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铁路电力远动系统铁路电力远动系统 技术手册技术手册 目目 录录 第一章第一章 系统概述系统概述 5 1 11 1 必要性必要性 5 1 21 2 科技发展科技发展 5 1 3 系统构成 1 31 3 主要功能主要功能 6 1 41 4 主要形式主要形式 6 第二章第二章 箱变式电力远动箱变式电力远动 7 2 12 1 箱变电力远动系统构成箱变电力远动系统构成 7 2 22 2 通讯方式综述通讯方式综述 8 2 2 12 2 1 网络通讯的原理及特点网络通讯的原理及特点 8 2 2 22 2 2 串口网络服务器的功能串口网络服务器的功能 8 2 2 32 2 3 串口网络服务器的使用串口网络服务器的使用 9 2 32 3 信号电源监控装置信号电源监控装置 13 2 3 12 3 1 物理参数物理参数 13 2 3 22 3 2 内部构成内部构成 13 2 3 32 3 3 电气链接电气链接 15 2 3 42 3 4 安全措施安全措施 17 2 3 52 3 5 单元详解单元详解 17 2 3 5 1 XB Z I 中心通讯管理单元 17 2 3 5 2 XB C I 测量单元 18 2 3 5 3 XB K I 控制单元 20 2 3 5 4 XB T I 通讯适配器 21 2 3 62 3 6 主要技术指标主要技术指标 22 2 3 6 1 遥测回路 22 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第2页 2 3 6 2 遥信回路 22 2 3 72 3 7 维护维护 23 2 42 4 线路故障自动切除装置线路故障自动切除装置 23 2 4 12 4 1 简介简介 23 2 4 22 4 2 控制装置的基本功能控制装置的基本功能 24 2 4 32 4 3 控制装置的工作方式及特点控制装置的工作方式及特点 24 2 4 3 1 V T 控制方式 24 2 4 3 2 遥控方式 25 2 4 3 3 就地控制方式 25 2 4 42 4 4 主要技术参数主要技术参数 25 2 4 4 1 主要功能 25 2 4 4 2 工作方式 25 2 4 4 3 技术参数 26 2 4 4 4 内部结构 26 2 4 52 4 5 后面板接线端子后面板接线端子 26 2 4 62 4 6 重要事项重要事项 27 2 4 7 面板说明面板说明 28 2 52 5 GPSGPS 卫星同步时钟卫星同步时钟 29 2 5 12 5 1 物理参数物理参数 30 2 5 22 5 2 电气接口电气接口 31 2 5 32 5 3 主要功能及特点主要功能及特点 33 2 5 3 1 功能 33 2 5 3 2 特点 33 2 5 42 5 4 主要技术指标主要技术指标 34 2 5 4 1 环境条件 34 2 5 4 2 电气条件 34 2 5 4 3 性能指标 34 2 5 4 4 串行输出 34 2 5 4 5 脉冲输出 34 2 5 52 5 5 XD IXD I GPSGPS 卫星同步时钟装置的安装及使用卫星同步时钟装置的安装及使用 34 2 5 5 1 天线的安装 34 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第3页 2 5 5 2 装置的安装 35 2 5 5 3 投入及运行 35 2 5 5 4 串行输出接口 35 2 52 5 远程自动抄表装置远程自动抄表装置 36 2 5 12 5 1 物理参数物理参数 36 2 5 22 5 2 系统构成系统构成 37 2 5 32 5 3 电气接口电气接口 39 2 5 42 5 4 主要功能及特点主要功能及特点 40 2 5 4 1 中继功能 40 2 5 4 2 整点校时 40 2 5 4 3 定时抄表 41 2 5 4 4 使用 RS485 直接抄表 41 2 5 4 5 实时采集 41 2 5 4 6 抄表超时保护 41 2 5 52 5 5 主要技术指标主要技术指标 42 2 5 62 5 6 维护功能维护功能 42 第三章第三章 分布式电力远动分布式电力远动 43 3 13 1 分布式电力远动的站端设备构成分布式电力远动的站端设备构成 43 3 23 2 信号电源监控装置信号电源监控装置 43 3 2 13 2 1 内部构成内部构成 43 3 2 23 2 2 通讯方式通讯方式 44 3 2 33 2 3 电气接口电气接口 44 3 2 43 2 4 主要功能主要功能 45 3 2 53 2 5 主要技术指标主要技术指标 47 3 2 63 2 6 系统维护系统维护 47 3 33 3 线路故障自动切除装置线路故障自动切除装置 48 3 3 13 3 1 高压控制箱高压控制箱 48 3 3 23 3 2 高压开关高压开关 49 第四章第四章 壁挂式电力监测装置壁挂式电力监测装置 50 4 14 1 内部构成内部构成 50 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第4页 4 24 2 物理参数物理参数 50 4 34 3 电气接口电气接口 51 4 44 4 主要功能主要功能 52 4 4 14 4 1 串口网络服务器串口网络服务器 52 4 4 24 4 2 中心通讯管理单元中心通讯管理单元 52 4 4 34 4 3 信号电源监测模块信号电源监测模块 52 4 54 5 主要技术指标主要技术指标 53 4 64 6 功能维护功能维护 54 第五章第五章 常用工具常用工具 54 5 15 1 串口网络服务器维护软件包串口网络服务器维护软件包 54 5 1 15 1 1 DE211DE211 型串口网络服务器维护软件型串口网络服务器维护软件 54 5 1 25 1 2 Nport5110Nport5110 型串口网络服务器维护软件型串口网络服务器维护软件 60 5 25 2 信号电源监控装置数字校准工具信号电源监控装置数字校准工具 68 5 2 15 2 1 双电源监控装置出厂校准双电源监控装置出厂校准 本节中校准是以箱变式双电源监控装置为例说明本节中校准是以箱变式双电源监控装置为例说明 68 5 2 25 2 2 双电源监控装置现场维护校准双电源监控装置现场维护校准 73 5 3 远程自动抄表系统维护工具远程自动抄表系统维护工具 75 5 3 1 安装软件安装软件 75 5 3 2 运行软件运行软件 75 第六章第六章 技术支持及售后服务技术支持及售后服务 81 6 16 1 系统维护系统维护 81 6 26 2 用户培训用户培训 81 6 36 3 用户承诺用户承诺 82 6 46 4 联系方式联系方式 82 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第5页 第一章第一章 系统概述系统概述 1 11 1 必要性必要性 自动闭塞和电力贯通线路主要为铁路系统调度集中 大站电气集中联锁 自动闭塞 驼峰信号等 I 级负荷提供电源 自动闭塞电力线路是指对自动闭塞区段信号设备供电的 10kV 专用电力线路 电力贯通线路是指连通铁路沿线两个相邻变 配电所间的 10kV 或 35kV 电力线路 这两条线路及向这两条线路供电的变配电所一旦发生故障 将造成信号 灯灭 列车堵塞等事故 打乱运输计划 甚至出现难以挽回的经济损失 而这两条线路 在线路故障时 难以判断故障点 故障排除时间长 给铁路运输造成巨大经济损失 甚 至危及人身安全 为保证铁路安全生产的需要 沿铁路线各站 场的信号楼均采用自闭 贯通双回路 供电 这两路电源的正常与否 直接关系着铁路运输的安全 两路电源的其中一路做为 工作电源 另一路做备用 任一路出现故障 都必须快速恢复 以防止由于供电出现问 题而耽误列车的正点运行 因此 保证各站 场信号的两路电源的正常工作是非常重要 的 1 21 2 科技发展科技发展 随着计算机技术和通讯技术的迅速发展 铁路电力自动化技术发生了深刻的变化 正由局部的 单一功能的自动化向整体系统的综合自动化方向发展和延伸 多年来我们与铁路部门密切合作 并积极跟踪自动化领域的新技术 在铁路电力远 动方面进行了连续的研究工作 不同时期 先后对拨号 通讯不振铃 音频点对点 音 频共线 GSM 无线数传 GPRS 无线在线 TMIS 网络传输等通讯技术进行了研究开发 以上方式各有特点 但从实时性 可靠性 运行费用 使用维护等方面来讲 利用 TMIS 网络来传输信息有非常明显的优势 TMIS 网是近几年建设的铁路货运专用网 其主干网 是利用的沿线光缆 具有稳定 可靠等特点 而且几乎各信号点均有 2M 接口 实际证明 其运行可靠并有较大的冗余 其运行维护由电子所统一维护 完全实现数据的在线实时 传输 为铁路水电自动化远程管理提供了良好的通讯条件 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第6页 1 31 3 系统构成系统构成 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第7页 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第8页 1 41 4 主要功能主要功能 遥测功能 由分布在铁路沿线的电力监测终端设备实时采集信号供电电源数据 上发到调度主 站描绘供电电源的实时曲线并存储历史数据 异常报警 对信号供电电源出现的一切异常现象 过压 欠压 过流 变位等 都做详细的记 录并上报主站 主站收到异常信息后立即进行声光报警 遥控功能 可以在调度主站远程对信号电源供电回路的高 低压断路器进行遥控分合闸操作 故障自动隔离 利用高压断路器配合高压分段装置对给信号电源供电的 10KV 高压线路进行分段 在 线路发生永久性故障后 故障区段两端高压自动分段装置闭锁 将故障区段隔离并恢复 非故障区段的供电 缩小故障停电范围 加快抢修速度 提高供电可靠性 计量功能 利用各站点的远动通讯网络 远程抄取铁路沿线各站点的电度表的数据 对数据进 行存储以便于统计 分析 生成所需报表和曲线 加强对用电的管理 1 51 5 主要形式主要形式 集中式 箱变式 铁路电力远动箱变是根据铁路对自闭 贯通信号电源的要求 将 10kV 环网柜 断路 器 电流电压互感器 变压器 低压出线 双电源监控装置 10KV 故障切除装置 UPS 电源 通信系统 低压计量及指示仪表等在工厂内安装调试好装入一个可移动 密封 防潮 防尘 防锈的双层箱体内 实现了自闭 贯通信号电源一二次系统的集成化 装 配模块化 建设过程工厂化 施工简单化的 四化 户外装置 缩短了建设周期 大大提 高了铁路一级供电负荷 信号电源 的可靠性 分布式 嵌入式 嵌入式电力远动系统是将低压配电柜 电流互感器 低压计量 指示仪表 双电源 监控装置等设备安装在站内的电力室 而变压器 高压断路器 10KV 故障自动切除装置 等设备安装在户外的一种运行方式 这种方式多运行在早期阶段 壁挂式 壁挂式由于没有高 低压断路器 互感器 配电柜 仪表等电力设备 是把双电源 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第9页 监控装置安装在车站的电务机械室的一种形式 所以只具备低压电力监测和异常报警功 能 一些不具备远动条件的车站和与配电所在一起的车站以及编组场信号楼等多采用这 种形式 第二章第二章 箱变式电力远动箱变式电力远动系统系统 2 12 1 箱变式电力远动系统构成箱变式电力远动系统构成 铁路箱变电力远动系统由通讯设备 信号双电源监控装置 故障自动切除装置控制 器 户外高压真空断路器 低压断路器 电压电流互感器等组成 系统图如下 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第10页 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第11页 图 2 1 1 箱变式电力远动系统图 2 22 2 通讯方式综述通讯方式综述 2 2 12 2 1 网络通讯的原理及特点网络通讯的原理及特点 在当今信息化社会里 网络已经成为信息交流的主要平台和通道 按照网络的复杂 程度和覆盖的地理范围的大小 分为局域网 local area network 和广域网 wide area network WA N 信息在网上的传输依赖于完善的网络协议 TCP TP 网络通讯协议 是保证数据完整传输的两个基本的重要协议 通常说 TCP IP 是网络传输的协议族 而不 单单是 TCP 和 IP TMIS 网属于铁路系统专用的广域网 铁路电力远动系统的数据交换就是通过 TMIS 网 络进行的 其主要特点如下 可靠性高 如果传输过程中出现数据丢失 数据失真等情况 TCP 协议会自动要求数据重新传输 并重新组包 故 TCP IP 协议足以保证数据传输的质量 稳定性好 TMIS 网络有非常专业的部门来负责网络设备的日常维护和更新 能够保证网络设备 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第12页 稳定的运行 实时性好 网络通讯可以连续进行大数据量数据传输 保证每个监控点的数据及时送到调度主 站 容量大 理论上可以无限制的把监控设备连接到 TMIS 网上 运行费用较低 2 2 22 2 2 串口网络服务器的功能串口网络服务器的功能 串口网络服务器是串口转工业以太网模块 可以使串口设备方便的连接到网络上 其主 要有 TCP Client Mode TCP Server Mode UDP Mode 等几种工作模式 一般情况下串口网 络服务器工作在前两种方式 I TCP Client Mode 如果串口网络服务器工作在 TCP Client Mode 则主站前置机必须工作在 TCP Server Mode 在进行必要的维护以后 串口网络服务器会主动与主站前置机的某个网络端口进行 连接 握手成功以后就建立了主站与分站的网络连接 从而可以进行网络通讯 II TCP Server Mode 如果串口网络服务器工作在 TCP Server Mode 则主站前置机必须工作在 TCP Client Mode 在进行必要的维护以后 主站前置机就会主动与串口网络服务器的某个网络端口进行 连接 握手成功以后就建立了主站与分站的网络连接 从而可以进行网络通讯 2 2 32 2 3串口网络服务器的使用串口网络服务器的使用 2 2 3 1 DE 211 型串口网络服务器的使用 a 产品视图 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第13页 b 串口网络服务器与中心通讯管理单元串口连接 串口网络服务器与中心通讯管理单元之间通讯为 RS232 通讯方式 用这种通讯方式工作时 DE 211 上的四个拨码开关 SW1 SW2 SW3 SW4 均拨在 OFF 状态 串口网络服务器与中心通讯管理单元之间连线顺序如下 DE 211 串口服务器 中心通讯单元 图 2 2 1 串口网络服务器与中心通讯管理单元之间连线 2 RXD TXD 3 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第14页 3TXD RXD 2 7 SGND SGND 5 c 串口网络服务器与集线器或交换机的连接 两设备的之间用一根普通的直通网线连接 一端插入 NEDE 211 后面板的 10BT 以太 网端口 网线的另一端直接连接到网络上去 DE 211 HUB 图 2 2 2 串口网络服务器与集线器或交换机之间连线 TX 1 1 TX TX 2 2 TX RX 3 3 RX RX 6 6 RX d 面板指示灯功能描述 红色电源工作正常 PWR 不亮没有连接电源 电源未工作或电源故障 闪烁 串口设备连网服务器正在从 DHCP 或 BOOTP 服务器上自动获得 IP 地址 获得 IP 地址后 READY 指示灯将停止闪烁 注意 当用户按 下重启按钮后 指示灯也将闪烁 READY 不亮串口设备连网服务器工作异常或有故障 橙色表示 bps Ethernet 网络连接 LINK 不亮没有连接网线或没有建立网络连接 绿色串口正在发送数据 TX 不亮串口未发送数据 绿色串口正在接收数据 RX 不亮串口未接收数据 2 2 3 2 Nport 5110 的使用 a 产品视图 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第15页 图 2 2 3 Nport 5110 视图 b 串口网络服务器与中心通讯管理单元串口连接 串口网络服务器与中心通讯管理单元之间通讯为 RS232 通讯方式 串口网络服务器与中心通讯管理单元之间连线顺序如下 DE 5110 串口服务器中心通讯单元 图 2 2 4 串口网络服务器与中心通讯管理单元之间连线 2 RXD TXD 3 3 TXD RXD 2 5 SGND SGND 5 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第16页 c 串口网络服务器与集线器或交换机的连接 两设备的之间用一根普通的直通网线连接 一端插入 NEDE 5110 后面板的 10BT 以 太网端口 网线的另一端直接连接到网络上去 DE 211 HUB 图 2 2 5 串口网络服务器与集线器或交换机的连接 TX 1 1 TX TX 2 2 TX RX 3 3 RX RX 6 6 RX d 面板指示灯功能描述 灯 灯 红色 常亮 表示电源上电 初始化 闪烁 表示该设备 地址有冲突 绿色 常亮 表示电源上电 功能正常 闪烁 表示被管理主机访问 不亮 电源掉电 或错误的电源输入 灯 灯 橙色 表示 bps Ethernet 连接 绿色 表示 bps Ethernet 连接 不亮 网络电缆断开或短路 灯 灯 橙色 表示串行端口正在接收数据 绿色 表示串行端口正在发送数据 不亮 表示没有数据通过串口发送或接收 2 32 3 信号电源监控装置信号电源监控装置 2 3 12 3 1 物理参数物理参数 装置采用标准 9U 19 英寸机架式结构 外部喷涂微机灰色 重量为 25KG 实物图如下 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第17页 图 2 3 1 信号电源监控装置实物图 2 3 22 3 2 内部构成内部构成 信号电源监控装置由 XB C I 测量单元 XB K I 控制单元 XB Z I 中心通讯管理单元 XB T I 通讯适配器 串口网络服务器等部分组成 构成示意图如下 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第18页 图 2 3 2 内部构成图 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第19页 2 3 32 3 3 电气链接电气链接 电压 电流输入 由外部接线端子排上的第 1 至 20 的端子输入 继电器控制输出 由外部接线端子排上的第 21 至 25 的端子输出 开关状态输入 由外部接线端子排上的第 26 至 32 号端子输入 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第20页 分 秒脉冲输入 由外部接线端子排上的第 33 34 35 36 号端子接入分 秒的 同步时钟信号 工作电源 由外部接线端子排上的第 37 38 号端子接 UPS 交流电源 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第21页 抄表 485 接口 外部接线端子排上的第 39 40 号端子为远程抄表装置的 RS485 接 口 RJ45 接口 串口网络服务器的 RJ45 接口通过普通直连网线与光端机连接 2 3 42 3 4 安全措施安全措施 内部采用全光电隔离的 RS485 进行双向通讯 电源及输入输出口采用多重保护措施来提高自身抗雷击及抗强电磁干扰能力 采用软 硬件看门狗 确保程序的安全运行 网络通讯自诊断 如果和主站的通讯中断 在 30 秒内 监控装置将复位设备联网模 块 重新进行连接 内部通讯自诊断 如果各模块之间的通讯中断 则主叫方自动复位 恢复通讯 2 3 52 3 5 单元详解单元详解 2 3 5 1 XB Z I 中心通讯管理单元 I 主要功能 中心通讯管理单元负责整个监控装置的管理工作 有3 个光电隔离的RS485 接口 3 个 RS232 接口 该单元的每个通讯接口都相对独立 可根据实际情况设定成不同的通讯 格式和通讯速率 应用不同的通讯规约 为整个系统的扩展及接入其他厂家的智能设备提 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第22页 供了丰富的资源和有力的保证 该单元除管理所有通讯外 还担负着诊断每个通讯端口通讯状况的任务 如果发现与 主站的网络通讯中断 就会在30 秒内发出控制命令复位设备联网模块 使之恢复通讯 能力 如果发现与其他模块的通讯中断 则迫使模块本身进行复位 恢复与其他模块的通 讯能力 II 物理参数 图 2 3 3 XB Z I 中心通讯管理单元示意图 面板指示灯说明 SD1发送数据指示 SDY485RD1接收数据指示 SD2发送数据指示 DY485RD2接收数据指示 SD3发送数据指示 CB485RD3接收数据指示 RXD接收数据指示 COM1 TXD发送数据指示 RXD接收数据指示 COM2 TXD发送数据指示 RXD接收数据指示 COM3 TXD发送数据指示 2 3 5 2 XB C I 测量单元 I 主要功能 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第23页 实时监测 实时监测 采用高速 8 通道 14 位 A D 转换芯片同步监测自闭 贯通双供电电源的 各相电压 电流 有功功率 无功功率 功率因数等 以上参数在电源比较稳定和 出现一定波动的情况下以不同的数据量上传至调度度中心绘制趋势图 越限报警 越限报警 电压参数的越限报警分为越上上限 上限 下下限 失电 下限报警 电流参数的越限报警分为越上上限 上限报警 每组报警都准确记录越限发生的时 刻 单元内最多可保存十六组越限报警数据 有新的报警发生时 按发生时间先后 覆盖 越限报警的确定 越限报警的确定 为了防止电压 电流在发生瞬间波动时形成大量的报警信息 可 以远程设定每一种报警确定的时间 这个时间有 2 个量程即毫秒和秒 毫秒的设定 范围可以从 0 到 400 秒的设定范围从 1 4 到 245 4 秒 这样只有在设定的时间内连 续达到越限值时才真正形成报警信息 在数据上传时采用了报警数据接收确定的方 式即监测终端在确定管理软件正确的接收到报警数据后才将存储区内的报警数据清 掉 这样避免了由于通讯出现异常而造成报警数据丢失的现象 电源恢复 电源恢复 信号电源从越限回归到正常状态 要形成电源恢复信息 通知调度某路 电源在某个时刻已经恢复正常 该信息除恢复的时刻外还提供电源的相序 这样可 以防止倒电源或检修线路时接错相序 故障录波 故障录波 故障录波功能为在电源出现故障时进行故障分析提供了第一手的资料 在低压断路器故障接点动作或电流有效值超过录波设定值 可通过软开关设定 时 都要进行故障录波 录波长度一般为故障点前后各 10 个周波 录波数据为两路电 源的各相电压 电流的原始采样值 失压指示 失压指示 在自闭或贯通两路电源同时掉电或有一相掉电时 面板上的自闭或贯通 的电源指示灯就会有规律的闪烁 否则指示灯会长亮 远程在线维护 远程在线维护 在调度中心可以远程设定电压电流越限值 PT CT 录波启动定值 等参数 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第24页 物理参数 图图 2 3 4 X XB B C C I I 测测量量单单元元示示意意图图 面板指示灯说明 面板指示灯说明 闪烁 表示有分 秒脉冲输入 分脉冲指示频率为秒 脉冲的 2 倍 M F MC 灭 表示没有脉冲输入 常亮 表示自闭三相电压正常 ZB 闪烁 表示自闭三相电压中有一相或多相失压 常亮 表示贯通三相电压正常 GT 闪烁 表示贯通三相电压中有一相或多相失压 RD1上行通讯接收指示 闪烁为正在接收数据 SD1上行通讯发送指示 闪烁为正在发送数据 RD2下行通讯接收指示 闪烁为正在接收数据 SD2上行通讯发送指示 闪烁为正在发送数据 2 3 5 3 XB K I 控制单元 I 主要功能 控制模块带有8 路控制输出和8 路开关量的输入 可以对自闭和贯通高 低压开关进行监测和控制 开关控制最重要的是能够准确无误的执行遥控命令 进行开关的分 合操作 为防止出现误动或拒动的现象 该模块在硬件和软件 上实行了如下措施 控制输出命令 预操作 控制输出命令 预操作 该命令指定将要遥控的对象 遥控类型 分或合 及操作失效时间 在收到该命令后控制模块就要判断操作开关的当前状态 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第25页 是否与操作类型一致 如果一致则返回不能操作信息 否则开始进行失效 计时 在指定的失效时间内模块没有收到遥控执行命令则该次操作自动失 效 控制输出执行 控制输出执行 只有在执行命令的遥控对象和遥控类型与预操作命令一致并且模 块收到的执行命令在失效时间的区间内 才能进行真正的遥控输出操作 否则返 回操作失败信息 硬件保护措施 硬件保护措施 该模块采用双智能逻辑组合控制技术 在非操作时间内只开启通 讯功能 而逻辑控制电路处于掉电状态 这样就可以抵抗所有干扰造成的误动作 在操作期间严格按照调度中心发来的预控制和控制命令及地址来确定遥控执行相 应的继电器输出 这样就克服了在上电 掉电或电源不稳定 雷电感应等情况下 出现误动作的可能性 II 物理参数 面板指示灯说明 面板指示灯说明 I0 第一路开关量输入指示 自闭低压断路器分合指示 亮为 合闸状态 灭为分闸状态 I1 第二路开关量输入指示 贯通低压断路器分合指示 亮为 合闸状态 灭为分闸状态 I2 第三路开关量输入指示 自闭低压断路器的远程 就地状态 指示 亮为远程方式 灭为就地方式 I3 第四路开关量输入指示 贯通低压断路器的远程 就地状态 指示 亮为远程方式 灭为就地方式 I4 第五路开关量输入指示 预留 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第26页 I5第六路开关量输入指示 预留 I6第七路开关量输入指示 预留 I7第八路开关量输入指示 预留 RD上行通讯的接收指示 闪烁为正在接收数据 SD上行通讯的发送指示 闪烁为正在发送数据 RUN工作指示 有节奏的闪烁表示工作正常 P C 亮 表示该模块收到正确的预控制命令 准备控制输 出 2 3 5 4 XB T I 通讯适配器 I 主要功能 通讯适配器模块内部采用双CPU 结构 通过 RS232 串行接口分别对自闭 贯通高压故障分段装置进行规约的转换和命令的转发 可以读取高压分段装 置采集到的实时信息和转发主站下达的控制命令 II 物理参数 面板指示灯说明 RUN1闪烁 表示通讯适配器自闭部分运行正常 RUN2闪烁 表示通讯适配器贯通部分运行正常 RD0 与测量单元通讯的接收指示 闪烁 表示模块正在接收数 据 SD0 与测量单元通讯的发送指示 闪烁 表示模块正在发送数 据 RD1 与自闭高压分段装置通讯的接收指示 闪烁 表示模块正 在接收数据 SD1 与自闭高压分段装置通讯的发送指示 闪烁 表示模块正 在发送数据 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第27页 RD2 与贯通高压分段装置通讯的接收指示 闪烁 表示模块正 在接收数据 SD2 与贯通高压分段装置通讯的发送指示 闪烁 表示模块正 在发送数据 2 3 62 3 6 主要技术指标主要技术指标 2 3 6 1 遥测回路 12 路交流输入 可接入 6 路电压信号 6 路电流信号 额定交流电压输入 220V 额定交流电压输入过载能力 200 连续 4000 1 秒 额定交流电流输入 5A 由电流互感器输入 额定交流电流输入过载能力 200 连续 1000 1 秒 A D 转换分辨率 14 位 电压精度 0 5 级 电流精度 0 5 级 交流电流每回路功率损耗小于 0 75VA 交流电压每回路功率损耗小 于 0 5VA 2 3 6 2 遥信回路 16 路开关量输入 具有光电隔离 1500VDC 输入类型 接点状态 SOE 或电度脉冲量 接点电源 12VDC 内部 外部可选 2 3 6 3 遥控回路 输出路数 8 路继电器输出 接点输出容量 5A 30VDC 或 250VAC 输出接点闭合时间 2s 2 3 6 4 其他指标 时钟精度 日误差 2S 工作温度 10 60 储存温度 30 70 相对湿度 20 90 40 时 电源输入 220VAC DC 15 50Hz 抗干扰能力 满足国标 GB6162 绝缘耐压 满足国标 DL 630 1997 2 2 3 3 7 7 维护维护 双电源监控装置现场安装完毕后 为正常的数据和异常信息产生的报警上传主站 必须 对双电源监控装置进行维护 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第28页 网络串口服务器的维护 根据车站所分配的 IP 地址及网络串口服务器工作方式 对网络串口服务器进行维护 详见 6 1 1 DE211 型串口网络服务器维护软件 记录双电源监控装置设备地址 并维护到主站软件 测量模块参数维护 根据每个站的负荷情况和电压变化情况 对每个站以下参数 进行维护 A 电压电流死区值 B 电压越上上限 上限 下下限 失电 下限报警值 C 电流的越上上限 上限报警值 D 电压电流越限及电源恢复的持续时间限值 E 故障录波的电流启动定值 F 电压 PT 和电流 CT 变比系数 2 42 4 线路故障自动切除装置线路故障自动切除装置 2 4 12 4 1 简介简介 GZK 2A 型电力线路故障自动切除控制装置以下简称 控制装置 采用高可靠的计算机作 为核心控制单元 外围电路采用可靠性高的电力 电子元器件 具有结构简洁 功能全面 性能可 靠 安装方便 调试简单等优点 该控制装置主要针对铁路 10KV 自闭 贯通 电力线路的运行特 点和地方电力系统的 10KV 配电网络的特点而研制的 该控制装置可与国内外生产的各种高压真空 断路器配套使用 实现 10KV 输电线路发生永久性短路故障和单相接地故障的自动切除和隔离 大 大减少了故障停电的范围和影响 该控制装置因 XD 1 GPS 卫星同步时钟 信号的接入 使各 台 控制装置 的时间实现了同步 使高压真空断路器的分 合闸时间的记录精确到毫秒级 提高 了对故障的判断与分析能力 该控制装置还可与各种通信方式相结合 实现有线 无线通讯方式 达到远方控制的目的 该装置由 GZK 2 型控制装置 真空断路器 干式变压器 XD 1 GPS 卫星同步时钟 远方 通讯单元等构成 它的投入使用 对铁路 电力 煤矿 油田等行业的配电自动化将发挥重要作用 2 4 22 4 2 控制装置的基本功能控制装置的基本功能 该装置与 10KV 配电所馈出断路器配合 可自动切除电力线路的故障 将故障线路锁定在 最近的两台控制装置之间 如图 2 6 1 所示的 G2 G3 间 甲配电所 G1 G2 G3 G4 乙配电所 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第29页 d 永久故障 故障区段 图 2 6 1 可以判断 10KV 配电线路的接地区段 当 10KV 配电线路发生单相接地时 与 10KV 配电所的接地警铃配合 当送电至某一接地区段时 接地铃响 由此可知道发生了接地故障 并可派员迅速查找和排除 如图 2 6 2 所示 甲配电所 G1 G2 G3 G4 乙配电所 单相接地点 图 2 6 2 可以进行就地分合闸操作 以利于停电抢修作业 可以实现远方控制 该装置具有远方控制功能 通过有线 无线 GSM GPRS 等载体实现 远方功能设定 分 合闸操作时实信息传送 手动和自动功能任选 2 4 32 4 3 控制装置的工作方式及特点控制装置的工作方式及特点 2 4 3 1 V T 控制方式 该控制方式主要适用于双端电源供电方式和放射性供电系统中 当电力线路发生故障时 可在 设定的时间之内将故障区段切除隔离出来 1 自动合闸时间 10 300 秒 可调 出厂设定为 10 秒 2 自动分闸时间 1 255 秒 可调 出厂设定为 60 秒 3 故障闭锁时间 0 1 25 秒 可调 4 电源侧闭锁时间 0 1 25 秒 可调 出厂设定为 4 秒 2 4 3 2 遥控方式 该装置可通过遥控实现功能设定 V T 遥控等 遥控分 合闸 遥测各项所需要的电参数 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第30页 2 4 3 3 就地控制方式 在这种控制方式下 维修 检测 调试工作中 可以实现就地操作 方便现场作业 安全可 靠 2 4 42 4 4 主要技术参数主要技术参数 2 4 4 1 主要功能 V T 控制方式 主要适用于放射式供电系统 双端电源供电方式又称 手拉手 供电方式 可将故障区段在 1 2 分钟内隔离开 合闸时间 10 300 秒可调 出厂设定为 10 秒 分闸时间 1 255 秒可调 出厂设定为 60 秒 故障闭锁时间 0 1 25 秒可调 电源侧闭锁时间 0 1 25 秒可调 出厂设定为 4 秒 遥控 方式 可以实现远距离遥控分 合闸操作及工作方式的设定 就地 方式 在维护 检修 调试工作中 可以实现就地分 合闸操作 2 4 4 2 工作方式 V T 方式 a 首先将 就地 遥控 开关打到 就地 位置 将 V T 手动 开关打到 V T 位置 V T 方式指示灯应亮 然后将 电源 1 和 电源 2 开关打到 ON 位置 注意 此时线路还未上电 b 若任一路电源得电后 得电延时 和 合闸延时 指示灯亮 同时电源 1 或电源 2 指 示灯也亮 若 闭锁 指示灯亮时应拨复位开关进行人工复位 c 合闸延时 时间达到后 开关应合闸 合闸后 合闸 指示灯应亮 同时另一路电源也得 电 电源 2 或电源 1 指示灯应亮 d 当两路电源失电后 分闸延时 指示灯应亮 经延时后 延时时间可调 分闸 此时 分 闸 指示灯应亮 e 电源侧故障 电源侧瞬时得电 4 秒内 时 闭锁 得电延时 分闸 指示灯应亮 即实 现了电源侧闭锁 这时应排除电力线路故障 故障排除后 应进行人工复位 才可合闸 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第31页 f 故障闭锁 当开关自动合闸瞬间 线路失电 本控制器自动故障闭锁 此时 闭锁 指示 灯亮 在故障排除后 进行人工复位 方可恢复正常运行 就地方式 a 首先将 就地 遥控 开关打到 就地 位置 将 V T 手动 开关打到 手动 位 置 就地 方式指示灯应亮 b 用真空断路器配置的分闸 合闸按钮开关 控制真空断路器的分闸 合闸状态 当以上开 关设置不对时 该控制无效 遥控方式 将 就地 遥控 开关打到 遥控 方式 此时 GZK 2A 型控制器通过 RTU 和远方 进行通信 控制权限由远程掌握 远程实现工作方式的设定和开关操作 当远程设遥控分 合闸时 遥控 方式指示灯应亮 当远程设 V T 方式时 V T 方式指示灯应亮 2 4 4 3 技术参数 工作电源 交流 220V 20 50HZ 环境温度 25 65 相对湿度 85 15 绝缘电阻 对地绝缘电阻 20M 以上 功耗 小于 20W 外型尺寸 482mm 高 X 178mm 宽 X 465mm 深 2 4 4 4 内部结构 打开装置的上盖 可见的主要有 变压器 电源模块 避雷器 通讯模块 可编程序控 制器 PLC 继电器几个部分 如图 3 所示 2 4 52 4 5 后面板接线端子后面板接线端子 GZK 2A 型控制装置的接线主要包括与 RTU 通信线 XD 1 GPS 卫星同步时钟 的 信号线 真空开关控制线 两路信号电源 控制装置的工作电源 和箱体外壳接地线四种 箱体的后面板留有相应的出线端子 见图 4 所示 1 通讯端子 与 RTU RS232 2 GPS 端子 与 XD 1 GPS 卫星同步时钟 的信号连接端子 具体顺序是 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第32页 0V 分信号 秒信号 24V 3 断路器控制端子 与高压真空断路器的连接端子 具体顺序是 接真空断路器的合闸回路 接真空断路器的分闸回路 接真空断路器的分 合闸共用回路 接真空断路器的常开触点 接真空断路器的常闭触点 接真空断路器的常开 常闭触点的共用端 接真空断路器的常开触点 接负荷开关的常开触点 4 电压检测 电源端子 为 电源 1 和 电源 2 的电压检测信号和本控制 装置电源的接入端子 具体顺序是 电源 1 电压检测信号的零 N 线接入端子 电源 1 电压检测信号的火 L 线接入端子 电源 2 电压检测信号的零 N 线接入端子 电源 2 电压检测信号的火 L 线接入端子 本 控制装置 电源的零 N 线接入端子 本 控制装置 电源的火 L 线接入端子 以上 电源 1 和 电源 2 的电压检测信号和本控制装置电源的电压均为 AC220V 2 4 62 4 6 重要事项重要事项 在控制装置安装之前 请把 电源 1 和 电源 2 开关打到 OFF 位置 工作方式 选择 开关打到 就地 方式 在装置安装完毕后 请把 电源 1 和 电源 2 开关打到 ON 位置 工作方式选择 开关打到 V T 方式 指示灯检查 开关打到 ON 位置时指示灯应全亮 现场安装人员必须遵守以上事项 否则会造成人身事故或毁坏设备 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第33页 2 4 72 4 7面板说明面板说明 面板说明如下 1 闭锁 指示灯 当线路发生故障时 该指示灯应亮 2 分闸延时 指示灯 当线路停电时 断路器将进行延时分闸 在此过程中该指示灯亮 分闸后该指示灯灭 3 合闸延时 指示灯 断路器在分闸位置 当断路器任一侧得电时 将进行合闸延时 该 指示灯应亮 合闸后 指示灯应灭 4 分闸 指示灯 断路器在分闸位置时 该指示灯应亮 5 合闸 指示灯 断路器在合闸位置时 该指示灯应亮 6 V T 方式 指示灯 在 V T 方式下 该指示灯应亮 7 就地方式 指示灯 在就地方式下 该指示灯应亮 8 遥控方式 指示灯 在遥控方式下 该指示灯应亮 9 电源 1 指示灯 当信号电源 1 得电 电源 1 开关在 ON 位置时 该指示灯应亮 10 电源 2 指示灯 当信号电源 2 得电 电源 2 开关在 ON 位置时 该指示灯应亮 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第34页 11 复位 指示灯 当复位开关在 ON 位置时 该指示灯应亮 12 指示灯检查 指示灯 当指示灯检查开关在 ON 位置时 该指示灯应亮 13 电源 1 开关 该开关控制信号电源 1 的接通与断开 14 电源 2 开关 该开关控制信号电源 2 的接通与断开 15 复位 开关 当控制器因线路故障而闭锁时 线路故障排除后 在 T V 方式下 复位开关打到 ON 位置时 控制器进行解锁 16 指示灯检查 开关 将指示灯检查开关打到 ON 位置时 控制器上的指示灯应全亮 17 V T 手动 开关 控制器在就地位置时的工作方式设定 当开关达到 V T 位置时 将对线路故障自动处理 在 手动 位置时利用断路器自带的开关进行分合闸操作 18 就地遥控 开关 当开关在就地位置时 由 V T 手动 开关选择工作方式 当开关 在遥控位置时 控制器的工作方式由远方进行设定 2 52 5 GPSGPS 卫星同步时钟卫星同步时钟 GPS 即全球定位系统 Global Positioning System 它是一个中距离圆形轨道卫星定位系 统 可以为地球表面绝大部分地区提供准确的定位和高精度的时间基准 该系统是通过太空中的 24 颗 GPS 卫星来完成的 最少需要其中 3 颗卫星 就能迅速确定您在地球上的位置 所能接收 到的卫星数越多 译码出来的位置就越精确 GPS 系统在每颗卫星上装有十分精密的原子钟 并由监测站经常进行校准 卫星发送导航信 息 同时也发送精确时间信息 GPS 接收机接收此信息 使与自身的时钟同步 就可获得准确的 时间 所以 GPS 接收机除了能准确定位之外 还可产生精确的时间信息 电力自动化的 GPS 时间同步系统是利用 GPS 全球定位系统 卫星发送的秒同步信号 向电力 系统各种自动化装置提供精确的同步时钟信号 使它们在系统时间上达到一致 它可广泛地应用于 电力的自动化控制 生产管理 安全管理 信息管理 自动化调度等系统的整体时间统一 系统 能为一切需要对时的自动化设备及系统提供统一的时间基准 便于记录事件发生的时间和先后顺序 及保证数据上传的准确性 XD I GPS 卫星同步时钟 简称 XD I 下同 利用 GPS 全球定位系统 卫星发送的秒同步 信号 向铁路电力自动化装置提供精确的同步时间信号 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第35页 2 5 12 5 1 物理参数物理参数 XD I GPS 卫星同步时钟为标准 2U 工业机箱 其外形尺寸为 444mm 宽 88mm 高 270mm 深 外形图如图 2 4 1 所示 图 2 5 1 XD I GPS 卫星同步时钟外形图 图 2 5 2 XD I GPS 卫星同步时钟前面板示意图 1 LED 数码管 2 复位按钮 3 显示按钮 4 1PPH 指示灯 5 同步指示灯 6 1PPM 指示灯 7 TXD 指示灯 8 1PPS 指示灯 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第36页 LED 数码管 显示系统的日期和时间 装置刚上电时的显示可能与当前时间不同 是因为系统未收到 GPS 卫星信号 注意 LED 在上电的瞬间和显示按钮按下时 每 段都会全亮 显示 8 字型 同步指示 该灯亮表示装置已经跟踪上了卫星信号 时间和 GPS 信号达到同步 TXD 通讯指示 闪烁一次表示向串口输出了一次时间 位置等信息 脉冲指示 整秒时 1PPS 即 1Pulse Per Second 灯亮一次 表示有一个秒同步脉冲 输出 同样 整分 整时的时候 相应的 1PPM 即 1Pulse Per Minute 1PPH 即 1Pulse Per Hour 灯会亮一次 每个脉冲的宽度为 200ms 复位按钮 此按钮可用于初始化 GPS 模块 显示按钮 平时为了降低功耗数码管会处于熄灭状态 如果需要显示可按动该按钮来 唤醒 LED 在连续显示 2 个小时后数码管会自动熄灭 此按钮还可以用来检测数码 管是否正常 当按住该键不放时 每个数码管会显示 8 字型 同步灯也会常亮 2 5 22 5 2 电气接口电气接口 图 2 5 3 XD I GPS 卫星同步时钟后面板示意图 1 电源输入 220V 15 46Hz 63Hz 2 保险管 3 脉冲输出 4 RS232 输出 5 RS485 输出 6 天线接口 7 接地螺栓 2 5 2 1 电源输入 220V 15 46Hz 63Hz 铁路电力远动系统培训教材 山东金现代信息技术有限公司 第37页 图 2 4 4 电源输入端子 1 零线输入端 2 空端子 3 火线输入端 2 5 2 2 保险管 速断型玻璃管保险丝 额定电流 500mA 额定电压 250V 2 5 2 3 脉冲输出 图 2 5 5 脉冲输出端子 1 0V1 第一路脉冲输出的电源地 2 SCL K1 第一路秒脉冲输出 3 MCL K1 第一路分脉冲输出 4 HCL K1 第一路时脉冲输出 5 12V 24V 第一路脉冲输出电源正 6 0V2 第二路脉冲输出电源地 7 SCL K2 第二路秒脉冲输出 8 MCL K2 第二路分脉冲输出 9 HCL K2 第二路时脉冲输出 10 12V 24V 第二路脉冲输出电源正 输出方式为静态空接点方式 首先将脉冲输出供电电源接好 然后再将秒 分 时脉冲输出端 接到需要的设备