一種地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法
【專利摘要】一種地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法，包括交流互感器組同信號調(diào)理電路相連接，信號調(diào)理電路同A/D轉(zhuǎn)換器相連接，A/D轉(zhuǎn)換器通過總線接口同32位DSP數(shù)字信號處理器相連接，32位DSP數(shù)字信號處理器還同看門狗及復(fù)位電路、外圍接口電路、雙口RAM、系統(tǒng)電源以及系統(tǒng)時鐘相連接，雙口RAM也同32位中央處理器相連接，另外可擦除可編輯邏輯器件EPLD同32位DSP數(shù)字信號處理器、32位中央處理器以及雙口RAM相連接，這樣的結(jié)構(gòu)結(jié)合其方法可與遠(yuǎn)程系統(tǒng)配合，實現(xiàn)了地鐵牽引變電所的交直流饋線的電量采集和控制、檢測故障、故障區(qū)域定位、隔離及非故障區(qū)域恢復(fù)供電這樣的功能，達到提高供電可靠性的目的。
【專利說明】—種地鐵牽弓I變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地鐵牽引變電所用監(jiān)控【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法。
[0002]【背景技術(shù)】
電源系統(tǒng)主要給變電所一次二次系統(tǒng)提供操作和保護電源，其可靠性是變電所安全運行的基本保障。隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展進步，國家對變電所交直流電源系統(tǒng)提出了更高的要求，變電所雙路電源要能實現(xiàn)自動智能化切換及對各供配電回路進行遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。在變電所無人化值班的廣泛應(yīng)用背景下，實現(xiàn)調(diào)度端對變電所電源的遙測、遙控、遙信和遙控功能，可以盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)備的非正常狀態(tài)并及時進行處理，從而有效的保證變電所安全可靠運行。
[0003]早期投入運行的地鐵牽引變電所受當(dāng)時技術(shù)發(fā)展的制約，設(shè)計時未能考慮對變電所交直流電源系統(tǒng)的實時監(jiān)測和智能控制，不具備對變電所交直流電源雙路電源能自動智能化切換的功能，不具備對所有進線回路、配出回路的電氣參數(shù)及開關(guān)進行實時監(jiān)控并實現(xiàn)對各供配電回路遠(yuǎn)程監(jiān)控管理的功能。地鐵牽引變電所采用雙邊供電的特殊運行方式、存在穿越功率及24脈波整流產(chǎn)生較大的電磁干擾、DC1500V斷路器與交流斷路器相比動作速度快一個數(shù)量級等特殊情況，監(jiān)控裝置運行條件惡劣，且地鐵牽引變電所均采用無人值守運行模式，在調(diào)度端不能對變電所交直流電源系統(tǒng)的實時監(jiān)測和智能控制的情況下，設(shè)備處于不可控條件下的運行狀態(tài)，給地鐵安全運行帶來極大的隱患。目前一般相關(guān)的研發(fā)項目主要放在新建成套綜合電源設(shè)備的研發(fā)上，對既有變電所交直流電源系統(tǒng)尤其是地鐵牽引變電所電源系統(tǒng)關(guān)注較少，因此，專門針對地鐵變電所綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)研究極其必要。
[0004]而現(xiàn)有的國內(nèi)外同類設(shè)備可實現(xiàn)智能供電功能，既也能在線監(jiān)測一些交直流參數(shù)，并根據(jù)預(yù)先設(shè)計好的報警范圍進行實時監(jiān)測報警，但是其缺點與不足也是顯而易見的:監(jiān)控電路及控制均較為復(fù)雜；通用性不強，一般與其開發(fā)的變電所綜合監(jiān)控系統(tǒng)配套使用；抗干擾能力較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的提供一種地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法，包括交流互感器組的交流電壓互感器和交流電流互感器分別同信號調(diào)理電路相連接，信號調(diào)理電路同A/D轉(zhuǎn)換器相連接，A/D轉(zhuǎn)換器通過總線接口同32位DSP數(shù)字信號處理器相連接，32位DSP數(shù)字信號處理器還同看門狗及復(fù)位電路、外圍接口電路、雙口 RAM、系統(tǒng)電源以及系統(tǒng)時鐘相連接，雙口 RAM也同32位中央處理器相連接，另外可擦除可編輯邏輯器件EPLD同32位DSP數(shù)字信號處理器、32位中央處理器以及雙口 RAM相連接，這樣的結(jié)構(gòu)結(jié)合其方法可與遠(yuǎn)程自動化主站和子站系統(tǒng)配合，實現(xiàn)了地鐵牽引變電所的交直流饋線的電量采集和控制、檢測故障、故障區(qū)域定位、隔離及非故障區(qū)域恢復(fù)供電這樣的功能，達到提高供電可靠性的目的。[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法的解決方案，具體如下:
一種地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)，包括分別并聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓互感器、地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓互感器、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電流互感器、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電流互感器以及串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的各饋出回路的單相線路的交流電流互感器，分別并聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓互感器、地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓互感器、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電流互感器、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電流互感器以及串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的各饋出回路的單相線路的交流電流互感器就構(gòu)成了交流互感器組I，交流互感器組I的交流電壓互感器和交流電流互感器分別同信號調(diào)理電路2相連接，信號調(diào)理電路2也同地鐵牽引變電所的綜合電源的低壓側(cè)開關(guān)和地鐵牽引變電所的綜合電源的各低壓饋出回路開關(guān)相連接，信號調(diào)理電路2同A/D轉(zhuǎn)換器3相連接，A/D轉(zhuǎn)換器3通過總線接口 4同32位DSP數(shù)字信號處理器5相連接，32位DSP數(shù)字信號處理器5還同看門狗及復(fù)位電路7、外圍接口電路8、雙口 RAM6、系統(tǒng)電源9以及系統(tǒng)時鐘10相連接，雙口 RAM6也同32位中央處理器11相連接，另外可擦除可編輯邏輯器件EPLD12同32位DSP數(shù)字信號處理器5、32位中央處理器11以及雙口 RAM6相連接。
[0007]所述的地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)中使用的總線為隔離總線。
[0008]所述的雙口 RAM6同32位中央處理器11相連接的方式以及32位DSP數(shù)字信號處理器5同雙口 RAM6相連接的方式均為DMA方式。
[0009]所述的32位中央處理器11還同F(xiàn)lash_Memory相連接，雙口 RAM6和Flash_Memory能保存多達50個錄波報告以及事件記錄數(shù)能夠達1000條；所述的A/D轉(zhuǎn)換器3為16位A/D轉(zhuǎn)換器；所述的外圍接口電路8包括2個獨立的高速以太網(wǎng)絡(luò)通信接口，同高速以太網(wǎng)絡(luò)通信接口連接的終端均能設(shè)置獨立的IP地址，并能支持多種通信方式和通訊協(xié)議。
[0010]所述的32位中央處理器11采用Nucleus嵌入式實時操作系統(tǒng),所述的Nucleus嵌入式實時操作系統(tǒng)上帶有地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)的功能模塊，地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)的功能模塊包括測量模塊、開關(guān)狀態(tài)及事件順序記錄模塊、故障錄波模塊、實時變化數(shù)據(jù)上報模塊、遙測越限檢測及判別模塊、電壓異常曲線記錄及過流曲線記錄模塊以及非正常狀態(tài)報警模塊。
[0011]所述的系統(tǒng)電源帶有隔離屏蔽罩。
[0012]所述的地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，具體如下:
(O當(dāng)需要對地鐵牽引變電所的綜合電源進行測量時，首先通過分別并聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓互感器、地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓互感器、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電流互感器、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電流互感器以及串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的各饋出回路的單相線路的交流電流互感器各自對其連接的線路電壓或電流進行感應(yīng)測量到電壓值或電流值，將進行感應(yīng)測量到的電壓值或電流值送入信號調(diào)理電路2進行信號調(diào)理，然后把信號調(diào)理后的電壓值或電流值送入A/D轉(zhuǎn)換器3進行A/D轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換后的電壓值或電流值送入32位DSP數(shù)字信號處理器5中進行數(shù)字信號處理，數(shù)字信號處理后的電壓值或電流值送入32位中央處理器11，32位中央處理器11就啟動測量模塊接收數(shù)字信號處理后的電壓值或電流值，這樣就得到了地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓、地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電流、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電流或者串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的各饋出回路的單相線路的交流電流，再根據(jù)得到的地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓、地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電流、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電流或者串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的各饋出回路的單相線路的交流電流計算出低壓側(cè)線電壓、負(fù)序電壓、有功功率、無功功率或者功率因數(shù)；
(2)當(dāng)需要對地鐵牽引變電所的綜合電源進行開關(guān)狀態(tài)及事件順序記錄時，首先通過地鐵牽引變電所的綜合電源的低壓側(cè)開關(guān)的狀態(tài)信號或者報警信號和地鐵牽引變電所的綜合電源的各低壓饋出回路開關(guān)的狀態(tài)信號或者報警信號送入信號調(diào)理電路2進行信號調(diào)理，然后把信號調(diào)理后的狀態(tài)信號或者報警信號送入A/D轉(zhuǎn)換器3進行A/D轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換后的狀態(tài)信號或者報警信號送入32位DSP數(shù)字信號處理器5中進行數(shù)字信號處理，數(shù)字信號處理后的狀態(tài)信號或者報警信號送入32位中央處理器11，32位中央處理器11就啟動開關(guān)狀態(tài)及事件順序記錄模塊接收數(shù)字信號處理后的狀態(tài)信號或者報警信號并保存到雙口 RAM6 或 Flash_Memory 中；
(3)當(dāng)需要對地鐵牽引變電所的綜合電源進行故障錄波時，首先32位中央處理器11啟動故障錄波模塊在雙口 RAM6或Flash_Memory中設(shè)置用于故障錄波的存儲空間,所述用于故障錄波的存儲空間的大小滿足大于等于IM的條件，然后故障錄波模塊就能在默認(rèn)故障點前5個波且故障點后5個波的條件下進行故障錄波，或者還能夠根據(jù)用戶需求設(shè)置來進行故障錄波，同時記錄地鐵牽引變電所的綜合電源中的兩側(cè)電源的所有數(shù)據(jù)；根據(jù)現(xiàn)場的情況，另外故障錄波模塊還能夠增加過流啟動錄波、過壓啟動錄波、開關(guān)變位異常錄波這樣的功能投退，同時記錄地鐵牽引變電所的綜合電源中的兩側(cè)電源的所有數(shù)據(jù)，故障錄波結(jié)束以后還能通知調(diào)度端，調(diào)度端可手動取故障波；
(4)當(dāng)需要對地鐵牽引變電所的綜合電源進行實時變化數(shù)據(jù)上報時，32位中央處理器11啟動實時變化數(shù)據(jù)上報模塊對電流變化步長或者電壓變化步長進行設(shè)置，然后在設(shè)置的電流變化步長或者電壓變化步長的條件下測量地鐵牽引變電所的綜合電源的動態(tài)電流或者動態(tài)電壓的幅度變化趨勢，動態(tài)電流或者動態(tài)電壓的幅度變化趨勢包含了變化前后的具體數(shù)值以及變化的時間，將包含了變化前后的具體數(shù)值以及變化的時間的動態(tài)電流或者動態(tài)電壓的幅度變化趨勢記錄的數(shù)據(jù)保存到雙口 RAM6或Flash_Memory中，同時實時地自動上傳到調(diào)度中心；
(5)當(dāng)需要對地鐵牽引變電所的綜合電源進行遙測越限檢測及判別時，首先32位中央處理器11啟動遙測越限檢測及判別模塊設(shè)定地鐵牽引變電所的綜合電源各線路對應(yīng)的限值，再根據(jù)遙測越限檢測、電流越限檢測、零序電壓越限檢測以及遙測越限判別功能，遙測越限檢測及判別模塊根據(jù)數(shù)字信號處理后的電流值的大小及設(shè)定地鐵牽引變電所的綜合電源各線路對應(yīng)的限值，能夠判別線路零序電壓及電流、快速計算零序電壓及電流大小，并同設(shè)定地鐵牽引變電所的綜合電源各線路對應(yīng)的限值進行比較，越限信息將以遙信形式產(chǎn)生SOE記錄，主動上報給地鐵牽引變電所的主站或子站；
(6)當(dāng)需要對地鐵牽引變電所的綜合電源進行電壓異常曲線記錄及過流曲線記錄時，首先32位中央處理器11啟動電壓異常曲線記錄及過流曲線記錄模塊設(shè)定低壓側(cè)異常電壓及過流定值，接著動電壓異常曲線記錄及過流曲線記錄模塊依據(jù)設(shè)定的低壓側(cè)異常電壓及過流定值，當(dāng)產(chǎn)生過欠壓或過流報警時，動電壓異常曲線記錄及過流曲線記錄模塊實時報警并主動將采樣的所有數(shù)據(jù)所形成的事故曲線上報到遠(yuǎn)端，若異常情況依舊存在，其后將只傳送更大的峰值，且能夠間隔時間定時上傳報警；
(7)當(dāng)需要對地鐵牽引變電所的綜合電源進行非正常狀態(tài)報警時，32位中央處理器11啟動非正常狀態(tài)報警模塊，非正常狀態(tài)報警模塊能夠進行缺相報警、相位角異常報警、相序異常報警、開關(guān)異常分?jǐn)鄨缶蛘逷T斷線報警，并且對應(yīng)的報警的定值可調(diào)。
[0013]本發(fā)明的地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法可應(yīng)用于地鐵牽引變電所交直流電源系統(tǒng)中，也可廣泛用于電力變配電系統(tǒng)、交直流電源系統(tǒng)中，為變電所無人值守運行管理模式提供了硬件支持，有助于變電所設(shè)備安全穩(wěn)定的運行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對
【發(fā)明內(nèi)容】
作進一步說明:
參照圖1所示，地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)，包括分別并聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓互感器、地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓互感器、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電流互感器、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電流互感器以及串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的各饋出回路的單相線路的交流電流互感器，分別并聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓互感器、地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓互感器、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電流互感器、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電流互感器以及串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的各饋出回路的單相線路的交流電流互感器就構(gòu)成了交流互感器組1，分別并聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓互感器、地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓互感器、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電流互感器、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電流互感器以及串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的各饋出回路的單相線路的交流電流互感器各自對其連接的線路電壓或電流進行感應(yīng)測量，交流互感器組I的交流電壓互感器和交流電流互感器分別同信號調(diào)理電路2相連接，信號調(diào)理電路2也同地鐵牽引變電所的綜合電源的低壓側(cè)開關(guān)和地鐵牽引變電所的綜合電源的各低壓饋出回路開關(guān)相連接，信號調(diào)理電路2同A/D轉(zhuǎn)換器3相連接，A/D轉(zhuǎn)換器3通過總線接口 4同32位DSP數(shù)字信號處理器5相連接，32位DSP數(shù)字信號處理器5還同看門狗及復(fù)位電路7、外圍接口電路8、雙口 RAM6、系統(tǒng)電源9以及系統(tǒng)時鐘10相連接，雙口 RAM6也同32位中央處理器11相連接，另外可擦除可編輯邏輯器件EPLD12同32位DSP數(shù)字信號處理器5、32位中央處理器11以及雙口 RAM6相連接，32位DSP數(shù)字信號處理器5和32位中央處理器11構(gòu)成了雙核微處理器，運算速度快，這樣的結(jié)構(gòu)具有精確度高、抗干擾能力強、設(shè)備外形尺寸小、造價低、運算速度快和易維護的優(yōu)點，另外地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)每個部件具備獨立功能，結(jié)合總線連接，各部件功能相對獨立，這樣在發(fā)生部件故障的情況下系統(tǒng)的其余部件仍可正常工作，不至于導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，提高了系統(tǒng)的可靠性。所述的地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)中使用的總線為隔離總線。所述的雙口 RAM6同32位中央處理器11相連接的方式以及32位DSP數(shù)字信號處理器5同雙口 RAM6相連接的方式均為DMA方式，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運行速度。所述的32位中央處理器11還同F(xiàn)lash_Memory相連接，雙口 RAM6和Flash_Memory能保存多達50個錄波報告以及事件記錄數(shù)能夠達1000條；所述的A/D轉(zhuǎn)換器3為16位A/D轉(zhuǎn)換器，能滿足模擬量計算的精度要求；所述的外圍接口電路8包括2個獨立的高速以太網(wǎng)絡(luò)通信接口，同高速以太網(wǎng)絡(luò)通信接口連接的終端均能設(shè)置獨立的IP地址，并能支持多種通信方式和通訊協(xié)議；這樣上傳數(shù)據(jù)響應(yīng)時間實時性好，遙信變位< 1S，遙測變化數(shù)據(jù)
<2s。所述的32位DSP數(shù)字信號處理器5包括TMS320F2812處理芯片、IS61LV51216SRAM存儲芯片，36路信號調(diào)整電路，+3.3V、+1.8V、+5V以及+/-12V系統(tǒng)電源，系統(tǒng)時鐘及外圍擴展接口組成。高速的雙口 RAM芯片IDT70261L實時共享采集32位中央處理器11和管理32位中央處理器11的數(shù)據(jù)。訪問時間能到達微秒級。TMS320F2812處理芯片的時鐘頻率最高可達150MHz，能在一個指令周期內(nèi)完成32X32位的乘法累加運算，保證數(shù)據(jù)的實時性。靈活的可編程性為不同結(jié)構(gòu)電站的信號采集提供便利，36通道的模擬量通過多路開關(guān)的切換，經(jīng)過信號調(diào)制進入16bits高精度的A/D進行轉(zhuǎn)換，同時最大4M的尋址范圍為長時間在無人監(jiān)管狀態(tài)下海量數(shù)據(jù)存儲提供便利。
[0016]所述的32位中央處理器11采用Nucleus嵌入式實時操作系統(tǒng),所述的Nucleus嵌入式實時操作系統(tǒng)上帶有地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)的功能模塊，地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)的功能模塊包括測量模塊、開關(guān)狀態(tài)及事件順序記錄模塊、故障錄波模塊、實時變化數(shù)據(jù)上報模塊、遙測越限檢測及判別模塊、電壓異常曲線記錄及過流曲線記錄模塊以及非正常狀態(tài)報警模塊，地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)的功能模塊采用模塊式設(shè)計，開放式體系結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)不同的設(shè)備和應(yīng)用進行二次開發(fā)，提供功能豐富的組態(tài)軟件接口，使得用戶可以利用組態(tài)軟件完成復(fù)雜的參數(shù)定制、工況顯示和事件模擬(如模擬故障發(fā)生)，具有較好好的靈活性，預(yù)留功能接口，易與第三方功能模塊(如規(guī)約模塊)相銜接。
[0017]所述的系統(tǒng)電源帶有隔離屏蔽罩，避免現(xiàn)場電磁干擾。
[0018]所述的地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，具體如下:
(O當(dāng)需要對地鐵牽引變電所的綜合電源進行測量時，首先通過分別并聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓互感器、地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓互感器、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電流互感器、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電流互感器以及串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的各饋出回路的單相線路的交流電流互感器各自對其連接的線路電壓或電流進行感應(yīng)測量到電壓值或電流值，將進行感應(yīng)測量到的電壓值或電流值送入信號調(diào)理電路2進行信號調(diào)理，然后把信號調(diào)理后的電壓值或電流值送入A/D轉(zhuǎn)換器3進行A/D轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換后的電壓值或電流值送入32位DSP數(shù)字信號處理器5中進行數(shù)字信號處理，數(shù)字信號處理后的電壓值或電流值送入32位中央處理器11，32位中央處理器11就啟動測量模塊接收數(shù)字信號處理后的電壓值或電流值，這樣就得到了地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓、地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電流、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電流或者串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的各饋出回路的單相線路的交流電流，再根據(jù)得到的地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓、地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電流、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電流或者串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的各饋出回路的單相線路的交流電流計算出低壓側(cè)線電壓、負(fù)序電壓、有功功率、無功功率或者功率因數(shù)，這樣的測量誤差〈0.5% ；
(2)當(dāng)需要對地鐵牽引變電所的綜合電源進行開關(guān)狀態(tài)及事件順序記錄時，首先通過地鐵牽引變電所的綜合電源的低壓側(cè)開關(guān)的狀態(tài)信號或者報警信號和地鐵牽引變電所的綜合電源的各低壓饋出回路開關(guān)的狀態(tài)信號或者報警信號送入信號調(diào)理電路2進行信號調(diào)理，然后把信號調(diào)理后的狀態(tài)信號或者報警信號送入A/D轉(zhuǎn)換器3進行A/D轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換后的狀態(tài)信號或者報警信號送入32位DSP數(shù)字信號處理器5中進行數(shù)字信號處理，數(shù)字信號處理后的狀態(tài)信號或者報警信號送入32位中央處理器11，32位中央處理器11就啟動開關(guān)狀態(tài)及事件順序記錄模塊接收數(shù)字信號處理后的狀態(tài)信號或者報警信號并保存到雙口 RAM6或Flash_Memory中，精度能夠達到2ms ；
(3)當(dāng)需要對地鐵牽引變電所的綜合電源進行故障錄波時，首先32位中央處理器11啟動故障錄波模塊在雙口 RAM6或Flash_Memory中設(shè)置用于故障錄波的存儲空間,所述用于故障錄波的存儲空間的大小滿足大于等于IM的條件，這樣就能保存128條故障波，然后故障錄波模塊就能在默認(rèn)故障點前5個波且故障點后5個波的條件下進行故障錄波，或者還能夠根據(jù)用戶需求設(shè)置來進行故障錄波，同時記錄地鐵牽引變電所的綜合電源中的兩側(cè)電源的所有數(shù)據(jù)；根據(jù)現(xiàn)場的情況，另外故障錄波模塊還能夠增加過流啟動錄波、過壓啟動錄波、開關(guān)變位異常錄波這樣的功能投退，同時記錄地鐵牽引變電所的綜合電源中的兩側(cè)電源的所有數(shù)據(jù)，故障錄波結(jié)束以后還能通知調(diào)度端，調(diào)度端可手動取故障波；
(4)當(dāng)需要對地鐵牽引變電所的綜合電源進行實時變化數(shù)據(jù)上報時，32位中央處理器11啟動實時變化數(shù)據(jù)上報模塊對電流變化步長或者電壓變化步長進行設(shè)置，然后在設(shè)置的電流變化步長或者電壓變化步長的條件下測量地鐵牽引變電所的綜合電源的動態(tài)電流或者動態(tài)電壓的幅度變化趨勢，動態(tài)電流或者動態(tài)電壓的幅度變化趨勢包含了變化前后的具體數(shù)值以及變化的時間，將包含了變化前后的具體數(shù)值以及變化的時間的動態(tài)電流或者動態(tài)電壓的幅度變化趨勢記錄的數(shù)據(jù)保存到雙口 RAM6或Flash_Memory中，同時實時地自動上傳到調(diào)度中心，調(diào)度員就能夠調(diào)用查看；
(5)當(dāng)需要對地鐵牽引變電所的綜合電源進行遙測越限檢測及判別時，首先32位中央處理器11啟動遙測越限檢測及判別模塊設(shè)定地鐵牽引變電所的綜合電源各線路對應(yīng)的限值，再根據(jù)遙測越限檢測、電流越限檢測、零序電壓越限檢測以及遙測越限判別功能，遙測越限檢測及判別模塊根據(jù)數(shù)字信號處理后的電流值的大小及設(shè)定地鐵牽引變電所的綜合電源各線路對應(yīng)的限值，能夠判別線路零序電壓及電流、快速計算零序電壓及電流大小，并同設(shè)定地鐵牽引變電所的綜合電源各線路對應(yīng)的限值進行比較，越限信息將以遙信形式產(chǎn)生SOE記錄，主動上報給地鐵牽引變電所的主站或子站；
(6)當(dāng)需要對地鐵牽引變電所的綜合電源進行電壓異常曲線記錄及過流曲線記錄時，首先32位中央處理器11啟動電壓異常曲線記錄及過流曲線記錄模塊設(shè)定低壓側(cè)異常電壓及過流定值，接著動電壓異常曲線記錄及過流曲線記錄模塊依據(jù)設(shè)定的低壓側(cè)異常電壓及過流定值，當(dāng)產(chǎn)生過欠壓或過流報警時，動電壓異常曲線記錄及過流曲線記錄模塊實時報警并主動將采樣的所有數(shù)據(jù)所形成的事故曲線上報到遠(yuǎn)端，記錄曲線持續(xù)128個采樣點，采集間隔設(shè)定為每100MS采樣一個點。若異常情況依舊存在，其后將只傳送更大的峰值，且能夠間隔時間定時上傳報警，裝置至少保存10條事故曲線，按事故出現(xiàn)的先后次序排列；
(7)當(dāng)需要對地鐵牽引變電所的綜合電源進行非正常狀態(tài)報警時，32位中央處理器11啟動非正常狀態(tài)報警模塊，非正常狀態(tài)報警模塊能夠進行缺相報警、相位角異常報警、相序異常報警、開關(guān)異常分?jǐn)鄨缶蛘逷T斷線報警，并且對應(yīng)的報警的定值可調(diào)。
[0019]本發(fā)明的地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法可應(yīng)用于地鐵牽引變電所交直流電源系統(tǒng)中，也可廣泛用于電力變配電系統(tǒng)、交直流電源系統(tǒng)中，為變電所無人值守運行管理模式提供了硬件支持，有助于變電所設(shè)備安全穩(wěn)定的運行。
[0020]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)，在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進等，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括分別并聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓互感器、地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓互感器、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電流互感器、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電流互感器以及串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的各饋出回路的單相線路的交流電流互感器，分別并聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓互感器、地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓互感器、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電流互感器、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電流互感器以及串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的各饋出回路的單相線路的交流電流互感器就構(gòu)成了交流互感器組，交流互感器組的交流電壓互感器和交流電流互感器分別同信號調(diào)理電路相連接，信號調(diào)理電路也同地鐵牽引變電所的綜合電源的低壓側(cè)開關(guān)和地鐵牽引變電所的綜合電源的各低壓饋出回路開關(guān)相連接，信號調(diào)理電路同A/D轉(zhuǎn)換器相連接，A/D轉(zhuǎn)換器通過總線接口同32位DSP數(shù)字信號處理器相連接，32位DSP數(shù)字信號處理器還同看門狗及復(fù)位電路、外圍接口電路、雙口 RAM、系統(tǒng)電源以及系統(tǒng)時鐘相連接，雙口 RAM也同32位中央處理器相連接，另外可擦除可編輯邏輯器件EPLD同32位DSP數(shù)字信號處理器、32位中央處理器以及雙口 RAM相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)中使用的總線為隔離總線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的雙口 RAM同32位中央處理器相連接的方式以及32位DSP數(shù)字信號處理器同雙口 RAM相連接的方式均為DMA方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的32位中央處理器還同F(xiàn)lash_Memory相連接,雙口 RAM和Flash_Memory能保存多達50個錄波報告以及事件記錄數(shù)能夠達1000條；所述的A/D轉(zhuǎn)換器為16位A/D轉(zhuǎn)換器；所述的外圍接口電路包括2個獨立的高速以太網(wǎng)絡(luò)通信接口，同高速以太網(wǎng)絡(luò)通信接口連接的終端均能設(shè)置獨立的IP地址，并能支持多種通信方式和通訊協(xié)議。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的32位中央處理器米用Nucleus嵌入式實時操作系統(tǒng),所述的Nucleus嵌入式實時操作系統(tǒng)上帶有地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)的功能模塊，地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)的功能模塊包括測量模塊、開關(guān)狀態(tài)及事件順序記錄模塊、故障錄波模塊、實時變化數(shù)據(jù)上報模塊、遙測越限檢測及判別模塊、電壓異常曲線記錄及過流曲線記錄模塊以及非正常狀態(tài)報警模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的系統(tǒng)電源帶有隔離屏蔽罩。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的地鐵牽引變電所的綜合電源監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，其特征在于，具體如下: (O當(dāng)需要對地鐵牽引變電所的綜合電源進行測量時，首先通過分別并聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓互感器、地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓互感器、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電流互感器、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電流互感器以及串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的各饋出回路的單相線路的交流電流互感器各自對其連接的線路電壓或電流進行感應(yīng)測量到電壓值或電流值，將進行感應(yīng)測量到的電壓值或電流值送入信號調(diào)理電路進行信號調(diào)理，然后把信號調(diào)理后的電壓值或電流值送入A/D轉(zhuǎn)換器進行A/D轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換后的電壓值或電流值送入32位DSP數(shù)字信號處理器5中進行數(shù)字信號處理，數(shù)字信號處理后的電壓值或電流值送入32位中央處理器，32位中央處理器就啟動測量模塊接收數(shù)字信號處理后的電壓值或電流值，這樣就得到了地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓、地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電流、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電流或者串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的各饋出回路的單相線路的交流電流，再根據(jù)得到的地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓、地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電壓、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的I路低壓側(cè)的三相線路的交流電流、串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的II路低壓側(cè)的三相線路的交流電流或者串聯(lián)接入地鐵牽引變電所的綜合電源的各饋出回路的單相線路的交流電流計算出低壓側(cè)線電壓、負(fù)序電壓、有功功率、無功功率或者功率因數(shù)； (2)當(dāng)需要對地鐵牽引變電所的綜合電源進行開關(guān)狀態(tài)及事件順序記錄時，首先通過地鐵牽引變電所的綜合電源的低壓側(cè)開關(guān)的狀態(tài)信號或者報警信號和地鐵牽引變電所的綜合電源的各低壓饋出回路開關(guān)的狀態(tài)信號或者報警信號送入信號調(diào)理電路進行信號調(diào)理，然后把信號調(diào)理后的狀態(tài)信號或者報警信號送入A/D轉(zhuǎn)換器進行A/D轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換后的狀態(tài)信號或者報警信號送入32位DSP數(shù)字信號處理器中進行數(shù)字信號處理，數(shù)字信號處理后的狀態(tài)信號或 者報警信號送入32位中央處理器，32位中央處理器就啟動開關(guān)狀態(tài)及事件順序記錄模塊接收數(shù)字信號處理后的狀態(tài)信號或者報警信號并保存到雙口 RAM6或Flash_Memory 中； (3)當(dāng)需要對地鐵牽引變電所的綜合電源進行故障錄波時，首先32位中央處理器啟動故障錄波模塊在雙口 RAM或Flash_Memory中設(shè)置用于故障錄波的存儲空間,所述用于故障錄波的存儲空間的大小滿足大于等于IM的條件，然后故障錄波模塊就能在默認(rèn)故障點前5個波且故障點后5個波的條件下進行故障錄波，或者還能夠根據(jù)用戶需求設(shè)置來進行故障錄波，同時記錄地鐵牽引變電所的綜合電源中的兩側(cè)電源的所有數(shù)據(jù)；根據(jù)現(xiàn)場的情況，另外故障錄波模塊還能夠增加過流啟動錄波、過壓啟動錄波、開關(guān)變位異常錄波這樣的功能投退，同時記錄地鐵牽引變電所的綜合電源中的兩側(cè)電源的所有數(shù)據(jù)，故障錄波結(jié)束以后還能通知調(diào)度端，調(diào)度端可手動取故障波； (4)當(dāng)需要對地鐵牽引變電所的綜合電源進行實時變化數(shù)據(jù)上報時，32位中央處理器啟動實時變化數(shù)據(jù)上報模塊對電流變化步長或者電壓變化步長進行設(shè)置，然后在設(shè)置的電流變化步長或者電壓變化步長的條件下測量地鐵牽引變電所的綜合電源的動態(tài)電流或者動態(tài)電壓的幅度變化趨勢，動態(tài)電流或者動態(tài)電壓的幅度變化趨勢包含了變化前后的具體數(shù)值以及變化的時間，將包含了變化前后的具體數(shù)值以及變化的時間的動態(tài)電流或者動態(tài)電壓的幅度變化趨勢記錄的數(shù)據(jù)保存到雙口 RAM或Flash_Memory中，同時實時地自動上傳到調(diào)度中心； (5)當(dāng)需要對地鐵牽引變電所的綜合電源進行遙測越限檢測及判別時，首先32位中央處理器啟動遙測越限檢測及判別模塊設(shè)定地鐵牽引變電所的綜合電源各線路對應(yīng)的限值，再根據(jù)遙測越限檢測、電流越限檢測、零序電壓越限檢測以及遙測越限判別功能，遙測越限檢測及判別模塊根據(jù)數(shù)字信號處理后的電流值的大小及設(shè)定地鐵牽引變電所的綜合電源各線路對應(yīng)的限值，能夠判別線路零序電壓及電流、快速計算零序電壓及電流大小，并同設(shè)定地鐵牽引變電所的綜合電源各線路對應(yīng)的限值進行比較，越限信息將以遙信形式產(chǎn)生SOE記錄，主動上報給地鐵牽引變電所的主站或子站； (6)當(dāng)需要對地鐵牽引變電所的綜合電源進行電壓異常曲線記錄及過流曲線記錄時，首先32位中央處理器啟動電壓異常曲線記錄及過流曲線記錄模塊設(shè)定低壓側(cè)異常電壓及過流定值，接著動電壓異常曲線記錄及過流曲線記錄模塊依據(jù)設(shè)定的低壓側(cè)異常電壓及過流定值，當(dāng)產(chǎn)生過欠壓或過流報警時，動電壓異常曲線記錄及過流曲線記錄模塊實時報警并主動將采樣的所有數(shù)據(jù)所形成的事故曲線上報到遠(yuǎn)端，若異常情況依舊存在，其后將只傳送更大的峰值，且能夠間隔時間定時上傳報警； (7)當(dāng)需要對地鐵牽引變電所的綜合電源進行非正常狀態(tài)報警時，32位中央處理器啟動非正常狀態(tài)報警模塊，非正常狀態(tài)報警模塊能夠進行缺相報警、相位角異常報警、相序異常報警、開關(guān)異常分?jǐn)鄨缶蛘逷T斷線報警，并且對應(yīng)的報警的定值可調(diào)。
【文檔編號】H02J13/00GK104009540SQ201410183490
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】宋奇吼, 葉云飛, 陶紅華, 陳莉, 楊飏, 童巖峰, 戴麗君 申請人:南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院