江蘇安科瑞電器制造有限公司 顧城

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(tǒng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制室內(nèi)設(shè)備及監(jiān)控室內(nèi)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，提高鐵路電力調(diào)度的自動化。綜合對比，得出RTu具有更高的智能化、經(jīng)濟(jì)實用和安全等特點。

關(guān)鍵詞：南充北站RTU經(jīng)濟(jì)實用 遠(yuǎn)程控制

1引言

隨著我國鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，傳統(tǒng)的鐵路供配電網(wǎng)和調(diào)度模式已經(jīng)很難滿足鐵路運(yùn)輸發(fā)展的要求，基于計算機(jī)、通信技術(shù)、信息自動化等信息技術(shù)開始在鐵路供配電中應(yīng)用。RTU智能化將慢慢取代傳統(tǒng)調(diào)度模式，提高了鐵路電力調(diào)度的自動化。本文以新建的高鐵站房南充北站為實例，介紹RTU技術(shù)的應(yīng)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(nèi)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面低壓開關(guān)柜A1～A9、B1～B9。通過三套分散式RTU，一套RTU通訊管理機(jī)，一套儀表通訊管理機(jī)，實現(xiàn)了高低壓配電室的遠(yuǎn)程控制。

3 RTU技術(shù)應(yīng)用介紹

3．1站房配電室設(shè)計依據(jù)

站房高低壓配電室中所有一級負(fù)荷及重要的二級負(fù)荷均設(shè)置RTU，實現(xiàn)遙信、遙測、遙控；其余各饋出回路設(shè)置多功能儀表實現(xiàn)遙信、遙測。各RTU及多功能表信息上傳至成都供電段調(diào)度主站監(jiān)控，實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的集中管理。低壓兩進(jìn)線及母聯(lián)開關(guān)設(shè)置PLC控制，PLC與電力遠(yuǎn)動關(guān)系：PLC為當(dāng)?shù)刈詣涌刂?，遠(yuǎn)動操作為PLC備用；當(dāng)PLC失效時，能通過遠(yuǎn)動系統(tǒng)控制開關(guān)；PLC與遠(yuǎn)動為并聯(lián)關(guān)系，各自獨立接線。PLC的投入與退出由電力調(diào)度控制。

3．2 RTU介紹

RTU全名為遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)，是一種遠(yuǎn)端測控單元裝置，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場信號、工業(yè)設(shè)備的監(jiān)測和控制。對于其配電室采用無人值班模式，采用RTU技術(shù)。實現(xiàn)了供電站對現(xiàn)場高低壓配 電室數(shù)據(jù)的采集及遠(yuǎn)程控制。RTU具有以下技術(shù)特性特征：標(biāo)準(zhǔn)的編程語言；具備多種標(biāo)準(zhǔn)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；適應(yīng)各種環(huán)境惡劣的工業(yè)現(xiàn)場；大容量存儲；具備實時多任務(wù)操作系統(tǒng)；靈活互相兼容的開放式接El；模塊結(jié)構(gòu)化設(shè)計。便于擴(kuò)展。其滿足了供電站對站房的實時監(jiān)控及遠(yuǎn)端控制，能及時處理可能發(fā)生的一些重大問題，避免重大災(zāi)害的發(fā)生。

南充北站高低壓配電室通過AS—DU—DCl U通訊管理機(jī)。上與調(diào)度主站連接，向下與站房配電室內(nèi)高低壓設(shè)備連接，完成終端設(shè)備數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)發(fā)。由站房高低壓設(shè)備上的電壓、電流及電能等通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至調(diào)度主站計算機(jī)系統(tǒng)中，能及時監(jiān)控配電室內(nèi)電壓、電流是否正常，并通過以太網(wǎng)由主站發(fā)出信號能及時“分"“合"閘，實現(xiàn)主站對現(xiàn)場的遠(yuǎn)端控制。

RTU柜主要包括通信管理機(jī)、UPS電源以及工作指示燈和雙切電源顯示屏等。RTU通信系統(tǒng)主要通過通信管理機(jī)實現(xiàn)各種自動化裝置、智能化儀表、變電站智能輔助設(shè)備避免出現(xiàn)以下問題：現(xiàn)場數(shù)據(jù)已傳輸完畢且在調(diào)試過程中需要經(jīng)行分合閘從而導(dǎo)(如直流電源通信)和系統(tǒng)主計算機(jī) 號完整，但在調(diào)度軟件中，遙測 致站房內(nèi)各種設(shè)備不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，且系統(tǒng)的信息傳遞、合成、編輯、信號上傳缺失，只接收到部分設(shè)備可能會給其他正在施工的工作帶來管理和設(shè)備監(jiān)控功能的缺失。RTU的職能是監(jiān)測電壓、電流、電能等信號。通過現(xiàn)場就需要跟成都供電段合理采集所在發(fā)電廠或變電站表征電力反復(fù)查找。多次上傳數(shù)據(jù)，確定時間以及調(diào)試步驟。

由于站房一級負(fù)統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的模擬量和狀態(tài)量，監(jiān)視于配電室內(nèi)RTU廠家軟件與調(diào)度以及重要的二級負(fù)荷采用雙回路供并向調(diào)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(shù)據(jù)的錯誤，在調(diào)試過程中可以將低壓柜RTA量。執(zhí)行調(diào)度發(fā)往所在發(fā)電廠或 不完整。由調(diào)度更改軟件編程， 與低壓柜RTB分開調(diào)試，并通過現(xiàn)場變電站的控制和調(diào)節(jié)命令。其原理 使得上傳數(shù)據(jù)達(dá)到了100％上傳，人員通知可能會影響到的施工班組。 提前做好準(zhǔn)備避免造成損失，并在調(diào)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(diào)試。

3．3遠(yuǎn)動調(diào)試中的重點、難點及解決方法

3．3．1重點

更換至同一低壓柜其他帶有大負(fù)荷的搬運(yùn)，并在搬運(yùn)過程中需特別注意RTU調(diào)試主要是在無人值守的配 回路中，從而達(dá)到上傳數(shù)據(jù)的目的。 保護(hù)柜體外表油漆以及指示燈、量

電室內(nèi)實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)量的上傳，能實現(xiàn)在遙控調(diào)試中遇到表等不受損。

3．3．2難點及解決方案

控制在5s形捕捉與故障波形記錄、可編程越限。在調(diào)試過程中，遇到了各種困難，進(jìn)而進(jìn)行調(diào)試，達(dá)到了遠(yuǎn)程控制報警、事件順序記錄、趨勢記錄等功能。通過工作人員的共同努力，保制并使其動作時間控制在2s以內(nèi)。

3．3．3調(diào)試對施工的影響

現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測與控制，且在遙測信號調(diào)試時，由于站房內(nèi)設(shè)備已開始運(yùn)行，可與各種電力自動化系統(tǒng)集成，共享豐富的監(jiān)測數(shù)據(jù)與電能質(zhì)量數(shù)據(jù)。符合鐵路總公司2015頒布的《鐵路電力遠(yuǎn)動終端(RTU)技術(shù)條件》規(guī)定低壓變電所分布式RTU技術(shù)條件。ASDU—DClU通訊管理機(jī)，包含有交、直流電源。四個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)RS485，一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)RS232，兩個10M／100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口，可以實現(xiàn)互聯(lián)互通傳輸數(shù)據(jù)。它解決了系統(tǒng)終端安裝分散、數(shù)據(jù)距離遠(yuǎn)、通信協(xié)議不統(tǒng)一等問題。支持多種通訊規(guī)約，實現(xiàn)各種自動化裝置、智能化儀表、變電站智能輔助設(shè)備和計算機(jī)系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)及配電自動化系統(tǒng)。

4 RTU在高鐵站房應(yīng)用的優(yōu)點

在我國RTU技術(shù)也受到了相應(yīng)地重視，RTU具有通訊距離較長；用于各種惡劣的工業(yè)現(xiàn)場；模塊結(jié)構(gòu)化設(shè)計；便于擴(kuò)展等特點。在具有遙信、遙測、遙控領(lǐng)域的水利，電力調(diào)度，市調(diào)度等行業(yè)廣泛使用。在站房配電室采用了RTU系統(tǒng)，相比較傳統(tǒng)方式具有以下優(yōu)點：

(1)減少了運(yùn)行維護(hù)人員；

(2)控制的靈活性，既可以實現(xiàn)現(xiàn)場就地控制也可以在調(diào)度進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；

(3)實現(xiàn)分散控制，提高了系統(tǒng)的安全性、可靠性；

(4)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，減少了現(xiàn)場維護(hù)工作；

(5)節(jié)省大量信號線及接線工作，從而節(jié)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(xiàn)場或控制室均可進(jìn)行；

(7)采用模塊化設(shè)計。安裝、維護(hù)方便；

(8)低功耗，節(jié)約電源成本；升級方便，功能齊全。

5安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的介紹與選型

5.1簡介

安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)配電室實際情況，結(jié)合多年的變電站和配電室的運(yùn)行管理經(jīng)驗，自主研發(fā)了安科瑞配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了智能開關(guān)柜運(yùn)行監(jiān)控、高壓開關(guān)柜帶電顯示、電流電壓等負(fù)載運(yùn)行監(jiān)控、母線測溫監(jiān)測、電纜測溫監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、安防監(jiān)控、采暖通風(fēng)、門禁、燈光、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)、空調(diào)控制等功能。實現(xiàn)動力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設(shè)備控制，實現(xiàn)動力環(huán)境優(yōu)化，避免運(yùn)行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運(yùn)行故障，保證維護(hù)人員，延長設(shè)備使用壽命，減少配電室粗放式管理導(dǎo)致成本過高，同時實現(xiàn)配電動力環(huán)境的分布式遠(yuǎn)程管理。

5.2系統(tǒng)功能

5.2.1 通信管理

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以完成對整個配電室范圍內(nèi)的通信設(shè)備進(jìn)行管理、添加、刪除、控制和數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。

5.2.2實時監(jiān)測

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面友好，能夠顯示配電室設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實時監(jiān)測配電室環(huán)境參數(shù)信息，如視頻、溫度、濕度、漏水/水浸、水位、有害氣體和電參量等。實時顯示有關(guān)故障、告警等信息。

5.2.3 數(shù)據(jù)查詢

在人機(jī)界面中，可以直接查看配電室個設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

5.2.4曲線查詢

在曲線查詢界面，可以直接查看遙測參量曲線，包括溫度、濕度、水位、有害氣體、電壓、電流等曲線。

5.2.5運(yùn)行報表

查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)報表，包括日報表、月報表、年報表和查詢報表等。

5.2.6實時告警

科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有實時告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟取穸?、有害氣體、設(shè)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

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)Ξa(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢統(tǒng)計、事故分析。

5.2.8 用戶權(quán)限管理

為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫修改等）?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的保障。

5.2.9網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?？稍诰€診斷設(shè)備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)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(jiān)控系統(tǒng)可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。

5.3Acrel-2000E/B配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)推薦配置選型

6總結(jié)

站房配電室采用RTU對配電室內(nèi)各種設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)端控制，能隨時監(jiān)控現(xiàn)場，當(dāng)出現(xiàn)問題時能及時處理。與傳統(tǒng)控制方式相比較能更好的發(fā)現(xiàn)問題以及處理問題。而且在很大程度上節(jié)約了勞動力，取代了以前有人值守的模式。目前在我國RTU技術(shù)應(yīng)用還正在起步階段，在個別場合還有拿PLC來當(dāng)RTU使用的情況，特別是在較為惡劣環(huán)境中，這種應(yīng)用可靠性很難保證。但是隨著RTU技術(shù)應(yīng)用的擴(kuò)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(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)將慢慢取締老式控制方式。雖然RTU技術(shù)在國內(nèi)還不成熟，但要相信實例，相信正在向智能化靠近的RTU系統(tǒng)，在今后的大型配電所以及其他工程中將慢慢展現(xiàn)其優(yōu)勢。

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安科瑞Acrel-2000EB配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)2020.04版