電壓電流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置在鐵路站場(chǎng)供電中的應(yīng)用

王瑞平，劉曉輝，張 鐘，錢(qián)振宇

電壓電流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置在鐵路站場(chǎng)供電中的應(yīng)用

王瑞平，劉曉輝，張 鐘，錢(qián)振宇

為了及時(shí)獲取現(xiàn)場(chǎng)電壓電流信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路站場(chǎng)供電電壓電流的有效監(jiān)測(cè)，對(duì)車(chē)站實(shí)施實(shí)時(shí)電壓電流監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和電壓電流監(jiān)測(cè)管理。通過(guò)近3年的應(yīng)用實(shí)踐和持續(xù)改進(jìn)，監(jiān)測(cè)效果顯著。

電壓電流；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；站場(chǎng)供電

0 引言

當(dāng)鐵路行車(chē)供電站點(diǎn)出現(xiàn)突發(fā)停電事故或地方電網(wǎng)維護(hù)檢修停電時(shí)，由于車(chē)站各用電單位上報(bào)信息不及時(shí)，鐵路供電部門(mén)不能及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)供電信息，造成供電段各級(jí)調(diào)度無(wú)法及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)供電情況，影響現(xiàn)場(chǎng)供電調(diào)度、指揮及故障的恢復(fù)。

及時(shí)掌握供電質(zhì)量最為有效的辦法就是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)在線電壓電流，將異常電壓、電流、停電、來(lái)電等信息及時(shí)通知管理人員，最大限度地縮短停電延時(shí)；通過(guò)貯存大量數(shù)據(jù)，為供電質(zhì)量分析及故障分析提供數(shù)據(jù)保證，促進(jìn)鐵路電力供電現(xiàn)場(chǎng)規(guī)范化、科學(xué)化管理。

北京鐵路局北京供電段懷北電力車(chē)間擔(dān)負(fù)著北京北部京包線、京通線、京承線近700 km供電線路的管理任務(wù)，負(fù)責(zé)沿線70多個(gè)站點(diǎn)的行車(chē)供電任務(wù)，實(shí)施電壓電流的有效管理對(duì)提高供電質(zhì)量具有重要的意義。

從2014年開(kāi)始，在北京鐵路局北京供電段的組織下，懷北電力車(chē)間與寧波舜陽(yáng)電測(cè)儀器有限公司合作，進(jìn)行了實(shí)時(shí)電壓電流監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。在對(duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，對(duì)軟硬件進(jìn)行了不斷完善，擴(kuò)大了對(duì)電流回路的監(jiān)測(cè)；為適應(yīng)智能化移動(dòng)辦公需求，實(shí)現(xiàn)了手機(jī)APP功能，可隨時(shí)隨地查詢監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的電壓電流情況。

1 主要功能

1.1 基本功能

在較成熟的DT6統(tǒng)計(jì)式電壓監(jiān)測(cè)儀和SYEZ12多功能電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀的基礎(chǔ)上，改進(jìn)形成DT6（DX）-3×220 V/G電壓電流監(jiān)測(cè)裝置。

（1）采集與顯示功能。

a.對(duì)三相220 V電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)采集并顯示，以分鐘平均值為最小統(tǒng)計(jì)單位進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)和顯示。

b.對(duì)額定值≤5A的三相電流進(jìn)行實(shí)時(shí)采集并顯示。

（2）統(tǒng)計(jì)及記錄功能。

a.電壓數(shù)據(jù)。記錄實(shí)際運(yùn)行電壓，包括1 min電壓平均值和產(chǎn)生時(shí)間。

b.電壓監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，包括日統(tǒng)計(jì)和月統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行電壓（1 min電壓平均值）及被監(jiān)測(cè)電壓額定值、上/下限值對(duì)數(shù)據(jù)分別統(tǒng)計(jì)，包括電壓最大值及出現(xiàn)時(shí)刻、最小值及出現(xiàn)時(shí)刻、電壓平均值、超上限率及超上限時(shí)間、超下限率及超下限時(shí)間、電壓合格率及合格時(shí)間、統(tǒng)計(jì)時(shí)間等。

c.電流數(shù)據(jù)。記錄并顯示實(shí)時(shí)電流。

d.事件記錄。包括采樣電壓停來(lái)電、越上限及復(fù)歸、越下限及復(fù)歸、裝置復(fù)位事件和裝置工作電源停來(lái)電事件等，根據(jù)各個(gè)事件的判別原則判定，包括事件發(fā)生時(shí)刻或當(dāng)前1 min電壓平均值。

e.流量記錄。分為月發(fā)送和月接收流量。

f.可靠性記錄。按月統(tǒng)計(jì)，包括停電次數(shù)、停電最長(zhǎng)時(shí)間、停電最短時(shí)間及停電總時(shí)間。

g.工作狀態(tài)記錄。分為工作總時(shí)間和本次連續(xù)工作時(shí)間。

1.2 特色功能

（1）電源失電保護(hù)和自動(dòng)上報(bào)功能。

DT6（DX）裝置內(nèi)置高性能、大容量鋰電池。該裝置在電源斷電后仍可保持30 min正常工作，確保電壓和電流數(shù)據(jù)采集不間斷，及時(shí)上報(bào)斷電事件數(shù)據(jù)及裝置斷電后30 min內(nèi)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和事件。

（2）通信功能。

系統(tǒng)采用GPRS無(wú)線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)裝置與遠(yuǎn)程CAC的數(shù)據(jù)交互，確保數(shù)據(jù)定時(shí)主動(dòng)上傳，無(wú)需人工干預(yù)。

（3）短信告知功能。

通過(guò)短信發(fā)送裝置和配套軟件，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)指定用戶進(jìn)行短信告知功能，方便用戶及時(shí)掌握供電信息，快速處理供電線路電壓異常或停電故障。

（4）WEB頁(yè)面功能。

通過(guò)WEB頁(yè)面，用戶可按照權(quán)限通過(guò)PC機(jī)查看各個(gè)供電線路的供電信息。

（5）手機(jī)APP功能。

通過(guò)手機(jī)APP軟件，可按照權(quán)限隨時(shí)隨地查看各供電線路的測(cè)點(diǎn)信息、告警信息、電壓和電流實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等。

2 系統(tǒng)拓?fù)?/h2>

系統(tǒng)采用裝置+前置軟件+采集軟件+WEB發(fā)布+手機(jī)APP模式，進(jìn)行電壓電流數(shù)據(jù)的分析管理，系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D1所示。線路異常時(shí)，系統(tǒng)可及時(shí)短信提醒相關(guān)人員，并將三相電壓及電流數(shù)據(jù)定時(shí)上傳，具備電壓、電流相關(guān)參數(shù)配置功能。

3 系統(tǒng)硬件

系統(tǒng)硬件主要由DT6（DX）-3×220 V/G電壓電流監(jiān)測(cè)裝置、短信發(fā)送裝置、數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、SQL服務(wù)器、WEB發(fā)布服務(wù)器等組成。

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

4 系統(tǒng)軟件

4.1 前置網(wǎng)關(guān)軟件

前置網(wǎng)關(guān)軟件負(fù)責(zé)入網(wǎng)監(jiān)測(cè)裝置的識(shí)別、信息交互，將監(jiān)測(cè)裝置的上發(fā)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)至采集程序，將采集程序下發(fā)的報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)至對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)裝置，其界面如圖2所示。

圖2 前置網(wǎng)關(guān)軟件主界面

4.2 采集軟件

采集軟件負(fù)責(zé)解析前置網(wǎng)關(guān)軟件轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)的報(bào)文，回復(fù)需要確認(rèn)的報(bào)文并做數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及顯示，轉(zhuǎn)發(fā)或自動(dòng)生成操作監(jiān)測(cè)裝置的報(bào)文并發(fā)送至前置網(wǎng)關(guān)軟件（圖3）。

4.3 WEB發(fā)布軟件

北京供電段電壓電流監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)用于數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、臺(tái)賬管理、報(bào)警查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)分析。

WEB發(fā)布軟件框架如圖4所示。

圖3 采集軟件主界面

圖4 Web發(fā)布軟件框架

4.4 短信發(fā)送裝置配套軟件

短信發(fā)送裝置配套軟件主要用于控制短信發(fā)送裝置向指定用戶發(fā)送電壓異常信息，方便用戶及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理（圖5）。

圖5 短信發(fā)送裝置配套軟件

4.5 手機(jī)APP軟件

基于手機(jī)android系統(tǒng)，主要用于在Android手機(jī)上查詢各監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)電壓、電流、斷相數(shù)據(jù)和相應(yīng)的異常數(shù)據(jù)。手機(jī)APP軟件框架如圖6所示。

圖6 手機(jī)APP軟件框架

5 結(jié)語(yǔ)

運(yùn)用電壓電流監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)下屬車(chē)站站點(diǎn)供電情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)了解各個(gè)站點(diǎn)故障停電情況，及時(shí)安排人員處理，提高了電網(wǎng)供電的可靠性。終端電源部分出現(xiàn)異常時(shí)，終端還具有維持半小時(shí)的數(shù)據(jù)及事件上報(bào)的功能，提高了裝置的實(shí)際使用價(jià)值。

電壓電流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置經(jīng)過(guò)3年時(shí)間的全面應(yīng)用，既對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，也為大數(shù)據(jù)的積累和分析創(chuàng)造了條件。該裝置除在電力系統(tǒng)、鐵路供電系統(tǒng)應(yīng)用外，還可應(yīng)用于醫(yī)療、冶金、化工、企業(yè)生產(chǎn)線等領(lǐng)域。

[1]DL/T500-2009電壓監(jiān)測(cè)儀使用技術(shù)條件[S].

[2]Q/GDW 1819-2013電壓監(jiān)測(cè)裝置技術(shù)規(guī)范[S].

[3]張 鐘，錢(qián)振宇，張 雨，等.電壓質(zhì)量分析管理系統(tǒng)[J].控制工程，2014，21（6）：1011-1017.

[4]寧波舜陽(yáng)電測(cè)儀器有限公司.舜陽(yáng)牌DT6(DX)-3×220V G電壓電流監(jiān)測(cè)裝置使用說(shuō)明書(shū)[Z].

In order to obtain the voltage and current information at site,realize the effective monitoring of power supply voltage and current for railway stations and yards,accomplishes the execution of development of voltage and current monitoring and management system as well as the voltage and current monitoring and management.The operational practiceand constant improvement for nearly 3 yearsshow that themonitoring effectsaresignificant.

Voltage and current;real time monitoring;power supply for station and yard

U226.5

B

1007-936X(2017)06-0013-03

10.19587/j.cnki.1007-936x.2017.06.004

王瑞平.北京鐵路局北京供電段，工程師；劉曉輝.北京鐵路局北京供電段，助理工程師；張 鐘.寧波舜陽(yáng)電測(cè)儀器有限公司，高級(jí)工程師；錢(qián)振宇.寧波舜陽(yáng)電測(cè)儀器有限公司，助理工程師。

2017-06-19