高速铁路牵引供电自动化监控.ppt

华东交通大学华东交通大学交通信息工程及控制研究所交通信息工程及控制研究所高速高速铁路自动化监控及其铁路自动化监控及其新新技术技术1 高速铁路的关键技术高速铁路的关键技术: : 京津城际铁路京津城际铁路20082008年年8 8月月1 1日正式投入开日正式投入开通运行，其最高运行速度已达到每小时通运行，其最高运行速度已达到每小时350350公里公里，标志着，标志着我国铁路开始进入高速铁路我国铁路开始进入高速铁路时代时代 牵引供电技术牵引供电技术轨道技术轨道技术动车组技术动车组技术电力通信信号技术电力通信信号技术2牵引牵引供电供电监控系统监控系统铁路铁路电力电力监控系统监控系统牵引变电所牵引变电所综合自动化综合自动化系统系统一、相关的自动化监控系统一、相关的自动化监控系统3G电力系统电力系统( (发电厂）发电厂）输电线输电线牵引变电所牵引变电所电力机车电力机车接触网接触网馈电线馈电线回流线回流线钢轨、地钢轨、地牵引供电系统组成示意牵引供电系统组成示意电力牵引供电电力牵引供电系统系统4调度控制中心调度控制中心 信道信道 YK,YT 电调电调中心中心牵引牵引变电所变电所开闭所开闭所分区所分区所YX,YC RTU RTU RTU 铁路俗称牵引远动系统铁路俗称牵引远动系统n1 1 牵引牵引供电监控供电监控系统系统构成构成5调度端调度端——远动调度中心控制室远动调度中心控制室6调度端调度端——远动调度中心机房远动调度中心机房7变电所变电所——（测量、控制屏（测量、控制屏/ /信号、保护屏信号、保护屏/RTU/RTU）） （综合自动化设备（综合自动化设备））8例如：例如： 1））故障区段自动定位故障区段自动定位 2））故障录波与远程传输故障录波与远程传输 3））程序化控制程序化控制 4））实时数据的集成与共享实时数据的集成与共享 5））供电拓扑的动态着色供电拓扑的动态着色 6））图库一体化绘图图库一体化绘图 7））防误操作防误操作 。

1））“四遥四遥”功能，增加的新功能功能，增加的新功能n牵引牵引供电监控供电监控系统新功能系统新功能92））传统功能的改进传统功能的改进为提高监控的可靠性，在为提高监控的可靠性，在NK6000系统系统中采用了中采用了双席监督式遥控双席监督式遥控方式 例如：例如： 遥控功能遥控功能10遥控方式遥控方式1. 1.选择选择3. 3.执行执行2. 2.确认确认11双席监督式遥控双席监督式遥控方式方式1. 1.选择选择2. 2.确认确认3. 3.监督监督4. 4.执行执行12n2 铁路铁路电力远动监控电力远动监控系统系统铁路铁路10kV电力系统电力系统13铁路电力铁路电力远动监控远动监控系统示意系统示意保证保证信号电源信号电源的可靠供电的可靠供电1. 1.主站主站2. 2.通道通道3. 3.测控测控 装置装置3. 3.测控测控 装置装置3. 3.测控测控 装置装置14信号电源信号电源是铁路行车信号指示灯的供电是铁路行车信号指示灯的供电电源，它的电源，它的高压侧高压侧由电力专业管理；由电力专业管理；低低压侧压侧由信号专业管理由信号专业管理当信号电源出问题时，易出现责任不清，当信号电源出问题时，易出现责任不清，互相推托责任现象。

互相推托责任现象将低压侧信号电源监控装置将低压侧信号电源监控装置(STU)(STU)用用于于电源运行监控，失压报警和故障录电源运行监控，失压报警和故障录波，可便于分清专业责任波，可便于分清专业责任15完成完成线路故障线路故障监测，定位，隔离及快监测，定位，隔离及快速恢复在高压侧分段开关处安装在高压侧分段开关处安装(FTU)(FTU)用于用于16测控装置内部结构测控装置内部结构 17铁路铁路电力远动电力远动系统主站监控画面系统主站监控画面 18铁路铁路电力远动电力远动故障录波的波形故障录波的波形自闭线电流波自闭线电流波贯通线电流波贯通线电流波自闭线电压波自闭线电压波贯通线电压波贯通线电压波19n3 牵引牵引变电所综合自动化变电所综合自动化系统系统 秦沈客运专线秦沈客运专线采用成都交大许继采用成都交大许继TA21型牵型牵引变电所综合自动化系统该系统由引变电所综合自动化系统该系统由牵引变电牵引变电所自动化系统所自动化系统、、远方视频监控系统远方视频监控系统及及防灾报警防灾报警系统系统构成 变电所变电所综合自动化综合自动化是指集测量、保护、控是指集测量、保护、控制、中央信号、通信、管理等多种功能于一体制、中央信号、通信、管理等多种功能于一体 的自动化系统。

的自动化系统综自系统在国内已有不少应用：综自系统在国内已有不少应用： 20二、目前存在的主要技术问题二、目前存在的主要技术问题3. 客运专线自动化系统建设客运专线自动化系统建设1. 调度主站客户调度主站客户/服务器模式效率低服务器模式效率低2. 标准化的应用集成问题标准化的应用集成问题21调度主站客户调度主站客户/服务器模式效率低服务器模式效率低1. 发布发布/订阅订阅技术技术—达到实时数据主动推送效果；达到实时数据主动推送效果；解决问题的技术：解决问题的技术：3. 网格网格技术技术—将网络联接起来构成具有很强计算将网络联接起来构成具有很强计算能力的计算机能力的计算机2. 多智能体多智能体技术技术—Agent具有主动交互特性；具有主动交互特性；22标准化的应用集成问题标准化的应用集成问题nIEC61850国际标准国际标准—子站自动化集成子站自动化集成国外国外生产厂商正在积极研制相关系统，部分生产厂商正在积极研制相关系统，部分投入运行投入运行国内正在国内正在积极研制积极研制nIEC61970国际标准国际标准—主站自动化集成主站自动化集成为解决这一问题，为解决这一问题，IEC推出了自动化系统的推出了自动化系统的国际标准：国际标准：nIEC60870-5国际标准国际标准—子站与主站通信子站与主站通信23客运专线自动化系统建设客运专线自动化系统建设中长期铁路网规划中长期铁路网规划至至20202020年，中国铁路年，中国铁路将形成以高将形成以高/ /快速客快速客运专线为主干网络的运专线为主干网络的客运系统。

客运系统 24ＣＯＳＭＯＳＣＯＳＭＯＳ运行管理系统运行管理系统运送计划系统运送计划系统维修作业管理系统维修作业管理系统设备管理系统设备管理系统电力系统控制系统电力系统控制系统集中信息监视系统集中信息监视系统车辆管理系统车辆管理系统站场内作业管理系统站场内作业管理系统●●列车计划列车计划　　　　　　●●车辆分配车辆分配 ●●车辆运用计划车辆运用计划　　●●计划传达计划传达 ●●乘务员运用计划乘务员运用计划●●统计统计 ●●运行管理运行管理　　　　●●进路控制进路控制●●运行图管理运行图管理　　●●旅客指南旅客指南●●维修作业计划维修作业计划●●维修作业的开始维修作业的开始··结束结束●●维修用车辆控制终端维修用车辆控制终端●●检测车数据管理检测车数据管理●●检查数据／检查数据／　　　　故障数据管理故障数据管理●●设备监视设备监视●●变电所控制变电所控制●●设备监视设备监视●●防灾信息防灾信息●●装备管理装备管理●●故障管理故障管理●●履历管理履历管理●●车辆基地作业计划车辆基地作业计划●●车辆基地进路控制车辆基地进路控制新干线新干线COSMOS综合调度系统综合调度系统12345678JR东日本公司东日本公司&日立日立25•集集行车行车调度、调度、牵引供电牵引供电调度、铁路调度、铁路电力电力调调度、度、 设备设备调度于一体，调度于一体，“四调合一四调合一”。

新干线综合调度技术特点新干线综合调度技术特点•COSMOS综合运输管理系统综合运输管理系统采用采用综合综合调度调度方式，管辖方式，管辖1000多多km新干线新干线的运行调度的运行调度26京津城际铁路自动化监控系统京津城际铁路自动化监控系统采集终端装置采集终端装置骨干传输网络骨干传输网络以太网通信设备以太网通信设备主主/备服务器、通信处理机备服务器、通信处理机调度调度工作站工作站调度调度工作站工作站维维护护存存储储27大秦系统结构示意图牵引牵引通道通道电力电力通道通道牵引供电牵引供电监控监控铁路电力铁路电力监控监控28三、技术应用及试验研究三、技术应用及试验研究HY200牵引远动牵引远动华东交通大学交通信息工程及控制研究所华东交通大学交通信息工程及控制研究所29HY2003 牵引远动系统布局图牵引远动系统布局图 录音录音工作站工作站 GPS 对时对时调度工作站调度工作站通道通道Modem通信设备通信设备模模拟拟屏屏服务器服务器3031HY2004 电力远动电力远动一级图一级图32二级图监控画面二级图监控画面33三级图监控画面三级图监控画面34HY2008 电力远动电力远动3536371、控制操作实验38392、铁路电力供电拓扑计算实验40414243拓扑算法效率分析拓扑算法效率分析通过石德线通过石德线(石家庄至德州段石家庄至德州段)铁路铁路10kV电力远动系统电力远动系统进行的实验研究，得出：进行的实验研究，得出： 试验方法试验方法供电臂供电臂1 1供电臂供电臂2 2供电臂供电臂3 3全线计算时间全线计算时间配电所配电所开关分开关分/ /合合18.418.4(ms)(ms)20.620.6(ms)(ms)22.022.0(ms)(ms)61.061.0(ms)(ms)车站高压开关分车站高压开关分/ /合合4.94.9(ms)(ms)5.15.1(ms)(ms)5.15.1(ms)(ms)－－(ms)(ms)车站低压开关分车站低压开关分/ /合合<1<1(ms)(ms)<1<1(ms)(ms)<1<1(ms)(ms) －－ (ms) (ms)相比已有文献算法，效率提高了％相比已有文献算法，效率提高了％ 441.1.高速铁路离不开自动化监控技术高速铁路离不开自动化监控技术; ;2.2.我国自动化监控应用已基本达到国际先进水平我国自动化监控应用已基本达到国际先进水平; ;3.3.铁路自动化监控发展迅猛铁路自动化监控发展迅猛, ,需不断技术创新需不断技术创新结语结语45。