王瑞平，劉曉輝，張 鐘，錢振宇

電壓電流實時監(jiān)測裝置在鐵路站場供電中的應(yīng)用

王瑞平，劉曉輝，張 鐘，錢振宇

為了及時獲取現(xiàn)場電壓電流信息，實現(xiàn)對鐵路站場供電電壓電流的有效監(jiān)測，對車站實施實時電壓電流監(jiān)測管理系統(tǒng)的開發(fā)和電壓電流監(jiān)測管理。通過近3年的應(yīng)用實踐和持續(xù)改進，監(jiān)測效果顯著。

電壓電流；實時監(jiān)測；站場供電

0 引言

當(dāng)鐵路行車供電站點出現(xiàn)突發(fā)停電事故或地方電網(wǎng)維護檢修停電時，由于車站各用電單位上報信息不及時，鐵路供電部門不能及時掌握現(xiàn)場供電信息，造成供電段各級調(diào)度無法及時了解現(xiàn)場供電情況，影響現(xiàn)場供電調(diào)度、指揮及故障的恢復(fù)。

及時掌握供電質(zhì)量最為有效的辦法就是實時監(jiān)測在線電壓電流，將異常電壓、電流、停電、來電等信息及時通知管理人員，最大限度地縮短停電延時；通過貯存大量數(shù)據(jù)，為供電質(zhì)量分析及故障分析提供數(shù)據(jù)保證，促進鐵路電力供電現(xiàn)場規(guī)范化、科學(xué)化管理。

北京鐵路局北京供電段懷北電力車間擔(dān)負(fù)著北京北部京包線、京通線、京承線近700 km供電線路的管理任務(wù)，負(fù)責(zé)沿線70多個站點的行車供電任務(wù)，實施電壓電流的有效管理對提高供電質(zhì)量具有重要的意義。

從2014年開始，在北京鐵路局北京供電段的組織下，懷北電力車間與寧波舜陽電測儀器有限公司合作，進行了實時電壓電流監(jiān)測管理系統(tǒng)的開發(fā)。在對電網(wǎng)電壓進行實時監(jiān)測的過程中，對軟硬件進行了不斷完善，擴大了對電流回路的監(jiān)測；為適應(yīng)智能化移動辦公需求，實現(xiàn)了手機APP功能，可隨時隨地查詢監(jiān)測站點的電壓電流情況。

1 主要功能

1.1 基本功能

在較成熟的DT6統(tǒng)計式電壓監(jiān)測儀和SYEZ12多功能電能質(zhì)量監(jiān)測儀的基礎(chǔ)上，改進形成DT6（DX）-3×220 V/G電壓電流監(jiān)測裝置。

（1）采集與顯示功能。

a.對三相220 V電壓進行實時采集并顯示，以分鐘平均值為最小統(tǒng)計單位進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計、存儲和顯示。

b.對額定值≤5A的三相電流進行實時采集并顯示。

（2）統(tǒng)計及記錄功能。

a.電壓數(shù)據(jù)。記錄實際運行電壓，包括1 min電壓平均值和產(chǎn)生時間。

b.電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計，包括日統(tǒng)計和月統(tǒng)計數(shù)據(jù)。根據(jù)實際運行電壓（1 min電壓平均值）及被監(jiān)測電壓額定值、上/下限值對數(shù)據(jù)分別統(tǒng)計，包括電壓最大值及出現(xiàn)時刻、最小值及出現(xiàn)時刻、電壓平均值、超上限率及超上限時間、超下限率及超下限時間、電壓合格率及合格時間、統(tǒng)計時間等。

c.電流數(shù)據(jù)。記錄并顯示實時電流。

d.事件記錄。包括采樣電壓停來電、越上限及復(fù)歸、越下限及復(fù)歸、裝置復(fù)位事件和裝置工作電源停來電事件等，根據(jù)各個事件的判別原則判定，包括事件發(fā)生時刻或當(dāng)前1 min電壓平均值。

e.流量記錄。分為月發(fā)送和月接收流量。

f.可靠性記錄。按月統(tǒng)計，包括停電次數(shù)、停電最長時間、停電最短時間及停電總時間。

g.工作狀態(tài)記錄。分為工作總時間和本次連續(xù)工作時間。

1.2 特色功能

（1）電源失電保護和自動上報功能。

DT6（DX）裝置內(nèi)置高性能、大容量鋰電池。該裝置在電源斷電后仍可保持30 min正常工作，確保電壓和電流數(shù)據(jù)采集不間斷，及時上報斷電事件數(shù)據(jù)及裝置斷電后30 min內(nèi)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和事件。

（2）通信功能。

系統(tǒng)采用GPRS無線通信技術(shù)，實現(xiàn)裝置與遠程CAC的數(shù)據(jù)交互，確保數(shù)據(jù)定時主動上傳，無需人工干預(yù)。

（3）短信告知功能。

通過短信發(fā)送裝置和配套軟件，可實現(xiàn)對多個指定用戶進行短信告知功能，方便用戶及時掌握供電信息，快速處理供電線路電壓異?；蛲ｋ姽收?。

（4）WEB頁面功能。

通過WEB頁面，用戶可按照權(quán)限通過PC機查看各個供電線路的供電信息。

（5）手機APP功能。

通過手機APP軟件，可按照權(quán)限隨時隨地查看各供電線路的測點信息、告警信息、電壓和電流實時數(shù)據(jù)等。

2 系統(tǒng)拓?fù)?/h2>

系統(tǒng)采用裝置+前置軟件+采集軟件+WEB發(fā)布+手機APP模式，進行電壓電流數(shù)據(jù)的分析管理，系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D1所示。線路異常時，系統(tǒng)可及時短信提醒相關(guān)人員，并將三相電壓及電流數(shù)據(jù)定時上傳，具備電壓、電流相關(guān)參數(shù)配置功能。

3 系統(tǒng)硬件

系統(tǒng)硬件主要由DT6（DX）-3×220 V/G電壓電流監(jiān)測裝置、短信發(fā)送裝置、數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、SQL服務(wù)器、WEB發(fā)布服務(wù)器等組成。

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

4 系統(tǒng)軟件

4.1 前置網(wǎng)關(guān)軟件

前置網(wǎng)關(guān)軟件負(fù)責(zé)入網(wǎng)監(jiān)測裝置的識別、信息交互，將監(jiān)測裝置的上發(fā)報文轉(zhuǎn)發(fā)至采集程序，將采集程序下發(fā)的報文轉(zhuǎn)發(fā)至對應(yīng)的監(jiān)測裝置，其界面如圖2所示。

圖2 前置網(wǎng)關(guān)軟件主界面

4.2 采集軟件

采集軟件負(fù)責(zé)解析前置網(wǎng)關(guān)軟件轉(zhuǎn)發(fā)來的報文，回復(fù)需要確認(rèn)的報文并做數(shù)據(jù)存儲及顯示，轉(zhuǎn)發(fā)或自動生成操作監(jiān)測裝置的報文并發(fā)送至前置網(wǎng)關(guān)軟件（圖3）。

4.3 WEB發(fā)布軟件

北京供電段電壓電流監(jiān)測管理系統(tǒng)用于數(shù)據(jù)監(jiān)測、臺賬管理、報警查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和現(xiàn)場分析。

WEB發(fā)布軟件框架如圖4所示。

圖3 采集軟件主界面

圖4 Web發(fā)布軟件框架

4.4 短信發(fā)送裝置配套軟件

短信發(fā)送裝置配套軟件主要用于控制短信發(fā)送裝置向指定用戶發(fā)送電壓異常信息，方便用戶及時進行現(xiàn)場處理（圖5）。

圖5 短信發(fā)送裝置配套軟件

4.5 手機APP軟件

基于手機android系統(tǒng)，主要用于在Android手機上查詢各監(jiān)測點實時電壓、電流、斷相數(shù)據(jù)和相應(yīng)的異常數(shù)據(jù)。手機APP軟件框架如圖6所示。

圖6 手機APP軟件框架

5 結(jié)語

運用電壓電流監(jiān)測管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了對下屬車站站點供電情況的實時監(jiān)測，實時了解各個站點故障停電情況，及時安排人員處理，提高了電網(wǎng)供電的可靠性。終端電源部分出現(xiàn)異常時，終端還具有維持半小時的數(shù)據(jù)及事件上報的功能，提高了裝置的實際使用價值。

電壓電流實時監(jiān)測裝置經(jīng)過3年時間的全面應(yīng)用，既對現(xiàn)場實現(xiàn)了實時監(jiān)測，也為大數(shù)據(jù)的積累和分析創(chuàng)造了條件。該裝置除在電力系統(tǒng)、鐵路供電系統(tǒng)應(yīng)用外，還可應(yīng)用于醫(yī)療、冶金、化工、企業(yè)生產(chǎn)線等領(lǐng)域。

[1]DL/T500-2009電壓監(jiān)測儀使用技術(shù)條件[S].

[2]Q/GDW 1819-2013電壓監(jiān)測裝置技術(shù)規(guī)范[S].

[3]張 鐘，錢振宇，張 雨，等.電壓質(zhì)量分析管理系統(tǒng)[J].控制工程，2014，21（6）：1011-1017.

[4]寧波舜陽電測儀器有限公司.舜陽牌DT6(DX)-3×220V G電壓電流監(jiān)測裝置使用說明書[Z].

In order to obtain the voltage and current information at site,realize the effective monitoring of power supply voltage and current for railway stations and yards,accomplishes the execution of development of voltage and current monitoring and management system as well as the voltage and current monitoring and management.The operational practiceand constant improvement for nearly 3 yearsshow that themonitoring effectsaresignificant.

Voltage and current;real time monitoring;power supply for station and yard

U226.5

B

1007-936X(2017)06-0013-03

10.19587/j.cnki.1007-936x.2017.06.004

王瑞平.北京鐵路局北京供電段，工程師；劉曉輝.北京鐵路局北京供電段，助理工程師；張 鐘.寧波舜陽電測儀器有限公司，高級工程師；錢振宇.寧波舜陽電測儀器有限公司，助理工程師。

2017-06-19