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軌道交通直流電源設備監控系統研究(轉載)

摘要:通過軌道交通直流電源設備監控系統進行研究,對直流監控系統的主要特點、結構及功能進行分析,來保證城市軌道交通電源系統的安全運行。 

  關鍵詞:直流;監控系統;功能 

    直流監控系統是整個直流系統的控制、管理中心。監控系統的主要任務是:對系統中各功能單元和蓄電池進行長期自動監測、獲取系統中的各種運行參數和狀態、根據測量數據及運行狀態實時進行處理,并以此為依據對系統進行控制,實現電源系統的全自動精確管理,從而提高電源系統的可靠性,保證其工作的連續性、安全性和可靠性。 

  1、直流監控系統特點 

  監控系統具有“遙測、遙信、遙控、遙調”四遙功能,能夠滿足電廠自動化和電力系統無人值守的要求;配有標準RS-232及RS-485接口,方便納入自動化系統。 

  采用以微處理器為核心的集散式監控系統,模塊化設計;對交流配電、直流饋電、整流模塊、電池組和系統支路絕緣實施全方位的監測和控制。 

  現在地鐵監控系統通常采用大屏幕觸摸屏,點陣液晶顯示,CCFL背光,實現全漢化顯示,除完成常規數據測量,電源系統運行狀態的實時顯示外,還提供各種菜單、信息提示,屏幕觸摸操作,真正實現人機對話操作。 

  通過顯示屏,信號燈及聲光報警提供各種工作狀態、故障類型、故障部位指示;系統故障可準確定位,使系統維護變得簡單有效。 

  監控系統的軟件、硬件采用開放式設計,根據用戶不同需要可隨時增加、修改監控系統的測量及控制參量。 

  可實現電池自動充電管理,確保電池安全。 

  對電池電壓、充放電電流的精確管理及嚴格控制是保護電池及延長電池使用壽命的關鍵,為此本監控模塊根據用戶設定的充電參數(如電壓保護值,充電限流值、維護性均充間隔時間等),調整整流模塊的充電方式、充電電流,自動地完成電池的精確管理及保養維護。 

  電池溫度補償功能,免維護電池的充電電壓需要隨環境溫度的變化做相應的調整,才能保障電池處于最佳工作狀態,延長電池使用壽命。本監控模塊可自動完成電池溫度補償,確保電池工作在最佳狀態。 

  2、監控系統主要功能分析

  監測雙路交流供電電壓和交流接觸器狀態:當一路電網掉電、電網電壓過高或過低、電網三相不平衡時自動將系統供電切換到另一路,并發出聲光報警。   檢測整流模塊的輸出電流和故障狀態:當模塊有故障時,監控系統發出聲光報警信號,并重新均分整流模塊負載。 

  對本地或遠端控制整流模塊的開/關機、自動控制電池充電均浮充轉換。對本地或遠端連續設置模塊的輸出電壓、限流值。 

  監測各直流饋電輸出的電壓、電流,各饋電輸出開關狀態、熔斷器狀態、絕緣狀態和降壓模塊狀態,當發生異常情況時發出聲光報警。 

  監測電池電壓及充放電電流:當市電中斷由電池維持向負載供電時,如果電池電壓降至低壓告警值,監控模塊發出聲光報警;當市電恢復后監控系統可對電池進行自動均衡充電管理;若電池長期處于浮充狀態,為保養電池每隔一定時間進行一次均衡充電,以保持電池容量。另外當用戶認為有必要對電池進行均充電時,亦可通過按鍵操作進行手動均衡充電。 

  支持電池巡檢,分組電池監測具有過壓、欠壓和差壓報警功能,準確查找故障電池。支持母線分段支路絕緣監測,支路絕緣阻值過低報警。通常采用MODBUS通訊協議,RS485串行通訊接口,支持1200BPS、2400BPS、4800BPS、9600BPS波特率,可方便的與電力自動化系統對接。監控系統對重要故障信息提供6組繼電器常開觸點輸出,故障內容可按用戶需要設定。 

  3、監控系統構成及功能分析

  監控系統基本配置由主監控、交流監控單元、直流監控單元、開關量I/O單元、電池巡檢單元、絕緣支路檢測單元組成。

  主監控器功能主要有:人機接口、系統報警、電池管理、上位機通訊及時間顯示等。 

  4、結束語 

  監控系統采用積木式的結構設計,分為:主監控、交流監控單元、直流監控單元、開關量監控單元,同時還配置了電池巡檢單元和絕緣檢測單元,各單元通過RS485口與主監控相連,這種模塊化設計使維護工作變得十分簡單快捷;監控系統帶有智能化“四遙”接口,通信協議也可隨時按用戶要求修改。如果可以增加標準的以太網模塊和串口RS485通信模塊,其在國內使用的領域將會更加廣泛。 

  現在可編程控制器(或專用控制模塊)替代繼電控制,是一個大的發展趨勢,不但省略了許多繁瑣的中間控制環節,還大大提高了監控系統可靠性和精確性,應用于軌道交通直流牽引領域,在很大程度上減少了二次接線、設備,提高二次回路的智能控制能力,提高直流電源自動化水平和供電質量,降低故障率,使牽引供電系統能更加可靠地運行。 

   

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