适用于铁路供电系统接触网开关的智能终端设备技术方案

本实用新型专利技术公开了一种适用于铁路供电系统接触网开关的智能终端设备，其特征在于：它由CPU模件、电源模件、电池管理单元组成，所述CPU模件集成了开入量输入单元、开关量输出单元以及通信单元，与所述电源模件、电池管理单元相连，所述开入量输入单元提供多路开入量，所有开入量进入设备后都进行电气隔离，所述开关量输出单元提供多路开出量，所有开出量都以继电器空接点形式输出，所述通信单元采用以太网进行通讯，通过网络可接入监控系统；所述电源模件提供多路稳压电压，给所述CPU模件和电池管理单元供电；所述电池管理单元能够使不间断运行,并提供电源故障告警信息。本实用新型专利技术可灵活的运用于各种场合，具有较强扩展性和灵活性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铁路供电系统接触网开关的监控领域。该专利技术创造实现了接触网开关数据采集、报警、通信、控制、远方通讯功能及电池电源管理功能。
技术介绍
接触网主要负责给电力机车输送电能，通常要承载27.5KV的高电压和几百安的大电流，它的供电可靠性将直接影响高铁线路的运营安全。接触网开关，包括电动隔离开关和负荷开关，是电气化铁路牵引供电系统中的关键设备，它能够连通或断开接触网中各分段的供电，隔离停电区域故障，缩小接触网停电事故范围，并能实现变电所供电方式的变换，降低接触网电能损失，在线路维护中同时又是配合“天窗”实施的重要保障。凡需要进行供电分段的地方，特别是枢纽站场都应设置接触网开关，以便提高供电灵活性、稳定性和可靠性。这也造成所使用的接触网开关数量众多，安装分散，分布广泛，对检修和操作都带来了不便，因此对接触网开关实行远距离的综合监控非常必要。根据接触网开关的配置特点，将监控方式分为统一监控方式和分布监控方式。目前监控方式普遍采用了分布式监控方式，这种监控方式对于统一监控方式更具灵活性，安全度高，故障排除方便。这种监控方式对接触网监视终端设备可靠性提出较高的要求，要求终端设备能够现场安装方便，不受现场地形、气候、电磁等外部干扰，设备能够实时采集接触网开关状态，并与上层平台进行实时通信交互，实现遥控和遥信功能。当外部电源中断时依然能够保证设备正常运行，并将电源故障信息实时上传，提醒及时解除故障。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，该专利技术创造实现了接触网开关数据采集、报警、通信、控制、远方通讯功能及电池电源管理功能。本专利技术采用的技术方案为：一种适用于铁路供电系统接触网开关的智能终端设备，它由CPU模件、电源模件、电池管理单元组成，所述CPU模件集成了开入单元、开出单元以及通信单元，与所述电源模件、电池管理单元相连。CPU模件上的所述开入单元提供多路开入量，所有开入量进入设备后都进行电气隔离，所述开出单元提供多路开出量，所有开出量都以继电器空接点形式输出，所述通信单元采用以太网进行通讯，通过网络可接入监控系统，调试、检测方便简单，所述电源模件提供多路稳压电压，给所述CPU模件和电池管理单元供电。所述电池管理单元能够使不间断运行,并提供电源故障告警信息,在正常运行时对电池实施管理,定时进行活化功能,提高电池寿命。所述电池管理单元外带蓄电池，在设备外部交流电源失电时提供备用电源，确保设备能不间断工作，并实时向监控系统发出电源失电告警信号。本设备具有以下几个特点：●开关量输入功能：采用软件扫描、软件滤波等方法，实现开关量的输入及防抖动处理。开关量输入具有分辨率高，防抖动干扰性能好等特点。外部开入都有相应指示灯，能更直观提示开关量的分合闸位置。●控制输出功能：可以控制2路双位置(分/合)操作。控制逻辑严密合理并具有逻辑闭锁功能。●网络通信功能：本设备采用电缆以太网及1个RS-232/485串行口网络，保证设备通信的可靠性和实时性。设备具有与当地监控计算机通信的功能，采用基于TCP/IP协议的以太网通信，应用层采用IEC60870-5-103国际标准通信规约；设备具有与远程智能设备通信的功能，可通过RS-232/485口实现，也可通过以太网实现，支持MODBUS，IEC60870-5-101、IEC60870-5-102、IEC60870-5-104等各种标准远动通信规约。●设备具有通信监视功能，通过运行在PC机上的调试终端软件监视本机工作状态及各个通信接口的通信数据。●设备具有自诊断功能，装置在开机及运行时进行自我检测。●程序具有自恢复功能，在受到外界干扰或其他原因导致程序运行出错时，系统能在一定的时间内自行恢复。●设备具有电源管理功能，在外部电源停电时，能够不间断给设备提供备用电源，并把外部电源故障信号发送给调度系统，设备正常运行时定时对电池进行活化，在电池欠压进行充电。附图说明图1为本技术实施例中智能终端设备硬件结构图。图2为本技术实施例中接触网监视终端软件流程图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。如图1所示，为本技术实施例中接触网监视终端硬件结构图。本技术提供了针对铁路供电系统接触网开关实时监控的设计方案，具有开关量输入、控制输出及网络通信等功能。本设备是单插件盒体装置，既可以集中组屏组柜，也可就地安装于开关柜，构成分散式系统。因而可灵活的运用于各种场合。具有较强扩展性和灵活性。设备可外带蓄电池，在设备外部交流电源失电时提供备用电源，确保设备能不间断工作，并实时向监控系统发出电源失电告警信号。本设备同时具有活化电池功能，分为定时自动活化电池及手动活化电池两种方式。设备采用现有的专用调试维护软件，可广泛应用于电气化铁路牵引变电站及各种电压等级电力变电站。本实施例的适用于铁路供电系统接触网开关的智能监控装置，它由CPU模件、电源模件、电池管理单元组成，所述CPU模件集成了开入单元、开出单元以及通信单元，与所述电源模件、电池管理单元相连。CPU模件上的所述开入单元提供多路开入量，所有开入量进入设备后都进行电气隔离，所述开出单元提供多路开出量，所有开出量都以继电器空接点形式输出，通信单元采用以太网及1个RS-232/485串行口网络，通过网络可接入监控系统，调试、检测方便简单。所述电池管理单元能够使不间断运行,并提供电源故障告警信息,在正常运行时对电池实施管理,定时进行活化功能,提高电池寿命。该设备实现了接触网开关数据采集、报警、通信、控制、远方通讯功能及电池电源管理功能。设备在外部开入采集采用了数字防抖动滤波功能,分辨率达到1ms，使外部开关量变化时通过通讯模块实时上传给调度系统。设备采用基于TCP/IP协议的以太网通信，支持MODBUS，IEC60870-5-101、IEC60870-5-102、IEC60870-5-104等远动规约；设备具有与远程智能设备通信的功能，可通过RS-232/485口实现，也可通过以太网实现。图2为本技术实施例中接触网监视终端软件流程图。以上的实施例仅为说明本技术的结构特征，不能以此限定本技术的保护范围，凡是按照本技术提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何非实质性改动，均落入本技术保护范围之内。本技术不涉及软件的专利技术与创新。本技术未涉及的技术均可通过现有的技术加以实现。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于铁路供电系统接触网开关的智能终端设备，其特征在于：它由CPU模件、电源模件、电池管理单元组成，所述CPU模件集成了开入单元、开出单元以及通信单元，与所述电源模件、电池管理单元相连，所述开入单元提供多路开入量，所有开入量进入设备后都进行电气隔离，所述开出单元提供多路开出量，所有开出量都以继电器空接点形式输出，所述通信单元采用以太网进行通讯，通过网络可接入监控系统；所述电源模件提供多路稳压电压，给所述CPU模件和电池管理单元供电；所述电池管理单元能够使不间断运行,并提供电源故障告警信息。

【技术特征摘要】
1.一种适用于铁路供电系统接触网开关的智能终端设备，其特征在于：它由CPU模件、电源模件、电池管理单元组成，所述CPU模件集成了开入单元、开出单元以及通信单元，与所述电源模件、电池管理单元相连，所述开入单元提供多路开入量，所有开入量进入设备后都进行电气隔离，所述开出单元提供多路开出量，所有开出量都以继电器空接点形式输出，所述通信单元采用以太网进行通讯，通过网络可接入监控系统；所述电源模件提供...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏如国，包素丽，张林，随新鲜，
申请(专利权)人：南京国电南自轨道交通工程有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32