浅谈电力智能运维系统在高速铁路的应用.docx
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1、浅谈电力智能运维系统在高速铁路的应用肖宏程安科瑞电气股份有限公司上海嘉定201801摘要:高速铁路电力智能运维管理系统采用终端感知层、系统网络层、系统平台层的三层网络架构模式,通过集成网关,共享通信传输设备,利用铁路专用运维传输网络通道将各类监测数据上传至运维管理平台数据进行实时分析,建立了统一的智能运维建设标准、一体化共享的运维管理平台,实现了铁路全线电力在线监测、智能化预报警及故障的智能化判断定位,大大提高了铁路电力设施的运行维护管理效率,充分保障了供电的可靠性。关键词:高速铁路;铁路电力;状态在线监测;智能运维管理1.引言随着铁路建设的高速发展和运维工作量的增加,运维管理的重要性日益凸显
2、,传统的铁路电力运维管理模式已难以满足智能的运行维护管理需求1。在科技发展的背景下,越来越多的智能化监测技术已在铁路电力系统中实现了应用,但由于缺少统一的信息化建设标准、一体化共享的信息平台,存在许多智能化的监测设备重复配置、标准不统一且不能数据共享,各智能监测子系统相互孤立形成信息孤岛等问题,进而造成铁路运维服务的数据综合应用难以展开2。针对上述问题,本文提出了一种适用于高速铁路的电力智能运维管理系统,通过统一的运维数据传输网络,充分利用共享数据交互设计以及铁路互联网地址资源,实现各类运维系统数据传输。系统深度集成各运维监测功能,通过模块化方式,实现运维平台系统无缝衔接,使系统具备良好的扩展
3、性和可维护性。2、系统构成系统由智能运维管理主站、通信传输网络、数据采集及通信管理终端三部分组成,即终端感知层、系统网络层、系统平台层的三层网络架构模式,如图1所示。系统通过终端感知层内的各个监测子系统来采集数据,通过数据交换机或路由器将所采集到的数据上传给系统网络层,系统网络层对各类数据进行统一管理,并通过铁路通信专用光纤维护通道或共用移动通信网络通信接口接入系统平台层。2.1 智能运维管理主站电力智能运维管理系统主站按照运营单位要求一般集中设置于供电段内,主要包括两套并行运行的监控调度工作站,用于管理和调度整个系统运行;为数据库系统的高性能运行提供硬件支持和保障的数据库服务器;具有多个通信
4、输入/输出端口的信息集成网关,作为在线监测系统和主站平台之间的数据和命令交换;用于接收卫星对时的GPS时钟;为计算机系统供电的UPS电源,以及打印机、调度台等设备和系统服务软件,系统具备可扩展功能3。IOM数字通道图1高速铁路电力智能运维管理系统构成图作为系统平台层,运维管理主站可实现各在线监测子系统的信息统一接入,并集成优化和信息共享,实现数据采集、数据库管理、运行监视、告警、报表、系统维护管理等功能4。2.2 通信传输网络近年来,随着铁路通信网络建设的逐步加强,为铁路电力智能运维管理系统的发展提供了便利,系统通过专用的铁路运维传输网络通道,将各类子系统终端的监测数据传送至运维管理平台数据进
5、行实时分析处理,与采用GPRS等移动通信网络接入的方式相比,受环境影响更小,且更能保证网络。本系统的电力维护通道按照铁路供电调度系统通信组网技术方案指导意见(运电通信函(2012)428号)设置,如图2所示。系统设置1条通信通道,维护通道一个2Mbs电路挂接终端站的数量不大于10个,维护通道利用传输系统接入层以太网通道,经车站(或通信站)的传输设备与数据网设备互连,在运行维护管理主站设置IOM数字通道。图2维护通道示意图就地设置的通信管理单元设备与通信传输网络设备间的连接可采用以下方案:对于IOkV配电所、通信信号变电所等设有通信机械室的房屋,终端设备与通信传输设备间为室内布线且布线距离小于I
6、OOm,采用FE(e)电接口连接;对于区间箱变终端设备与通信传输设备间为室外布线或室内布线距大于IOOm,采用工作在131Onm窗口的单模光纤以FE(O)光接口连接。2.3 数据采集及通信管理终端数据采集及通信管理终端主要由设置于铁路变配电所、箱式变电站等电力设施处的各类在线监测子系统的电气监测模块以及统一的通信管理单元组成。各个分散的电气监测模块的测量单元部署在开关柜等设备处,采集进出线开关的各种电气运行参数,并通过RS485总线接入到通信管理单元,利用通信处理设备,通过专用的电力运维管理通道将数据传入主站进行统一监测。2.3.1 子系统功能铁路电力变配电设备主要包括IOkV高压开关柜、高压
7、环网柜、变压器、低压柜、配电箱和控制箱等,在沿线各车站及区间设置。特别是为区间通信基站、直放站,信号中继站等负荷供电的箱变一般按照每3Km一处设置于区间路基外侧、高架桥下或隧道洞室内,具有点多线长,交通不便,运行环境恶劣,巡视检查须天窗点进行等特点,给设备的巡视检查造成了很大难度。综上所述,通过设置在线监测子系统,应能实时掌握高铁电力供电系统运行中影响电气设备运行的主要和重要的核心关键设备和部位的运行状态,提高状态监测的自动化水平,以适应无人值班及需要天窗点巡视的电力供电系统设备管理运营维护要求。高速铁路电力智能运维管理系统可包含以下子系统功能,并具备接入扩展其他系统的功能:(1)贯通电缆线路
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