CN206450797U - 轨道交通供电系统直流1500v断路器动作特性在线录波分析装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种轨道交通供电系统直流1500V断路器动作特性在线录波分析装置，包括：录波测控单元，在所述断路器动作时，获取断路器的电流、电压扰动值，形成录波数据文件；还包括服务器、交换机和上位机，所述服务器读取所述录波数据文件，上位机通过交换机访问服务器，读取服务器中的录波数据文件。本实用新型通过录波测控单元获取断路器的分闸指令、合闸指令、分位反馈信号、合位反馈信号，在断路器动作时，通过直流开关柜内的直流变送器获取断路器的电流电压扰动值，形成录波数据文件，并通过服务器、交换机发送到上位机进行显示，使用户能及时了解断路器的动作特性，尽早察觉断路器的异常情况，有利于提高轨道交通供电系统的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及轨道交通供电系统可靠性监控技术领域，具体涉及一种轨道交通供电系统直流1500V断路器动作特性在线录波分析装置。
背景技术
城市轨道交通的供电系统极为重要，直流1500V断路器是列车牵引供电的关键部件，在供电系统中扮演分合闸及保护的作用，是地铁维保部门重点监控的对象，一旦发生故障，将会造成列车停运的后果，所以对该断路器的在线监测非常重要，现有技术中，缺乏对其的监测手段。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种用于轨道交通供电系统分合闸控制的直流1500V断路器的动作特性在线录波分析装置。
本实用新型采用如下技术方案解决上述技术问题：一种轨道交通供电系统直流1500V断路器动作特性在线录波分析装置，包括：
录波测控单元，在所述断路器动作时，获取所述断路器的电流、电压扰动值，形成录波数据文件；
还包括服务器、交换机和上位机，所述服务器读取所述录波数据文件，所述上位机通过所述交换机访问所述服务器，读取所述服务器中的录波数据文件。
进一步的，所述上位机包括上位机服务器和客户端电脑，它们分别与所述交换机相连，所述上位机服务器读取所述录波数据文件，并进行储存，所述客户端电脑则通过访问所述上位机服务器，获取储存在所述上位机服务器上的数据。
进一步的，所述录波测控单元由CPU和分别与所述CPU相连的开关量I/O接口、多路A/D转换通道、按键指示灯、液晶显示模块、电源电路、时钟模块、程序存储器、数据存储器、RS485接口、USB接口和以太网接口构成；
所述开关量I/O接口包括分别用于获取断路器分闸指令、合闸指令、分位反馈信号、合位反馈信号的4路开关量输入通道，所述录波测控单元通过所述4路开关量输入通道获取所述断路器的动作信号；
所述多路A/D转换通道包括分别用于获取断路器直流电压测量信号、直流电流测量信号的2路模拟量输入通道，所述录波测控单元通过所述2路模拟量输入通道获取所述断路器的电流、电压扰动值。
进一步的，所述直流电压测量信号为所述断路器进线电压的测量值，所述直流电流测量信号为所述断路器出线电流的测量值。
进一步的，所述轨道交通供电系统中包括直流1500V电房，直流1500V电房中设有直流1500V开关柜，所述的直流1500V开关柜内设有用于供电系统分合闸控制的直流1500V断路器，该直流1500V开关柜内还设有直流变送器和分流器，所述直流变送器与所述断路器进线回路相连，在断路器进线回路处采集断路器进线电压，所述分流器接在所述断路器的出线回路上，所述直流变送器在所述断路器出线回路的所述分流器上采集断路器出线电流。
更进一步地，所述直流电压测量信号为通过所述直流变送器测得的所述断路器进线电压；
所述直流电流测量信号为通过所述直流变送器测得的所述断路器出线电流。
更进一步地，所述服务器为串口服务器，所述录波测控单元的RS485接口通过RS485总线与所述串口服务器相连。
优选的，所述RS485总线为485屏蔽双绞线。
优选的，所述录波测控单元的CPU时钟周期为15ns。
优选的，所述A/D转换通道采用分辨率为14位的A/D转环芯片。
相对于现有技术，本实用新型的有益效果：
本实用新型在线录波分析装置通过录波测控单元获取断路器的分闸指令、合闸指令、分位反馈信号、合位反馈信号，从而获取断路器的动作信号，在断路器动作时，通过直流开关柜内的直流变送器获取断路器的电流电压扰动值，形成录波数据文件，并通过服务器、交换机发送到上位机进行显示，使用户能及时了解断路器的动作特性，尽早察觉断路器的异常情况，有利于提高轨道交通供电系统的可靠性。
附图说明
图1是本实用新型在线录波分析装置的拓扑结构图；
图2是录波测控单元的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步详细描述。
本实用新型轨道交通供电系统直流1500V断路器动作特性在线录波分析装置主要用于监测直流1500V开关柜中的直流1500V断路器的动作特性。
图1为本实用新型的拓扑结构图。
如图1所示，轨道交通供电系统包括直流1500V电房、监控室。
直流1500V电房中设有直流1500V电柜，直流1500V断路器安装在直流1500V电柜中，设有进线回路和出线回路，其出线回路上安装有分流器(未画出)。直流变送器也为直流1500V电柜中的一个原有结构，它与断路器(直流1500V断路器的简称)进线回路相连，在断路器进线回路处采集断路器进线电压(图中未画出)，还与分流器相连，在分流器上采集断路器出线电流(图中未画出)。
本实施例的在线录波分析装置包括录波测控单元TDR100、串口服务器RS2、交换机SC1和上位机PC1、PC2。录波测控单元TDR100安装在直流1500V电柜中，其RS485接口通过485总线与监控室的串口服务器RS2相连，再通过交换机SC1连接到上位机PC1、PC2。上述485总线采用485屏蔽双绞线。
录波测控单元TDR100获取断路器分闸指令、合闸指令、分位反馈信号、合位反馈信号，判断断路器是否动作，在断路器动作时，通过直流变送器获取断路器的出线电流作为断路器直流电流测量信号，并获取断路器的进线电压作为断路器直流电压测量信号，从而获出断路器动作时的电流电压扰动值，并形成录波数据文件。串口服务器RS2读取所述录波数据文件。上位机PC1用作服务器，主要用于数据读取，上位机PC2用作客户端，主要用于录波数据的分析、显示，它们分别于交换机SC1相连。上位机PC1通过交换机SC1访问串口服务器RS2，读取串口服务器RS2中的录波数据，而上位机PC2则通过交换机SC1读取上位机PC1中的数据，进行分析、显示。
通过在上位机PC2中运行录波分析软件对录波数据进行分析显示，生成的波形具备缩放、测量、向量图等功能；同时具备分析功能，如：自动分析断路器动作时间、响应时间、拉弧时间、灭弧时间等关键参数，能将历史数据进行统计分析，形成报表及曲线，如通过历史曲线形成包络图，以判断断路器动作是否异常。
图2为录波测控单元的原理框图，如图2所示，录波测控单元具体由CPU和分别与CPU相连的开关量I/O接口、多路A/D转换通道、按键指示灯、液晶显示模块、电源电路、时钟模块、程序存储器、数据存储器、RS485接口、USB接口和以太网接口构成。
上述开关量I/O接口包括分别用于获取断路器分闸指令、合闸指令、分位反馈信号、合位反馈信号的4路开关量输入通道，所述录波测控单元通过所述4路开关量输入通道获取所述断路器的动作信号。
上述多路A/D转换通道包括分别用于获取断路器直流电压测量信号、直流电流测量信号的2路模拟量输入通道，所述录波测控单元通过所述2路模拟量输入通道获取所述断路器的电流、电压扰动值。
录波测控单元的录波数据最大可循环存储6块扰动数据，每块扰动数据记录故障前200ms和故障后1800ms的采样数据，每0.5ms一个采样点，其CPU时钟周期15nS。录波测控单元通过2路模拟量输入通道，接收直流变送器0～20mA直流电流、电压测量信号，该模拟量输入通道采用的A/D转换芯片分辨率为14位；录波测控单元还通过4路开关量输入通道，接收直流1500V断路器的分合闸指令及合分位反馈信号；最后将获取的数据经过A/D转换和CPU处理后，以录波数据文件的形式存储在其数据存储器重。录波数据以标准的Modbus协议通过RS485串口进行通信，上传到上位机。
本实用新型的工作原理为：
直流变送器在断路器进线回路处采集电压值，在出线回路的分流器上采集电流值，通过数据线传输到录波测控单元；电压电流信号在录波测控单元经过A/D转换和CPU处理后，以录波数据文件的形式暂时存储在录波测控单元的存储区。存储区容量不足时，录波测控单元将预存的录波数据通过RS485总线将数据传输到串口服务器，串口服务器将信号传递给交换机，通过交换机同时把断路器动作扰动数据传输到服务器上位机存储和客户端上位机分析。当断路器动作出现异常时，客户端上位机发出相应的分闸或合闸动作指令，经交换机、串口服务器、录波测控单元，作用于断路器上，同时断路器将合闸指令的反馈信号通过四个开关量输入通道反馈到客户端上位机。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种轨道交通供电系统直流1500V断路器动作特性在线录波分析装置，其特征在于，包括：录波测控单元，在所述断路器动作时，获取所述断路器的电流、电压扰动值，形成录波数据文件；还包括服务器、交换机和上位机，所述服务器读取所述录波数据文件，所述上位机通过所述交换机访问所述服务器，读取所述服务器中的录波数据文件。
2.根据权利要求1所述录波分析装置，其特征是：所述上位机包括上位机服务器和客户端电脑，它们分别与所述交换机相连，所述上位机服务器读取所述录波数据文件，并进行储存，所述客户端电脑则通过访问所述上位机服务器，获取储存在所述上位机服务器上的数据。
3.根据权利要求1或2所述录波分析装置，其特征是：所述录波测控单元由CPU和分别与所述CPU相连的开关量I/O接口、多路A/D转换通道、按键指示灯、液晶显示模块、电源电路、时钟模块、程序存储器、数据存储器、RS485接口、USB接口和以太网接口构成；
所述开关量I/O接口包括分别用于获取断路器分闸指令、合闸指令、分位反馈信号、合位反馈信号的4路开关量输入通道，所述录波测控单元通过所述4路开关量输入通道获取所述断路器的动作信号；
所述多路A/D转换通道包括分别用于获取断路器直流电压测量信号、直流电流测量信号的2路模拟量输入通道，所述录波测控单元通过所述2路模拟量输入通道获取所述断路器的电流、电压扰动值。
4.根据权利要求3所述录波分析装置，其特征是：所述直流电压测量信号为所述断路器进线电压的测量值，所述直流电流测量信号为所述断路器出线电流的测量值。
5.根据权利要求4所述录波分析装置，其特征是：所述轨道供电系统中包括直流1500V电房，直流1500V电房中设有直流1500V开关柜，所述的直流1500V开关柜内设有用于供电系统分合闸控制的直流1500V断路器，该直流1500V开关柜内还设有直流变送器和分流器，所述直流变送器与所述断路器进线回路相连，在断路器进线回路处采集断路器进线电压，所述分流器接在所述断路器的出线回路上，所述直流变送器在所述断路器出线回路的所述分流器上采集断路器出线电流；
所述直流电压测量信号为通过所述直流变送器测得的所述断路器进线电压；
所述直流电流测量信号为通过所述直流变送器测得的所述断路器出线电流。
6.根据权利要求1所述的录波分析装置，其特征是：所述服务器为串口服务器，所述录波测控单元的RS485接口通过RS485总线与所述串口服务器相连。
7.根据权利要求6所述的录波分析装置，其特征是：所述RS485总线为485屏蔽双绞线。
8.根据权利要求3所述录波分析装置，其特征是：所述录波测控单元的CPU时钟周期为15ns。
9.根据权利要求3所述录波分析装置，其特征是：所述A/D转换通道采用分辨率为14位的A/D转环芯片。
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