CN106253477A - 一种高分断直流牵引供电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高分断直流牵引供电系统，包括电力综合自动化系统、通讯管理机、第一至第二网络交换机、第一MODBUS协议至61850协议转换器、10kV开关柜、直流开关柜、整流器柜、牵引变压器柜、直流屏以及视频监控系统；直流开关柜包括第三网络交换机、第二MODBUS协议至61850协议转换器、第一至第二进线柜；电力综合自动化系统经通讯管理机分别与第一网络交换机、第二网络交换机通讯，10kV开关柜、第三网络交换机分别与第一网络交换机通讯，10kV开关柜、第三网络交换机分别与第二网络交换机通讯；第一进线柜、第二进线柜分别经第二MODBUS协议至61850协议转换器与第三网络交换机通讯。本发明通过上述协议转换器，使不支持61850协议的过程层及间隔设备能快速接入标准系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种高分断直流牵引供电系统，属于牵引供电技术领域。
背景技术
箱式牵引变电站又称户外成套牵引变电站，或者组合式牵引变电站，其结构主要由钢结构箱体，温度调节装置，微增压装置及其内部供电设备等构成。与传统的变电站相比，箱式变电站的优势十分明显：全站智能化设计，自动化程度高，满足无人值班的要求；所有设备均可在工厂内安装、调试合格，能实现变电站建设工厂预制化；箱式牵引变电站结构比较紧凑，箱体内形成多个独立系统，可根据需要灵活组合；箱式牵引变电站安装地点到负荷中心距离小，提高了供电质量，并且降低了线路成本；箱式牵引变电站可以根据牵引负荷的实际情况合理确定位置，无须与车站合建；箱式牵引变电站能适应多种环境的需要，美化环境。
高可靠性的设备是变电站坚强的基础，传统的变电站在设备信息化、功能集成化等方面存在明显缺点。IEC61850标准是电力系统自动化领域唯一的全球通用标准，采用了众多的先进技术，实现了智能变电站的工程运作标准化，不仅能给变电站自动化系统提供最完备的通信标准，而且能够对数字化变电站应用技术做好最大的支撑，将其运用到箱式牵引变电站中，可以提高变电站运行可靠性及系统的智能化水平、节约开发验收维护的人力物力、实现完全的互操作性。
使用IEC61850标准组网智能变电站系统，其对所有设备的智能化要求较高，但是受限于国内的发展水平与IEC61850标准的普及进度，目前国内处于过程层与间隔层的大部分设备未能支持此标准协议，如全部采用进口设备，必将增加了制造成本及延长了供货周期，而如何将IEC61850标准运用到牵引变电站并使之国产化，即成为当前首要解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种高分断直流牵引供电系统，通过MODBUS协议至61850协议转换器，使不支持61850协议的过程层及间隔设备能够快速接入标准系统中。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种高分断直流牵引供电系统，包括电力综合自动化系统、通讯管理机、第一至第二网络交换机、第一MODBUS协议至61850协议转换器、10kV开关柜、直流开关柜、整流器柜、牵引变压器柜、直流屏以及视频监控系统；所述直流开关柜包括第三网络交换机、第二MODBUS协议至61850协议转换器、第一至第二进线柜；所述电力综合自动化系统经通讯管理机分别与第一网络交换机、第二网络交换机通讯，10kV开关柜、第三网络交换机分别与第一网络交换机通讯，10kV开关柜、第三网络交换机分别与第二网络交换机通讯；第一进线柜、第二进线柜分别经第二MODBUS协议至61850协议转换器与第三网络交换机通讯；整流器柜、牵引变压器柜、直流屏分别与第一MODBUS协议至61850协议转换器通讯，视频监控系统与第二网络交换机通讯。
作为本发明的一种优选方案，所述10kV开关柜包括第四网络交换机、第三至第四进线柜、第三至第四馈线柜、母联柜以及PT柜；所述第四网络交换机分别与第一网络交换机、第二网络交换机通讯，所述第三进线柜、第四进线柜、第三馈线柜、第四馈线柜、母联柜以及PT柜分别以61850协议与第四网络交换机通讯。
作为本发明的一种优选方案，所述直流开关柜还包括第一至第二馈线柜，所述第一馈线柜、第二馈线柜分别以61850协议与第三网络交换机通讯。
作为本发明的一种优选方案，所述整流器柜包括第一至第二整流器，所述第一整流器、第二整流器分别以MODBUS协议与第一MODBUS协议至61850协议转换器通讯。
作为本发明的一种优选方案，所述牵引变压器柜包括第一至第二变压器，所述第一变压器、第二变压器分别以MODBUS协议与第一MODBUS协议至61850协议转换器通讯。
作为本发明的一种进一步方案，该直流牵引供电系统还包括综合保护装置、应急照明系统、门禁系统，所述应急照明系统、门禁系统分别通过综合保护装置与第二网络交换机通讯。
作为本发明的一种进一步方案，该直流牵引供电系统还包括排流柜，所述排流柜包括杂散电流监测装置，所述杂散电流监测装置与第二网络交换机通讯。
作为本发明的一种进一步方案，该直流牵引供电系统还包括钢轨电位限制装置，所述钢轨电位限制装置以MODBUS协议与第二MODBUS协议至61850协议转换器通讯。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明高分断直流牵引供电系统，鉴于目前国内发展现状，国内MODBUS标准得到大量普及，通过MODBUS协议至61850协议转换器，使不支持61850协议的过程层及间隔设备能快速接入至标准系统中，不仅能降低运行维护成本，提高经济效益，还使其国产化能易于实施并提高供电可靠性和智能化水平。
2、本发明高分断直流牵引供电系统，使用了IEC61850标准方案，具备一次设备智能化、二次设备网络化以及站域层支撑高级功能应用的显著特点，不仅对提升整个电网的智能化水平有着巨大作用,而且能够大幅提升信息采集、测量、控制、保护、计量、监测等环节的效率和可靠性。
3、本发明高分断直流牵引供电系统，在其符合国内的生产水平，易于产品国产化的实施的同时，提高了直流牵引变电站的安全运行及智能化水平，减少事故隐患。
附图说明
图1是本发明高分断直流牵引供电系统的整体架构图。
其中，I1-第一进线柜，I2-第二进线柜，H101-第三进线柜，H106-第四进线柜，F1-第一馈线柜，F2-第二馈线柜，H102-第三馈线柜，H105-第四馈线柜，H103-母联柜，H104-PT柜。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明将先进的IEC61850协议运用于箱式牵引变电站中，提供了一般设备的接入方法，提高变电站运行可靠性及系统的智能化水平。
如图1所示，为本发明高分断直流牵引供电系统的整体架构图。一种高分断直流牵引供电系统，包括电力综合自动化系统、通讯管理机、第一至第二网络交换机、第一MODBUS协议至61850协议转换器、10kV开关柜、直流开关柜、整流器柜、牵引变压器柜、直流屏以及视频监控系统；电力综合自动化系统经通讯管理机分别与第一网络交换机、第二网络交换机通讯，10kV开关柜、直流开关柜分别与第一网络交换机通讯，10kV开关柜、直流开关柜分别与第二网络交换机通讯；整流器柜、牵引变压器柜、直流屏分别与第一MODBUS协议至61850协议转换器通讯，视频监控系统与第二网络交换机通讯。
该高分断直流牵引供电系统还包括综合保护装置、应急照明系统、门禁系统，应急照明系统、门禁系统分别通过综合保护装置与第二网络交换机通讯。
该高分断直流牵引供电系统还包括排流柜，排流柜包括杂散电流监测装置，杂散电流监测装置与第二网络交换机通讯。
直流开关柜包括第三网络交换机、第二MODBUS协议至61850协议转换器、第一至第二进线柜、第一至第二馈线柜；第一馈线柜、第二馈线柜分别以61850协议与第三网络交换机通讯；第一进线柜、第二进线柜分别经第二MODBUS协议至61850协议转换器与第三网络交换机通讯。高分断直流牵引供电系统还包括钢轨电位限制装置，钢轨电位限制装置以MODBUS协议与第二MODBUS协议至61850协议转换器通讯。直流开关柜中进线柜的个数一般为两个，馈线柜的个数可以大于等于两个，依客户的需求来定。
10kV开关柜包括第四网络交换机、第三至第四进线柜、第三至第四馈线柜、母联柜以及PT柜；第四网络交换机分别与第一网络交换机、第二网络交换机通讯，第三进线柜、第四进线柜、第三馈线柜、第四馈线柜、母联柜以及PT柜分别以61850协议与第四网络交换机通讯。10kV开关柜中进线柜的个数一般为两个，馈线柜的个数可以大于等于两个，依客户的需求来定。
整流器柜包括第一至第二整流器，第一整流器、第二整流器分别以MODBUS协议与第一MODBUS协议至61850协议转换器通讯。
牵引变压器柜包括第一至第二变压器，第一变压器、第二变压器分别以MODBUS协议与第一MODBUS协议至61850协议转换器通讯。
其中，10kV开关柜及直流开关柜在间隔层直接使用IEC61850标准协议进行通讯。整流器、牵引变压器及直流屏采用MODBUS协议至61850协议转换器进行通讯，采用综合保护装置对应急照明系统、门禁系统进行监控，视频监控系统直接通过站控交换机进行上传。站内可设1至2台通讯管理机进行数据采集，所有监控信息在站内设置的电力综合自动化系统的显示屏上进行显示，并可通过两路光纤以太网组网上传数据。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高分断直流牵引供电系统，其特征在于，包括电力综合自动化系统、通讯管理机、第一至第二网络交换机、第一MODBUS协议至61850协议转换器、10kV开关柜、直流开关柜、整流器柜、牵引变压器柜、直流屏以及视频监控系统；所述直流开关柜包括第三网络交换机、第二MODBUS协议至61850协议转换器、第一至第二进线柜；所述电力综合自动化系统经通讯管理机分别与第一网络交换机、第二网络交换机通讯，10kV开关柜、第三网络交换机分别与第一网络交换机通讯，10kV开关柜、第三网络交换机分别与第二网络交换机通讯；第一进线柜、第二进线柜分别经第二MODBUS协议至61850协议转换器与第三网络交换机通讯；整流器柜、牵引变压器柜、直流屏分别与第一MODBUS协议至61850协议转换器通讯，视频监控系统与第二网络交换机通讯。
2.根据权利要求1所述高分断直流牵引供电系统，其特征在于，所述10kV开关柜包括第四网络交换机、第三至第四进线柜、第三至第四馈线柜、母联柜以及PT柜；所述第四网络交换机分别与第一网络交换机、第二网络交换机通讯，所述第三进线柜、第四进线柜、第三馈线柜、第四馈线柜、母联柜以及PT柜分别以61850协议与第四网络交换机通讯。
3.根据权利要求1所述高分断直流牵引供电系统，其特征在于，所述直流开关柜还包括第一至第二馈线柜，所述第一馈线柜、第二馈线柜分别以61850协议与第三网络交换机通讯。
4.根据权利要求1所述高分断直流牵引供电系统，其特征在于，所述整流器柜包括第一至第二整流器，所述第一整流器、第二整流器分别以MODBUS协议与第一MODBUS协议至61850协议转换器通讯。
5.根据权利要求1所述高分断直流牵引供电系统，其特征在于，所述牵引变压器柜包括第一至第二变压器，所述第一变压器、第二变压器分别以MODBUS协议与第一MODBUS协议至61850协议转换器通讯。
6.根据权利要求1所述高分断直流牵引供电系统，其特征在于，该直流牵引供电系统还包括综合保护装置、应急照明系统、门禁系统，所述应急照明系统、门禁系统分别通过综合保护装置与第二网络交换机通讯。
7.根据权利要求1所述高分断直流牵引供电系统，其特征在于，该直流牵引供电系统还包括排流柜，所述排流柜包括杂散电流监测装置，所述杂散电流监测装置与第二网络交换机通讯。
8.根据权利要求1所述高分断直流牵引供电系统，其特征在于，该直流牵引供电系统还包括钢轨电位限制装置，所述钢轨电位限制装置以MODBUS协议与第二MODBUS协议至61850协议转换器通讯。
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