CN108831117A - 高速铁路地震预警系统牵引供电系统接触网断电接口装置 - Google Patents
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Abstract
高速铁路地震预警系统牵引供电系统接触网断电接口装置，涉及接触网技术，本发明包括处置信号接收模块、继电器组模块和隔离模块，所述处置信号接收模块用于接收外部信号，并输出至继电器组模块；所述继电器组模块包括常开点组合电路和常闭点组合电路，处置信号接收模块的输出端连接到常开点组合电路的控制端，以及常闭点组合电路的控制端。本发明可以实现高速铁路地震预警监测系统自动断电紧急处置的目的，具有较高的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及接触网技术。
背景技术
我国位于世界两大地震带——环太平洋地震带与欧亚地震带之间，是一个震灾严重的国家。历史地震震害记录表明，地震对我国铁路运行安全性的影响不容忽视，尤其是在列车运行速度日益提升的今天。近年来我国高铁十分重视这一问题，并开展了一系列相关研究，并先后在京津城际铁路、京沪高铁、哈大客专等铁路设立了地震监测报警系统，但这些系统仅实现了地震监测和地震报警功能，不具备地震联动紧急处置能力，不能达到高铁地震防灾的效果。
地震联动紧急处置一般分为两种方式，一种是在接收到地震报警信息后，系统通过向列控系统发送控制信号实现列车减速或停车；另一种是在接到地震报警信息后，系统通过向牵引供电系统发送控电信号实现牵引供电接触网供电，从而达到紧急处置和避免次生灾害的目的。本专利提供了一种适用于我国高铁地震预警监测系统的牵引供电系统接触网断电接口设备，使得系统能够在地震报警情况下，自动切断牵引供电系统接触网供电，达到了地震联动紧急处置的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种高速铁路地震预警监测系统牵变接口设备，实现自动接触网断电功能，提高高速铁路地震预警监测系统紧急处置技术的安全性和可靠性。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，高速铁路地震预警系统牵引供电系统接触网断电接口装置，其特征在于，包括处置信号接收模块、继电器组模块和光隔输出模块，
所述处置信号接收模块用于接收外部信号，并输出至继电器组模块；
所述继电器组模块包括常开点组合电路和常闭点组合电路，
处置信号接收模块的输出端连接到常开点组合电路的控制端，以及常闭点组合电路的控制端；
常开点组合电路由预警继电器常开节点单元和保护继电器常开节点单元串联构成，所述保护继电器常开节点单元包括至少两个并联的保护继电器的常开节点；待机状态下常开点组合电路中的预警继电器常开节点为吸起状态，其常开节点为断开状态；待机状态下常开点组合电路中的保护继电器为落下状态，其常开节点为断开状态；
常闭点组合电路由预警继电器常闭节点单元和保护继电器常闭节点单元并联构成，所述保护继电器常闭节点单元包括至少两个串联的保护继电器的常闭节点；待机状态下常闭点组合电路中的预警继电器常闭节点为吸起状态，其常开节点为闭合状态；待机状态下常闭点组合电路中的保护继电器为落下状态，其常开节点为闭合状态；
常开点组合电路的输出端连接到光隔输出模块的常开输入端；
常闭点组合电路的输出端连接到光隔输出模块的常闭输入端；
光隔输出模块具有常开输出端和常闭输出端。
所述处置信号接收模块还包括继电器状态信号输入接口，通过继电器状态信号线与各继电器连接。
本发明可以安装在牵引变电所内的高速铁路地震预警监测系统现场监测设备监控单元防灾机房。当监控单元中的监控主机判断目前该监测点的地震紧急处置级别达到断电处置阈值时驱动牵变接口，并通过牵变接口向牵引变电所内的综合自动化系统发送断电信号，从而实现了高速铁路地震预警监测系统与牵引供电系统的对接，达到了高速铁路地震预警监测系统自动断电紧急处置的目的。本发明具有较高的可靠性。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的继电器驱动及状态回采示意图。
图3是常开点组合电路的示意图。
图4是常闭点组合电路的示意图。
图5是牵变接口实现原理图。
具体实施方式
参见图1。
本发明包括处置信号接收模块、继电器组模块和隔离模块，由电源模块供电。
本发明所称的“节点”可以理解为一个开关，常开节点相当于一个常态断开的开关，常闭节点相当于一个常态闭合的开关。一个继电器可以有多个节点，包括常开节点和常闭节点。
所述处置信号接收模块用于接收外部信号，并输出至继电器组模块；
所述继电器组模块包括常开点组合电路和常闭点组合电路，
处置信号接收模块的输出端连接到常开点组合电路的控制端，以及常闭点组合电路的控制端；
常开点组合电路由预警继电器常开节点单元和保护继电器常开节点单元串联构成，所述保护继电器常开节点单元包括至少两个并联的保护继电器的常开节点；待机状态下常开点组合电路中的预警继电器常开节点为吸起状态，其常开节点为断开状态；待机状态下常开点组合电路中的保护继电器为落下状态，其常开节点为断开状态；
常闭点组合电路由预警继电器常闭节点单元和保护继电器常闭节点单元并联构成，所述保护继电器常闭节点单元包括至少两个串联的保护继电器的常闭节点；待机状态下常闭点组合电路中的预警继电器常闭节点为吸起状态，其常开节点为闭合状态；待机状态下常闭点组合电路中的保护继电器为落下状态，其常开节点为闭合状态；
常开点组合电路的输出端连接到光隔输出模块的常开输入端；
常闭点组合电路的输出端连接到光隔输出模块的常闭输入端；
隔离模块为光隔离模块，具有常开输出端和常闭输出端。
参见图2，所述处置信号接收模块还包括继电器状态信号输入接口，通过继电器状态信号线与各继电器连接。处置信号接收模块将继电器状态上报至监控主机。处置信号接收模块通过串口协议与2台监控主机进行通信，将监控主机发送的串口数据转化成电平信号输出至继电器组模块，从而控制继电器组模块中的地震预警继电器和故障保护继电器动作。处置信号接收模块采用了光电隔离设计，可以保护与其相连的设备，避免过大电压造成设备故障。
处置信号接收模块包括至少两个接收外部信号(地震信号)的监控主机，实现处置信号逻辑“或”功能，当有一台监控主机发出处置信号时，控制继电器模块中的所有继电器动作。
处置信号接收模块负责控制继电器组模块中的继电器同时动作，并通过继电器状态采集接点回采每个继电器的状态，监控主机可以定期通过处置信号接收模块获取继电器状态。
一个具体的例子是，继电器组包括2个地震预警继电器(简称预警继电器)和2个保护继电器，地震预警继电器常态(或称待机状态)吸起，保护继电器常态落下。
2个地震预警继电器用于向牵引供电系统输出接触网断电信号，2个地震预警继电器分别对应牵引变电所的主备高压供电线路。
2个故障保护继电器用于在地震预警继电器组出现故障、失去供电的等异常情况下，防止地震预警继电器组向牵引供电系统发送错误的断电信号。
整个牵变接口输出的信号状态是地震预警继电器和故障继电器组合后的接点信号状态。
常开点组合电路参见图3。在正常工作状态(待机状态)时，地震预警继电器DZYJJ1吸起，其常开节点保持断开状态；故障保护继电器GZJ1、GZJ2落下，其常开节点保持断开状态，整个常开点组合电路状态为断开状态。当收到紧急处置信号后，地震预警继电器DZYJJ1落下，常开节点闭合，故障保护继电器吸起，常开接点闭合，整个常开点组合电路状态为闭合状态。
常闭点组合电路如图4所示。在正常工作状态时，地震预警继电器DZYJJ1吸起，常闭节点保持闭合状态；故障保护继电器GZJ1、GZJ2落下，常闭节点保持闭合状态；整个常闭点组合电路状态为闭合状态；当收到紧急处置信号后，地震预警继电器落下，常闭节点断开；故障保护继电器吸起，常闭接点断开；整个常闭点组合电路状态为断开状态。
通过图3、图4可以看出只需1个故障保护继电器配合地震预警继电器动作就可以输出正确的信号，设置两个故障保护继电器是为了提高故障保护功能的可靠性。如果两个故障保护继电器都没有动作，那么地震预警继电器的动作不会影响牵变接口最终输出的信号状态。
隔离模块设置在继电器信号输出端之后，用于隔离牵变接口发送至牵引供电系统的接触网断电信号，可以避免系统调试和系统维护检修过程造成的信号误触发。
牵变接口通过24V不间断电源进行供电，不间断电源为双套冗余设置。
实施例
本发明的高速铁路地震预警系统牵引供电系统接触网断电接口装置(简称牵变接口)可以安装在牵引变电所内的高速铁路地震预警监测系统现场监测设备监控单元防灾机房。当监控单元中的监控主机判断目前该监测点的地震紧急处置级别达到断电处置阈值时驱动牵变接口，并通过牵变接口向牵引变电所内的综合自动化系统发送断电信号，从而实现了高速铁路地震预警监测系统与牵引供电系统的对接，达到了高速铁路地震预警监测系统自动断电紧急处置的目的。
参见如图5，牵变接口信号输出端向牵引变电所内综合自动化系统接入6组无源接点信号。牵变接口设置两个地震预警继电器(DZYJJ1、DZYJJ2)常态吸起、两个保护继电器(BHJ1、BHJ2)常态落下(继电器型号为JWXC-1700)和1个检修隔离开关(SA)，牵变接口继电器通过监控单元UPS进行供电。
当牵引变电所附近没有地震发生，监控单元处于正常地震监测状态时，牵变接口两个地震预警继电器(DZYJJ1、DZYJJ2)处于吸起状态，两个保护继电器(BHJ1、BHJ2)处于落下状态，牵变接口信号输出端输出的无源接点信号状态为4断开和2闭合，此时综合自动化系统不会触发管辖范围内的接触网断电。
当牵引变电所附近发生地震，监控单元生成紧急处置命令并通过牵变接口驱动电路驱动牵变接口继电器组，使两个地震预警继电器(DZYJJ1、DZYJJ2)落下、两个保护继电器(BHJ1、BHJ2)吸起，牵变接口输出的无源接点信号状态为4闭合和2断开，此时综合自动化系统触发管辖范围内的接触网断电。
当牵变接口的地震预警继电器发生故障或监控单元UPS电量耗尽，地震预警继电器(DZYJJ1、DZYJJ2)异常落下时，由于两个保护继电器(BHJ1、BHJ2)还处于落下状态，所以牵变接口输出的无源接点信号状态仍为4闭合和2断开，综合自动化系统不会触发接触网断电。从而提高了系统断电紧急处置功能的可靠性。由于两个保护继电器是冗余设置，所以其中一个保护继电器故障不会使保护继电器组的作用失效。
当系统处于正常运行状态时，牵变接口隔离开关(SA)处于运行档，此时牵变接口的继电器无源接点状态可以正常发送至综合自动化系统；当系统需要进行检修维护或测试时，可以将隔离开关设置至检修档，此时无论牵变接口继电器组(DZYJJ1、DZYJJ2、BHJ1、BHJ2)如何动作(吸起或落下)，牵变接口输出的无源接点信号状态始终未4闭合和2断开，综合自动化系统不会触发接触网断电，从而进一步提高了系统断电紧急处置功能的安全性。
牵变接口继电器组驱动电路与监控单元设备之间设置有紧急处置信息接收模块。当需要进行断电紧急处置时，监控单元设备先向紧急处置信息接收模块发送处置信号，再由紧急处置信息接收模块的数字IO端口驱动牵变接口继电器组(DZYJJ1、DZYJJ2、BHJ1、BHJ2)动作(吸起或落下)。这样做可以避免牵变接口继电器组中的过大电压串入监控单元设备，从而可以起到对监控单元设备保护的作用。
牵变接口继电器组(DZYJJ1、DZYJJ2、BHJ1、BHJ2)都设置有状态回采接点，状态采集模块和状态回采接点通信连接，监控单元设备可以对牵变接口继电器组进行状态监测，当继电器状态异常时，维护人员可以第一时间通过监控终端获取异常信息，并对故障设备进行更换。
Claims (2)
1.高速铁路地震预警系统牵引供电系统接触网断电接口装置，其特征在于，包括处置信号接收模块、继电器组模块和隔离模块，
所述处置信号接收模块用于接收外部信号，并输出至继电器组模块；
所述继电器组模块包括常开点组合电路和常闭点组合电路，
处置信号接收模块的输出端连接到常开点组合电路的控制端，以及常闭点组合电路的控制端；
常开点组合电路由预警继电器常开节点单元和保护继电器常开节点单元串联构成，所述保护继电器常开节点单元包括至少两个并联的保护继电器的常开节点；待机状态下常开点组合电路中的预警继电器常开节点为吸起状态，其常开节点为断开状态；待机状态下常开点组合电路中的保护继电器为落下状态，其常开节点为断开状态；
常闭点组合电路由预警继电器常闭节点单元和保护继电器常闭节点单元并联构成，所述保护继电器常闭节点单元包括至少两个串联的保护继电器的常闭节点；待机状态下常闭点组合电路中的预警继电器常闭节点为吸起状态，其常开节点为闭合状态；待机状态下常闭点组合电路中的保护继电器为落下状态，其常开节点为闭合状态；
常开点组合电路的输出端连接到光隔输出模块的常开输入端；
常闭点组合电路的输出端连接到光隔输出模块的常闭输入端；
隔离模块为光隔离模块，具有常开输出端和常闭输出端。
2.如权利要求1所述的高速铁路地震预警系统牵引供电系统接触网断电接口装置，其特征在于，所述处置信号接收模块还包括继电器状态信号输入接口，通过继电器状态信号线与各继电器连接。
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