胡冠楠
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定
摘要：本文介紹新建蘭渝鐵路廣重段南充北站工程站房配電室采用RTu系統，實(shí)現遠程控制室內設備及監控室內設備運轉，提高鐵路電力調度的自動(dòng)化。綜合對比，得出RTu具有更高的智能化、經(jīng)濟實(shí)用和安全等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：南充北站RTU經(jīng)濟實(shí)用 遠程控制
1引言
隨著(zhù)我國鐵路運輸的發(fā)展，傳統的鐵路供配電網(wǎng)和調度模式已經(jīng)很難滿(mǎn)足鐵路運輸發(fā)展的要求，基于計算機、通信技術(shù)、信息自動(dòng)化等信息技術(shù)開(kāi)始在鐵路供配電中應用。RTU智能化將慢慢取代傳統調度模式，提高了鐵路電力調度的自動(dòng)化。本文以新建的高鐵站房南充北站為實(shí)例，介紹RTU技術(shù)的應用。
2工程概況
南充北站工程建筑面積為31298m2，其中站房15998m2，高度24m，地上二層．局部三層，局部地下一層。南充北站高低壓配電室位于站房三段一層，面積為139．33m2，其內兩臺帶外殼干式變壓器TRA、TRB。6臺1 0kV高壓環(huán)網(wǎng)柜G1．G6。18面低壓開(kāi)關(guān)柜A1～A9、B1～B9。通過(guò)三套分散式RTU，一套RTU通訊管理機，一套儀表通訊管理機，實(shí)現了高低壓配電室的遠程控制。
3 RTU技術(shù)應用介紹
3．1站房配電室設計依據
站房高低壓配電室中所有一級負荷及重要的二級負荷均設置RTU，實(shí)現遙信、遙測、遙控；其余各饋出回路設置多功能儀表實(shí)現遙信、遙測。各RTU及多功能表信息上傳至成都供電段調度主站監控，實(shí)現對現場(chǎng)設備的集中管理。低壓兩進(jìn)線(xiàn)及母聯(lián)開(kāi)關(guān)設置PLC控制，PLC與電力遠動(dòng)關(guān)系：PLC為當地自動(dòng)控制，遠動(dòng)操作為PLC備用；當PLC失效時(shí)，能通過(guò)遠動(dòng)系統控制開(kāi)關(guān)；PLC與遠動(dòng)為并聯(lián)關(guān)系，各自獨立接線(xiàn)。PLC的投入與退出由電力調度控制。
3．2 RTU介紹
RTU全名為遠程終端控制系統，是一種遠端測控單元裝置，負責對現場(chǎng)信號、工業(yè)設備的監測和控制。對于其配電室采用無(wú)人值班模式，采用RTU技術(shù)。實(shí)現了供電站對現場(chǎng)高低壓配 電室數據的采集及遠程控制。RTU具有以下技術(shù)特性特征：標準的編程語(yǔ)言；具備多種標準通信協(xié)議，如MODBUS TCP／IP、MODBUSRTU、MODBUS ascii、DNP3等；豐富的通訊接El。支持多種通信方式，通訊距離較長(cháng)；適應各種環(huán)境惡劣的工業(yè)現場(chǎng)；大容量存儲；具備實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統；靈活互相兼容的開(kāi)放式接El；模塊結構化設計。便于擴展。其滿(mǎn)足了供電站對站房的實(shí)時(shí)監控及遠端控制，能及時(shí)處理可能發(fā)生的一些重大問(wèn)題，避免重大災害的發(fā)生。
南充北站高低壓配電室通過(guò)AS—DU—DCl U通訊管理機。上與調度主站連接，向下與站房配電室內高低壓設備連接，完成終端設備數據的采集和轉發(fā)。由站房高低壓設備上的電壓、電流及電能等通過(guò)以太網(wǎng)將數據上傳至調度主站計算機系統中，能及時(shí)監控配電室內電壓、電流是否正常，并通過(guò)以太網(wǎng)由主站發(fā)出信號能及時(shí)“分"“合"閘，實(shí)現主站對現場(chǎng)的遠端控制。
RTU柜主要包括通信管理機、UPS電源以及工作指示燈和雙切電源顯示屏等。RTU通信系統主要通過(guò)通信管理機實(shí)現各種自動(dòng)化裝置、智能化儀表、變電站智能輔助設備避免出現以下問(wèn)題：現場(chǎng)數據已傳輸完畢且在調試過(guò)程中需要經(jīng)行分合閘從而導(如直流電源通信)和系統主計算機 號完整，但在調度軟件中，遙測 致站房?jì)雀鞣N設備不能正常運轉，且系統的信息傳遞、合成、編輯、信號上傳缺失，只接收到部分設備可能會(huì )給其他正在施工的工作帶來(lái)管理和設備監控功能的缺失。RTU的職能是監測電壓、電流、電能等信號。通過(guò)現場(chǎng)就需要跟成都供電段合理采集所在發(fā)電廠(chǎng)或變電站表征電力反復查找。多次上傳數據，確定時(shí)間以及調試步驟。
由于站房一級負統運行狀態(tài)的模擬量和狀態(tài)量，監視于配電室內RTU廠(chǎng)家軟件與調度以及重要的二級負荷采用雙回路供并向調度傳送這些模擬量和狀態(tài)。軟件編程的差異造成了上傳數據的錯誤，在調試過(guò)程中可以將低壓柜RTA量。執行調度發(fā)往所在發(fā)電廠(chǎng)或 不完整。由調度更改軟件編程， 與低壓柜RTB分開(kāi)調試，并通過(guò)現場(chǎng)變電站的控制和調節命令。其原理 使得上傳數據達到了100％上傳，人員通知可能會(huì )影響到的施工班組。 提前做好準備避免造成損失，并在調試完成后馬上通知施工班組施工。這樣既保證了施工的順利，也能更好的完成RTU調試。
3．3遠動(dòng)調試中的重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法
3．3．1重點(diǎn)
更換至同一低壓柜其他帶有大負荷的搬運，并在搬運過(guò)程中需特別注意RTU調試主要是在無(wú)人值守的配 回路中，從而達到上傳數據的目的。 保護柜體外表油漆以及指示燈、量
電室內實(shí)現設備狀態(tài)量的上傳，能實(shí)現在遙控調試中遇到表等不受損。
3．3．2難點(diǎn)及解決方案
控制在5s形捕捉與故障波形記錄、可編程越限。在調試過(guò)程中，遇到了各種困難，進(jìn)而進(jìn)行調試，達到了遠程控制報警、事件順序記錄、趨勢記錄等功能。通過(guò)工作人員的共同努力，保制并使其動(dòng)作時(shí)間控制在2s以?xún)取?/div>
3．3．3調試對施工的影響
現場(chǎng)設備狀態(tài)的監測與控制，且在遙測信號調試時(shí)，由于站房?jì)仍O備已開(kāi)始運行，可與各種電力自動(dòng)化系統集成，共享豐富的監測數據與電能質(zhì)量數據。符合鐵路總公司2015頒布的《鐵路電力遠動(dòng)終端(RTU)技術(shù)條件》規定低壓變電所分布式RTU技術(shù)條件。ASDU—DClU通訊管理機，包含有交、直流電源。四個(gè)工業(yè)標準RS485，一個(gè)工業(yè)標準RS232，兩個(gè)10M／100M自適應以太網(wǎng)接口，可以實(shí)現互聯(lián)互通傳輸數據。它解決了系統終端安裝分散、數據距離遠、通信協(xié)議不統一等問(wèn)題。支持多種通訊規約，實(shí)現各種自動(dòng)化裝置、智能化儀表、變電站智能輔助設備和計算機系統、調度自動(dòng)化系統及配電自動(dòng)化系統。
4 RTU在高鐵站房應用的優(yōu)點(diǎn)
在我國RTU技術(shù)也受到了相應地重視，RTU具有通訊距離較長(cháng)；用于各種惡劣的工業(yè)現場(chǎng)；模塊結構化設計；便于擴展等特點(diǎn)。在具有遙信、遙測、遙控領(lǐng)域的水利，電力調度，市調度等行業(yè)廣泛使用。在站房配電室采用了RTU系統，相比較傳統方式具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)減少了運行維護人員；
(2)控制的靈活性，既可以實(shí)現現場(chǎng)就地控制也可以在調度進(jìn)行遠程控制；
(3)實(shí)現分散控制，提高了系統的安全性、可靠性；
(4)環(huán)境適應性強，減少了現場(chǎng)維護工作；
(5)節省大量信號線(xiàn)及接線(xiàn)工作，從而節約了控制室的空間，降低了成本；
(6)配置、組態(tài)方式靈活。在現場(chǎng)或控制室均可進(jìn)行；
(7)采用模塊化設計。安裝、維護方便；
(8)低功耗，節約電源成本；升級方便，功能齊全。
5安科瑞配電室環(huán)境監控系統的介紹與選型
5.1簡(jiǎn)介
安科瑞電氣股份有限公司根據配電室實(shí)際情況，結合多年的變電站和配電室的運行管理經(jīng)驗，自主研發(fā)了安科瑞配電室綜合監控系統，實(shí)現了智能開(kāi)關(guān)柜運行監控、高壓開(kāi)關(guān)柜帶電顯示、電流電壓等負載運行監控、母線(xiàn)測溫監測、電纜測溫監測、環(huán)境監測、有害氣體監測、安防監控、采暖通風(fēng)、門(mén)禁、燈光、風(fēng)機、除濕機、空調控制等功能。實(shí)現動(dòng)力環(huán)境各數據的檢測與設備控制，實(shí)現動(dòng)力環(huán)境優(yōu)化，避免運行環(huán)境的失控導致配電設備運行故障，保證維護人員，延長(cháng)設備使用壽命，減少配電室粗放式管理導致成本過(guò)高，同時(shí)實(shí)現配電動(dòng)力環(huán)境的分布式遠程管理。
5.2系統功能
5.2.1 通信管理
安科瑞智能配電室綜合監控系統可以完成對整個(gè)配電室范圍內的通信設備進(jìn)行管理、添加、刪除、控制和數據的實(shí)時(shí)監測。
5.2.2實(shí)時(shí)監測
安科瑞智能配電室綜合監控系統人機界面友好，能夠顯示配電室設備的運行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監測配電室環(huán)境參數信息，如視頻、溫度、濕度、漏水/水浸、水位、有害氣體和電參量等。實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。
5.2.3 數據查詢(xún)
在人機界面中，可以直接查看配電室個(gè)設備的運行數據。
5.2.4曲線(xiàn)查詢(xún)
在曲線(xiàn)查詢(xún)界面，可以直接查看遙測參量曲線(xiàn)，包括溫度、濕度、水位、有害氣體、電壓、電流等曲線(xiàn)。
5.2.5運行報表
查詢(xún)配電室內設備的運行數據報表，包括日報表、月報表、年報表和查詢(xún)報表等。
5.2.6實(shí)時(shí)告警
科瑞智能配電室綜合監控系統具有實(shí)時(shí)告警功能，系統能夠對配電室溫度、濕度、有害氣體、設備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。告警如右圖所示：
5.2.7 歷史事件查詢(xún)
安科瑞智能配電室綜合監控系統能夠對產(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶(hù)對系統事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢(xún)統計、事故分析。
5.2.8 用戶(hù)權限管理
為保障系統穩定運行，設置了用戶(hù)權限管理功能。通過(guò)用戶(hù)權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作（如遙控的操作，數據庫修改等）?？梢远x不同級別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的保障。
5.2.9網(wǎng)絡(luò )拓撲圖
安科瑞智能配電室綜合監控系統支持實(shí)時(shí)監視接入系統的各設備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統網(wǎng)絡(luò )結構?？稍诰€(xiàn)診斷設備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò )異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。
5.2.10遙控操作
安科瑞智能配電室綜合監控系統可以對整個(gè)配電系統范圍內的設備進(jìn)行遠程遙控操作。
5.3Acrel-2000E/B配電室環(huán)境監控系統推薦配置選型
6總結
站房配電室采用RTU對配電室內各種設備進(jìn)行遠端控制，能隨時(shí)監控現場(chǎng)，當出現問(wèn)題時(shí)能及時(shí)處理。與傳統控制方式相比較能更好的發(fā)現問(wèn)題以及處理問(wèn)題。而且在很大程度上節約了勞動(dòng)力，取代了以前有人值守的模式。目前在我國RTU技術(shù)應用還正在起步階段，在個(gè)別場(chǎng)合還有拿PLC來(lái)當RTU使用的情況，特別是在較為惡劣環(huán)境中，這種應用可靠性很難保證。但是隨著(zhù)RTU技術(shù)應用的擴大與發(fā)展，這種狀況正在逐漸發(fā)生變化。從科技發(fā)展以及人文角度分析，遠程終端控制系統將慢慢取締老式控制方式。雖然RTU技術(shù)在國內還不成熟，但要相信實(shí)例，相信正在向智能化靠近的RTU系統，在今后的大型配電所以及其他工程中將慢慢展現其優(yōu)勢。
參考文獻：
黃國芳，徐石明．數字化變電站保護測控裝置關(guān)鍵技術(shù)研究II[J]1．江蘇電機工程2008．5．(11)：一16
王剛，曲世超，曾文．高鐵站房變配電室遠程測控終端(RTU)技術(shù)應用[J]1．新技術(shù)推廣與應用2016．一1
安科瑞Acrel-2000EB配電室綜合監控系統2020.04版
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更新時(shí)間：2023-06-02 
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