CN107284245B - 机车车辆高压电气设备监控系统 - Google Patents

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Abstract

一种机车车辆高压电气设备监控系统,包括:机车车辆受电弓,避雷器,故障指示器,集成高压设备箱,牵引变压器,信号输入接口,微机处理单元及信号输出接口;机车车辆受电弓从接触网获得电压,经避雷器、集成高压设备箱及牵引变压器连接至机车车辆的一动车单元;集成高压设备箱连接至机车车辆的另一动车单元;微机处理单元通过信号输入接口接收集成高压设备箱、牵引变压器及故障指示器输出端信号;微机处理单元对接收到的信号进行实时分析,当信号的值超过对应的预设值时,记录电压及电流异常信息和/或通过输出接口向集成高压设备箱发出断路器分闸信号或高压隔离开关分合闸信号。本发明可对高压电气回路中的电气设备状态进行在线实时监测与保护。

Description

机车车辆高压电气设备监控系统
技术领域
本发明涉及铁路机车车辆高压电气设备技术,特别涉及一种机车车辆高压电气设备监控系统。
背景技术
现有机车车辆(动车组)通过高压电气回路从牵引供电系统获得电能,机车车辆控制系统从现有测量电压互感器和电流互感器二次绕组输出信号监测高压电气回路的电气工作状态,当牵引供电系统电压过高或过低时,或车上高压电气回路发生接地或其它过电流故障时,机车车辆高压电气回路采用过电流保护、过电压和低电压比较简单的保护方式。现有大部分机车车辆高压电气设备漏至于车顶,容易发生高压事故。一旦发生故障,现有机车车辆对故障电压、电流参数值没有过程记录,不能区分故障区段和牵引变压器故障,对高压事故分析相当不利。
发明内容
本发明实施例提供了一种机车车辆高压电气设备监控系统,以对高压电气回路中的电气设备状态进行在线实时监测,对高压电气回路中电气参数进行实时监测及保护,并对高压电气回路中高压电气设备绝缘水平及设备温度进行实时监测。
为了实现上述目的,本发明实施例提供了一种机车车辆高压电气设备监控系统,包括:机车车辆受电弓,避雷器,故障指示器,集成高压设备箱,牵引变压器,信号输入接口,微机处理单元及信号输出接口;
机车车辆受电弓从接触网获得电压,经过所述避雷器、集成高压设备箱及牵引变压器连接至所述机车车辆的一个动车单元,为该动车单元供电;所述集成高压设备箱连接至所述机车车辆的另一动车单元;
所述集成高压设备箱通过所述信号输入接口向所述微机处理单元输出网侧电压互感器信号、网侧电流互感器信号、断路器变位信号、变压器一次侧电流互感器信号、集成高压设备箱在线绝缘监测信号、集成高压设备箱内气体浓度信号、集成高压设备箱内部温度信号及高压隔离开关变位信号;
所述牵引变压器通过所述信号输入接口向所述微机处理单元输出变压器二次侧电流互感器信号;
所述故障指示器通过所述信号输入接口向所述微机处理单元输出故障电流信号、故障定位信号及电缆温度监控信号;
所述微机处理单元对通过所述信号输入接口接收到的信号进行实时分析,当信号的值超过对应的预设值时,记录电压及电流异常信息和/或通过输出接口向所述集成高压设备箱发出断路器分闸信号或高压隔离开关分合闸信号。
一实施例中,所述微机处理单元还用于记录所有通过所述信号输入接口接收到的信号,综合分析判断故障信息,区分故障发生类型,并通过输出接口的DSP显示故障信息。
一实施例中,所述微机处理单元还用于根据所述故障信息区分故障区段及判断所述集成高压设备箱是否存在绝缘隐患。
一实施例中,所述集成高压设备箱中设置有:
网侧电流互感器,连接至所述避雷器;
电压互感器,连接至所述网侧电流互感器;
真空断路器,连接至所述网侧电流互感器;
高压隔离开关,连接至所述真空断路器;
变压器一次侧电流互感器,连接至所述真空断路器。
利用本发明,可以对高压电气回路中的电气设备状态进行在线实时监测,对高压电气回路中电气参数进行实时监测及保护,并对高压电气回路中高压电气设备绝缘水平及设备温度进行实时监测。对在线监测的设备状态数据及实时监测的电气参数同步进行综合分析,对机车车辆高压电气设备进行实时有效的保护。本发明的机车车辆高压电气设备监控系统能够较为准确分析铁路机车车辆高压事故,具有较强的应用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的机车车辆高压电气设备监控系统示意图;
图2为本发明实施例的机车车辆高压电气设备监控原理示意图;
图3为本发明实施例的集成高压设备箱的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例的机车车辆高压电气设备监控系统示意图,图2本发明实施例的机车车辆高压电气设备监控原理示意图,如图1及图2所示,该机车车辆高压电气设备监控系统包括:机车车辆受电弓1,避雷器2,故障指示器6,集成高压设备箱3,牵引变压器4,信号输入接口7,微机处理单元8及信号输出接口9。
如图1所示,机车车辆受电弓1从接触网获得电压,经过避雷器2、集成高压设备箱3及牵引变压器4连接至机车车辆的一个动车单元,为该动车单元供电。另外,集成高压设备箱连接至机车车辆的另一动车单元,为该另一动车单元供电。
故障指示器6、集成高压设备箱3及牵引变压器4分别通过图2所示的信号输入接口7连接至微机处理单元8,微机处理单元8连接至信号输出接口9。
一实施例中,如图3所示,集成高压设备箱3中设置有:网侧电流互感器301,电压互感器302,真空断路器303,高压隔离开关304,变压器一次侧电流互感器305及接地开关306。网侧电流互感器301连接至所述避雷器2;电压互感器302连接至所述网侧电流互感器301;真空断路器303连接至所述网侧电流互感器301;高压隔离开关304连接至所述真空断路器303;变压器一次侧电流互感器305连接至所述真空断路器303;接地开关306连接在真空断路器303两端;多个故障指示器6的设置位置如图3所示。
集成高压设备箱3通过信号输入接口7向微机处理单元8输出网侧电压互感器信号S1、网侧电流互感器信号S2、断路器变位信号S3、变压器一次侧电流互感器信号S4、集成高压设备箱在线绝缘监测信号S5及高压隔离开关变位信号S6。其中,网侧电压互感器信号S1由电压互感器302产生,网侧电流互感器信号S2由网侧电流互感器301产生,断路器变位信号S3由真空断路器303产生,变压器一次侧电流互感器信号S4由变压器一次侧电流互感器305产生,高压隔离开关变位信号S6由高压隔离开关304产生。
牵引变压器4通过信号输入接口7向微机处理单元8输出变压器二次侧电流互感器信号S7。
故障指示器6通过信号输入接口7向微机处理单元输出故障电流信号S8、故障定位信号S9及电缆温度监控信号S10。
微机处理单元8对通过信号输入接口7接收到的信号(上述信号S1至S10)进行实时分析,当某一信号的值超过其对应的预设值时,微机处理单元8可以单独记录电压及电流异常信息或通过输出接口向所述集成高压设备箱3发出断路器分闸信号或高压隔离开关分合闸信号,也可以同时单独记录电压及电流异常信息或通过输出接口向集成高压设备箱3发出断路器分闸信号SC或高压隔离开关分合闸信号SG。
一实施例中,微机处理单元8还可以用于记录所有通过信号输入接口接收到的信号(也成为输出信号波形数字文件),综合分析判断故障信息,区分故障发生类型,并通过输出接口的DSP显示故障信息。
一实施例中,微机处理单元8还用于根据故障信息区分故障区段及判断集成高压设备箱3是否存在绝缘隐患,并进行实时监测。微机处理单元8还用于同时根据变压器输入信号进行差动保护,通过输出接口9的WNET网络接口实现与列车或外部网络的通讯和信息交换。
本发明实施时的机车车辆高压电气设备监控系统,适用于铁路机车车辆集成高压电气回路中电气设备的在线监测与控制。补充完善了铁路机车车辆(动车组)高压电气回路保护系统的功能,且把高压电气整个回路设备监控保护系统模块化、集成化,对铁路机车车辆(动车组)高压事故分析及整个系统安全运行提供保障。
铁路机车车辆高压电气设备监控系统功能主要包括:
1、高压电气回路保护功能
过压、失压保护;过流、速断保护;PT故障保护;过流时间、全程录波;断路器动作变位记录;车顶高压电缆区段故障定位;变压器与电缆回路故障区分;录波功能。谐波分析;事件记录分析功能。
2、高压电气设备状态监测功能
高压电气设备绝缘水平实时在线监测,高压电气设备温度实时在线监测。通过本发明输出网络接口实现与列车或外部网络的通讯和信息交换。提供给铁路机车车辆(动车组)操纵人员及相关技术人员明确故障信息指示及时候处理数据支撑,做出合理的高压故障处理方案及应对措施,减少故障损失。
本发明完善和扩充了现有机车车辆高压电气的保护及监控功能,可组成一个独立完整的高压电气设备监控保护单元,符合标准GB-T25119-2010《轨道交通机车车辆电子装置》规定的技术要求。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种机车车辆高压电气设备监控系统,其特征在于,包括:机车车辆受电弓,避雷器,故障指示器,集成高压设备箱,牵引变压器,信号输入接口,微机处理单元及信号输出接口;
机车车辆受电弓从接触网获得电压,经过所述避雷器、集成高压设备箱及牵引变压器连接至所述机车车辆的一个动车单元,为该动车单元供电;所述集成高压设备箱连接至所述机车车辆的另一动车单元;
所述集成高压设备箱通过所述信号输入接口向所述微机处理单元输出网侧电压互感器信号、网侧电流互感器信号、断路器变位信号、变压器一次侧电流互感器信号、集成高压设备箱在线绝缘监测信号、集成高压设备箱内气体浓度信号、集成高压设备箱内部温度信号及高压隔离开关变位信号;
所述牵引变压器通过所述信号输入接口向所述微机处理单元输出变压器二次侧电流互感器信号;
所述故障指示器通过所述信号输入接口向所述微机处理单元输出故障电流信号、故障定位信号及电缆温度监控信号;
所述微机处理单元对通过所述信号输入接口接收到的信号进行实时分析,当信号的值超过对应的预设值时,记录电压及电流异常信息和/或通过输出接口向所述集成高压设备箱发出断路器分闸信号或高压隔离开关分合闸信号;
所述微机处理单元还用于同时根据变压器输入信号进行差动保护,通过所述输出接口的WNET网络接口实现与列车或外部网络的通讯和信息交换。
2.根据权利要求1所述的机车车辆高压电气设备监控系统,其特征在于,所述微机处理单元还用于记录所有通过所述信号输入接口接收到的信号,综合分析判断故障信息,区分故障发生类型,并通过输出接口的DSP显示故障信息。
3.根据权利要求2所述的机车车辆高压电气设备监控系统,其特征在于,所述微机处理单元还用于根据所述故障信息区分故障区段及判断所述集成高压设备箱是否存在绝缘隐患。
4.根据权利要求1、2或3所述的机车车辆高压电气设备监控系统,其特征在于,所述集成高压设备箱中设置有:
网侧电流互感器,连接至所述避雷器;
电压互感器,连接至所述网侧电流互感器;
真空断路器,连接至所述网侧电流互感器;
高压隔离开关,连接至所述真空断路器;
变压器一次侧电流互感器,连接至所述真空断路器。
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