本發(fā)明涉及一種城市軌道交通牽引供電技術(shù)，具體地說是一種城市軌道交通牽引供電綜合監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)：

直流供電是目前國家大力發(fā)展的關(guān)系國計民生的重要行業(yè)，直流供電裝置在城市軌道交通、礦山牽引、港口吊車等領(lǐng)域都有重要應(yīng)用，前景廣闊?，F(xiàn)有的直流供電系統(tǒng)中，對于系統(tǒng)的各電量、非電量的監(jiān)測和顯示還有不少地方大量采用傳統(tǒng)的儀表進(jìn)行。采用這種方式，使用的設(shè)備多，接線復(fù)雜，日常維護(hù)比較繁瑣；并且當(dāng)需顯示的量較多的時候，儀器面板面積較大，不便于同時對多個模擬量進(jìn)行監(jiān)視。此外，系統(tǒng)也無法實現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)測。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠可以對牽引供電系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)測的城市軌道交通牽引供電綜合監(jiān)測裝置。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的城市軌道交通牽引供電綜合監(jiān)測裝置，包括在牽引供電系統(tǒng)中并聯(lián)連接的多個整流器單元，每個整流器單元內(nèi)由兩個pwm整流器與交流側(cè)的變壓器構(gòu)成，每個pwm整流器均通過各自的數(shù)據(jù)采集節(jié)點連接數(shù)據(jù)采集單元，數(shù)據(jù)采集單元經(jīng)過以太網(wǎng)通訊節(jié)點連接到以太網(wǎng)交換機(jī)上，以太網(wǎng)交換機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)連接監(jiān)控計算機(jī)，數(shù)據(jù)采集單元能夠采集相應(yīng)的pwm整流器的相關(guān)特征量并通過工業(yè)以太網(wǎng)將采集到的數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控計算機(jī)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點和監(jiān)控計算機(jī)之間通過心跳幀進(jìn)行信息傳輸。

所述監(jiān)控計算機(jī)內(nèi)設(shè)置有動態(tài)鏈接庫，所述動態(tài)鏈接庫中具有數(shù)據(jù)查詢、接收線程以及數(shù)據(jù)保存線程，所述工業(yè)以太網(wǎng)中的數(shù)據(jù)發(fā)送以令牌的形式進(jìn)行。

所述監(jiān)控計算機(jī)具有可視化的用戶監(jiān)視界面。

采用上述的結(jié)構(gòu)后，由于并聯(lián)設(shè)置的多個整流器單元、與整流器單元連接的數(shù)據(jù)采集單元以及經(jīng)過以太網(wǎng)與數(shù)據(jù)采集單元連接的監(jiān)控計算機(jī)，由此可基于以太網(wǎng)通訊機(jī)制以及動態(tài)鏈接庫的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流控制和數(shù)據(jù)保存機(jī)制，對pwm整流器的交流輸出電壓,交流側(cè)相電流以及電網(wǎng)電壓電量實現(xiàn)可視化用戶監(jiān)控，它將以太網(wǎng)通訊技術(shù)和可視化界面技術(shù)結(jié)合起來，監(jiān)測平臺中使用動態(tài)鏈接庫對以太網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)管理，充分發(fā)揮以太網(wǎng)傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸數(shù)據(jù)量大、信號可靠性高的優(yōu)點，增加了傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，也實現(xiàn)了對牽引供電系統(tǒng)的遠(yuǎn)距離監(jiān)測，它能夠獨立于列車牽引系統(tǒng)的既有設(shè)備安裝，且對于各種牽引系統(tǒng)具有普適性。

附圖說明

圖1為發(fā)明中能饋式牽引供電系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖2為發(fā)明城市軌道交通牽引供電綜合監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式，對本發(fā)明的城市軌道交通牽引供電綜合監(jiān)測裝置做進(jìn)一步說明。

如圖所示，本發(fā)明的城市軌道交通牽引供電綜合監(jiān)測裝置，包括在牽引供電系統(tǒng)中并聯(lián)連接的多個整流器單元，每個整流器單元內(nèi)由兩個pwm整流器與交流側(cè)的變壓器構(gòu)成，若牽引供電系統(tǒng)中共有n個整流器單元，那么監(jiān)測平臺需要監(jiān)測和顯示共2n個pwm整流器的工作狀態(tài)，為了標(biāo)志每個pwm整流器的工作狀態(tài)，需要監(jiān)測的特征量共計11路模擬信號和12路數(shù)字信號，pwm整流器的數(shù)學(xué)模型如下式所示：

其中，ua,ub和uc是pwm整流器的交流輸出電壓,ia,ib,和ic為交流側(cè)相電流，ea,eb,和ec為電網(wǎng)電壓，基于系統(tǒng)運(yùn)行和調(diào)試的需要，監(jiān)測系統(tǒng)必須對上述電量進(jìn)行實時監(jiān)視，本發(fā)明將每個pwm整流器均通過各自的數(shù)據(jù)采集節(jié)點連接數(shù)據(jù)采集單元，數(shù)據(jù)采集單元經(jīng)過以太網(wǎng)通訊節(jié)點連接到以太網(wǎng)交換機(jī)上，以太網(wǎng)交換機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)連接監(jiān)控計算機(jī)，數(shù)據(jù)采集單元能夠采集相應(yīng)的pwm整流器的相關(guān)特征量并通過工業(yè)以太網(wǎng)將采集到的數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控計算機(jī)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

進(jìn)一步地，所說的數(shù)據(jù)采集節(jié)點和監(jiān)控計算機(jī)之間通過心跳幀進(jìn)行信息傳輸，本發(fā)明系統(tǒng)中連接的以太網(wǎng)節(jié)點多，數(shù)據(jù)量大，需要進(jìn)行集中處理，因此監(jiān)控計算機(jī)內(nèi)設(shè)置有動態(tài)鏈接庫，動態(tài)鏈接庫中具有數(shù)據(jù)查詢、接收線程以及數(shù)據(jù)保存線程，工業(yè)以太網(wǎng)中的數(shù)據(jù)發(fā)送以令牌的形式進(jìn)行，監(jiān)控計算機(jī)具有可視化的用戶監(jiān)視界面，較之傳統(tǒng)的儀器面板顯示方式，使用虛擬的用戶監(jiān)視界面通過實現(xiàn)可視化的用戶監(jiān)視界面，可以在變電所監(jiān)控室內(nèi)上位監(jiān)控計算機(jī)的液晶顯示屏上將整個供電系統(tǒng)各位置的模擬量和數(shù)字量同時可視化地展現(xiàn)出來，并且對屏幕上的量值進(jìn)行實時更新，清楚直觀。

另外，隨著牽引供電系統(tǒng)容量的增加，以太網(wǎng)中需要增加新的檢測節(jié)點并分配新的ip地址，系統(tǒng)中采用arp協(xié)議結(jié)合上層計算機(jī)中的動態(tài)ip列表查詢的形式進(jìn)行動態(tài)ip地址的分配，在網(wǎng)絡(luò)的自動監(jiān)測方面，各檢測節(jié)點和上層微機(jī)之間通過心跳幀進(jìn)行聯(lián)系，當(dāng)某個檢測節(jié)點出現(xiàn)故障無法正常工作時，這個檢測節(jié)點發(fā)出的心跳幀中斷，上層計算機(jī)可以及時發(fā)現(xiàn)并使其退出網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行報警。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種城市軌道交通牽引供電綜合監(jiān)測裝置。它包括多個整流器單元，每個整流器單元內(nèi)由兩個PWM整流器與交流側(cè)的變壓器構(gòu)成，每個PWM整流器均通過各自的數(shù)據(jù)采集節(jié)點連接數(shù)據(jù)采集單元，數(shù)據(jù)采集單元經(jīng)過以太網(wǎng)通訊節(jié)點連接到以太網(wǎng)交換機(jī)上，以太網(wǎng)交換機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)連接監(jiān)控計算機(jī)，數(shù)據(jù)采集單元能夠采集相應(yīng)的PWM整流器的相關(guān)特征量并通過工業(yè)以太網(wǎng)將采集到的數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控計算機(jī)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。采用上述結(jié)構(gòu)后，將以太網(wǎng)通訊和可視化界面結(jié)合起來，監(jiān)測平臺中使用動態(tài)鏈接庫對以太網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)管理，充分發(fā)揮以太網(wǎng)傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸數(shù)據(jù)量大、信號可靠性高的優(yōu)點，增加了傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，實現(xiàn)了對牽引供電系統(tǒng)的遠(yuǎn)距離監(jiān)測。

技術(shù)研發(fā)人員：王磊;沈茂盛;常廣;張皖俊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京交通大學(xué)長三角研究院
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.27
技術(shù)公布日：2017.08.29