,也能夠使調(diào)度中心的上級(jí)主管部門及時(shí)的掌握系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài),進(jìn)一步提高故障分析的全面性;同時(shí)遠(yuǎn)程操作大