摘要:本文詳細介紹了XDZJ—Ⅱ信號電源智能監控裝置的主要功能、技術特點、裝置結構，及在哈鐵供電段的應用情況。

關鍵詞:智能監控;越限報警;故障錄波;故障信息

1、引言

近年來，中國鐵路為了與世界接軌，提高鐵路運輸能力，前后進行了六次大提速。每一次提速，都是對鐵路管理手段和設備性能的一次極大挑戰。隨著鐵路生產布局調整的深入，鐵道部明確提出了新的設備運行質量標準，并加大力度，推進建設與規劃鐵路行車設備現代化進程。“信號電源監控系統”作為鐵路行車供電設備的重要組成部分，在保障鐵路行車運輸安全方面起著極其重要的作用，其自動化和現代化建設顯得更加重要。

2、電力遠動設備的概述

電力遠動設備—“XDZJ-Ⅱ鐵路信號供電電源監控裝置”是在多年成功應用的基礎上，經多方調研，應用新技術、新平臺，研制開發的鐵路信號電源智能監控裝置。該裝置具有數據采集和控制、電流電壓越限報警、故障錄波、故障信息上報等功能，實現了鐵路電力部門對信號供電電源(自閉線與貫通線)的實時監控，使生產管理人員隨時掌握信號供電電源的運行狀態，及時發現故障并進行搶修，并能夠對故障原因進行準確地分析和判斷，提高了電力自動化管理水平。

2.1 裝置結構

“XDZJ-Ⅱ信號電源智能監控裝置”的結構如圖1。

“XDZJ-Ⅱ信號電源智能監控裝置”克服了原“信號電源監控裝置”出現故障時需要兩路電源同時停電進行維護的弱點，改變控制和采集部分的結構，實現了只需停一路電即可對設備進行逐步維修。

“XDZJ-Ⅱ信號電源智能監控裝置” 測控核心單元封裝在鋁合金箱體內，插板結構。門上裝有液晶屏。內分為電源板、IO板、CPU板、AI采樣板、母板和顯示接口板。功能齊全，人機接口簡單。便于用戶操作和工作人員維修。

2.1.1測控核心單主要模塊組成

電源模塊:為整個裝置提供優質穩定的電源。

控制模塊:提供8路控制輸出和18路狀態輸入，擴大了控制范圍，可實現一對八的控制。

模擬量采集模塊:可實現對16路模擬量進行精確采集，從而使裝置的使用范圍更加廣泛。

中央處理模塊:是整個裝置的中樞，采用嵌入式ARM處理器，對所有數據信息進行處理，傳輸和顯示，將大幅度提高裝置的運算速度和處理能力及精度。

顯示模塊:提供液晶顯示和按鍵接口，可實現就地查看裝置的運行數據，對裝置實施就地控制操作。

通訊模塊:裝置設置了多種通訊接口，以適應不同通訊方式。可實現就地錄波數據的提取和裝置內部參數的設置。可與上位機間進行數據交換。

2.2主要功能

2.2.1主要功能

遙測功能:可對接入的16路模擬量進行采集，測量誤差<0.5%。

遙信功能:可測量18路開關狀態并對開關變位進行記錄，精確到2mS。

遙控功能:在調度端可對貫通及自閉的兩路高壓開關、兩路低壓開關進行分合操作，同時還作出了四路開關的預留，使可遙控路數達到8路，提高了裝置的可擴展性。

故障錄波及事件計錄:可保存7個歷史故障波及1個正常錄波，故障點前5個波，及后10個波，同時記錄兩側電源的所有數據。故障波錄波啟動條件如下:低壓側開關動作;過流直接啟動;失壓直接啟動。

當裝置錄波結束以后通知調度端，同時做備份存儲，由調度端手動提取故障波，當通訊通道故障時亦可現場提取。依據設定的低壓側異常電壓及過流定值，當電壓或電流出現異常時，裝置將立即報警并將采樣的數據所形成的事故曲線上報調度，記錄曲線持續128個采樣點，采集間隔設定為每100mS一個點。若異常情況依舊存在，其后將只傳送更大的峰值，且可以間隔時間定時上傳報警。保存有最多8條事故曲線，按事故出現的先后次序排列。

通訊:當數據傳送過程中受到通道速率限制的情況下，大量冗余數據充斥信道時，為避免上述情況發生，設置了變化數據優先上傳的數據格式，該數據包含了變化前后的具體數值以及變化的時間，并且變化的幅度可以通過定值設定。通過不同的通訊方式將測量數據、事件、錄波數據及報警等信息上傳。通訊方式:通過標準MODEM方式上傳;通過以太網按101或104標準通訊規約上傳;就地通過全功能RS232口接入計算機進行現場調試。報警類型有:失壓報警、缺相報警、相位角異常報警、相序異常報警、開關異常分斷報警。

裝置自檢功能:裝置在正常運行過程中，不斷進行自檢。自檢包括主板的CPU、RAM、通訊、采樣模塊、交流電源的工作情況，并能將異常情況通過異常報警的方式傳到調度端。 2.3 技術特點

測控核心單元封裝在鋁合金箱體內，即可組屏，又可單獨使用。外形美觀，前端開門，插板結構。增設液晶顯示功能，便于用戶操作和工作人員維修;便于整機更換。

將原雙箱結構改為單箱結構，省去雙箱通訊的數據線，減少故障點，加強保護措施，進一步提高防雷及抗干擾能力。

在I路、II路低壓均停電時，測控核心單元仍能工作500ms，記錄失電瞬間前5個，后10個周波，在設備恢復供電后可以通過上位機調取錄波數據。存儲錄波數據的NVRAM采用高速鐵電RAM存儲，可靠性高。

采用單CPU芯片結構，解決了原“信號供電電源監控裝置”雙CPU芯片之間，通訊時序易受干擾的弱點，提高了系統的抗干擾能力。

開關輸入量擴充為18個、跳合繼電器輸出量擴充為8路、模擬信號采集量擴充為16路。測量精度由原裝置的1%提高到0.5%。

與上位機通訊采用標準化通訊規約，增加了通訊的通用性及與其他設備的友好接口。

增加了相序、相位角異常報警功能。當現場發生相序、相位角異時及時上報監控終端，并在液晶屏上同時顯示報警，提醒系統檢修人員，避免系統無法正常運行的情況發生。

模塊化設計，對整體結構的全面改進:采用多板卡形，既有利于局部故障更換，縮小了裝置的體積。

3、電力遠動在哈鐵供電段的應用

“信號電源監控系統”自 2000年初研發成功并通過鐵道部質檢中心鑒定，用以保障鐵路行車供電安全的監控產品，并于2001年開始推廣應用。多年來，“信號電源監控系統”已在哈鐵供電段各條主干線上全面鋪開，它的誕生與全面推廣，對行車供電安全管理來說具有跨時代的意義。隨著鐵路大提速發展的需要和計算機、自動化技術的不斷發展，鐵路對行車設備的性能也相應提出了更高的要求，出臺了一系列新的標準對行車設備加以審評，其目的就在于提高設備的可靠性、安全性和自動化程度，更好的保障行車安全，滿足、解決行車運輸大提速的需要。為此，監控、列控都已隨之更換了更高標準和性能的設備，來適應鐵路新的發展。哈鐵供電段多年來一直致力于鐵路電力行業信息化建設的研究，尋求新的管理方法和高性能、高可靠性、免維護設備的投入。考慮到提高設備的利用率，哈鐵供電段早在2004年，就指派專人在兩年內分別前往鄭州局、濟南局、沈陽局、北京局等兄弟單位進行實地考查，并同時前往幾個全(下轉372頁)

(上接370頁)國知名的電力自動化廠家進行技術咨詢與探討，了解并掌握了電力自動化行業最新的技術動向，并結合管內行車供電實際狀況，請專家進行評估，最終決定對原有設備進行技術升級改造，使其性能完全達到部級質量標準，采用此種方案，可極大的節省投資，縮減建設成本。

總結

鐵路信號電源智能監控裝置安裝時間短，減少了對運輸的干擾，而且后期免維修，節省大量人力物力，供電可靠性也大大提高。該裝置經過試運行，能夠滿足鐵路大提速的需要，能夠實現免維修和少維護，可以快速切除故障和恢復供電。該裝置采用了先進的通訊方式，通過通信管理模塊以網絡方式通信，保證了數據內部傳輸的鏈路暢通，從整體上提高了裝置的檢測精度和可行的數據傳輸試，使其具有更廣泛的適用性、通用性和靈活性。

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