一種鐵路車站低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鐵路車站低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)，它包括遠程監(jiān)控裝置、無功補償控制器、遙控裝置、遙測裝置、遙信裝置、智能儀表、現場總線、協(xié)議轉換器和現場設備，協(xié)議轉換器通過以太網與監(jiān)控中心主站連接，遠程監(jiān)控裝置、無功補償控制器、遙控裝置、遙測裝置、遙信裝置和智能儀表通過現場總線與協(xié)議轉換器連接，遠程監(jiān)控裝置、無功補償控制器、遙控裝置、遙測裝置、遙信裝置、智能儀表還與現場設備連接。本發(fā)明完成現場各控制器的數據集中任務，向上級主站發(fā)送數據；接受上級主站的控制命令，分發(fā)至相應的控制器執(zhí)行控制任務；必要時提供人機界面功能，為值班人員提供交互服務，便于在當地執(zhí)行監(jiān)控任務；提供與火災報警系統(tǒng)FAS的數據接口。
【專利說明】
—種鐵路車站低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)，特別是涉及一種鐵路車站低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]車站、站房、綜合樓、綜合維修工區(qū)、隧道、橋梁等鐵路設施的變配電系統(tǒng)主要包括35KV或10KV配電設施、變壓器、低壓配電設施以及自備柴油發(fā)電機和各類負荷的電源設備等。通常，低壓變電所、配電開關回路、自備柴油發(fā)電機、各類電源設備包括通信、信號、售票等重要負荷電源設備及柴油發(fā)電機組、EPS、UPS設備以及太陽能光伏電池等作為機電設備監(jiān)控對象。
[0003]變配電系統(tǒng)包括高壓設備、變壓設備、低壓設備、發(fā)電設備、動力柜等。變配電系統(tǒng)是整個智能建筑的心臟，特別是在客運車站、隧道等特殊的建筑中，需要變配電系統(tǒng)具有高供電可靠性，需要變配電系統(tǒng)節(jié)能降耗，需要變配電系統(tǒng)減少事故隱患。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種鐵路車站低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)，提高供電可靠性，節(jié)能降耗，減少事故隱患。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現的:一種鐵路車站低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)，它包括遠程監(jiān)控裝置、無功補償控制器、遙控裝置、遙測裝置、遙信裝置、智能儀表、現場總線、協(xié)議轉換器和現場設備，協(xié)議轉換器通過以太網與監(jiān)控中心主站連接，遠程監(jiān)控裝置、無功補償控制器、遙控裝置、遙測裝置、遙信裝置和智能儀表通過現場總線與協(xié)議轉換器連接，遠程監(jiān)控裝置、無功補償控制器、遙控裝置、遙測裝置、遙信裝置、智能儀表還與現場設備連接。
[0006]所述的遠程監(jiān)控裝置包括機柜、通信單元、遠程測控終端RTU、接線端子、開關電源和尾纖盒，通信單元與尾纖盒連接，通信單元與遠程測控終端RTU連接，開關電源與遠程測控終端RTU連接，接口端子與遠程測控終端RTU上的端子對應連接。
[0007]通信單元為有自愈功能的光端機。
[0008]接線端子包括遙信端子、遙控端子、電壓端子、電流端子、直流端子和通信端子。
[0009]它還包括繼電器、空氣開關和避雷器。
[0010]通信單元、遠程測控終端RTU、接線端子、開關電源、尾纖盒、繼電器、空氣開關和避雷器采用底板螺絲安裝方式或標準DIN導軌安裝方式。
[0011]所述的遙控裝置為遠程繼電器輸出模塊，所述的遙信裝置為開關量采集模塊，所述的遙測裝置為模擬量采集模塊。
[0012]所述的現場總線為CAN總線、LonWorks總線或RS-485總線。
[0013]它還包括聯(lián)絡開關，聯(lián)絡開關控制現場設備的供電電源，正常工作時，聯(lián)絡開關使現場設備與非消防設備連接，當發(fā)生火災時，聯(lián)絡開關使現場設備與消防電源連接，聯(lián)絡開關還與遠程監(jiān)控裝置和遙控裝置連接。
[0014]它還包括監(jiān)控工作站，監(jiān)控工作站提供人機界面功能，便于值班人員在當地執(zhí)行監(jiān)視、控制任務，為維護人員提供交互服務，監(jiān)控工作站通過協(xié)議轉換器接入現場總線。
[0015]它還包括建筑物自動化系統(tǒng)BAS監(jiān)控裝置和通信適配器，建筑物自動化系統(tǒng)BAS監(jiān)控裝置與通信適配器連接，通信適配器通過現場總線與協(xié)議轉換器連接。
[0016]所述的建筑物自動化系統(tǒng)BAS監(jiān)控裝置包括空調系統(tǒng)監(jiān)控裝置、新風系統(tǒng)監(jiān)控裝置、送排風系統(tǒng)監(jiān)控裝置、制冷站系統(tǒng)監(jiān)控裝置、熱交換系統(tǒng)監(jiān)控裝置和給排水系統(tǒng)監(jiān)控裝置。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:一種鐵路車站低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)，提高供電可靠性，節(jié)能降耗，減少事故隱患。
[0018]低壓變配電所智能監(jiān)控系統(tǒng)完成如下功能:
(O完成現場各控制器的數據集中任務，并向上級主站發(fā)送數據；
(2)接受上級主站的控制命令，分發(fā)至相應的控制器執(zhí)行控制任務；
(3)必要時提供人機界面功能，便于值班人員、巡視人員在當地執(zhí)行監(jiān)視、控制任務，為維護人員提供交互服務；
(4)提供與火災報警系統(tǒng)FAS的數據接口。
[0019]低壓變配電所智能監(jiān)控系統(tǒng)具體監(jiān)控內容為:
(1)對消防電源、非消防電源出線開關、聯(lián)絡開關的開關狀態(tài)進行監(jiān)控；
(2)對其電壓和電流進行監(jiān)視；
(3)對供配電功率因數、頻率進行監(jiān)視。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)原理框圖；
圖2為本發(fā)明遠程監(jiān)控裝置結構框圖；
圖3為本發(fā)明具體實施案例結構圖。

【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖進一步詳細描述本發(fā)明的技術方案，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。
[0022]車站、站房、綜合樓、綜合維修工區(qū)、隧道、橋梁等鐵路設施的變配電系統(tǒng)主要包括35KV或1KV配電設施、變壓器、低壓配電設施以及自備柴油發(fā)電機和各類負荷的電源設備等。通常，低壓變電所、配電開關回路、自備柴油發(fā)電機、各類電源設備包括通信、信號、售票等重要負荷電源設備及柴油發(fā)電機組、EPS、UPS設備以及太陽能光伏電池等作為機電設備監(jiān)控對象。
[0023]監(jiān)視內容有相關配電回路開關狀態(tài)、電壓、電流、頻率、有功、無功、電度、UPS或自備發(fā)電機狀態(tài)等，控制對象主要是回路及電源設備開關狀態(tài)以及備用發(fā)電機自動投切、負荷開關、表計開關等。
[0024]如圖1所示，一種鐵路車站低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)TBAS-1000，它至少包括一個遠程監(jiān)控裝置、無功補償控制器、遙控裝置、遙測裝置、遙信裝置、智能儀表、現場總線、協(xié)議轉換器和現場設備，協(xié)議轉換器通過以太網與監(jiān)控中心主站連接，遠程監(jiān)控裝置、無功補償控制器、遙控裝置、遙測裝置、遙信裝置和智能儀表通過現場總線與協(xié)議轉換器連接，遠程監(jiān)控裝置、無功補償控制器、遙控裝置、遙測裝置、遙信裝置、智能儀表還與現場設備連接。
[0025]低壓變配電監(jiān)控裝置它們具體完成現場機電設備的數據采集、狀態(tài)監(jiān)視及自動控制任務，應根據現場環(huán)境和受控對象的具體要求，選擇最適合的監(jiān)控方案和設備。
[0026]低壓變配電系統(tǒng)中有兩個供電系統(tǒng)，即作為消防電源的低壓變配電系統(tǒng)和作為非消防電源的低壓變配電系統(tǒng)，消防電源連接的回路為重要回路，非消防電源連接的回路為一般回路，消防電源和非消防電源通過聯(lián)絡開關隔離連接。
[0027]所述的無功補償電容器控制器，在電力供電系統(tǒng)中起提高電網的功率因數的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。最大限度的減少電網的損耗，使電網質量提高。無功功率補償控制器有三種采樣方式，功率因數型、無功功率型、無功電流型?？刂破魇菬o功補償裝置的指揮系統(tǒng)，采樣、運算、發(fā)出投切信號，參數設定、測量、元件保護等功能均由補償控制器完成。
[0028]如圖2所示，所述的遠程監(jiān)控裝置包括機柜、通信單元、遠程測控終端RTU、接線端子、開關電源和尾纖盒，通信單元與尾纖盒連接，通信單元與遠程測控終端RTU連接，開關電源與遠程測控終端RTU連接，接口端子與遠程測控終端RTU上的端子對應連接。
[0029]通信單元為有自愈功能的光端機。
[0030]接線端子包括遙信端子、遙控端子、電壓端子、電流端子、直流端子和通信端子。
[0031]它還包括繼電器、空氣開關或避雷器。
[0032]通信單元、遠程測控終端RTU、接線端子、開關電源、尾纖盒、繼電器、空氣開關和避雷器采用底板螺絲安裝方式或標準DIN導軌安裝方式。
[0033]所述的遙控裝置為遠程繼電器輸出模塊，所述的遙信裝置為開關量采集模塊，所述的遙測裝置為模擬量采集模塊。
[0034]它還包括聯(lián)絡開關，聯(lián)絡開關控制現場設備的供電電源，正常工作時，聯(lián)絡開關使現場設備與非消防設備連接，當發(fā)生火災時，聯(lián)絡開關使現場設備與消防電源連接，聯(lián)絡開關還與遠程監(jiān)控裝置和遙控裝置連接。
[0035]它還包括建筑物自動化系統(tǒng)BAS監(jiān)控裝置和通信適配器，建筑物自動化系統(tǒng)BAS監(jiān)控裝置與通信適配器連接，通信適配器通過現場總線與協(xié)議轉換器連接。
[0036]所述的建筑物自動化系統(tǒng)BAS監(jiān)控裝置包括空調系統(tǒng)監(jiān)控裝置、新風系統(tǒng)監(jiān)控裝置、送排風系統(tǒng)監(jiān)控裝置、制冷站系統(tǒng)監(jiān)控裝置、熱交換系統(tǒng)監(jiān)控裝置和給排水系統(tǒng)監(jiān)控裝置。
[0037]對于鐵路車站比較復雜的運行現場，需要在較大的空間內安裝若干控制器，聯(lián)合完成監(jiān)控任務。此時，可以在中央監(jiān)控站和現場控制器之間設置一個自動化子系統(tǒng)作為中間層，如變配電所智能監(jiān)控系統(tǒng)、車站照明監(jiān)控系統(tǒng)、中央空調節(jié)能控制系統(tǒng)、隧道機電設備監(jiān)控系統(tǒng)等。這些子系統(tǒng)對下收集現場控制器和智能裝置等的數據，對上轉發(fā)采集到的數據和信息；同時，接收各種控制命令，并下發(fā)至智能裝置執(zhí)行。各個子系統(tǒng)之間還可以接口或聯(lián)動，實現一體化監(jiān)控。
[0038]TBAS-1000系統(tǒng)具體完成如下功能:
(1)完成現場各控制器的數據集中任務，并向上級主站發(fā)送數據；
(2)接受上級主站的控制命令，分發(fā)至相應的控制器執(zhí)行控制任務； (3)必要時提供人機界面功能，便于巡視人員在當地執(zhí)行監(jiān)視、控制任務；
(4)提供與火災報警系統(tǒng)FAS的數據接口。
[0039]對于低壓變配電所相對較大、比較獨立的系統(tǒng)，需要若干監(jiān)控裝置或智能儀表，則可以采用現場總線把這些終端、儀表連接起來組成自動化子系統(tǒng)，然后再通過協(xié)議轉換器接至以太網絡。
[0040]所述的現場總線為CAN總線、LonWorks總線或RS-485總線，現場總線采用銅纜，如非屏蔽雙絞線、屏蔽雙絞線。
[0041]低壓變配電監(jiān)控裝置需具有以太網接口，遵循TCP/IP協(xié)議，能夠接入以太網絡，從而使得系統(tǒng)網絡結構更加扁平化，網絡性能更優(yōu)。
[0042]若有必要，可以在子系統(tǒng)一級設置當地監(jiān)控系統(tǒng)，為值班人員、維護人員提供交互服務。
[0043]它還包括監(jiān)控工作站，監(jiān)控工作站提供人機界面功能，便于值班人員在當地執(zhí)行監(jiān)視、控制任務，為維護人員提供交互服務，監(jiān)控工作站通過協(xié)議轉換器接入現場總線。
[0044]通常，1KV及以上變配電所納入電力遠動系統(tǒng)或數據采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)監(jiān)控，10KV/400V低壓變配電所納入機電設備監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控。
[0045]如圖3所示，一個典型的低壓變配電所智能監(jiān)控系統(tǒng)方案。
[0046]1kV變配電所包含低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)、10KV/0.4KV變壓器、進線開關、出線開關、聯(lián)絡開關、消防電源回路、非消防電源回路和現場設備，1KV進線通過進線開關與變壓器輸入端連接，變壓器輸出端通過出線開關與消防電源回路連接，消防電源和非消防電源通過聯(lián)絡開關與現場設備連接，低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控變壓器、聯(lián)絡開關、出線開關和現場設備。正常工作時，聯(lián)絡開關使現場設備與非消防設備連接，當發(fā)生火災時，聯(lián)絡開關使現場設備與消防電源連接，聯(lián)絡開關還與遠程監(jiān)控裝置和遙控裝置連接。
[0047]低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)還與火災報警系統(tǒng)FAS的數據接口，當發(fā)生火災時，馬上切斷非消防電源與現場設備的連接，使消防電源與現場設備連接，為現場設備安全供電。
[0048]低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)包括多個遠程監(jiān)控裝置、無功補償控制器、多個遙控裝置、多個遙測裝置、多個遙信裝置、多個智能儀表、現場總線和通信控制器。
[0049]其中，遠程監(jiān)控裝置為多個電力監(jiān)測與控制裝置PMC916，分別監(jiān)控現場設備、聯(lián)絡開關和變壓器；遙信裝置為開關量采集模塊RSI32 ;遙測裝置為模擬量采集模塊RCM32 ;遙控裝置為遠程繼電器輸出模塊RCU16。
[0050]RCU16遙控裝置為低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)的遠程繼電器輸出模塊，用于接受計算機指令執(zhí)行系統(tǒng)的遙控操作或自動控制，RCU16有16路繼電器輸出，繼電器輸出可分為脈沖和自保持兩種形式，在脈沖型方式下，繼電器觸點閉合兩秒后自動釋放，而在自保持方式下，繼電器輸出長期保持為閉合或斷開狀態(tài)。
[0051]RSI32遙信裝置為低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)的開關量采集模塊，用于采集開關量信號并轉換為數字信號，經通訊連接實現與監(jiān)控系統(tǒng)的數據交換。RSI32采用光電隔離輸入，可以同時采集32路無源開關量信號。
[0052]RCM32遙測裝置為低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)的模擬量采集模塊，通過配接互感器、變送器等元件，用于采集電流、電壓、功率、溫度、濕度、壓力、流量等模擬量信號并轉換為數字信號，經通訊連接實現與監(jiān)控系統(tǒng)的數據交換。RCM32遙測裝置可以同時采集32個0-20mA交流或4-20mA直流電流信號，實時反映被測對象的遙測值。
[0053]PMC916可直接用作低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)的電參量測量儀表，具有八路開關量輸入監(jiān)測及四路繼電器輸出。利用開關量輸入監(jiān)測功能，用戶可以實現對各種開關量的狀態(tài)監(jiān)視和遙信變位監(jiān)視；利用繼電器輸出功能，用戶可以實現遙控操作、程序控制及電量越限監(jiān)測與控制等功能。PMC916支持M0DBUS/CAN規(guī)約，可與各類計算機監(jiān)控系統(tǒng)交換信息。
[0054]說明:當PMC916測量電壓大于400V時需要配接電壓互感器，當PMC916測量電流大于5A時需要配接電流互感器。
[0055]低壓變配電站監(jiān)控系統(tǒng)具有以下特點:
(1)遙信開關量測量功能:開關量采集，每個RSI32遙信裝置可采集8個無源開關量輸入;
(2)遙控開關量控制功能:繼電器輸出，每個RCU16遙控裝置具有4個繼電器接點輸出，可用于進行遙控操作、電量越限動作或告警操作、遠程控制操作等。
[0056](3)特殊功能:
1、口令的設置，要修改PMC916的功能設置必須輸入口令，這樣有助于操作的安全性。輸入正確口令后即可進行PMC916的功能設置。
[0057]2、告警功能關聯(lián)到繼電器，當PMC916檢測到某個電氣量越限，可將告警信號輸出到某個繼電器，設置電氣量告警和繼電器輸出的對應關系稱為告警功能關聯(lián)到繼電器。從告警信息出現到PMC916的輸出繼電器動作之間的延遲時間稱為“動作延遲時間”，而繼電器觸點動作閉合的延續(xù)時間稱為“動作保持時間”?！皠幼餮舆t時間”和“動作保持時間”均可以在0秒到99秒之間按0.1的時間間隔調整。
[0058](4) PMC916顯示及人機交互功能:PMC916帶有液晶顯示屏，通過鍵盤操作切換顯示內容可實現本地人機交互；可逐頁觀察所有測量和計算數據及設定的參數，也可進行參數的設定或本地的控制操作。觀察該PMC916監(jiān)測的所有電氣量數據和設定的參數不需要輸入口令；進行設定值的修改或本地操作需要口令。
[0059]TBAS-1000系統(tǒng)具體監(jiān)控內容為:
(1)對消防電源、非消防電源出線開關、聯(lián)絡開關的開關狀態(tài)進行監(jiān)控；
(2)對其電壓和電流進行監(jiān)視；
(3)對供配電功率因數、頻率進行監(jiān)視。
[0060]低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)還要做好防雷、接地措施，為保證監(jiān)控設備不受雷害的影響，在電源箱、經過室外的電源線、通信線、網絡線兩端設備箱內，按不同需要設置相應的防雷端子。
[0061]低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)接地電阻應按R < 1 Ω設計。對于有綜合接地系統(tǒng)的，可以接入綜合接地系統(tǒng)；沒有綜合接地系統(tǒng)的，應該獨立設接地裝置。監(jiān)控電纜屏蔽層宜采用單點接地，各種控制器根據產品要求采用一點接地或浮空地。
【權利要求】
1.一種鐵路車站低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:它包括遠程監(jiān)控裝置、無功補償控制器、遙控裝置、遙測裝置、遙信裝置、智能儀表、現場總線、協(xié)議轉換器和現場設備，協(xié)議轉換器通過以太網與監(jiān)控中心主站連接，遠程監(jiān)控裝置、無功補償控制器、遙控裝置、遙測裝置、遙信裝置和智能儀表通過現場總線與協(xié)議轉換器連接，遠程監(jiān)控裝置、無功補償控制器、遙控裝置、遙測裝置、遙信裝置、智能儀表還與現場設備連接。
2.根據權利要求2所述的一種鐵路車站低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的遠程監(jiān)控裝置包括機柜、通信單元、遠程測控終端RTU、接線端子、開關電源和尾纖盒，通信單元與尾纖盒連接，通信單元與遠程測控終端RTU連接，開關電源與遠程測控終端RTU連接，接口端子與遠程測控終端RTU上的端子對應連接； 通信單元為有自愈功能的光端機； 接線端子包括遙信端子、遙控端子、電壓端子、電流端子、直流端子和通信端子； 它還包括繼電器、空氣開關和避雷器； 通信單元、遠程測控終端RTU、接線端子、開關電源、尾纖盒、繼電器、空氣開關和避雷器采用底板螺絲安裝方式或標準DIN導軌安裝方式。
3.根據權利要求1所述的一種鐵路車站低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的遙控裝置為遠程繼電器輸出模塊，所述的遙信裝置為開關量采集模塊，所述的遙測裝置為模擬量采集模塊。
4.根據權利要求1所述的一種鐵路車站低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的現場總線為CAN總線、LonWorks總線或RS-485總線。
5.根據權利要求1所述的一種鐵路車站低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:它還包括聯(lián)絡開關，聯(lián)絡開關控制現場設備的供電電源，正常工作時，聯(lián)絡開關使現場設備與非消防設備連接，當發(fā)生火災時，聯(lián)絡開關使現場設備與消防電源連接，聯(lián)絡開關還與遠程監(jiān)控裝置和遙控裝置連接。
6.根據權利要求1所述的一種鐵路車站低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:它還包括監(jiān)控工作站，監(jiān)控工作站提供人機界面功能，便于值班人員在當地執(zhí)行監(jiān)視、控制任務，為維護人員提供交互服務，監(jiān)控工作站通過協(xié)議轉換器接入現場總線。
7.根據權利要求1所述的一種鐵路車站低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:它還包括建筑物自動化系統(tǒng)BAS監(jiān)控裝置和通信適配器，建筑物自動化系統(tǒng)BAS監(jiān)控裝置與通信適配器連接，通信適配器通過現場總線與協(xié)議轉換器連接。
8.根據權利要求6所述的一種鐵路車站低壓變配電智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的建筑物自動化系統(tǒng)BAS監(jiān)控裝置包括空調系統(tǒng)監(jiān)控裝置、新風系統(tǒng)監(jiān)控裝置、送排風系統(tǒng)監(jiān)控裝置、制冷站系統(tǒng)監(jiān)控裝置、熱交換系統(tǒng)監(jiān)控裝置和給排水系統(tǒng)監(jiān)控裝置。
【文檔編號】H02J13/00GK104242472SQ201410549997
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月17日 優(yōu)先權日:2014年10月17日
【發(fā)明者】翟純玉, 付明, 張軍, 毛虎林 申請人:成都四為電子信息股份有限公司