基于上、下位機的無(wú)軌電車(chē)整流站自動(dòng)化監控系統

　　本監控系統具備出進(jìn)的自動(dòng)短路判別功能。8個(gè)整流站負責饋出供電網(wǎng)絡(luò )100多條。由于車(chē)車(chē)輛多、道路窄、線(xiàn)路老化、行駛不當等因素，經(jīng)常發(fā)生集電桿脫落現象，造成觸線(xiàn)打連、絞接等短路故障，導致無(wú)軌電車(chē)停運、線(xiàn)網(wǎng)損壞、交通堵塞等嚴重問(wèn)題。國內電車(chē)系統整流站自動(dòng)監控領(lǐng)域對短路故障的判斷技術(shù)尚不成熟，經(jīng)常出現誤判。怎樣自動(dòng)識別過(guò)方案、瞬時(shí)短路或永久短路，并采取相應措施，保證安全供電及經(jīng)濟不受損失，成為電車(chē)行業(yè)供電系統的一個(gè)主機問(wèn)題。我們根據用戶(hù)提出的功能要求，設計制作了饋線(xiàn)遠區跳閘原因自動(dòng)識別及報警系統。與利用人為重合閘進(jìn)行判斷的方法相比，該系統的可靠性及安全性等方面都有了很大的提高。

　　其基本原理是：將一定幅值和頻率的正弦信號送入需要檢測的饋線(xiàn)回路，測量反饋回來(lái)的正弦電壓U和電流I，根據U和I的相位差判斷是否短路。

　　該系統主要由自動(dòng)投切裝置、信號發(fā)生裝置、采樣比較控制電路、軟件識別系統和執行機構等五部分組成。其基本原理結構圖如圖2所示。

　　當供電系統某一饋出回路故障時(shí)，發(fā)生高速開(kāi)關(guān)跳閘?？赡艿脑蛴腥N：過(guò)載、瞬時(shí)短路或永久短路。在自動(dòng)操作狀態(tài)時(shí)，該系統可以通過(guò)以下方法來(lái)判斷識別跳閘原因。

　　(1)過(guò)載的識別：可取跳閘瞬間前8點(diǎn)(每點(diǎn)間隔10ms)的電流值，與預先設置的參數進(jìn)行比較。若采樣值小于等于預置參數，則判為過(guò)載;若采樣值大于預置參數，則判為短路。

　　(2)瞬時(shí)短路和永久短路的判別：當高速開(kāi)關(guān)發(fā)生跳閘時(shí)，其信號回饋到PLC系統。經(jīng)CPU確認后，根據其內部判斷邏輯輸出相應的控制信號，將短路判別系統的信號源投入跳閘饋線(xiàn)回路，進(jìn)行第一次判斷。采樣電路進(jìn)行檢測，根據故障回路短路點(diǎn)的遠近及在線(xiàn)車(chē)輛的多少，由傳感器檢測出電壓和電流的變化分量，經(jīng)采樣比較控制電路轉換，與預先設置的參數進(jìn)行分析比較，則可以判定是否短路。如果為“真”短路，經(jīng)60s延時(shí)后再進(jìn)行第二次判斷，若仍與第一次結果相同，則認為是永久短路;若與第一次結果相反，則認為是瞬時(shí)短路。判別結果送入PLC，經(jīng)CPU內部邏輯判斷發(fā)出相應的指令，驅動(dòng)執行機構，若瞬時(shí)短路則可令高速開(kāi)關(guān)重新合閘;永久短路則將高速開(kāi)關(guān)封鎖，同時(shí)通過(guò)上位機發(fā)生報警，并自動(dòng)彈出故障回路相應畫(huà)面，使監護人員快速、準確地分析、確認跳閘原因，以便及時(shí)處理事故意，盡快恢復供電?？紤]到實(shí)際路中各種因素的影響，該系統判別的準確率為95%以上。

　　本文設計的無(wú)軌電車(chē)整流站自動(dòng)化集中監控系統具有下列功能：

　　(1)早間3時(shí)50分、晚間23時(shí)的送電、停電定時(shí)鬧鐘提示;

　　(2)可記錄、存儲各類(lèi)隨機信息和事件內容，方便查閱和打印輸出;

　　(3)可進(jìn)行運行日報表、電量日報表、供電日報表的自動(dòng)填寫(xiě)及定時(shí)打印;

　　(4)可實(shí)現對各模擬量24小時(shí)變化曲線(xiàn)趨勢圖的存儲及隨時(shí)調閱和打印;

　　(5)人機對話(huà)靈活方便，操作簡(jiǎn)單，鍵盤(pán)和鼠標器在線(xiàn)控制和操作，既能屏蔽受控開(kāi)關(guān)，又能刷新更改，便于檢修;

　　(6)在線(xiàn)式UPS不間斷電源配置，可以防止系統突然掉電及瞬時(shí)失壓造成的數據丟失或上、下位機通訊狀態(tài)的改變;

　　(7)具有自診斷系統，可檢查工控機硬件及上、下位機通訊是否正常;

　　(8)系統還增設了必要的防雷措施，如：監控系統供電電源的隔離靜化;模擬量變換的隔離。系統聯(lián)網(wǎng)后還將增設通訊線(xiàn)路的浪涌吸收裝置等。

　　一段時(shí)間的試運行表明，基于上、下位機的無(wú)軌電車(chē)整流站自動(dòng)化集中監控系統的投入代替了人工監控操作，實(shí)現了整流站無(wú)人監控的自動(dòng)化過(guò)程，提高了供電系統的可靠性，降低了人為事故率。該系統效果良好，其各項指標均達到預期效果，滿(mǎn)足了用戶(hù)的要求。