一种城市轨道交通牵引供电综合监测装置的制作方法

本发明涉及一种城市轨道交通牵引供电技术，具体地说是一种城市轨道交通牵引供电综合监测装置。

背景技术：

直流供电是目前国家大力发展的关系国计民生的重要行业，直流供电装置在城市轨道交通、矿山牵引、港口吊车等领域都有重要应用，前景广阔。现有的直流供电系统中，对于系统的各电量、非电量的监测和显示还有不少地方大量采用传统的仪表进行。采用这种方式，使用的设备多，接线复杂，日常维护比较繁琐；并且当需显示的量较多的时候，仪器面板面积较大，不便于同时对多个模拟量进行监视。此外，系统也无法实现远距离监测。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种能够可以对牵引供电系统进行实时监测的城市轨道交通牵引供电综合监测装置。

为了解决上述技术问题，本发明的城市轨道交通牵引供电综合监测装置，包括在牵引供电系统中并联连接的多个整流器单元，每个整流器单元内由两个pwm整流器与交流侧的变压器构成，每个pwm整流器均通过各自的数据采集节点连接数据采集单元，数据采集单元经过以太网通讯节点连接到以太网交换机上，以太网交换机通过工业以太网连接监控计算机，数据采集单元能够采集相应的pwm整流器的相关特征量并通过工业以太网将采集到的数据上传到监控计算机内进行数据传输。

所述数据采集节点和监控计算机之间通过心跳帧进行信息传输。

所述监控计算机内设置有动态链接库，所述动态链接库中具有数据查询、接收线程以及数据保存线程，所述工业以太网中的数据发送以令牌的形式进行。

所述监控计算机具有可视化的用户监视界面。

采用上述的结构后，由于并联设置的多个整流器单元、与整流器单元连接的数据采集单元以及经过以太网与数据采集单元连接的监控计算机，由此可基于以太网通讯机制以及动态链接库的网络数据流控制和数据保存机制，对pwm整流器的交流输出电压,交流侧相电流以及电网电压电量实现可视化用户监控，它将以太网通讯技术和可视化界面技术结合起来，监测平台中使用动态链接库对以太网进行网络和数据管理，充分发挥以太网传输距离远、传输数据量大、信号可靠性高的优点，增加了传输的数据量，也实现了对牵引供电系统的远距离监测，它能够独立于列车牵引系统的既有设备安装，且对于各种牵引系统具有普适性。

附图说明

图1为发明中能馈式牵引供电系统的电路结构图；

图2为发明城市轨道交通牵引供电综合监测装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明的城市轨道交通牵引供电综合监测装置做进一步说明。

如图所示，本发明的城市轨道交通牵引供电综合监测装置，包括在牵引供电系统中并联连接的多个整流器单元，每个整流器单元内由两个pwm整流器与交流侧的变压器构成，若牵引供电系统中共有n个整流器单元，那么监测平台需要监测和显示共2n个pwm整流器的工作状态，为了标志每个pwm整流器的工作状态，需要监测的特征量共计11路模拟信号和12路数字信号，pwm整流器的数学模型如下式所示：

其中，ua,ub和uc是pwm整流器的交流输出电压,ia,ib,和ic为交流侧相电流，ea,eb,和ec为电网电压，基于系统运行和调试的需要，监测系统必须对上述电量进行实时监视，本发明将每个pwm整流器均通过各自的数据采集节点连接数据采集单元，数据采集单元经过以太网通讯节点连接到以太网交换机上，以太网交换机通过工业以太网连接监控计算机，数据采集单元能够采集相应的pwm整流器的相关特征量并通过工业以太网将采集到的数据上传到监控计算机内进行数据传输。

进一步地，所说的数据采集节点和监控计算机之间通过心跳帧进行信息传输，本发明系统中连接的以太网节点多，数据量大，需要进行集中处理，因此监控计算机内设置有动态链接库，动态链接库中具有数据查询、接收线程以及数据保存线程，工业以太网中的数据发送以令牌的形式进行，监控计算机具有可视化的用户监视界面，较之传统的仪器面板显示方式，使用虚拟的用户监视界面通过实现可视化的用户监视界面，可以在变电所监控室内上位监控计算机的液晶显示屏上将整个供电系统各位置的模拟量和数字量同时可视化地展现出来，并且对屏幕上的量值进行实时更新，清楚直观。

另外，随着牵引供电系统容量的增加，以太网中需要增加新的检测节点并分配新的ip地址，系统中采用arp协议结合上层计算机中的动态ip列表查询的形式进行动态ip地址的分配，在网络的自动监测方面，各检测节点和上层微机之间通过心跳帧进行联系，当某个检测节点出现故障无法正常工作时，这个检测节点发出的心跳帧中断，上层计算机可以及时发现并使其退出网络并进行报警。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种城市轨道交通牵引供电综合监测装置。它包括多个整流器单元，每个整流器单元内由两个PWM整流器与交流侧的变压器构成，每个PWM整流器均通过各自的数据采集节点连接数据采集单元，数据采集单元经过以太网通讯节点连接到以太网交换机上，以太网交换机通过工业以太网连接监控计算机，数据采集单元能够采集相应的PWM整流器的相关特征量并通过工业以太网将采集到的数据上传到监控计算机内进行数据传输。采用上述结构后，将以太网通讯和可视化界面结合起来，监测平台中使用动态链接库对以太网进行网络和数据管理，充分发挥以太网传输距离远、传输数据量大、信号可靠性高的优点，增加了传输的数据量，实现了对牵引供电系统的远距离监测。

技术研发人员：王磊;沈茂盛;常广;张皖俊
受保护的技术使用者：北京交通大学长三角研究院
技术研发日：2017.05.27
技术公布日：2017.08.29