轨道交通电力智能控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种配电站控制领域，特别是涉及一种轨道交通电力智能控制系统。

背景技术：

RTU(REMOTE TERMINAL UNIT远程测控终端)是一种数据采集与监视装置，用于远程对电网的终端设备进行有效监控的，是电网调度自动化系统的基础。调度室根据RTU采集的数据远程控制电网的终端设备的运行，能够实现调试室的无人值班。

然而，若RTU在运行过程中出现死机或故障会导致采集的电力数据丢失，在无人值班时，则会存在重大的安全隐患，可靠性低。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种可靠性高的轨道交通电力智能控制系统。

一种轨道交通电力智能控制系统，其特征在于，包括：

与配电站的开关柜信号连接、采集所述开关柜的电信号和断路器位置信号，根据所述电信号和断路器位置信号产生对应的开关控制信号以控制对应断路器的分/合闸，并将自身工作状态发送至主控终端的控制器；

与配电站的开关柜信号连接、采集所述开关柜的电信号和断路器位置信号、将采集的所述电信号和断路器位置信号发送至主控终端的远程测控终端；

以及与所述远程测控终端和控制器通信连接、在接收到所述控制器的异常工作状态信号时，根据获取的所述电信号和断路器位置信号产生对应的控制信号，并将所述控制信号发送至所述远程测控终端的主控终端，所述远程测控终端根据所述控制信号控制对应断路器的分/合闸。

在另一个实施例中，所述控制器包括：

输入端与所述配电站的开关柜连接、输出端与模拟量输入模块的输入端连接、采集所述开关柜的电信号，并将所述电信号转换为可被控制器识别的电信号的变送器；

输出端与第一处理器连接的模拟量输入模块；

输入端与所述配电站的开关柜连接、输出端与第一处理器连接、采集所述配电站的开关柜的断路器位置信号的第一开关量输入模块；

根据接收到的转换的电信号和所述断路器位置信号得到对应的开关控制信号的第一处理器；

输入端与所述第一处理器连接，输出端与隔离继电器的输入端连接的第一开关量输出模块；和

输出端与所述配电站的开关柜的断路器操作回路连接，用于输出所述开关控制信号以控制对应断路器的分/合闸的隔离继电器。

在另一个实施例中，所述远程测控终端包括：

输入端与配电站的开关柜连接、输出端与第二处理器连接，采集所述配电站的开关柜的电信号的交流量测量模块；

输入端与配电站的开关柜连接、输出端与第二处理器连接、采集所述配电站的开关柜的断路器位置信号的第二开关量输入模块；

与所述主控终端连接，将所述电信号和所述断路器位置信号发送至所述主控终端，并接收所述主控终端发送的控制信号的第二处理器；和

输入端与所述第二处理器连接、输出端与配电站的开关柜的断路器操作回路连接、用于输出所述控制信号以控制对应断路器的分/合闸的第二开关量输出模块。

在另一个实施例中，所述主控终端包括：

获取所述控制器的工作状态，并在接收到所述控制器的异常工作状态信号时，根据获取的所述电信号和断路器位置信号产生对应的控制信号的第三处理器；

以及与所述第三处理器连接的第一通讯模块，所述第三处理器通过所述第一通讯模块与所述远程测控终端和控制器连接，所述第三处理器通过所述第一通讯模块将所述控制信号发送至所述远程测控终端。

在另一个实施例中，所述第一通讯模块包括通讯管理机、光口交换机以及光纤，所述第三处理器通过所述光纤与所述光口交换机连接；所述光口交换机与所述通讯管理机连接，所述光纤为单模光纤，包括上行光纤和下行光纤。

在另一个实施例中，所述变送器包括电流变送器和电压变送器，所述电流变送器和电压变送器的输入端分别与所述配电站的开关柜连接，输出端分别与所述模拟量输入模块的输入端连接。

在另一个实施例中，所述控制器还包括模拟量输出模块，所述模拟量输出模块的输入端与所述第一处理器连接，输出端与对应的仪表连接。

在另一个实施例中，所述控制器还包括第二通讯模块。

在另一个实施例中，所述交流量测量模块、第二开关量输入模块和第二开关量输出模块通过公共总线与所述第二处理器连接。

在另一个实施例中，所述控制器和所述远程测控终端分别与所述配电站的进线柜和联动柜连接。

上述的轨道交通电力智能控制系统，包括与配电站的开关柜信号连接的控制器、远程测控终端以及与控制器和远程测控终端连接的主控终端。该系统通过设置控制器、远程测控终端和主控终端，在控制器正常工作状态时，由控制器控制配电站的开关，在控制器异常工作时，向主控终端发送异常工作状态信号，此时，由主控终端根据接收到的电信号和断路器位置信号产生对应的控制信号，并将控制信号发送至远程测控终端，由远程测控终端根据控制信号控制配电站的开关，从而保证配电站控制的可靠性。

附图说明

图1为一种实施例的轨道交通电力智能控制系统的结构示意图；

图2为另一种实施例的轨道交通电力智能控制系统的结构示意图；

图3为一种实施例的控制器的结构示意图；

图4为一种实施例的远程测控终端的结构示意图；

图5为一种实施例的主控终端的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种轨道交通电力智能控制系统，包括：

与配电站40的开关柜信号连接、采集开关柜的电信号和断路器位置信号，根据电信号和断路器位置信号产生开对应的开关控制信号以控制对应断路器的分/合闸，并将自身工作状态发送至主控终端10的控制器20。

与配电站40的开关柜信号连接、采集开关柜的电信号和断路器位置信号、将采集的电信号和断路器位置信号发送至主控终端10的远程测控终端30。

以及与远程测控终端30和控制器20通信连接、在接收到控制器的异常工作状态信号时，根据获取的电信号和断路器位置信号产生对应的控制信号，并将控制信号发送至远程测控终端30的主控终端10，远程测控终端30根据控制信号控制对应断路器的分/合闸。

具体的，控制器20设置在配电站内，远程测控终端30和主控终端设置在主控室内。控制器20和远程测控终端30分别与配电站的开关柜信号连接，采集配电站的开关柜的电信号和断路器位置信号。控制器20不仅具有数据数据采集功能，还能够根据采集的数据进行判断产生控制命令，控制器20根据电信号和断路器位置信号产生对应的开关控制信号以控制对应断路器的分/合闸，并将自身工作状态发送至主控终端10。

远程测控终端30自身只具有数据采集和存储的功能，通过将采集的电信号和断路器位置信号发送至主控终端10上，由主控终端进行判断产生控制命令。主控终端10在接收到控制器20的异常工作状态信号时，根据获取的电信号和断路器位置信号产生对应的控制信号，并将控制信号发送至远程测控终端30，远程测控终端30根据控制信号控制对应断路器的分/合闸。

即，在控制器20正常工作状态时，由控制器控制配电站的开关，在控制器异常工作时，向主控终端10发送异常工作状态信号，此时，由主控终端10根据接收到的电信号和断路器位置信号产生对应的控制信号，并将控制信号发送至远程测控终端30，由远程测控终端根据控制信号控制对应断路器的分/合闸。从而，远程测控终端30和控制器20实现远方和就地互锁的关系，均可控制变电站的开关柜的断路器的分/合闸。控制器为当地自动控制，远程测控终端为控制器的备用，当控制器工作异常时，通过主控终端切换到远程测控终端制作，确保了配电站控制的可靠性和灵活性。

上述的轨道交通电力智能控制系统，包括与配电站的开关柜信号连接的控制器、远程测控终端以及与控制器和远程测控终端连接的主控终端。该系统通过设置控制器、远程测控终端和主控终端，在控制器正常工作状态时，由控制器控制配电站的开关，在控制器异常工作时，向主控终端发送异常工作状态信号，此时，由主控终端根据接收到的电信号和断路器位置信号产生对应的控制信号，并将控制信号发送至远程测控终端，由远程测控终端根据控制信号控制配电站的开关，从而保证配电站控制的可靠性。

具体的，如图1和图2所示，配电站的开关柜包括进线柜401和进线柜402，一个联络柜403以及n个馈线柜404。本实用新型的轨道交通电力智能控制系统可用于高压、中压和低压配电站。以低压配变电站为例，低压进线柜401和低压进线柜402是由两路高压线路分别经过各自的变压器变为低压。在具体的铁路电力应用中，采用的是400V的低压。然后经过各自低压断路器分别送至Ⅰ段、Ⅱ段400V母线上，Ⅰ段400V母线与Ⅱ段400V母线通过低压联络柜相连，若其中一条进线出现故障，相应母线失电时，低压联络柜就会接通，从另一段母线上取电，以保证两段母线都有电，低压馈线柜输入端就分别接在Ⅰ段或Ⅱ段400V母线上，输出端就送电至铁路上的各个用电设备，因此要保证铁路供电的稳定，就要通过采集电信号和断路器位置信号等，安全可靠的控制低压进线柜1、低压进线柜2、低压联络柜这3个柜内断路器的分/合闸。本实施例中，控制器20和远程测控终端30分别与配电站的进线柜和联动柜连接。

如图3所示，控制器包括：

输入端与配电站的开关柜连接、输出端与模拟量输入模块202的输入端连接、采集开关柜的电信号，并将电信号转换为可被控制器识别的电信号的变送器201。

输出端与第一处理器210连接的模拟量输入模块202。

输入端与配电站的开关柜连接、输出端与第一处理器210连接、采集配电站的开关柜的断路器位置信号的第一开关量输入模块204。

根据接收到的转换的电信号和断路器位置信号得到对应的开关控制信号的第一处理器210。

输入端与第一处理器210连接，输出端与隔离继电器207的输入端连接的第一开关量输出模块205，和

输出端与配电站的开关柜的断路器操作回路连接，用于输出开关控制信号以控制对应断路器的分/合闸的隔离继电器207，隔离继电器207根据开关控制信息控制对应断路器的分/合闸。

具体的，变送器202包括电流变送器和电压变送器，电流变送器和电压变送器的输入端分别与配电站40的开关柜连接，输出端分别与模拟量输入模块203的输入端连接，从而控制器采集电信号包括电流信号和电压信号。

在铁路电力应用中，电流变送器的输入端与400V低压进线柜401、低压进线柜402和联络柜403的电流互感器相连，电压变送器的输入端与400V低压进线柜401、低压进线柜402和联络柜403的电压互感器相连，电流变送器和电压变送器将采集的配电站的进线柜和联络柜的电流和电压转换为可被控制器识别的电信号，例如，将采集的配电站的进线柜和联络柜的电流转换为4～20mA的电流信号，电压转换为0～5V的电压信号。

电流变送器和电压变送器的输出端与模拟量输入模块203的输入端连接，模拟量输入模块203的输出端与第一处理器210连接。模拟量输出模块203的输入端与第一处理器2101连接，输出端与对应的仪表连接。可以理解的是，仪表包括电流表和电压表，通过模拟量输出模块203输出至对应的仪表显示。

具体的，第一开关量输入模块204与400低压进线柜401、低压进线柜402和联络柜403的断路器连接，获取对应断路器位置信号。第一开关量输出模块205与隔离继电器207线圈连接，隔离继电器207的触点与低压进线柜401、低压进线柜402和联络柜403的操作回路连接。

在另一种实施方式中，控制器20还包括第二通讯模块208，控制器通过第二通讯模块208与主控终端10连接，将自身工作状态发送至主控终端10。控制器还包括第一电源模块209，为控制器提供工作电源。

如图2和图4所示，远程测控终端30包括：

输入端与配电站的开关柜连接、输出端与第二处理器301连接，采集配电站的开关柜的电信号的交流量测量模块302。

输入端与配电站的开关柜连接、输出端与第二处理器301连接、采集配电站的开关柜的断路器位置信号的第二开关量输入模块303。

与主控终端连接10，将电信号和断路器位置信号发送至主控终端10，并接收主控终端10发送的控制信号的第二处理器301，和

输入端与第二处理器301连接、输出端与配电站的开关柜的断路器操作回路连接、用于输出控制信号以控制对应断路器的分/合闸的第二开关量输出模块304。

在铁路电力应用中，交流量测量模块302的输入端与400V低压进线柜401、低压进线柜402和联络柜403的电流互感器和电压互感器相连，采集配电站的开关柜的电流信号和电压信号，第二开关量输入模块303的输入端与400V低压进线柜401、低压进线柜402和联络柜403的断路器相连，采集配电站的开关柜的断路器位置信号。交流量测量模块302和第二开关量输入模块303的输出端和第二处理器301连接。第二处理器301与主控终端10连接，将电信号和断路器位置信号发送至主控终端，并接收主控终端发送的控制信号。第二开关量输出模块304的输入端与第二处理器301连接，输出端与配电站40的开关柜的断路器操作回路连接。

具体的，交流量测量模块、第二开关量输入模块和第二开关量输出模块通过公共总线306与第二处理器连接。远程测控终端还包括电源模块305，为远程测控终端提供工作电源。

如图2和图5所示，主控终端包括：

获取控制器的工作状态，并在接收到控制器的异常工作状态信号时，根据获取的电信号和断路器位置信号产生对应的控制信号的第三处理器101以及与第三处理器101连接的第一通讯模块102，第三处理器101通过第一通讯模块102与远程测控终端30和控制器20连接，第三处理器获取控制器20的工作状态。本实施例的主捉控终端具有判断和控制功能，在接收到控制器20的异常工作状态信号时，根据获取的电信号和断路器位置信号产生对应的控制信号，通过第一通讯模块102将控制信号发送至远程测控终端30。

具体的，第一通讯模块包括通讯管理机1022、光口交换机1021以及光纤1023，第三处理器101通过光纤1023与光口交换机1021连接，光口交换机连1021与通讯管理机1022连接。光纤1023为单模光纤，包括上行光纤和下行光纤。

远程测控终端30和控制器20分别连接到主控终端的通讯管理机1022的输入端，通讯管理机1022的输出端连接到光口交换机1021的以太网口，光口交换机1021的2个光口分别连接上行光纤和下行光纤1023，通过上行光纤和下行光纤，光口交换机1021与第三处理器101连接。

上述的轨道交通电力智能控制系统，在控制器正常工作状态时，由控制器控制配电站的开关，在控制器异常工作时，向主控终端发送异常工作状态信号，此时，由主控终端根据接收到的电信号和断路器位置信号产生对应的控制信号，并将控制信号发送至远程测控终端，由远程测控终端根据控制信号控制配电站的开关，从而保证配电站控制的可靠性，为高速铁路的稳定运行提供了保障。随着高速铁路监控系统的发展，越来越多的配电房要求实现自动化管理、无人值班模式，将上述轨道交通电力智能控制系统应用到铁路电力系统，可满足无人值班的要求，不仅提高了调度中心后台监控的实时性和有效性，还大大降低了人员配备和管理的成本，保证了铁路电力资源的合理利用。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。