无线远程监控在迁曹铁路供电系统中的应用
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【摘 要】随着科技的进步，近几年铁路供电系统引入了远程控制技术，实现了对变电所、配电所等供电设施的智能远程监控。远程控制技术的实现极大地提高了供电系统的可靠性及供电质量。有效缩短了故障延时，提高了运输效率。
1 引言
供电系统作为电气化铁路的重要组成部分，其供电质量及可靠性直接影响铁路运力及运输生产安全。但由于铁路供电系统具有点多线长的特殊性，造成区间开关、负荷点安装较分散，传统有线远程控制技术一般采用光纤通道进行传输控制，由于光纤通道需铺设光缆且需提供电源，造成投资大、成本高，且维护工作量大。因此迁曹线区间开关、负荷点均未实现智能远程控制。为了解决这一矛盾，提高停送电及故障抢修效率。急需研制一种远程遥控、遥视装置填补这一空白。随着信息技术的发展，现在出现了一种无线远程传输控制系统，这种控制系统利用WLAN、GPRS、3G 、微波等多种的传输方式将开关、负荷点的有关信息及时反馈到调度中心或监控人员的手机中，使监控人员随时随地能够掌握开关、负荷点运行状态。并利用远程无线控制技术能够对开关进行远程分、合操作及电压、电流监控等控制。
2 无线远程监控系统工作原理
无线远程监控系统主要由中心端设备和终端设备组成。终端设备主要包括数据采集控制模块、视频监控模块、通讯模块、电源模块等。中心设备包括：监控主机及安装主机内的后台软件、通讯模块，中心服务器。
2.1 功能特点
（1）控制方式灵活，用户可以通过计算机界面控制高压开关；
（2）支持多种组网及通讯方案选择，可支持GPRS、GSM 、WLAN无线通信方式、也可接入光纤网络；
（3）具备6路开关量输入、6路功率型继电器输出（开入、开出可扩展）；
（4）透明数据传送，永远在线；
（5）嵌入式处理器，支持高速处理协议和大量数据；
（6）支持远程在线修改配置参数；
（7）抗干扰设计，适合电磁环境恶劣的应用需求。
2.2 性能参数
（1）工作电源： AC220V、 300W
（2）外型及安装尺寸：420mm*550mm*230mm（W*H *D）
（3）重量：约25kg
（4）工作温度： -30～+75℃
（5）存储温度：-40～+85℃
（6）相对湿度：95%（无凝结）
2.3 通讯方式特点
（1）GPRS或者3G通讯方式
通讯数据传输以中国移动的无线GPRS或者3G网络及Internet互联网作为载体。GPRS或者3G永远在线，按流量计费，从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。GPRS或者3G通讯方式适用于间断的、突发的和频繁的点多分散、中小流量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。具有传输信号稳定、实时在线性能好、可靠性高的优点，且用户无需自建控制通讯线路和网络。
（2）数据短信通讯方式
设备主要由短信中心、短信终端和智能控制器构成，通讯以中国移动的GSM网络作为载体，采用短信形式进行数据传输，GSM数据短消息方式可以实现主动上报，按条收费，不容易出现数据遗漏或丢失的现象。
（3）无线自组网通讯方式
无线自主网通讯方式包括无线小微波自组网方式和无线网桥自组网方式。这种方式具有易于架设，组网方式简单，通信稳定、速率带宽大，可靠性高的优点，尤其是在中国移动信号不稳定的区域，应用范围更为广泛。
2.4 中心系统工作原理
无线远程监控系统通过无线GSM网络或者自组网方式构建无线控制系统。中心设备主要包括工控机、音响报警装置、互联网装置。工控机内运行“电源监控系统”分析软件。软件可以通过通讯链路实时和终端装置采集的数据进行交换。以GK远程监控系统为例，当电动GK动作时，通过软件界面下发操作指令，并能够通过音响和窗口两种示警方式反馈GK动作情况，同时装置还具有通过语音报警和短信提醒功能，在GK动作时，自动拨打预设的电话和中文短信，告知哪个GK设备动作，避免出现误动作造成损失。
3 无线远程控制在迁曹铁路供电系统中的应用
3.1 曹北站168#GK远程控制的应用
2013年10月，在曹北站的168#隔离开关位置，把原有的手动隔离开关改为GPRS电动远程遥控的隔离开关，同时加装视频监控摄像头，使168#隔离开关的位置状态和图像信息都可以传输到调度中心。
使用远程监控系统前，发生接触网故障时，工作人员赶赴现场分合隔离开关需要40分钟直至1个小时。故障排除时间长，处理不及时。曹北站接触网168#双极GK安装远程无线遥控、遥视装置安装3个多月的时间，期间通过无线遥控操作6次，每次遥控操作的动作时间在25S左右，并通过视频装置观看到隔离开关动作是否到位，在恶略天气关注隔离开关位置是否发生变化。解决了长期困扰车间的难题。
3.2 迁曹线信号电源、UPS电源监控的应用
迁曹线供电信号电源主要是担负供给电务系统信号两路电源的任务。为了提高供电质量，鉴于此我们在2009年为管内所有信号两路电源和UPS电源安装了远程电源无线监测系统。设备主要由终端设备和中心设备组成。终端设备包括LH设备、数据采集模块、GPRS无线通讯模块、电源模块等构成，中心系统由工控机、显示器和音响装置和安装在工控机内的监测软件构成。设备可以实时测量、存储、统计信号电源和UPS系统的电压、电流、功率功率因数电度等状态参数。整套系统具有现场更换方便，具备很好的工程实用性。并在电源系统有异常或故障时发出音响报警，辅助值班人员迅速做出处理决定，提高了供电设备管理效能。
3.3迁安北至滦南贯通线路无线远程控制负荷开关的应用
迁安北至滦南贯通线路全长72公里，为信号、G网、车站、红外线等提供电源。迁滦贯通供电点多且分散，线路环境复杂。为此2013年在贯通线路上分区段安装6台无线远程负荷开关，实现贯通线路快速分段停电、小范围故障切除功能，有效的缩短了故障延时，提高了供电质量。
4 取得的实际效果
我们在曹北站接触网168#GK处、迁安北至滦南贯通线路安装多处无线远程控制负荷开关，在迁曹线信号电源处安装UPS双电源监控取得了显著效果。
（1）远程监控装置能够在隔离开关位置发生位置变化和交流信号电源发生变化的时候进行报警提示，同时把这个报警通过短信和语音模式发送到相关人员的手机上。在发生问题的第一时间通知到相关人员。 （2）在发生位置变位和交流电源进行电压异常的时候，调度人员可以通过后台软件进行查看，给设备处理和分析提供可靠地依据，对设备异常状态做到早发现，早处理，减少隐患。
（3）该装置具备“遥控”和“遥信”功能，动作稳定可靠，大大节省了人员的劳动强度，保证人员操作的安全性，提高的工作效率，对于排除故障大大缩短的时间。
（4）该系统科技含量高，采用GSM网络为载体进行数据通讯，无需硬件组网的投入，共享数据传输平台，硬件成本投入低。
（5）该系统采用高度集成的免维护、工业化产品设计，易于安装及拆卸，具有防误动、防干扰、防锈蚀的特点，满足于现场复杂恶劣的运行环境，运营成本低，适宜推广。
5 结束语
无线远程遥控、遥视装置具有安装设备少、投资小、安装灵活、安全可靠等特点，非常适用于铁路点多线长的特点，能够缩短停送电的时间，提高供电效率，同时也减小了工作人员的劳动强度。在铁路供电系统中具有良好的应用前景。
参考文献：
[1]熊军华，徐国庆，熊织明.智能变电站热缺陷无线检测远程监控系统设计[J].中国电力，2011（11）.
[2]鲁刚.无线网络优化电力系统远程监控[J].煤炭企业管理，2006（10）.