CN207910551U - 铁路轨床施工移动变电站智能在线监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种铁路轨床施工移动变电站智能在线监控装置，包括：干式变压器、固体绝缘高压柜、低压配电柜、UPS电源、显示器、智能保护装置、远程通讯装置、数据终端、温湿度保护装置、以太网接口、收发天线、复合不锈钢壳体、减震器、加热板、轴流风机、接地桩，其中，干式变压器、固体绝缘高压柜、低压配电柜、UPS电源、温湿度保护装置与智能保护装置相连接，智能保护装置与显示器、远程通讯装置相连接，所有设备安装在复合不锈钢壳体内，不锈钢壳体通过减震器与地面桩基联接。本实用新型具有成套性强、结构紧凑、可靠性高、现场安装工作量小、安装调试周期短以及可移动等特点。

Description

铁路轨床施工移动变电站智能在线监控装置

技术领域

本实用新型涉及一种适用于高铁轨床施工的监测装置，特别涉及一种铁路轨床施工移动变电站智能在线监控装置，属于轨道交通电气设备智能化领域。

背景技术

铁路轨床施工移动变电站随着铁路轨床施工设备的延伸，不断调整或者随着施工进度调整安装位置，电网电压波动较大，有大型施工设备启停时，冲击电压波动往往使得正在运行的设备跳闸。在搬运时受到机械冲击，运输颠簸、震动，影响使用寿命及运行可靠性。

移动变电站大多使用在偏远的铁路施工现场的特殊性，运行条件恶劣，长期在户外运行、风雨雪、湿度，温差变化对高压电气设备的表面会产生凝露，降低绝缘强度，造成安全隐患，需要及时启动除湿措施进行保护。

由于国内铁路轨道交通行业快速发展，对铁路施工用移动变电站设备供电的安全可靠性提出了更高的要求，由于移动变电站不具备无人值守、巡检以及故障处理能力，对移动变电站的配电设备实时监测、保护、控制与常规变电站相比难度更大。

铁路的大发展，高速铁路、客运专线、城际铁路的快速建设，要求智能箱式变电站不但要具有常规变电站基本功能，又能对重要配电设备的监测、保护、控制、动作做出快速响应，不能影响铁路施工进度并能及时把相关数据发送到值班调度系统，保障施工调度对分布于铁路施工作业区的移动变电站工作情况，做出有效处理。本实用新型专利一种针对铁路轨床施工移动变电站智能在线监控装置，经过试运行达到了预期目标，提高铁路施工效率41.2%，创造了社会效益。

铁路用智能箱式变电站推广，加快铁路建设和供电的可靠、可监控性，随着应用的推广，铁路轨床施工移动变电站智能在线监控装置将进一步发挥作用，提高铁路施工电源系统运行的可靠性。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出一种铁路轨床施工移动变电站智能在线监控装置目的在于克服现有技术的不足，针对目前铁路施工供电偏远分散，人工监控、维修及操作难度大，变电站所处运行环境差、电压波动大等因素，将铁路施工供电远程监控和智能控制作为提高铁路施工供电的安全，可靠性手段。

本实用新型针对铁路轨床施工移动变电站增加智能化功能；在特定轨床施工移动变电站自主开发软件应用下，能完成移动变电站故障自动定位、故障切除、施工设备重合闸、网络重构等功能，从而保证在短时间内恢复施工设备送电。

集干式变压器、固体绝缘高压柜、低压配电柜及UPS电源装置相连接的智能控制、智能保护、远程通讯与一体安装在复合不锈钢壳体内有减震器支撑。具有成套性强、结构紧凑、可靠性高、现场安装工作量小、安装调试周期短以及可移动等特点。

本实用新型优点：

本实用新型提出一种铁路轨床施工移动变电站智能在线监控装置克服了原移动变电站无人值守，无法实时监控的问题，通过对现场电控设备的运行点采集和控制以及通过数据无线传输功能的实现，解决了铁路轨床施工移动变电站长期以来无法解决有的监控问题，形成了铁路轨床施工专用的移动变电站智能在线监测装置，提高了自动化水平及施工进度。

本实用新型系统结构：干式变压器、固体绝缘高压环网柜、低压配电柜及电源装置相连接的干式变压器智能控制装置和智能保护远程通讯装置。其中，集干式变压器、固体绝缘高压柜、低压配电柜、及UPS电源相连接的智能控制、智能保护、远程通讯、以太网接口与一体安装在复合不锈钢壳体内由减震器支撑。

本实用新型采用在线式UPS 后备操作电源，其容量满足断路器检修状态合闸和分闸的需要，UPS 选用在线式工业级产品，保证在箱变内部高、低温情况下可靠运行，UPS 配置电池保证在全箱变全部停电的状态下能够正常供电3小时以上，并保证高压开关的5次分合闸。

本实用新型采用温度、湿度控制装置驱动加热板和轴流风机，具有防止温度过低而使电气设施不能正常工作的措施和防止箱变内部凝露和结霜的措施。低压柜内安装电加热装置，并由湿度控制装置控制，干式变压器室、固体绝缘高压环网柜室、低压室每个格式安装直径100mm 的轴流风机，由温、湿度控制器控制，保证各个隔室的通风。

本实用新型采用双层、密封、防腐蚀、隔温结构，内部采用不锈钢板及阻燃绝缘隔板严密分割成高压室、干式变压器室、低压室，双层箱体采用2mm 厚度不锈钢板制作，双层之间有防火隔温材料。

本实用新型箱体的底架部件由槽钢焊接而成并设有吊装环，框架及门采用不锈钢板，厚度不小于2.5mm ，门和顶盖钢板厚度不小于2mm 。箱体所有门轴采用不锈钢材料制作，防止摩擦部位生锈，移动变电站框架有6个减震器联接地面桩基。

本实用新型设有自动温控和防凝露措施，采用双层结构，提高防护能力，并起到夏天隔温、冬天保温的作用，为防止自动化室温度在炎热夏天，温升会急剧提高，自动实现强制排风。设置防尘风道箱变的高低压室装设一套排风、防尘、防潮系统，作为双层箱体隔温措施的应急补充。箱体的密封解决防尘、防潮、防凝露，保证自动化设备长期稳定运行。一但由于夏季高温和雨季高湿，低压室的运行环境超出规定范围，就自动启动通风系统，当夏季温度高于50°C时，自动启动强排风系统，降低低压室温度。当低压室湿度大于设定临界值时，防凝露系统自动检测并启动风机，防止凝露发生。

本实用新型监视内容包括：UPS 工作状态、蓄电池工作状态、输入/输出电源工作状态等，并且接收来自调度中心的遥控命令实现远程电池活化功能。

本实用新型通信接口主要包括主通信口、当地维护口和扩展口。STU 主通信口完成与主站的通信功能，传输速率与远动调度控制中心的传输速率协调。主通信口采用以太网接口。维护口与笔记本电脑通信，完成运行参数整定、程序维护以及状态监视等功能。通信接口采取隔离、接地等抗干扰措施，防止干扰信号的侵入在交流电源断电时通信接口正常工作。

本实用新型控制处理配有足够的内存容量及实时数据采集、管理软件。实现对各I/O接口的实时管理及数据处理。遥控输出接口接收控制输出命令并执行，在输出接口界面采取光电隔离措施，对控制输出接口采取监测。

本实用新型遥信输入接口采集来自现场监视对象的实时状态信息，监测各开关柜、的开关状态，相应控制回路的手自动状态。

本实用新型故障与报警，当装置检测到本身严重时，发出装置故障闭锁信号，同时闭锁装置出口，装置面板上的运行灯熄灭。

本实用新型故障录波采集、记录相间短路故障、单相接地故障和高压断相故障的故障数据，快速上报至主站，与主站配合完成线路自动化功能。可存储至少5次故障录波数据。

本实用新型自动分断故障隔离，具有远程监控和就地控制两种方式的线路自动化功能，两种方式之间可以切换。当通信条件具备时，通过远程监控实现线路自动化功能；当通信条件不具备或通道故障时，能够基于电压-时间方式，与配电所出线开关保护配合，实现就地故障定位、隔离等功能。

本实用新型铁路轨床施工移动变电站智能在线监控装置本地显示具备显示功能，可通过菜单按键观察装置测控信息，便于维护。

附图说明

图1为本实用新型的箱体布局图；

图2为本实用新型的功能示意图。

图中：1、干式变压器；2、固体绝缘高压柜；3低压配电柜；4、UPS电源；5、显示器；6、智能保护；7、远程通讯装置；8、数据终端；9、温度、湿度保护；10、以太网接口；11、收发天线；12、复合不锈钢壳体；13、减震器；14、加热板；15、轴流风机；16、接地桩。

具体实施方式

结合附图对本实用新型做进一步说明，如图1所示，移动变电站智能监控装置包括：1、干式变压器；2、固体绝缘高压柜；3低压配电柜；4、UPS电源；5、显示器；6、智能保护；7、远程通讯装置；8、数据终端；9、温度、湿度保护；10、以太网接口；11、收发天线；12、复合不锈钢壳体；13、减震器；14、加热板；15、轴流风机；16、接地桩；

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

集干式变压器（1）固体绝缘高压柜（2）低压配电柜（3）及UPS电源(4)相连接的智能控制、智能保护（6）、远程通讯（7）、以太网接口（10）与一体安装在复合不锈钢壳体（12）内由减震器（13）支撑。

采用在线式UPS(4)后备操作电源，其容量满足断路器检修状态合闸和分闸的需要，UPS(4)选用在线式工业级产品，保证在箱变内部高、低温情况下可靠运行，UPS(4)配置电池保证在箱变全部停电的状态下能够正常供电3小时以上，保证高压开关的5次分合闸。

本实用新型采用双层、密封、防腐蚀、隔温复合不锈钢壳体（12）结构，内部采用不锈钢板及阻燃绝缘隔板严密分割成高压柜（2）室、干式变压器（1）复合不锈钢壳体（12）室、低压柜（3）室，双层复合不锈钢壳体（12）箱体采用2mm 厚度以上的不锈钢板制作，双层之间有防火隔温材料。

本实用新型设有自动温湿度控制器（9）防凝露措施，并起到夏天隔温、冬天保温的作用，为防止自动化仪表温度在炎热夏天温升急剧提高时温湿度控制器（9）开启轴流风机（15）强制排风。箱体的密封解决防尘、防潮、防凝露，保证显示器（5）智能保护（6）远程通讯装置（7）数据终端（8）设备长期稳定运行。由于夏季高温和雨季高湿，低压柜（3）室的运行环境超出规定范围，就自动启动轴流风机（15）进行通风去湿。

本实用新型显示器（5）监视内容包括： UPS电源(4)工作状态、蓄电池工作状态、输入/输出电源工作状态等，并且接收来自铁路施工调度中心远程通讯装置（7）的数据终端（8）遥控命令实现远程电池修复功能。

本实用新型智能测控为智能型电流电压测控装置，可实现高压柜（2）室、干式变压器（1）及380V 施工电源线路的测控功能。

本实用新型远程通讯（7）、以太网接口（10）通信接口主要包括主通信口、当地维护口和扩展口。STU 主通信口完成与主站的通信功能，传输速率与铁路施工电力远动调度控制中心远程通讯、以太网接口（7）的传输速率协调。主通信口采用远程通讯（7）、以太网接口（10）维护口与笔记本电脑通信，完成运行参数整定、程序维护以及状态监视等功能。

本实用新型智能保护（6）处理器配有足够的内存容量及实时数据采集、管理软件。实现对各I/O接口的实时管理及数据处理。遥控输出接口接收智能保护（6）控制输出命令并执行，在输出接口界面采取光电隔离措施，对控制输出接口采取监测。

本实用新型遥信输入接口采集来自现场显示器（5）监视对象的实时状态信息，监测低压柜（3）室各路施工电源运行状态，相应控制回路的自动保护状态。智能保护（6）模拟量输入接口接收来自固体绝缘高压柜（2）室、高压配电智能保护（6）器同电压互感器、电流互感器二次相连接，采集高压配电设备运行参数；低压柜（3）室低压配电智能保护器（6）同电压互感器、电流互感器、配电设备运行开关接点相连接，负责采集低压电源施工设备运行参数，互感器输入信息，采用交流直接采样，智能保护（6）在输人接口界面采取抗干扰及隔离措施。可测量施工电源线路电压、电流、零序电压、零序电流、功率因素、有功、无功、电能，测量显示器（5）显示高压柜（2）室、干式变压器（1）低压柜（2）室温度、湿度。

本实用新型远程通讯（7）、以太网接口（10）遥测参数：7路交流输入，最大可接入3路电压量及4路电流量。额定交流电流输入：5A 或1A 由高压柜（2）室、低压柜（2）电流互感器输入。

本实用新型故障与报警在显示器（5）显示，当装置检测到本身严重时，发出装置故障闭锁信号，同时闭锁装置出口，动力装置面板上的运行灯熄灭。

本实用新型故障录波采集在显示器（5）显示、记录相间短路故障、单相接地故障和高压断相故障的故障数据，经远程通讯装置（7）以太网接口（10）快速上报铁路施工调度中心主站，与主站配合完成线路智能保护（6）功能，可存储至少5次故障录波数据。铁路轨床施工移动变电站智能在线监控装置本地显示器（5）显示，可通过菜单按键观察装置测控信息，便于维护。

Claims (3)

1.一种铁路轨床施工移动变电站智能在线监控装置，其特征在于：该装置包括：干式变压器、固体绝缘高压柜、低压配电柜、UPS电源、显示器、智能保护装置、远程通讯装置、数据终端、温湿度保护装置、以太网接口、收发天线、复合不锈钢壳体、减震器、加热板、轴流风机、接地桩，其中，干式变压器、固体绝缘高压柜、低压配电柜、UPS电源、温湿度保护装置与智能保护装置相连接，智能保护装置与显示器、远程通讯装置相连接，所有设备安装在复合不锈钢壳体内，不锈钢壳体通过减震器与地面桩基联接。

2.根据权利要求1所述的一种铁路轨床施工移动变电站智能在线监控装置，其特征在于：复合不锈钢壳体采用双层、密封、复合2mm 厚度不锈钢壳体板制作，结构内部采用不锈钢板及阻燃绝缘隔板严密分割成高压柜室、干式变压器室、低压柜室。

3.根据权利要求1所述的一种铁路轨床施工移动变电站智能在线监控装置，其特征在于：温度、湿度保护装置与加热板和轴流风机相连接，干式变压器室、高压柜室、低压柜室，每个室内安装直径100mm 的轴流风机，由温、湿度控制器控制。